手机CPU和电脑CPU架构的性能比较有哪些？(图)

随着手机CPU厂商（高通、海思、三星、联发科）的不断发展，手机CPU都是四核八核，联发科甚至开始十核，而且主频越来越高更高，所以大部分人认为手机CPU可以和电脑CPU媲美，但事实并非如此。

说到CPU性能，我们要搞清楚影响CPU性能的几个关键因素：架构、技术、频率、核心等，绝不是简单的核心数量和频率。

手机cpu和电脑cpu性能对比

一、架构差异

简单来说，架构就像是一个构建到 CPU 的框架，作为 CPU 最基本但也是最重要的部分。手机CPU架构主要基于ARM（Advanced RISC Machines）架构设计，而ARM采用精简指令系统（RISC），设计思想减少了大量CPU内部指令集，导致ARM CPU性能一直不一直到现在。达到 Intel X86 CPU 的水平。

计算机CPU使用X86、X64等架构，使用复杂指令系统（CISC），最终结果是使用ARM架构的CPU，计算能力远低于计算机CPU，相同频率的CPU的浮点运算能力相差几千到几万倍。

有人会说，为什么手机CPU不也用X86、X64等架构，这是定位问题决定的，手机CPU必须满足低功耗的要求成本低，而X64等X8 6、架构CPU确实无法满足这一点。

二、过程和频率

主流的14/16nm手机CPU已经赶上了电脑CPU级别的进程。先说主频。 CPU的主频和CPU的实际计算能力有一定的关系，但没有直接关系。 CPU的运行速度取决于CPU的综合指标，如缓存、指令集、CPU位数等。

因为 CPU 的位数非常重要，这也是为什么配备 64 位 CPU 的手机比 32 位要快得多的原因。由于手机CPU和电脑CPU的架构不同，相同主频下电脑CPU的计算能力是手机CPU的几十到几百倍。

三、核心影响

手机多核其实应该叫多CPU，封装多个CPU芯片来处理不同的事情，你甚至可以戏称它为“胶芯”，意思是被强行粘在一起。在待机或空闲时，八核手机只能使用一个或两个核心。

手机CPU和电脑CPU性能有什么区别？

电脑不一样。 PC的多核处理器是指将多个计算核心集成在一个处理器上，通过相互配合和协作，可以处理同一事物。它是多个并行的独立包。一起。一句话总结，就是并行处理，双核就是单通道变成多通道。

在处理同样的事情时，增加核数并没有增加手机CPU的计算能力，也没有实际的增强作用。可以想象，一条车道挤满了八辆车。这也是为什么英特尔的原子手机处理器和苹果的处理器只有双核，却比同频的大多数四核处理器强。单核能力其实更重要，这也是联发科多核（10核）提升不大的原因。

四、GPU 核心

一般来说，手机GPU与CPU封装在同一个SoC中。对了，相当英特尔的核心显卡。电脑不一样。早期电脑的CPU通常是主要计算，视频和图形处理交给显卡，显卡集成在北桥。

后来出现了独立显卡，集成显卡慢慢集成到CPU中，现在核心显卡正在慢慢取代集成显卡。值得一提的是，英特尔最新的核心显卡的功耗和性能都相当不错，而且有很大的替代独立显卡的趋势。

影响 CPU 性能的因素清单

1、频率

频率也叫时钟频率，单位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用来表示CPU运行和数据处理的速度。

CPU主频 = FSB & TI mes;倍频器。很多人认为主频决定了CPU的运行速度，这不仅是片面的，对于服务器的这种理解也存在偏差。到目前为止，还没有确定的公式可以实现主频率与实际运行速度之间的数值关系。就连两大处理器厂商英特尔（Intel）和AMD，在这一点上也有不少争议。从英特尔产品的发展趋势可以看出，英特尔非常注重自身频率的发展。

和其他处理器厂商一样，曾经有人拿1GHz Transmeta处理器做对比，其运行效率相当于2GHz Intel处理器。主频与实际运行速度有一定的关系，但并不是简单的线性关系。因此，CPU的主频与CPU的实际计算能力没有直接关系，主频代表了数字脉冲信号在CPU中振荡的速度。这方面的例子也可以在 Intel 的处理器产品中看到：1 GHz Itanium 芯片的性能不如 2.66 GHz Xeon/Opteron，或 1. 5 GHz Itanium 2 的速度差不多作为 4 GHz Xeon/Opteron。 CPU的运行速度还取决于CPU的流水线、总线等性能指标。

