为什么同频的cpucpu超频会提升性能吗却不一样?

为什么我的电脑cpu主频在不同时候显示不一样,甚至相差过半?如有? - 爱问知识人
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cpu主频在不同时候显示不一样,甚至相差过半?如有时1800MHz,有时为900MHz。有没有办法解决?
你的应该是笔记本吧?笔记本CPU如果采用Pentium-M处理器或更高级的处理器,其具有自动降频功能,就是视实际CPU使用情况和实用的电源不同,通过调节CPU的运行频率来达到节能、减少功耗的目的。这类CPU采用根据AMD或INTEL的型号不同,采用不同的实现技术,根据CPU及系统负载来调节CPU的频率和功耗的功能,并可能加入多个中间工作模式,如300MHz,600MHz,800MHz等等,电源管理方案应用将更加灵活。
如果你的CPU应该是Pentium-M以上主频1.8G的,在需要的时候自动降频至900MHz,应该算是正常的~~~如果是台式机的CPU用在台式机当中,则只能认为是显示错误,很难说是CPU的硬件问题,建议你用些系统硬件测试工具再查看一下,是否都显示900MHz,补充问题才好。
处理器设计的一项省电技术。简单的说,他能使处理器在使用电池的状态下自动降低时钟频率和核心电压,从而达到省电的目的。在Windows XP操作系统中已经内置了对于Speed Step technology的支持
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操作系统:Windows98/ME/2000/XP
  中央处理器:奔腾II 400 MHz以上,建议600MHZ或以上
  内存:128M,建议256M或...
大家还关注为什么同是酷睿I5,但是CPU频率不一样_百度知道同一台电脑,使用频率相同的内存,用CPU-Z测试实际频率却不一样,是为什么?同一台电脑,使用频率相同的内存,用CPU-Z测试实际频率却不-知识宝库
你可能对下面的信息感兴趣为什么同样主频下,x86 CPU 的处理能力比 ARM CPU 强大?
说的是对的,但我要补充它忽略的几个X86(intel)的巨大优势。恕我直言,但其它人说得都是比较表面。(这个答案只是抛砖引玉也好,什么都好。业余也确实是,我不是做IP设计的,有问题请明确指出)。update:30/12/2013=============================================这个答案并不完美和准确,因时间关系,我暂时来不及重新整理。请务必看评论,但是很高兴能吸引到跟多的真知。我要表达的一个核心观点是:任何技术,都无法一剑封喉。处理器设计是一个极其庞大的系统工程。我下面要说的这几个技术,是相辅相成的,并不能割裂开来看,因为这些技术,是对处理在进行指令执行时,慢下来的地方进行逐一加速的方法。cache管理能力cache管理能力x86之所以强大,不如说是intel之所以强大,是因为intel投入了大量的人力物力在这方面进行研究和创新。这一点,可能是AMD永远只能望其项背的。AMD的CPU设计,大多依赖与开发套件自动生成,而intel,则是工程师进行手工调优。(这句话的出处我还要找一下来源)换句现在流行的话来说,intel在设计CPU时,有一颗工匠的心。cache管理能力有多重要?cache是连接CPU于内存,其它元器件的最快的设备,几乎是所有数据的毕竟的通道。这样想,在一个极其繁忙的十字路口,是一个优秀的交警的作用大,还是巨大的交通灯的作用大?cache管理能力的也直接影响了下面的分支预测,因为分支预测的实际作用,还要依赖于cache管理的效能来决定。分支预测能力x86处理的实际处理分2层,一层是CISC,另外一层是从奔腾/pro开始引入的CISC转RISC,即重新对指令集进行分解和解码的过程(这里描述对于很了解的人可能不是很准确,但是限于篇幅,只能简化地形容了)。X86很早就不是单纯的CISC,它吸收了很多其他CPU的优点。译码就之后就是执行,实际指令执行之前,CPU就干等着吗?大段的指令在长长的流水线上,被译码之后,CPU另外一个叫分支预测的单元开始判断哪些指令可以提前执行,哪些可以并行执行,哪些指令需要的数据可以提前提取,哪些指令执行的结果目标的存放位置等等。正式由于强大的cache管理能力,所以分支预测的准确度,和执行速度,都可以先人一步。intel说它的准确度可以高达90%以上,也就是说,CPU提前知道了操作系统下一步需要完成的动作。ARM这些时间的频率突然变高,是因为流水线的级数增加的提高,这个事情intel在P3-P4的阶段也做过。当然,这一次ARM没有变态地让流水线增加到31级。ARM11开始提高了流水线,也引入了分支预测,但是以上这些技术精度和深度都是现在ARM的设计厂商现在所不具备的东西。