CPU到底是多核心重要还是cpu单核性能排行重要?

决定游戏效果主要在显卡,但中央处理器是电脑真正的心脏和大脑,在一些平台或场景下CPU也在影响着游戏成绩。比如性能非常强的旗舰级别显卡去搭配性能很弱的处理器时;又比如最新的显卡搭配架构落后至少两三代的处理器时;比如很多著名的被称为“CPU游戏”的大型MMORPG……在这样或者那样算不上常规的平台或使用场景之中,处理器也对游戏最终是否流畅起了关键性影响。游戏种类五花八门,什么样的处理器适合游戏并不能定论,今天只是简单谈谈处理器在游戏当中的表现。

测试CPU的软件五花八门,在这里基本不谈编码、压缩、多媒体相关性能,只看游戏相关。就算是游戏性能,其测试方向还分为单线程和多线程性能两种。前者就是指处理器的单个核心的物理线程性能,这一项相对更接近于真实游戏性能;多线程性能指的是处理器所有核心和线程的性能总和,但是真实程序或游戏能否全面利用到所有核心和线程其实是个不确定项。不过就算是更贴近于游戏性能的单线程测试结果也只具备部分参考性意义,针对实际游戏种类变化,测试结果会和实际游戏表现有较大的不同。相关测试软件其实有很多,这里只挑选一部分。

Super PI原本是一个计算圆周率的计算机小程序,最初于1995年被日本计算机科学家金田康正在Windows环境下计算精确到232次方的圆周率,后被许多超频玩家用于测试电脑的稳定性。除了超频之外,Super PI也可以测试电脑的性能,电脑能够稳定计算圆周率至小数点以后100万到3200万位,除了可以认定在一定情况下RAM和CPU环境下具有稳定性,其完成速度也是CPU单核性能的标志。对……Super PI虽然简单无脑,但对于很多简单暴力的老游戏来说,它的结果十分有代表性。

一般来说常用的测试项是1M或者32M,其中1M更加常用。一般可以认为,1M测试中适合打游戏的CPU能跑到10秒左右的成绩,而可以跑进8秒的处理器则非常适合打游戏。32M成绩可以大概认为10分钟跑完是良,8分以内跑完则是优。注意这里指的都是单核性能,与游戏最终支持几个核心没有关系。比如鄙公司这款i5-4590处理器,其默认状态下1M跑到10秒多一点,32M则是10分钟少一点,刚好跨过适合打游戏的及格线。不想来试试你的CPU能跑到多少吗?

▼i5-4590默认跑1M成绩,10s左右的性能可以认为单核游戏性能为良,顺便一提i7-7700K默认成绩大概在8秒左右。

CPU-Z是一款历史悠久的,用于显示intel、AMD及其他品牌x86中央处理器详细数据的软件,展示项包括CPU名称、代码、核心名称、制程、包装方式、核心电压、操作时钟频率、指令集和高速缓存信息等数据。最初版本诞生于2004年,随着时间不断推移其功能也不断丰富,包括有很多芯片组、缓存、内存通道和详情等信息,最近几个版本居然还增加了显卡和自动更新功能。

▼i5-4590默认状态,CPU-Z软件拥有缓存、芯片组、内存、显卡、测试等多功能。

新功能中最有意思的是2015年于1.73版本中增加的CPU测试分数功能,经过两年以及几个小版本的更新已经逐渐趋于完善,有一定的指导性作用。比如鄙公司这款i5-4590处理器,其单核和多核分别跑了391.5以及1507.6,单看这个数字你会有点迷惑,不过对比前面的Super PI,新版CPU-Z的好处在于提供了很多对比处理器给你参考性能

▼空有8核心5GHz频率的FX-9590,跑不过入门的i5-4590也是醉了。

▼至尊版i7-5960X的8核16线程拥有出色的多线程性能,但是默认状态单核性能跑不过i5-4590。

比如在《》,其单核266多线程1733,你可以看到其性能的低下;又比如曾经高大上的i7-5960X,虽然其多线程3518但单核360还不如笔者的入门i5;又比如AMD新的Ryzen 7 1800X,虽然多线程高达4542,但单核心400的成绩与i5-4590差不多;要说不超频的默认状态下最强单核性能还要数i7-7700K,其单核心性能高达492,多线程也有2648,从各个角度讲这类单核效率高、出厂主频高、至少四个物理核心的处理器都是游戏强者。

