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计算机的性能主要取决于什么

Dec 01, 2020 am 11:24 AM
性能 计算机

计算机的性能主要取决于:字长、运算速度(每秒钟所能执行的指令条数)、内存储器的容量、外存储器的容量、I/O的速度、显存、硬盘转速、CPU的主频(CPU内核工作的时钟频率)。

计算机的性能主要取决于什么

一台微型计算机功能的强弱或性能的好坏,不是由某项指标来决定的,而是由它的系统结构、指令系统、硬件组成、软件配置等多方面的因素综合决定的。但对于大多数普通用户来说,可以从以下几个指标来大体评价计算机的性能。

1、运算速度

运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常所说的计算机运算速度(平均运算速度),是指每秒钟所能执行的指令条数,一般用“百万条指令/秒”(mips,MillionInstructionPerSecond)来描述。同一台计算机,执行不同的运算所需时间可能不同,因而对运算速度的描述常采用不同的方法。常用的有CPU时钟频率(主频)、每秒平均执行指令数(ips)等。微型计算机一般采用主频来描述运算速度,例如,Pentium/133的主频为133兆赫兹,PentiumⅢ/800的主频为800兆赫兹,Pentium41.5G的主频为1.5G赫兹。一般说来,主频越高,运算速度就越快。

2、字长

计算机在同一时间内处理的一组二进制数称为一个计算机的“字”,而这组二进制数的位数就是“字长”。在其他指标相同时,字长越大计算机处理数据的速度就越快。早期的微型计算机的字长一般是8位和16位。目前586(Pentium,PentiumPro,PentiumⅡ,PentiumⅢ,Pentium4)大多是32位,现在的大多数人都装64位的了。

3、内存储器的容量

内存储器,也简称主存,是CPU可以直接访问的存储器,需要执行的程序与需要处理的数据就是存放在主存中的。内存储器容量的大小反映了计算机即时存储信息的能力。随着操作系统的升级,应用软件的不断丰富及其功能的不断扩展,人们对计算机内存容量的需求也不断提高。目前,运行Windows95或Windows98操作系统至少需要16M的内存容量,WindowsXP则需要128M以上的内存容量。内存容量越大,系统功能就越强大,能处理的数据量就越庞大。

4、外存储器的容量

外存储器容量通常是指硬盘容量(包括内置硬盘和移动硬盘)。外存储器容量越大,可存储的信息就越多,可安装的应用软件就越丰富。目前,硬盘容量一般为10G至60G,有的甚至已达到120G。

5、I/O的速度

主机I/O的速度,取决于I/O总线的设计。这对于慢速设备(例如键盘、打印机)关系不大,但对于高速设备则效果十分明显。例如对于当前的硬盘,它的外部传输率已可达20MB/S、4OMB/S以上。

6、显存

显存的性能由两个因素决定,一是容量,二是带宽。容量很好理解,它的大小决定了能缓存多少数据。而带宽方面,可理解为显存与核心交换数据的通道,带宽越大,数据交换越快。所以容量和带宽是衡量显存性能的关键因素。

另外,带宽又由频率和位宽两个因素所决定,计算公式为:带宽=频率X位宽/8。举个例子,两块核心和显存容量相同的显卡,卡1的显存为DDR3 1600MHz频率和128位宽;卡2的显存为DDR2 800MHZ频率和256位宽。看上去两者显存参数不同,但通过公式计算得出,两者都是25.6G/S的带宽,性能是相同的。 所以,只要了解了本质,无论多么复杂多变的产品,都无法忽悠到我们。

显存容量:常见的容量有128M、256M、512M、896M、1G等等。容量越大,能缓存的数据就越多。

显存频率:一般有DDR2、DDR3、GDDR3、GDDR5等几个类型,GDDR5的频率最高,等效频率能达到4GHZ以上。DDR2频率最慢,有些甚至只有667MHZ。

显存位宽: 一般有64bit、128bit、256bit、448bit、512bit等几种。位宽越大,制造难度就越大,成本也就越高,所以很多时候厂商宁可选择低位宽与高频率的组合,这样在保证性能的同时还能降低成本(常见于A卡产品中)。

7、硬盘转速

转速(RotationalSpeed),是硬盘内电机主轴的旋转速度,也就是硬盘盘片在一分钟内所能完成的最大转数。转速的快慢是标示硬盘档次的重要参数之一,它是决定硬盘内部传输率的关键因素之一,在很大程度上直接影响到硬盘的速度。

硬盘的转速越快,硬盘寻找文件的速度也就越快,相对的硬盘的传输速度也就得到了提高。

硬盘转速以每分钟多少转来表示,单位表示为RPM,RPM是Revolutions Perminute的缩写,是转/每分钟。RPM值越大,内部传输率就越快,访问时间就越短,硬盘的整体性能也就越好。硬盘的主轴马达带动盘片高速旋转,产生浮力使磁头飘浮在盘片上方。要将所要存取资料的扇区带到磁头下方,转速越快,则等待时间也就越短。因此转速在很大程度上决定了硬盘的速度。

8、主频

CPU的主频,即CPU内核工作的时钟频率。通常所说的某某CPU是多少兆赫的,而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。

主频和实际的运算速度存在一定的关系,但还没有一个确定的公式能够定量两者的数值关系,因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标(缓存、指令集,CPU的位数等等)。由于主频并不直接代表运算速度,所以在一定情况下,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。比如AMD公司的AthlonFX系列CPU大多都能以较低的主频,达到英特尔公司的Pentium 4系列CPU较高主频的CPU性能,所以AthlonFX系列CPU才以PR值的方式来命名。因此主频仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。

CPU的主频不代表CPU的速度,但提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的。举个例子来说,假设某个CPU在一个时钟周期内执行一条运算指令,那么当CPU运行在100MHz主频时,将比它运行在50MHz主频时速度快一倍。因为100MHz的时钟周期比50MHz的时钟周期占用时间减少了一半,也就是工作在100MHz主频的CPU执行一条运算指令所需时间仅为10ns比工作在50MHz主频时的20ns缩短了一半,自然运算速度也就快了一倍。只不过电脑的整体运行速度不仅取决于CPU运算速度,还与其它各分系统的运行情况有关,只有在提高主频的同时,各分系统运行速度和各分系统之间的数据传输速度都能得到提高后,电脑整体的运行速度才能真正得到提高。

提高CPU工作主频主要受到生产工艺的限制。由于CPU是在半导体硅片上制造的,在硅片上的元件之间需要导线进行联接,由于在高频状态下要求导线越细越短越好,这样才能减小导线分布电容等杂散干扰以保证CPU运算正确。因此制造工艺的限制,是CPU主频发展的最大障碍之一。 较为主流的内存频率是667MHz和800MHz的DDR2内存,以及1333MHz的DDR3内存。较为高端的以GHz计算,如高端企业需求的主频≥2.4GHz。

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