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計算機的效能主要取決於什麼

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2020-12-01 11:24:5174486瀏覽

電腦的效能主要取決於:字長、運算速度(每秒鐘所能執行的指令條數)、內部記憶體的容量、外部記憶體的容量、I/O的速度、記憶體、硬碟轉速、CPU的主頻(CPU核心工作的時脈頻率)。

計算機的效能主要取決於什麼

一台微型電腦功能的強弱或效能的好壞,不是由某項指標來決定的,而是由它的系統結構、指令系統、硬體組成、軟體配置等多方面的因素綜合決定的。但對多數一般使用者來說,可以從以下幾個指標來大致評價電腦的效能。

1、運算速度

運算速度是衡量電腦效能的重要指標。通常所說的計算機運算速度(平均運算速度),是指每秒鐘所能執行的指令條數,一般用「百萬條指令/秒」(mips,MillionInstructionPerSecond)來描述。同一台計算機,執行不同的運算所需時間可能不同,因而對運算速度的描述常採用不同的方法。常用的有CPU時脈頻率(主頻)、每秒平均執行指令數(ips)等。微型計算機一般採用主頻來描述運算速度,例如,Pentium/133的主頻為133兆赫茲,PentiumⅢ/800的主頻為800兆赫茲,Pentium41.5G的主頻為1.5G赫茲。一般說來,主頻越高,運算速度越快。

2、字長

電腦在同一時間內處理的一組二進制數稱為一個計算機的“字”,而這組二進制數的位數就是“字長”。在其他指標相同時,字長越大電腦處理資料的速度就越快。早期的微型計算機的字長一般是8位和16位。目前586(Pentium,PentiumPro,PentiumⅡ,PentiumⅢ,Pentium4)大多是32位,現在的大多數人都裝64位的了。

3、內記憶體的容量

內記憶器,也簡稱主記憶體,是CPU可以直接存取的記憶體,需要執行的程式與需要處理的資料就是存放在主記憶體中的。內部記憶體容量的大小反映了電腦即時儲存資訊的能力。隨著作業系統的升級,應用軟體的不斷豐富及其功能的不斷擴展,人們對電腦記憶體容量的需求也不斷提高。目前,運行Windows95或Windows98作業系統至少需要16M的記憶體容量,WindowsXP則需要128M以上的記憶體容量。記憶體容量越大,系統功能就越強大,能處理的資料量就越龐大。

4、外記憶體的容量

外部記憶體容量通常是指硬碟容量(包括內建硬碟和行動硬碟)。外記憶體容量越大,可儲存的資訊就越多,可安裝的應用軟體就越豐富。目前,硬碟容量一般為10G至60G,有的甚至已達120G。

5、I/O的速度

主機I/O的速度,取決於I/O匯流排的設計。這對於慢速設備(例如鍵盤、印表機)關係不大,但對於高速設備則效果十分明顯。例如目前的硬碟,它的外部傳輸率已可達20MB/S、4OMB/S以上。

6、顯存

顯存的效能由兩個因素決定,一是容量,二是頻寬。容量很好理解,它的大小決定了能快取多少資料。而頻寬方面,可理解為顯存與核心交換資料的通道,頻寬越大,資料交換越快。所以容量和頻寬是衡量顯存效能的關鍵因素。

另外,頻寬又由頻率和位元寬兩個因素決定,計算公式為:頻寬=頻率X位元寬/8。舉個例子,兩塊核心和顯存容量相同的顯示卡,卡1的顯存為DDR3 1600MHz頻率和128位元寬;卡2的顯存為DDR2 800MHZ頻率和256位元寬。看起來兩者顯存參數不同,但透過公式計算得出,兩者都是25.6G/S的頻寬,性能是相同的。所以,只要了解了本質,無論多麼複雜多變的產品,都無法忽悠到我們。

顯存容量:常見的容量有128M、256M、512M、896M、1G等等。容量越大,能快取的資料就越多。

顯存頻率:一般有DDR2、DDR3、GDDR3、GDDR5等幾種類型,GDDR5的頻率最高,等效頻率能達到4GHZ以上。 DDR2頻率最慢,有些甚至只有667MHZ。

顯存位寬: 一般有64bit、128bit、256bit、448bit、512bit等幾種。位寬越大,製造難度越大,成本也越高,所以很多時候廠商寧可選擇低位寬與高頻率的組合,這樣在保證性能的同時還能降低成本(常見於A卡產品中)。

7、硬碟轉速

轉速(RotationalSpeed),是硬碟內馬達主軸的旋轉速度,也就是硬碟一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬碟檔次的重要參數之一,它是決定硬碟內部傳輸速率的關鍵因素之一,在很大程度上直接影響硬碟的速度。

硬碟的轉速越快,硬碟尋找檔案的速度就越快,相對的硬碟的傳輸速度也就提高了。

硬碟轉速以每分鐘多少轉來表示,單位表示為RPM,RPM是Revolutions Perminute的縮寫,是轉/每分鐘。 RPM值越大,內部傳輸速率就越快,存取時間就越短,硬碟的整體效能也越好。硬碟的主軸馬達帶動盤片高速旋轉,產生浮力使磁頭飄浮在盤片上方。要將所要存取資料的磁區帶到磁頭下方,轉速越快,等待時間也越短。因此轉速在很大程度上決定了硬碟的速度。

8、主頻

CPU的主頻,即CPU核心工作的時脈頻率。通常所說的某某CPU是多少兆赫的,而這個多少兆赫就是「CPU的主頻」。

主頻和實際的運算速度有一定的關係,但還沒有一個確定的公式能夠定量兩者的數值關係,因為CPU的運算速度還要看CPU的管線的各方面的效能指標(緩存、指令集,CPU的位數等等)。由於主頻並非直接代表運算速度,所以在一定情況下,很可能會出現主頻較高的CPU實際運算速度較低的現象。例如AMD公司的AthlonFX系列CPU大多都能以較低的主頻,達到英特爾公司的Pentium 4系列CPU較高主頻的CPU效能,所以AthlonFX系列CPU才以PR值的方式來命名。因此主頻僅是CPU效能表現的一個面向,而不代表CPU的整體效能。

CPU的主頻不代表CPU的速度,但提高主頻對於提高CPU運算速度卻是至關重要的。舉個例子來說,假設某個CPU在一個時脈週期內執行一條運算指令,那麼當CPU運作在100MHz主頻時,將比它運行在50MHz主頻時速度快一倍。因為100MHz的時脈週期比50MHz的時脈週期佔用時間減少了一半,也就是工作在100MHz主頻的CPU執行一條運算指令所需時間僅為10ns比工作在50MHz主頻時的20ns縮短了一半,自然運算速度也就快了一倍。只不過電腦的整體運轉速度不僅取決於CPU運算速度,也與其它各分系統的運作有關,只有在提升主頻的同時,各分系統運轉速度與各分系統之間的資料傳輸速度都能提高後,電腦整體的運作速度才能真正提升。

提高CPU工作主頻主要受到生產製程的限制。由於CPU是在半導體矽片上製造的,在矽片上的元件之間需要導線進行聯接,由於在高頻狀態下要求導線越細越短越好,這樣才能減小導線分佈電容等雜散幹擾以確保CPU運算正確。因此製造製程的限制,是CPU主頻發展的最大障礙之一。較主流的內存頻率為667MHz和800MHz的DDR2內存,以及1333MHz的DDR3內存。較高階的以GHz計算,如高階企業需求的主頻≥2.4GHz。

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