⼿机和⼯业计算机运算能⼒对⽐,⼿机CPU和电脑CPU性能相差多少⼿机CPU和电脑CPU性能。。。
随着⼿机CPU⼚商(⾼通、海思、三星、联发科)的不断发⼒，⼿机CPU都是四核、⼋核，联发科甚⾄开始⼗核了，⽽且主频也越来越⾼，因此绝⼤部分⼈认为⼿机CPU可以和电脑CPU相媲美，但事实却完全不是这样。
说到CPU性能，就不得不先讲清楚影响CPU性能的⼏⼤关键因素：架构、⼯艺、主频、核⼼等，绝不是简简单单的核数和主频。
⼿机CPU和电脑CPU性能对⽐：
⼀、架构区别
简单的来说，架构对于CPU来说就像⼀座建筑的框架，作为CPU最基本却也是最重要的部分。⼿机CPU构架主要是基于ARM(⾼级精简指令集机器Advanced RISC Machines)架构设计，⽽ARM⽤精简指令系统(RISC)，设计思想减少了⼤量CPU内部的指令集，造成ARM CPU性能⾄今⼀直都达不到英特尔X86 CPU的⽔平。
⽽电脑CPU采⽤的是X86、X64等架构，⽤复杂指令系统(CISC)，最终结果是采⽤ARM架构的CPU，运算能⼒⼤⼤低于电脑CPU的运算能⼒，同等频率CPU浮点运算能⼒相差在⼏千到上万倍。
有⼈⼀定会说，那为什么⼿机CPU不也采⽤X86、X64等架构，这是因为定位问题决定的，⼿机的CPU必须满⾜功耗低、廉价，⽽X86、X64等架构CPU确实⽆法满⾜这⼀点。
⼆、⼯艺&主频
⼿机CPU主流14/16nm，已经赶上了电脑CPU的制程⽔平。再来说说主频，CPU的主频与CPU实际的运算能⼒存在⼀定的关系，但并没有直接关系。决定CPU的运算速度还要看CPU的综合指标，有缓存、指令集，CPU的位数等因素。
因为CPU的位数很重要，这也就是搭载了64位的CPU的⼿机⽐32位快的多的原因。⼿机CPU和电脑CPU架构由于不同，相同主频下电脑CPU要⽐⼿机CPU的运算能⼒⾼⼏⼗到⼏百倍。
三、核⼼的影响
⼿机多核其实应该叫多CPU，将多个CPU芯⽚封装起来处理不同的事情，你甚⾄可以戏称为“胶⽔核⼼”，也就是被强⾏粘在⼀起的意思。在待机或者空闲的时候，⼋核的⼿机也只能⽤到⼀到两个核⼼。
⼿机CPU与电脑CPU的性能究竟差多少？
⽽电脑则不同，PC的多核处理器是指在⼀个处理器上集成了多个运算核⼼，通过相互配合、相互协作可以处理同⼀件事情，是多个并⾏的个体封装在了⼀起。⽤⼀句话概括，就是并⾏处理，双核就是单车道变多车道。
在处理同⼀件事情时候，核⼼的增多并没有⼿机CPU运算能⼒并没有实际性的增强，可以想象性单车道挤在⼋辆车上的场景。这也就是为什么Intel的atom⼿机处理器和苹果的处理器只有双核，却要⽐⼤多同频率四核处理器都强。单核⼼能⼒其实更重要，这就是联发科多核(10核⼼)并不能提升太多的原因。
四、GPU核⼼
⼀般来说，⼿机GPU是与CPU封装在⼀起的在同⼀块SoC上，相当intel的核芯显卡。⽽电脑则不同，早期电脑的CPU通常都是主攻运算，视频和图形处理都交给显卡，显卡集成在北桥中。
后来有了独⽴显卡，⽽集显慢慢的集成到了CPU中，⽽现在核⼼显卡正在慢慢替代集显了。值得⼀提的是，Intel最新的核芯显卡功耗、性能都相当优秀，⼤有取代独⽴显卡的趋势。
影响CPU性能的因素盘点
1、主频
主频也叫时钟频率，单位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz)，⽤来表⽰CPU的运算、处理数据的速度。
CPU的主频=外频&TI mes；倍频系数。很多⼈认为主频就决定着CPU的运⾏速度，这不仅是⽚⾯的，⽽且对于服务器来讲，这个认识也出现了偏差。⾄今，没有⼀条确定的公式能够实现主频和实际的运算速度两者之间的数值关系，即使是两⼤处理器⼚家Intel(英特尔)和AMD，在这点上也存在着很⼤的争议，从Intel的产品的发展趋势，可以看出Intel很注重加强⾃⾝主频的发展。
x86架构和arm架构区别
像其他的处理器⼚家，有⼈曾经拿过⼀块1GHz的全美达处理器来做⽐较，它的运⾏效率相当于2GHz
的Intel处理器。主频和实际的运算速度存在⼀定的关系，但并不是⼀个简单的线性关系。 所以，CPU的主频与CPU实际的运算能⼒是没有直接关系的，主频表⽰在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中，也可以看到这样的例⼦：1 GHz Itanium芯⽚能够表现得不多跟2.66 GHz⾄强
(Xeon)/Opteron⼀样快，或是1.5 GHz Itanium 2⼤约跟4 GHz Xeon/Opteron⼀样快。CPU的运算速度还要看CPU的流⽔线、总线等等各⽅⾯的性能指标。
