为什么不能使用CPU时钟速度来比较计算机性能

购买新电脑?不要过分注意CPU时钟速度。 “ CPU速度”曾经是比较两台计算机性能的一种简单的方法,即使不是完全准确的方法,也只是比较GHz。但是现在不行了。

现代CPU的速度足以应付大多数基本任务,因此在比较性能时,您还需要考虑其他方面。例如,计算机是否配备了SSD或速度较慢的磁性硬盘?

为什么不能只比较时钟速度

CPU时钟速度或时钟速率以赫兹为单位-通常以千兆赫兹或GHz为单位。 CPU的时钟速度是衡量CPU每秒可以执行多少个时钟周期的量度。例如,时钟频率为1.8 GHz的CPU每秒可以执行1,800,000,000个时钟周期。

从表面上看,这似乎很简单。 CPU可以执行的时钟周期越多,它可以完成的事情就更多,对吗?好吧,是的,不是的。

一方面,时钟速度 在比较同一系列中的相似CPU时很有用。例如,假设您要比较两个英特尔Haswell Core i5 CPU,它们的时钟速率仅不同。一种运行在3.4 GHz,另一种运行在2.6 GHz。在这种情况下,当3.4 GHz处理器都以最高速度运行时,其性能将提高30%。这是正确的,因为处理器在其他方面是相同的。但是,您无法将Haswell Core i5的CPU时钟频率与其他类型的CPU(例如AMD CPU,ARM CPU甚至是较旧的Intel CPU)进行比较。

乍一看似乎并不明显,但这实际上是有很简单的原因。现代CPU的效率正在大大提高。也就是说,他们可以在每个时钟周期完成更多工作。例如,英特尔在2006年发布了主频为3.6 GHz的奔腾4芯片。现在是2013年底,而最新最快的英特尔Haswell Core i7 CPU出厂时主频为3.9 GHz。这是否意味着CPU性能在7年内仅提高了一点点?一点也不!

相反,Core i7 CPU可以在每个时钟周期内简单地执行更多操作。重要的是,不仅要看时钟周期,还要看每个时钟周期CPU可以完成的工作量。在所有其他条件都相同的情况下,工作量少的时钟周期要好于工作量少的时钟周期要好-时钟周期越少意味着CPU所需的功率就越少,产生的热量也就越少。

此外,现代处理器还进行了其他改进,使其性能更快。这包括其他CPU内核以及CPU可以使用的大量CPU高速缓存。

动态时钟速度调整

现代CPU也不是单速固定的,尤其是笔记本电脑,智能手机,平板电脑和其他移动CPU,在这些方面,功率效率和发热量是主要问题。而是在闲置时(或您做得不多)时,CPU的运行速度较慢,在负载下,CPU的运行速度较快。 CPU在需要时动态增加和降低其速度。在执行要求较高的操作时,CPU将提高其时钟速率,尽快完成工作,并恢复到较低的时钟速率,从而节省更多功率。

因此,如果您要购买笔记本电脑,则还需要考虑这一点。请记住,冷却也是一个因素-Ultrabook中的CPU可能仅能在最高速度下运行一定的时间,然后才能以较低的速度运行,因为它无法得到适当的冷却。由于过热的原因,CPU可能无法始终保持最高速度。另一方面,具有完全相同的CPU但散热效果更好的计算机,如果可以保持CPU足够凉爽以在那些最高速度下运行更长的时间,则可能会具有更好,更一致的性能。

其他硬件问题,尤其是固态驱动器

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对于计算机的整体性能,其他硬件也非常重要。例如,即使使用传统磁性硬盘驱动器的计算机具有更好的CPU性能,大多数计算机用户也可能会认为固态驱动器的计算机比常规使用传统磁性硬盘驱动器的计算机要快。硬盘访问是严重的性能瓶颈。与计算机的速度相比,计算机是否具有SSD可能是一个更重要的问题。

当然,SSD不是唯一重要的硬件。拥有更多的RAM将使您能够一次执行更多的操作,而无需不断地交换到计算机的页面文件中,而功能更强大的图形卡将比更快的CPU改善PC游戏性能。另一方面,如果您要做的只是浏览网络,观看视频并处理文档,那么在特定点以上更快的图形卡甚至更多的RAM都不会引起注意。

如何比较计算机性能

您不能简单地查看CPU速度数字并知道哪台计算机速度更快,或者在现实世界中计算机的速度要快多少。大多数人也不一定会注意到CPU性能在一定程度上有所提高。例如,MacBook Air或类似的Ultrabook配备了速度较慢的Intel Haswell Core i5处理器,该处理器旨在节省功耗并尽可能地保持凉爽。但是,如果您只想浏览网络,听音乐,观看视频并处理文档,则CPU的速度可能足够快,以至于您不会注意到它与速度更快的台式机CPU之间的区别。不仅CPU时钟频率不是很关键-CPU性能本身也变得越来越不重要。

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另一方面,如果计划运行多个虚拟机,进行3D建模并玩最新的PC游戏,则可能会更在意性能。

在购买笔记本电脑(或什至是台式机的CPU)之前,您可能需要查看实际的基准测试,以了解与实际中的其他CPU相比,CPU的堆叠情况。实际基准测试是比较计算机和CPU性能的唯一真正可靠的方法。

速度并不是现代笔记本电脑的全部,电池寿命也很重要。如果笔记本电脑的性能足以满足您的需求,那么最好使用速度较慢的CPU来获得更长的电池寿命,而不是您不会注意到的速度更快的CPU。

图片来源:Flickr上的Miles Bannan,Flickr上的胡萝卜madman6,Flickr上的英特尔自由出版


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