所以同频的情况下,x86要优于ARM。by先说分支预测。分支预测不是在译码之后,而是在整个流水线的几乎最前端,也就是取指令的地方就开始做了,那个地方一般放着BTB和第一级分支预测器,译码阶段的流水线会放着第二级预测器,现在一般是这种两级结构,另外是多层复合结构,也就是间接跳转分支预测,返回栈预测……多种预测器复合起来,由BTB的分支种类bit来指示使用哪个预测器,或者是用锦标赛分支预测器的做法,用一个2bit计数器来判断哪个预测器最近结果最准。分支预测器里面通常都需要铺开非常大的记录表(参见ISCA 91~93 Yale N.Patt组发的论文),这个记录表的大小直接关系到预测准确率,x86处理器的面积和功耗预算都远高过ARM,面对这些需要铺表的地方通常可以比较大手大脚,ARM就不行,这也是一个原因。分支预测只预测指令流走向,不会预测【哪些可以并行执行,哪些指令需要的数据可以提前提取,哪些指令执行的结果目标的存放位置】,这些是交给乱序执行来做的。分支预测和多发射、乱序执行关系很紧密,因为乱序多发射以后碰到的指令流分叉会很多,分支预测越强,分支的干扰越小。80年代~90年代中后期对分支预测的狂热研究的出发点就是,未来的CPU将会往激进的多发射方向发展,因此对分支预测的研究会很有用 —— 他们赌对了。多发射(multi-issue)待补充。。。。。。其实这一切,也可以理解为Intel对CPU的设计水平要优于采用ARM指令集的厂商。换句话说,有一天,Intel即使要改用ARM指令集,也非常可能做得比现在的厂商要好。因为这不是指令集,不是标准的规范,不是一份paper,每个公司都可以到照方抓药就完事的。它是一个团队,对于处理器技术的深入研究,所做的细微的,精确的创新。
楼主只是有一个问题没搞明白:主频与性能的关系,楼上几乎所有人都犯了一个错误:单纯的主频与性能的比较来说,与CISC/RISC架构是无关的。主频是什么?主频是CPU的一秒钟的时钟周期,而楼主的最需要纠正的观点是:主频不等于一秒钟执行的指令个数。甚至在同一个厂商的产品中,主频的高低都不是执行指令速度的衡量指标。主频只是影响性能的指标但不是性能的决定性指标。下面是技术细节的分析:关于intel CPU里每条指令的执行周期,可以参考这个官方文档:在Appendix C里有详细的描述,我这里截取部分:(注:表中列出的应该是最新的CPU架构下的性能)ADD/SUB执行周期是0.5-1INC/DEC执行周期是1MOV执行周期是0.5-1PUSH/POP的执行周期是1.5CALL/RET是5个周期浮点指令的周期一般都是3-5左右乘除指令周期都很长,一般都在10以上。也就是说一个2G主频的intel CPU(估计要core2和以后的架构),一秒钟可以执行2G条INC指令,并且是在没有启动流水线等任何优化的情况下,而如果采取流水线并发的话(intel指令集里的指令转化为微指令以后都是可流水化的,自己去读手册),可以把性能再提高3倍,也就是6GHz。---------------intel和arm的分割线---------------再看ARM架构下,ARM的资料我找不完整,以ARM7为例,ARM7是三级流水,加减运算都是1个周期(吞吐率是三倍,与intel相同),LDR(相当于intel里的MOV)则需要2-8个周期。所以,即使是同等主频下,intel的某些指令是比ARM还要快的(当然,有些指令也会更慢)---------------RISC和CISC的争论---------------既然有人提了,那么就说说这个问题:RISC-精简指令集的一个特点是指令等长,32位CPU都是32位的指令;CISC-复杂指令集的区别就是一个指令可能是8位,16位,24位,32位,40位……甚至有超长指令的情况。RISC的CPU设计更简单,因为指令是等长的,而CISC指令不等长,CPU更复杂。但是RISC有一个可以说是很严重的缺陷,处理常数的立即数和地址的时候代价比CISC要高。写一个最简单的C函数:int abcd(){
register x = 0x;}编译成intel x86汇编是:.text:
ebp, esp.text:
eax, h.text:080035DA
ebp.text:080035DB
retn编译成ARM CORTEX-A7的汇编是:.text:0000429C
R12, SP.text:
SP!, {R11,R12,LR,PC}.text:
R11, R12, #4.text:
R5, #0x7800000.text:000042AC
R1, #0x.text:
R0, R3.text:
