为什么不能使用CPU时钟速度来比较计算机性能

买一台新电脑吗?不要太在意CPU的时钟速度。“CPU速度”曾经是比较两台计算机性能的一种简单(如果不是完全准确)的方法--只需比较GHz即可。但现在不是了。

现代CPU对于大多数基本任务来说已经足够快了,所以在比较性能时,您还需要考虑其他方面。例如,计算机附带的是固态硬盘还是速度较慢的硬盘?

为什么你不能简单地比较一下时钟速度

CPU时钟速度或时钟频率以赫兹为单位测量,通常以千兆赫兹或GHz为单位。CPU的时钟速率是CPU每秒可以执行多少个时钟周期的度量。例如,时钟频率为1.8 GHz的CPU每秒可以执行18亿个时钟周期。

从表面上看,这似乎很简单。CPU能执行的时钟周期越多,它能做的事情就越多,对吗?是也不是。

一方面,在比较同一系列中的相似CPU时,时钟速度非常有用。例如,假设您正在比较两个Intel Haswell Core i5 CPU,它们只是时钟频率不同。一个运行在3.4 GHz,另一个运行在2.6 GHz。在这种情况下,3.4 GHz处理器在它们都以最高速度运行时执行速度将提高30%。这是正确的,因为处理器在其他方面是相同的。但你不能将哈斯韦尔酷睿i5的CPU时钟频率与其他类型的CPU进行比较,例如AMD CPU、ARM CPU,甚至更老的英特尔CPU。

这一点乍一看可能并不明显,但实际上原因很简单。现代CPU正变得更加高效。也就是说,他们可以在每个时钟周期内完成更多的工作。例如,英特尔在2006年发布了频率为3.6 GHz的奔腾4芯片。现在是2013年底,最新、最快的英特尔Haswell酷睿i7 CPU出厂时的频率是3.9 GHz。这是否意味着CPU性能在七年内只有很小的提高?不用谢!

取而代之的是,酷睿i7CPU可以在每个时钟周期内做更多的事情。不仅要看时钟周期,还要看CPU在每个时钟周期能做的工作量,这一点很重要。在所有其他条件相同的情况下,较少的时钟周期与较多的工作比较多的时钟周期与较少的时钟周期更好--较少的时钟周期意味着CPU需要较少的功率和产生的热量。

此外,现代处理器还进行了其他改进,使其执行速度更快。这包括额外的CPU核心和CPU可以使用的更大数量的CPU缓存内存。

动态时钟速度调整

现代的CPU也不是以单一的速度固定的,特别是笔记本电脑、智能手机、平板电脑和其他移动CPU,这些CPU的能效和散热是主要问题。相反,CPU在空闲时(或者当您没有做太多事情时)以较慢的速度运行,而在负载下以较快的速度运行。CPU在需要时动态提高和降低其速度。当做一些要求很高的事情时,CPU会提高它的时钟频率,尽可能快地完成工作,然后回到允许它节省更多电能的较慢的时钟频率。

所以,如果你要买一台笔记本电脑,你也会想要考虑这一点。请记住,冷却也是一个因素-超极本中的CPU可能只能以最高速度运行一段时间,然后才能以较低的速度运行,因为它无法进行适当的冷却。由于过热问题,CPU可能无法始终保持最高速度。另一方面,如果一台CPU完全相同但散热效果更好的计算机,如果它能让CPU保持足够的冷却,使其在最高速度下运行更长时间,那么它在最高速度下可能会有更好、更稳定的性能。

其他硬件问题,特别是固态硬盘

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当涉及到计算机的一般性能时,其他硬件也非常重要。例如,大多数计算机用户可能会认为具有固态驱动器的计算机在正常使用时比具有传统磁性硬盘驱动器的计算机速度更快,即使具有传统磁性硬盘驱动器的计算机具有性能更好的CPU。硬盘访问是严重的性能瓶颈。一台计算机是否有固态硬盘可能是一个比它的CPU速度有多快更重要的问题。

当然,固态硬盘并不是唯一重要的硬件。拥有更多的RAM将允许您一次做更多的事情,而不需要不断地切换到您的计算机的页面文件,而更强大的显卡将比更快的CPU更能提高PC游戏性能。另一方面,如果你想做的就是浏览网页、看视频和处理文档,速度更快的显卡甚至更大的RAM都不会引起注意。

如何比较计算机性能

你不能简单地看一看CPU速度数字就知道哪台计算机更快,或者在现实世界中一台计算机会快多少。大多数人也不一定会注意到超过某一点的CPU性能改进。例如,MacBook Air或类似的Ultrabook配备了速度较慢的英特尔Haswell酷睿i5处理器,旨在节省电力,并尽可能酷地运行。但是,如果您只想浏览网页、听音乐、看视频和处理文档,那么CPU的速度可能足够快,您不会注意到它与速度快得多的台式机级别CPU之间的区别。不仅CPU时钟频率不关键,而且CPU性能本身也变得不那么关键了。

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另一方面,如果您计划运行多个虚拟机、进行3D建模和玩最新的PC游戏,您可能更关心性能。

在购买笔记本电脑(甚至台式机的CPU)之前,您可能希望查看实际的基准测试,看看与现实世界中的其他CPU相比,CPU的性能如何。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。

谈到现代笔记本电脑,速度并不是一切--电池续航时间也很重要。如果一台笔记本电脑的性能对你来说足够好,那么比起你不会注意到的更快的CPU,拥有一个速度更慢的CPU可能会更好,因为它的电池续航时间更长。

图片来源:Flickr上的迈尔斯·班南(Miles Bannan),Flickr上的Carrotmadman6,Flickr上的英特尔自由新闻(Intel Free Press)

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