手机CPU和计算机CPU性能比较_影响CPU性能的因素清单

随着手机CPU制造商（高通，海思，三星和联发科）的不断努力，手机CPU均为四核和八核. 联发科技甚至已经开始拥有十个内核，并且主频率越来越高，因此大多数人认为手机CPU可以与计算机CPU相提并论，但事实并非如此.

关于CPU性能，您必须首先弄清影响CPU性能的关键因素: 体系结构，进程，时钟频率，内核等. 决不是简单的内核编号和时钟频率.

手机CPU和计算机CPU的性能比较

首先，架构上的差异

简而言之，该体系结构就像CPU的建筑物框架一样，是CPU最基本但最重要的部分. 手机CPU架构主要基于ARM（高级精简指令集机Advanced RISC Machines）体系结构设计，而ARM使用精简指令系统（RISC），该设计思想减少了大量CPU内部指令集，从而提高了ARM CPU的性能. 尚未达到Intel X86 CPU的级别.

计算机CPU采用X86，X64和其他体系结构，并使用复杂的指令系统（CISC）. 最终结果是一个ARM体系结构CPU. 计算能力远低于计算机CPU的计算能力. 相同频率的CPU浮点运算能力相差数千到数万.

肯定有人会说，为什么手机CPU不同时使用X86，X64等架构，这是由于定位问题，手机CPU必须满足低功耗和低成本的要求，而X86，X64此时其他架构的CPU确实无法满足要求.

第二，工艺和主要频率

手机CPU的主流是14 / 16nm，已经赶上了计算机CPU的处理水平.

让我们谈谈主要频率. CPU的主频率与CPU的实际计算能力有一定关系，但并不直接相关. 确定CPU的运行速度取决于CPU的综合指标，例如缓存，指令集和CPU的位数.

因为CPU位的数量非常重要，所以这就是为什么配备64位CPU的手机比32位CPU的手机快得多的原因. 由于手机CPU和计算机CPU的体系结构不同，因此在相同频率下，计算机CPU的计算能力比手机CPU高数十至数百倍.

三，核心的影响

手机多核实际上应该被称为多个CPU，封装多个CPU芯片以处理不同的事物，您甚至可以将其昵称为“胶芯”，这意味着必须将其粘在一起. 在待机或空闲时间，八核手机只能使用一个或两个核.

手机CPU和计算机CPU的性能有多差？

但是，计算机不同. PC的多核处理器是指在单个处理器上集成多个计算核心. 他们可以通过合作与合作来处理同一件事，并将多个平行的人打包在一起. 一句话就是并行处理，双核意味着一个通道变成更多通道.

当处理同一件事时，内核的增加没有手机CPU的实际计算能力，也没有实际的增强. 可以想象，单车道的道路拥挤着八辆车. 这就是为什么Intel的原子手机处理器和Apple的处理器仅具有双核，但它们却比大多数相同频率的四核处理器更强大. 单核功能实际上更为重要，这就是联发科的多核（10核）不能改善太多的原因.

四个GPU核心

通常来说，手机GPU与CPU封装在同一SoC上，这是Intel的核心图形卡. 电脑是不同的. 在早期，计算机的CPU通常是主要操作. 视频和图形处理全部移交给了集成在北桥中的图形卡.

后来有了离散显卡，集贤慢慢地集成到了CPU中，现在核心显卡正在慢慢取代集贤. 值得一提的是，英特尔最新的核心显卡具有非常好的功耗和性能，并且有更换独立显卡的趋势.

影响CPU性能的因素清单

1，主频率

主频率也称为时钟频率，单位是兆赫兹（MHz）或千兆赫兹（GHz），用于指示CPU运算和处理数据的速度.

CPU的主频率=外部频率×倍频系数. 许认为主频率决定了CPU的运行速度. 这不仅是单方面的，而且对于服务器而言，这种理解也存在偏差. 到目前为止，还没有确定的公式可以实现主频率与实际计算速度之间的数值关系. 即使是两家主要的处理器制造商英特尔（Intel）和AMD，在这一点上仍然存在很多争议，从英特尔产品的发展趋势可以看出，英特尔非常重视加强自己的主频开发. 像其他处理器制造商一样，有些人曾经将1GHz Transmeta处理器用于比较. 它的运行效率相当于2 GHz Intel处理器. 主频率和实际计算速度之间存在一定的关系，但不是简单的线性关系. 因此，CPU的主频率与CPU的实际计算能力没有直接关系. 主频率指示CPU中数字脉冲信号的振荡速度. 在Intel处理器产品中，您还可以看到这样的示例: 1 GHz Itanium芯片的性能不能达到2.66 GHz Xeon（Opteron）或Opteron的速度，或者1.5 GHz Itanium 2约为4 GHz Xeon / Opteron的速度. CPU的运行速度取决于CPU的性能指标，例如管线，总线等.