SP, {R11,SP,PC}因为ARM一条指令是32位,所以ARM无法一次性载入一个32位立即数,至少要分成两部来做,这样就比x86汇编慢,同样,对于一个32位的偏移地址也是一样,虽然ARM寄存器多,但在多数单条指令上,ARM性能不占优势。---------------总结---------------1、主频跟指令速度无关,指令执行个数=主频/指令时钟周期;2、ARM在时钟上不占优势,甚至有些处于劣势;3、ARM指令在编译后,指令个数比intel的更多。所以以上三条就可以看出来,同主频下,单位时间里ARM执行的有效指令都比intel的要少,所以处理能力上必然有差异。至于缓存什么的,intel做的比ARM稍微好点,就更增加了二者的差距。当然了,我不是说ARM的不好,ARM架构在省电方面做的很强。-完-
最终体现的快和慢不是由主频决定的,它还包括,但不限于:On-die cache 的大小和效率;Out-of-order, in-order 策略;流水线长度;运算器件的冗余和利用效率(hyper-thread);Vectorization 的支持和编译器优化。说个有意思的。有家既自己做编译器,又做手机操作系统,但是不做 CPU 的公司(禁止猜想),程序跑得死慢。招见 CPU 的支持。CPU 厂家的人来了,接上调试设备一分钟之后说,您家的编译器优化太好了,几条指令一个长 jmp 把 cache 搞失效,然后大笑出门。
为什么你们不说晶体管数量。
同晶体管数下(小规模低功耗范围) arm比x86强大
这个取决于微架构的选择:1. 这个芯片是否是一个超标量的CPU;2. 是否支持乱序执行;3. 分支预测等有多深有多大;4. 你的L1 cache有多大,有多少way;5. L2、L3的大小最后,性能都是有代价的
没有最好的只有最合适的。ARM的宗旨是在能够满足需要的情况下功耗要低,芯片成本(面积)也要最低。最好的评估方法是在某个场景约束下(比如功耗要求,散热要求,芯片面积等)性能最佳,也就是PPA
如果单单比较主频的话,也不能得出这个结论。例子很简单,都是1.3GHz单核,我相信现在大部分的ARM处理器,还是可以秒杀我家老电脑的铜矿和图拉丁的赛扬的。如果是同样的指令执行速度(单位MIPS,百万指令每秒)的话,那么是很有可能的,这个是来自于CISC(复杂指令集计算机,以x86为代表)和RISC(精简指令集计算机,以ARM、PowerPC为代表)的区别。计算机需要完成许多功能,这些功能可以通过编程(软件方式)实现,也可以通过指令(硬件方式)实现,而显然,通过硬件方式实现显然是会比软件方式要快的。所以在CISC计算机中,会集成有大量的指令集,这些指令都可以完成复杂的功能,比如我们常用的x86的CPU,里面包含了许多多媒体指令,可以提高计算机处理多媒体信息的速度。不过,指令集数量的增加也是使得电路的复杂度大大提高,解码部件也越来越复杂。而实验表明,计算机有80%的时间在使用20%的指令集,于是就有了RISC的想法。通过简化指令集,提供CPU处理各条指令的速度,以便高速完成大部分任务,而对于少部分的任务,可以多花费一些时间的代价,通过软件方式去完成。所以,因为CISC的指令比较复杂,完成的功能比较多,每一条指令(平均)完成的计算量,是CISC比较多,即相同的指令执行速度的情况下,CISC胜于RISC。而主频,只有在相同架构下才能和速度有关系,不同架构下直接比较主频意义不大。
因为x86是CISC,ARM是RISC,同样一个较为复杂的功能(例如XLAT字节查表转换、IDIV整数除法,或者MMX、SSE、3DNow等),x86有专门的逻辑电路只用一条指令在几个周期之内就完成了,ARM得用很多条指令在多个周期内完成。此外,x86还得处理不同指令、数据之间的对齐问题,会花费较多的时间;而ARM指令都是32位对齐的。当然,这取决于大部分时间进行何种计算。如果非要在同频率条件下比较,现在的ARM是不是需要和386~586时代的x86对比?就像你问孙悟空和变形金刚、关羽和鲁智深谁更厉害的问题类似。但是,如果都是以大量简单的逻辑、加或乘运算为主,再考虑功率问题,ARM完胜。
很多人在回答当中提到了ISA的区别对两者性能(题主并未给出处理能力或者说性能的定义)的影响,如果问题涉及到了RISC与CISC的这种对比,我建议一篇文章,HPCA2013上的,“Power Struggles: Revisiting the
RISC vs. CISC Debate on Contemporary ARM and x86 Architectures”,我觉得对这个问题有一定的参考意义,对这个问题,文章的观点认为:X86的设计目的是Performance-optimized,所以X86有最好的性能(以MIPS而言),这一切与指令集是RISC还是CISC无关。
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