主频和实际的运算速度是有关的，只能说主频仅仅是CPU性能表现的⼀个⽅⾯，⽽不代表CPU的整体性能。
2、外频
外频是CPU的基准频率，单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运⾏速度。通俗地说，在台式机中，所说的超频，都是超CPU的外频(当然⼀般情况下，CPU的倍频都是被锁住的)相信这点是很好理解的。但对于服务器CPU来讲，超频是绝对不允许的。前⾯说到CPU决定着主板的运⾏速度，两者是同步运⾏的，如果把服务器CPU超频了，改变了外频，会产⽣异步运⾏，(台式机很多主板都⽀持异步运⾏)这样会造成整个服务器系统的不稳定。
⽬前的绝⼤部分电脑系统中外频与主板前端总线不是同步速度的，⽽外频与前端总线(FSB)频率⼜很容易被混为⼀谈，下⾯的前端总线介绍谈谈两者的区别。
3、前端总线(FSB)频率
前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有⼀条公式可以计算，即数据带宽=(总线频率&TI mes；数据位宽)/8，数据传输最⼤带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。⽐⽅，现在的⽀持64位的⾄强Nocona，前端总线是800MHz，按照公式，它的数据传输最⼤带宽是6.4GB/秒。
外频与前端总线(FSB)频率的区别：前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是CPU与主板之间同步运⾏的速度。也就是说，100MHz 外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡⼀亿次;⽽100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是100MHz&TI
mes;64bit÷8bit/Byte=800MB/s。
其实现在“HyperTransport”构架的出现，让这种实际意义上的前端总线(FSB)频率发⽣了变化。IA-32架构必须有三⼤重要的构件：内存控制器Hub (MCH) ，I/O控制器Hub和PCI Hub，像Intel很典型的芯⽚组 Intel 7501、Intel7505芯⽚组，为双⾄强处理器量⾝定做的，它们所包含的MCH为CPU提供了频率为533MHz的前端总线，配合DDR内存，前端总线带宽可达到4.3GB/秒。
但随着处理器性能不断提⾼同时给系统架构带来了很多问题。⽽“HyperTransport”构架不但解决了问题，
⽽且更有效地提⾼了总线带宽，⽐⽅AMD Opteron处理器，灵活的HyperTransport I/O总线体系结构让它整合了内存控制器，使处理器不通过系统总线传给芯⽚组⽽直接和内存交换数据。这样的话，前端总线(FSB)频率在AMD Opteron处理器就不知道从何谈起了。
4、CPU的位和字长
位：在数字电路和电脑技术中采⽤⼆进制，代码只有“0”和“1”，其中⽆论是 “0”或是“1”在CPU中都是 ⼀“位”。
字长：电脑技术中对CPU在单位时间内(同⼀时间)能⼀次处理的⼆进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能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：由于常⽤的英⽂字符⽤8位⼆进制就可以表⽰，所以通常就将8位称为⼀
个字节。字长的长度是不固定的，对于不同的CPU、字长的长度也不⼀样。8位的CPU⼀次只能处理⼀个字节，⽽32位的CPU⼀次就能处理4个字节，同理字长为64位的CPU⼀次可以处理8个字节。
5、倍频系数
倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对⽐例关系。在相同的外频下，倍频越⾼CPU的频率也越⾼。但实际上，在相同外频的前提下，⾼倍频的CPU本⾝意义并不⼤。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的，⼀味追求⾼主频⽽得到⾼倍频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应-CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满⾜CPU运算的速度。
