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CPU性能是如何提升的? 频率与IPC科普


  不管是消费级市场的AMD和英特尔,还是在商用领域的各种国产芯片厂商,用户评判CPU芯片产品好坏的标准只有一个,那就是性能。一般用户判断CPU性能只用看处理器的实际表现就足够了,而在业界,CPU处理器的性能有一个标准的判断公式:CPU性能=IPC x 频率。这个公式最早由英特尔提出,并被广泛认可。

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九代酷睿

其中频率我们都不陌生,也就是MHz的时钟速度,也是最近两年CPU一直在炒作的话题。频率越高,处理器指令执行越快,在实际应用中的表现是频率越高软件打开速度越快渲染时间少,游戏帧数高等。

说道频率,就不得不提到现在火热的CPU制成工艺,也就是大家经常听到的14nm、12nm,7nm等话题。这些CPU半导体工艺上所说的多少nm艺并不是芯片里面晶体管的大小,而是芯片上晶体管门电路的宽度,门电路之间连线的宽度与门电路的宽度相同,所以线宽就是制程工艺所描写,现阶段主要以纳米(nm)为单位。

制程工艺越小越精密,门电路的宽度也就越小,晶体管就可以做得更小、更密集,从而晶圆也就更小,芯片本身没有变得更复杂,这样就让成本降低不少。

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晶圆

台积电曾经说过这些晶体管的性能是不变的,只是工艺越高级如14nm到10nm,芯片能承载的晶体管会越多,从而减低成本,工艺的提升主要是减少芯片的发热和功耗,所以通常芯片制程工艺上升之后,芯片的频率也会随着提高。

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基于台积电7nm工艺的三代锐龙

而IPC就很复杂了,全称是instruction per clock,译指CPU每一时钟周期内所执行的指令多少, IPC是由处理器的设计架构所决定的,设计架构决定了处理器的IPC高低,所以想要提升IPC,就得对设计架构进行升级。

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早期酷睿架构

前几年因为CPU市场的整体设计架构没有太大的变化,IPC的概念和声量越来越小,直到最近两年AMD的Zen+和Zen2的到来,才让大部分人知道CPU的性能表现,不只取决于频率。

所以CPU性能的提升不仅依赖于工艺进步,架构的不断升级也是关键,芯片的设计制造都有自己的一套逻辑和规律,工艺和架构的进步费时、费力而且烧钱,还得有天马行空般思维的天才带领才行。这个行业的进步只有一步一个脚印,没有侥幸和弯道超车的说法。

[新闻来源中关村在线]

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day day up
发表于 02-16 20:59 | 显示全部楼层
学习学习
永远不将就!
发表于 02-17 08:40 | 显示全部楼层
现在处理器都很厉害了。
发表于 02-17 11:24 | 显示全部楼层
各有优势吧
发表于 02-17 11:33 来自手机 | 显示全部楼层
不太了解


| 来自:OnePlus6-新闻组 |
发表于 02-17 12:39 | 显示全部楼层
架构更新更重要
发表于 02-17 13:54 | 显示全部楼层
不是很了解呢
发表于 02-17 15:03 | 显示全部楼层
不太懂这个
如果事与愿违,请相信另有安排!

等灯侠

柴油

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等灯侠 | 柴油 Rank: 7Rank: 7Rank: 7 |7
发表于 02-17 17:40 来自手机 | 显示全部楼层
学习下


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人皇NOI

柴油

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鼠年勋章

人皇NOI | 柴油 Rank: 7Rank: 7Rank: 7 |1
发表于 02-17 18:08 来自手机 | 显示全部楼层
涨知识


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23爱你1

煤油

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23爱你1 | 煤油 Rank: 6Rank: 6
发表于 02-17 18:10 来自手机 | 显示全部楼层
真搞不懂现在社区怎么了?一个卖手机的社区,你在科普电脑CPU?真不知道一加是飘了还是怎么了,看看氢10多少bug?


| 来自:OnePlus6 |

渡就渡了

勾兑油

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发表于 02-17 18:26 来自手机 | 显示全部楼层
23爱你1 发表于 2020-2-17 18:10
真搞不懂现在社区怎么了?一个卖手机的社区,你在科普电脑CPU?真不知道一加是飘了还是怎么了,看看氢10多少 ...

又不是官方帖子,再说哪个系统没bug,鸡蛋里挑骨头


| 来自:OnePlus7Pro |

小小的大白

93#汽油

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发表于 02-17 18:34 来自手机 | 显示全部楼层
每个环节都很重要,缺一不可[e]1f633[/e]


| 来自:OnePlus7T |

曹金营

原油

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曹金营 | 原油 Rank: 1
发表于 02-17 18:51 来自手机 | 显示全部楼层
不论怎么说,可以确定的一点是,处理器尽管目前有很多方面达到技术上的限制,但随着时间的发展一定会越来越好,用户也将因此收益获得更好的生活体验


| 来自:OnePlus7T |
发表于 02-17 18:59 | 显示全部楼层
又上首页了
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吐槽一下

煤油

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发表于 02-17 19:01 来自手机 | 显示全部楼层
and处理器牛逼


| 来自:OnePlus5 |

Titan007

93#汽油

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发表于 02-17 19:27 来自手机 | 显示全部楼层
AMD yes


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yangxianyx

煤油

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yangxianyx | 煤油 Rank: 6Rank: 6
发表于 02-17 19:52 来自手机 | 显示全部楼层
越来越快了!!!!


| 来自:OnePlus7Pro |

ct316477646

95#汽油

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发表于 02-17 21:35 | 显示全部楼层
科技在进步

O1566272759965

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发表于 02-17 21:47 来自手机 | 显示全部楼层
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