主频率与实际运行速度有关. 只能说主频只是CPU性能的一个方面，并不代表CPU的整体性能.

2. 外部频率

外部频率是CPU的参考频率，单位为MHz. CPU的外部频率决定了整个主板的运行速度. 用外行的话来说，在台式计算机中，超频是超级CPU的外部频率（当然，在正常情况下，CPU倍频器是锁定的），我相信这是众所周知的. 但是对于服务器CPU，绝对不允许超频. 如前所述，CPU确定主板的运行速度. 两者同步运行. 如果超频服务器CPU并更改外部频率，则会发生异步操作（台式计算机上的许多主板都支持异步操作）. 系统不稳定.

在当前大多数计算机系统中，FSB和主板前端总线不同步，并且容易混淆FSB和FSB频率. 以下对前端总线的介绍讨论了两者之间的区别.

3. 外频频率

前端总线（FSB）频率（即总线频率）直接影响CPU和内存之间直接数据交换的速度. 有一个可以计算的公式，即数据带宽=（总线频率×数据位宽度）/ 8，数据传输的最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率. 例如，当前支持64位的Xeon Nocona具有800MHz的前端总线. 根据公式，其最大数据传输带宽为6.4GB /秒.

FSB和FSB频率之间的差异: FSB速度是指数据传输的速度，而FSB是CPU和主板同步运行的速度. 换句话说，100MHz的外部频率是指每秒振荡1亿次的数字脉冲信号. 100MHz前端总线是指CPU可接受的每秒数据传输量为100MHz×64bit÷8bit / Byte = 800MB / s.

实际上，随着“ HyperTransport”体系结构的出现，实际的前端总线（FSB）频率已经改变. IA-32架构必须具有三个重要组件: 内存控制器中枢（MCH），I / O控制器中枢和PCI集线器，例如英特尔的典型芯片组Intel 7501和Intel 7505芯片组，它们都是定制的双Xeon处理器，它们包含MCH的CPU为前端总线频率提供533MHz，带有DDR内存，前端总线带宽可以达到4.3GB /秒. 但是，随着处理器性能的不断提高，这也给系统架构带来了许多问题. “ HyperTransport”体系结构不仅可以解决问题，而且可以更有效地改善总线带宽. 例如，AMD Opteron处理器和灵活的HyperTransport I / O总线体系结构允许它集成内存控制器，从而使处理器不会通过系统总线. 直接与芯片组的内存交换数据. 在这种情况下，AMD Opteron处理器无法得知前端总线（FSB）的频率.

4. CPU的位和字长

位: 二进制数用于数字电路和计算机技术中，代码仅是“ 0”和“ 1”，其中“ 0”或“ 1”是CPU中的“位”.

字长: 在计算机技术中，CPU一次（同时）可以处理的二进制数的位数称为字长. 因此，可以处理8位数据的CPU通常称为8位CPU. 同样，一个32位CPU可以处理每单位时间字长为32位的二进制数据. 字节长度与字长之间的区别: 由于常用的英文字符可以用8位二进制表示，因此8位通常称为字节. 字长的长度不是固定的，并且对于不同的CPU，字长的长度也不同. 一个8位CPU一次只能处理一个字节，而一个32位CPU一次只能处理4个字节电脑性能cpu，而字长相似的64位CPU一次只能处理8个字节.

5. 倍频因子

倍增系数是指CPU主频率和外部频率之间的相对比例关系. 在相同的外部频率下，倍频系数越高，CPU频率越高. 但是实际上，在相同外部频率的前提下，高频CPU本身并没有多大意义. 这是因为CPU与系统之间的数据传输速度受到限制. 一个盲目追求高频并获得高频倍频器的CPU会产生明显的“瓶颈”效应-从系统获取数据的CPU极限速度无法满足CPU的运行速度. 通常，除了英特尔CPU的工程模型外，倍频器都是锁定的. 少数奔腾双核E6500K（例如Inter Core 2内核）和某些极端版本的CPU并未锁定倍频器，而AMD之前并未锁定倍频器. 现在，AMD推出了黑匣子版CPU（也就是说，倍频器版本未锁定，用户可以自由调节倍频器，并且用于调节倍频器的超频方法比调节外部频率要稳定得多.

