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cpu的主频决定了什么性能（一文浅谈CPU主频性能）

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在处理器的历史中，CPU主频一直是老生常谈的话题，作为与核心数同等重要，衡量处理器性能的重要参数之一。在前几年，英特尔在市场上独占鳌头的时代，CPU核心数并没有得到提升，每年更新换代产品都只是提升CPU主频，因此CPU主频的高低成为了CPU性能的指标。随着AMD发布锐龙3000系列处理器，在CPU主频比英特尔低的情况下，CPU的单核性能和多核性能却超越英特尔。主频似乎显得不那么重要，那么CPU主频能决定CPU性能吗？

cpu的主频决定了什么性能（一文浅谈CPU主频性能）

CPU频率的概念

CPU主频，即CPU内核工作的时钟频率（CPU Clock Speed），单位为GHz。CPU是一个复杂的数字系统，为了确保内部所有硬件单元能够协同快速工作，CPU架构工程师们往往会设计一套时钟信号与系统同步进行操作。时钟信号是由一系列的脉冲信号构成，并且总是按一定电压幅度、时间间隔连续发出的方波信号，它周期性地在0与1之间往复变化。

cpu的主频决定了什么性能（一文浅谈CPU主频性能）

很多人认为主频决定CPU的运行速度，其实是错误的，CPU主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，与CPU的实际运行速度并没有直接关系。主频与实际的运算速度有一定的关系，但没有去衡量它们之间关系的标准，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）。所以会出现AMD推土机时代的那些高主频低性能，发热量还大的令人诟病的产品。

cpu的主频决定了什么性能（一文浅谈CPU主频性能）

虽然CPU主频不能代表CPU的速度，但提高主频对于CPU运算速度却至关重要。举个例子，假设某个CPU在一个时钟周期内执行一条运算指令，当它以100MHz主频进行运算时，所需时间是20ns，那么当主频提高到200MHz是，所需要时间就缩减到10ns。运算速度自然就快一倍。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。

cpu的主频决定了什么性能（一文浅谈CPU主频性能）

除此之外还有外频与倍频，它们与主频之间的关系密切，倍频是主频与外频之比的倍数。主频、外频、倍频之间有一个关系公式：主频=外频×倍频，一般超频都是指超倍频，现在很少超外频了。

大家会觉得复杂难懂，我们只需要知道在不同架构的CPU之间不能以主频来对比其性能。

那么锐龙3900x系列是如何在主频低于i9 9900K的的情况下，单核性能与之持平的？

cpu的主频决定了什么性能（一文浅谈CPU主频性能）

提高CPU单核性能有两个途径：提高主频和提高每个时钟周期内执行的指令数(IPC)。处理器微架构的变化可以改变IPC，效率更高的微架构可以提高IPC从而提高处理器的性能。但是，对于同一代的架构，改良架构来提高IPC的幅度是非常有限的，所以英特尔这几代CPU都是靠主频来衡量性能。

锐龙3000系列所采用的ZEN2架构，将提高每个时钟周期内执行的指令数(IPC)提升了15%，对于处理性能来说提升是非常明显的，它们之间也有一套公式：处理器性能 = 主频 x IPC。

主频并不是决定CPU性能的标准，但也是非常直观的参数。在同代同架构CPU之间作为性能参考是可行的，除此之外，核心数、超线程等也是重要性能指标。

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