主频与实际运行速度有关。只能说主频只是CPU性能的一个方面，并不代表CPU的整体性能。

2、外频

FSB是CPU的参考频率，单位是MHz。 CPU的外频决定了整个主板的运行速度。通俗的讲，在台式电脑中，超频就是超级CPU的外频（当然一般情况下CPU的倍频是锁定的）。我相信这很好理解。但是对于服务器CPU，绝对不允许超频。如前所述，CPU决定了主板的运行速度。两者同步运行。如果服务器 CPU 超频，FSB 发生变化，就会发生异步操作。 （很多台式机主板都支持异步操作。）这样会导致整个服务器系统不稳定。

在目前的大部分电脑系统中，主板的前端总线和前端总线的速度并不同步，前端总线和前端总线（FSB）的频率很容易混淆。下面的FSB介绍会谈谈两者的区别。

3、前端总线 (FSB) 频率

前端总线（FSB）频率（即总线频率）直接影响CPU和内存之间直接数据交换的速度。有一个公式可以计算，即数据带宽=（总线频率&TI mes；数据位宽）/8，数据传输的最大带宽取决于所有同时传输数据的宽度和传输频率。比如目前支持64位的Xeon Nocona，前端总线为800MHz，根据公式，其最大数据传输带宽为6.4GB/sec。

前端总线与前端总线（FSB）频率的区别：前端总线的速度是指数据传输的速度，前端总线的速度是指CPU与主板同步操作的速度。也就是说，100MHz FSB意味着数字脉冲信号每秒振荡1亿次；而100MHz前端总线意味着CPU每秒可接受的数据传输量为100MHz&TI mes;64bit÷8bit/Byte=800MB/s。

事实上，“HyperTransport”架构的出现改变了实际的前端总线（FSB）频率。 IA-32 架构必须具备三个重要的组件：Memory Controller Hub (MCH)、I/O Controller Hub 和 PCI Hub，就像 Intel 的典型芯片组 Intel 7501、Intel7505 芯片组，这是为强大的处理器，它们所包含的MCH为CPU提供频率为533MHz的前端总线，配合DDR内存，前端总线带宽可达4.3GB/sec。

但是随着处理器性能的不断提升，也给系统架构带来了很多问题。 “HyperTransport”架构不仅解决了这个问题，而且更有效地提高了总线带宽。比如AMD皓龙处理器，灵活的HyperTransport I/O总线架构允许它集成内存控制器，让处理器不通过系统总线进行传输。直接与芯片组的内存交换数据。在这种情况下，AMD Opteron 处理器中的前端总线 (FSB) 频率不知道从哪里开始。

4、CPU 位和字长

位：二进制，用于数字电路和计算机技术的代码只有“0”和“1”，“0”或“1”在CPU中都是一个“位”。

字长：在计算机技术中，CPU一次（同时）可以处理的二进制数的位数称为字长。因此，能够处理8位字长数据的CPU通常称为8位CPU。同样，32 位 CPU 可以在单位时间内处理字长为 32 位的二进制数据。字节和字长的区别：由于常见的英文字符可以用8位二进制表示，所以8位通常称为一个字节。字长的长度不是固定的，对于不同的CPU，字长的长度也是不同的。 8 位 CPU 一次只能处理一个字节，而 32 位 CPU 一次可以处理 4 个字节，同样，64 位 CPU 一次可以处理 8 个字节。

5、乘数系数

乘数系数是指CPU主频与外频的相对比例关系。相同外频下，倍频越高，CPU频率越高。但实际上，在相同外频的前提下，高倍频的CPU本身并没有多大意义。这是因为CPU与系统之间的数据传输速度是有限的，一味追求高主频以获得高倍频的CPU会产生明显的“瓶颈”效应——CPU获取数据的极限速度系统无法满足 CPU 运行。速度。

一般情况下，除工程样例外，Intel的CPU都是锁倍频的，少数如英特尔酷睿2核奔腾双核E6500K和部分至尊版CPU不锁倍频。没有锁，现在AMD推出了黑盒版CPU（也就是解锁倍频版，用户可以自由调整倍频，而且调整倍频的超频方式比调整外频稳定很多） .