6. 缓存

缓存的大小也是CPU的重要指标之一，缓存的结构和大小对CPU速度有很大的影响. CPU中缓存的运行频率极高，通常以与处理器相同的频率运行，并且工作效率远高于系统内存和硬盘驱动器. 在实际工作中电脑性能cpu，CPU经常需要重复读取相同的数据块，高速缓存容量的增加可以大大提高CPU内部读取数据的命中率，而不必去存储器或硬盘上查找，以提高系统性能. 但是，由于CPU芯片面积和成本方面的考虑，缓存非常小.

7. CPU扩展指令集

CPU依赖于来自计算和控制系统的指令. 每个CPU都设计有一系列与其硬件电路相匹配的指令系统. 指令的强度也是CPU的重要指标. 指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一. 从当前的主流体系结构来看，指令集可以分为两部分: 复杂的指令集和精简的指令集（指令集有四种类型），以及从特定的应用角度来看，例如英特尔的MMX（多媒体扩展，即AMD的全名，英特尔没有解释其词源），SSE，SSE2（流式单指令多数据扩展2），SSE3，SSE4系列和AMD的3DNow！ Etc.是CPU的扩展指令集，它增强了CPU的多媒体，图形和Internet的处理能力. CPU的扩展指令集通常称为“ CPU指令集”. SSE3指令集当前是最小的指令集. 以前，MMX包含57个命令，SSE包含50个命令，SSE2包含144个命令，SSE3包含13个命令. 目前，SSE4也是最先进的指令集. Intel Core系列处理器已经支持SSE4指令集. AMD将在未来的双核处理器中增加对SSE4指令集的支持. Transmeta处理器也将支持此指令集. <

8，包裹表格

CPU封装是一种保护措施，它使用特定的材料来固化其中的CPU芯片或CPU模块以防止损坏. 通常，必须先封装CPU，然后才能将其交付给用户. CPU的包装方法取决于CPU安装的类型和设备的集成设计. 从大分类的角度来看，通常与Socket插槽一起安装的CPU打包在PGA（网格阵列）中，而与Slot x插槽一起安装的CPU都是SEC（单侧插件箱）. 还有一些封装技术，例如PLGA（塑料接地栅格阵列）和OLGA（有机接地栅格阵列）. 由于市场竞争日趋激烈，CPU封装技术的当前发展方向是基于节省成本.

9，多线程

同时多线程，或简称SMT. SMT可以在处理器上复制结构状态，以允许同一处理器上的多个线程同步执行并共享处理器的执行资源，从而可以最大程度地处理宽发射和乱序的超标量处理并改善处理器操作组件的利用率可以减轻由于数据相关性或高速缓存未命中而导致的访问内存的延迟. 当没有多个线程可用时，SMT处理器几乎与传统的宽发射超标量处理器相同. SMT最吸引人的功能是它只需要在处理器核心的设计中进行小规模更改，并且可以在不增加额外成本的情况下显着提高性能. 多线程技术可以为高速计算核心准备更多要处理的数据，从而减少了计算核心的空闲时间. 对于低端台式机系统而言，这无疑是非常有吸引力的. 英特尔从3.06GHz奔腾4开始，所有处理器都将支持SMT技术.

10. 多核

多核，也指单芯片多处理器（Chip Multiprocessor，简称CMP）. CMP由美国斯坦福大学提出. 这个想法是将并行处理器中的SMP（对称多处理器）集成到同一芯片中，并且每个处理器并行执行不同的进程. 与CMP相比，SMT处理器结构的灵活性更加突出. 但是，当半导体工艺进入0.18微米时，线路延迟已超过了门延迟，因此要求将微处理器的设计划分为许多尺寸更小，位置更好的基本单元结构. 相比之下，由于CMP结构已被划分为多个处理器内核进行设计，因此每个内核相对简单，有利于优化设计，因此具有更大的发展前景. 当前，IBM的Power 4芯片和Sun的MAJC5200芯片均使用CMP结构. 多核处理器可以共享处理器内的缓存，提高缓存利用率，并简化多处理器系统设计的复杂性.

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