主频和架构哪个对CPU性能的影响更重要?

    ZDNetChina服务器站 8月3日芯片/组件分析   最近，我经常被问这个问题，“主频和架构哪个对CPU性能的影响更重要？”。相信大多数PC机的经销商都有这样的经历，被用户问到类似的问题。特别是市场上，不同厂商不同架构的CPU都同时在销售的时候，用户当然会有这样的困惑。

    其实，主频和微架构对CPU性能的影响同样重要，不能够割裂这两个因素来评估CPU的性能。

    主频很容易理解，类似于速度，对于同一种架构的CPU，当然是主频越高CPU的速度就越快。

    但是，如果CPU的架构不一样，只看主频，基本上无法判断CPU 性能的优劣。那么架构是什么？对于大多数用户比较陌生，是个比较晦涩的技术术语，即使听说过，也可能被懂行的技术人员用更多晦涩的技术术语解释得更像“云里雾里”。

    架构一词源于英文“architecture”的翻译，它的原意是建筑，建筑学，设计及构造的方式和方法。这个词应用于处理器(CPU)是指处理器内部各个运算部件的有序安排和构造，达到设计的和谐统一，使之在运行时协调一致达到高效率。在计算机教科书上比较多的翻译成“体系结构”，“体系架构”或者“系统结构”。

    先进的架构可以使CPU在单位是时间内执行更多的指令，也就是完成更多的任务。因此，不同架构的CPU如果只看主频，是无法知道性能的高低的。一般来说，越先进的CPU架构，在单位时间内可以执行的指令数和处理数据的数量就越多。

    我在之前的一篇博客“为什么微处理器要从单核转向多核？”使用了如下的公式：

处理器(CPU)性能 = 主频 x IPC

    IPC就是每个时钟周期内可以执行的指令数(IPC: Instruction Per Clock)，CPU架构的更新换代直接影响和提高的是IPC值，当然制造工艺和架构对主频的影响也是关联的。另外，并行计算也是直接提高IPC的途径，这也是现在为什么主流CPU从单核转向双核，将来转向四核，和更多核。

    如果把主频和架构综合起来考虑，为了让大家更容易理解，我以百米运动员赛跑为例。主频相当于百米选手的步频，架构类比于步幅。所以大家可以看到：

1. 步幅一样大(架构相同)，步频快的选手跑的快。
2. 步频一样快，步幅大(架构先进)的选手跑的快。
3. 步频也快，步幅也大，选手成为世界百米飞人也就不是天方夜谭了。

    因此，大家在选择CPU关注性能问题时，要同时考虑架构的先进性和主频。最后，先进的芯片制造工艺是保证先进架构实现和达成高主频的基础。