6、缓存

缓存的大小也是CPU的重要指标之一，缓存的结构和大小对CPU的速度影响很大，缓存在CPU中的运行频率非常高，一般与处理器同频运行，工作效率远大于系统内存和硬盘。在实际工作中，CPU经常需要重复读取同一个数据块，而缓存容量的增加可以大大提高CPU内部读取数据的命中率，而不是在内存或硬盘上搜索，从而提高系统性能。 但是由于CPU芯片面积和成本等因素，缓存非常小。

7、CPU 扩展指令集

CPU依赖于来自计算和控制系统的指令，每个CPU在设计系统时都指定了一系列与其硬件电路配合的指令。指令的强弱也是CPU的一个重要指标8位复杂指令集cpu设计，而指令集是提高微处理器效率最有效的工具之一。

从目前的主流架构来看，指令集可以分为复杂指令集和精简指令集两部分（指令集有四种）。 MulTI Media Extended，这是AMD猜测的全称，Intel没有解释词源），SSE，SSE2（Streaming-Single instruction multiple data-Extensions2），SSE3、SSE4系列和AMD的3DNow ! 这些是 CPU 的扩展指令集，增强了 CPU 对多媒体、图形和 Internet 的处理能力。

CPU的扩展指令集通常被称为“CPU的指令集”。 SSE3指令集也是目前最小的指令集。以前8位复杂指令集cpu设计，MMX 包含 57 个命令，SSE 包含 50 个命令，SSE2 包含 144 个命令，SSE3 包含 13 个命令。目前SSE4也是最先进的指令集，Intel Core系列处理器已经支持SSE4指令集，AMD未来双核处理器会增加对SSE4指令集的支持，Transmeta处理器也会支持这个指令集

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8、包装形式

CPU封装是一种保护措施，使用特定材料将CPU芯片或CPU模块固化在其中以防止损坏。 CPU 只能交付给用户。 CPU的封装方式取决于CPU安装形式和设备集成设计。从大分类来看，通常采用socket socket安装的CPU采用PGA（grid array）方式封装，采用Slot x插槽安装。 2000的CPU全部采用SEC（Single Side Socket Box）形式封装。现在有PLGA（Plastic Land Grid Array）、OLGA（Organic Land Grid Array）等封装技术。由于市场竞争日趋激烈，目前CPU封装技术的主要发展方向是节约成本。

9、多线程

同时多线程，简称 SMT。 SMT可以使同一处理器上的多个线程同步执行，共享处理器的执行资源，可以最大限度地实现宽启动、乱序超标量处理，提高处理器计算组件的利用率，缓解数据关联或缓存不可用引起的问题。由于命中而导致的访问内存延迟。当多线程不可用时，SMT 处理器几乎与传统的宽问题超标量处理器相同。

SMT最吸引人的特点是它只需要一个小规模的改变处理器核心的心脏设计就可以显着提高性能，几乎不需要额外的成本。多线程技术可以为高速计算核心准备更多待处理的数据，减少计算核心的空闲时间。这对于低端桌面系统来说无疑是非常有吸引力的。从 3.06GHz Pentium 4 开始，所有处理器都将支持 SMT 技术。

10、多核

多核，也指单芯片多处理器（Chip Multiprocessors，简称CMP）。 CMP由美国斯坦福大学提出。它的思想是将大规模并行处理器中的SMP（对称多处理器）集成到同一个芯片中，每个处理器并行执行不同的进程。与CMP相比，SMT处理器结构的灵活性更为突出。

但是，当半导体工艺进入0.18微米时，线延迟已经超过了门延迟，需要将微处理器设计成单元结构。相比之下，由于CMP结构被划分为多个处理器核心进行设计，每个核心都比较简单，有利于优化设计，因此更有发展前景。目前IBM的Power 4芯片和Sun的MAJC5200芯片都采用了CMP结构。多核处理器可以在处理器内部共享缓存，提高缓存利用率，简化多处理器系统设计的复杂性。

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