如何判斷CPU性能的高低

        對于最終用戶來說，處理器的性能主要表現(xiàn)在他們所使用的應(yīng)用軟件能跑多快，簡而言之，電腦花多少時間來完成既定的工作。根據(jù)這一原理，電腦在越少的時間完成越多的工作，就意味著有更好的性能。提高性能也就是減少工作時間，這已經(jīng)成為衡量電腦性能的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)我們比較執(zhí)行相同指令集的不同處理器的性能時（如x86指令集），性能就是處理器在一個時鐘周期內(nèi)所做的工作（相當(dāng)于一個時鐘周期內(nèi)所執(zhí)行的指令）乘以時鐘的周期數(shù)（相當(dāng)于頻率），我們得出以下公式： 性能=IPC（instructions per clock，一個時鐘周期內(nèi)所執(zhí)行的指令）X 頻率在286，386和486處理器時代，x86 處理器的基本架構(gòu)是完全相同的，所以不同廠家所生產(chǎn)的處理器的IPC是相同的，也就是因?yàn)镮PC不變，電腦的性能就可以被理解成為：性能=頻率在以往的處理器時代中，大家所關(guān)注的焦點(diǎn)就在時鐘的頻率上，把主頻作為區(qū)別性能的主要因素。從第五代x86處理器，也就是從AMDK5和奔騰處理器開始，上述的關(guān)系就不再成立。雖然AMD和Intel處理器都能與x86指令集架構(gòu)兼容，但它們所采用的方法是不同的。也就是，在相同的應(yīng)用環(huán)境和衡量標(biāo)準(zhǔn)下，IPC值第一次出現(xiàn)不同。因此，處理器的性能被定義為：性能=IPC X 頻率最終的結(jié)果是，主頻不再是決定CPU性能的唯一因素。第七代AMD Athlon處理器和Intel 奔騰4處理器，它們兩者間的架構(gòu)設(shè)計，也就是IPC是完全不同的。
　　因此，判斷處理器的性能，必須同時關(guān)注處理器每個時鐘周期內(nèi)所完成的工作（用IPC來表示）和運(yùn)行頻率這兩個因素。顯而易見，現(xiàn)在該是用處理器的整體性能特點(diǎn)來衡量處理器的性能好壞時候了，而不只是僅憑它們的頻率。處理器整體性能的提高，主要來自于兩個不同的方面：
　　1．頻率的提高通過縮小晶體管的尺寸、提高晶體管的速度，從技術(shù)上來提高主頻的速度。通過改進(jìn)設(shè)計也可以提高頻率，如使用更深的管道，減少所采用的門數(shù)等。
　　2. 每時鐘周期工作效率提高通過超標(biāo)量體系結(jié)構(gòu)、動態(tài)指令調(diào)度程序、更大容量的緩存以及高級分支預(yù)測的技術(shù)可以提高每時鐘周期的工作效率。有一個重要且需要被認(rèn)識的觀點(diǎn)是，管道越深，每時鐘周期工作效率就越低，這種效率的減低可以通過改善處理器其它方面的性能得以抵消，如分支預(yù)測、擴(kuò)大緩存?？梢赃@么說，如果一味地提高頻率，就會犧牲IPC的效率，從而導(dǎo)致處理器性能的降低。奔騰4處理器是英特爾第一個IPC（或稱為每時鐘周期工作效率）倒退的處理器。
　　基于每一個時鐘周期內(nèi)工作量的減少，與以往的奔騰3處理器比較，奔騰4處理器必須有更高的時鐘頻率來表現(xiàn)其更好的處理器性能。優(yōu)化處理器的性能有很多種方法。通過增加每時鐘周期工作量并同時提高主頻，AMD運(yùn)用一個平衡且行之有效的方法來優(yōu)化處理器性能。通過這個方法，在與擁有較高主頻的奔騰 4 處理器相比較中，AMD 速龍?zhí)幚砥髟趹?yīng)用領(lǐng)域里擁有極高的性能表現(xiàn)。以下的圖表電腦性能指標(biāo)驗(yàn)證這一結(jié)論，我們所采用的處理器之間的主頻差距為300 MHz。毫無疑問，處理器的性能已不再只是由頻率來決定。 預(yù)計奔騰4處理器將會被迫不斷提高頻率來對抗AMD 速龍?zhí)幚砥?，以提高其?yīng)用性能。正因?yàn)槿绱?，?shí)際應(yīng)用性能表現(xiàn)成為衡量處理器優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。