⼀般除了⼯程样版的Intel的CPU都是锁了倍频的，少量的如Inter 酷睿2 核⼼的奔腾双核E6500K和⼀些⾄尊版的CPU不锁倍频，⽽AMD 之前都没有锁，现在AMD推出了⿊盒版CPU(即不锁倍频版本，⽤户可以⾃由调节倍频，调节倍频的超频⽅式⽐调节外频稳定得多)。
6、缓存
缓存⼤⼩也是CPU的重要指标之⼀，⽽且缓存的结构和⼤⼩对CPU速度的影响⾮常⼤，CPU内缓存的运⾏频率极⾼，⼀般是和处理器同频运作，⼯作效率远远⼤于系统内存和硬盘。实际⼯作时，CPU往往需要重复读取同样的数据块，⽽缓存容量的增⼤，可以⼤幅度提升CPU 内部读取数据的命中率，⽽
不⽤再到内存或者硬盘上寻，以此提⾼系统性能。但是由于CPU芯⽚⾯积和成本的因素来考虑，缓存都很⼩。
7、CPU扩展指令集
CPU依靠指令来⾃计算和控制系统，每款CPU在设计时就规定了⼀系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是提⾼微处理器效率的最有效⼯具之⼀。
从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分(指令集共有四个种类)，⽽从具体运⽤看，如Intel的
MMX(MulTI Media Extended，此为AMD猜测的全称，Intel并没有说明词源)、SSE、 SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2)、SSE3、SSE4系列和AMD的3DNow！等都是CPU的扩展指令集，分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet 等的处理能⼒。
通常会把CPU的扩展指令集称为”CPU的指令集”。SSE3指令集也是⽬前规模最⼩的指令集，此前MMX包含有57条命令，SSE包含有50条命令，SSE2包含有144条命令，SSE3包含有13条命令。⽬前SSE4也是最先进的指令集，英特尔酷睿系列处理器已经⽀持SSE4指令集，AMD会在未来双核⼼处理器当中加⼊对SSE4指令集的⽀持，全美达的处理器也将⽀持这⼀指令集
8、封装形式
CPU封装是采⽤特定的材料将CPU芯⽚或CPU模块固化在其中以防损坏的保护措施，⼀般必须在封装后CPU才能交付⽤户使⽤。CPU的封装⽅式取决于CPU安装形式和器件集成设计，从⼤的分类来看通常采⽤Socket插座进⾏安装的CPU使⽤PGA(栅格阵列)⽅式封装，⽽采⽤Slot x槽安装的CPU则全部采⽤SEC(单边接插盒)的形式封装。现在还有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封装技术。由于市场竞争⽇益激烈，⽬前CPU封装技术的发展⽅向以节约成本为主。
9、多线程
同时多线程Simultaneous Multithreading，简称SMT。SMT可通过复制处理器上的结构状态，让同⼀个处理器上的多个线程同步执⾏并共享处理器的执⾏资源，可最⼤限度地实现宽发射、乱序的超标量处理，提⾼处理器运算部件的利⽤率，缓和由于数据相关或Cache未命中带来的访问内存延时。当没有多个线程可⽤时，SMT处理器⼏乎和传统的宽发射超标量处理器⼀样。
SMT最具吸引⼒的是只需⼩规模改变处理器核⼼的设计，⼏乎不⽤增加额外的成本就可以显著地提升效能。多线程技术则可以为⾼速的运算核⼼准备更多的待处理数据，减少运算核⼼的闲置时间。这对于桌⾯低端系统来说⽆疑⼗分具有吸引⼒。Intel从3.06GHz Pentium 4开始，所有处理器都将⽀持SMT技术。
10、多核⼼
多核⼼，也指单芯⽚多处理器(Chip Multiprocessors，简称CMP)。CMP是由美国斯坦福⼤学提出的，其思想是将⼤规模并⾏处理器中的SMP(对称多处理器)集成到同⼀芯⽚内，各个处理器并⾏执⾏不同的进程。与CMP⽐较， SMT处理器结构的灵活性⽐较突出。
但是，当半导体⼯艺进⼊0.18微⽶以后，线延时已经超过了门延迟，要求微处理器的设计通过划分许多规模更⼩、局部性更好的基本单元结构来进⾏。相⽐之下，由于CMP结构已经被划分成多个处理器核来设计，每个核都⽐较简单，有利于优化设计，因此更有发展前途。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，同时简化多处理器系统设计的复杂度。

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