▼热门产品锐龙7 1800X,多核心虽强,但吃了频率的亏默认状态下单核性能基本只能等于上上代酷睿i5。

这类CPU中的代表性产品有i7-4790K、i7-6700K、i7-7700K、i7-7740X等,另外如果你是玩《魔兽世界》等等网游用户的玩家,其实下面两个测试软件基本可以不看了,网络游戏其实就是引擎古老效率低下的代名词,比如WOW中需要大量副本插件的、征战在20人史诗难度的RAID成员;或者喜欢在奥特兰克山谷和征服之岛等等40人战场冲到最前线的用户,一颗单核性能强到无脑的i7-7700K最适合你,没有之一。

▼网游例如《魔兽世界》中击杀世界boss、奥特兰克山谷、征服之岛、40人RAID等场景受到游戏年代久远引擎效率低下+超多玩家同屏存在+玩家诸多插件的影响,是对游戏CPU单核性能的变态考验。

CINEBENCH R15系列基准测试基于Cinema 4D,是一套由德国公司Maxon Computer开发的三维绘图软件,可以考量处理器的3D渲染能力,不同版本的CINEBENCH基准测试所用的渲染对象也不同,熟悉电脑基准测试的用户肯定会记得R10时候那辆印象深刻的摩托车吧?

CINEBENCH分数中包含有单线程和多线程两种,以cb为单位。系列软件充分支持多线程并行处理,核心越多优势越大。前面提过的单核强到爆炸的i7-7700K,就算超频后在这里多核心也就是1000 cb出头的成绩;而线程撕裂者系列和i9系列由于核心数量众多,在这里能轻易超过2000 cb。

这种多线程最终成绩,很适合作为处理器在不考虑具体游戏是否支持多核心多线程的前提下,其最终游戏性能的参考。不过请注意,在目前的游戏当中能够完全不考虑核心线程支持数、或者说能完全利用到CPU所有核心与线程的游戏根本不存在。

谈到基准测试,特别是涉及到游戏性能的基准测试软件肯定少不了3DMark系列,不少游戏和DIY玩家也是随着它的进化一步一步走到今天的。3DMark的主业是显卡性能测试,但是其中的物理测试(Physics Test)和混合测试(Combined Test)是可以反映出处理器的游戏性能的,当然这部分对于很多玩家过于熟悉了,我们来说点新鲜的。

▼请注意一种全新的测试方式,从底层影响API和整个平台游戏性能的测试方式,在有下载,免费哦。

另外新版的3DMark当中还增加了,这是一种测试电脑平台API底层性能的新测试方法。如果说3DMark中的图形Graphics分数代表了显卡3D性能、而3DMark Physics代表了CPU性能、混合测试(Combined Test)则是测试这两者协作木桶效应后的短板成绩的话,这个3DMark

▼不同的CPU和显卡以及操作系统搭配的组合在不同的API之下效率差距巨大,尤其要注意Directx 11成绩,这代表了绝大多数老游戏。

PC在操作系统中于屏幕上绘制一个物体,引擎需要发一个Draw Call给图形API(比如OpenGL、Direct3D等),图形API要做大量工作并消耗CPU性能,而且Draw Call与GPU也在变换访问资源,每个Draw Call都要触发一次图形驱动程序工作。之所以说DirectX 12能更好降低GPU处理瓶颈,其实就是通过改善Draw Call效率来实现的。而在目前仍处于绝对主流的DX11游戏当中,享受不到多核心、多线程的最优化,所以GPU与CPU搭配起来的Draw Call效率至关重要,否则就会在真实游戏当中互相拖累。所以说对于CPU来说,3DMark测试物理分数在前面其实有很多替换软件,不如去试试CPU和显卡组合后的API Draw Call效率。

软件测试下来,你会发现intel在单核性能方面是碾压AMD的很多处理器的。如果你再把目前市售游戏都用两家各自平台跑一遍,你会发现AMD除了《巫师3》、《全境封锁》等少部分游戏略有优势,但总体还是处于劣势的……当然这有很多游戏引擎更多针对intel产品长期优化的原因,但这并不能说明intel的处理器在游戏上完胜AMD,原因有三。

首先任何对比脱离价格都是耍流氓。虽然看似规格相同的intel CPU和AMD CPU性能是前者略占优势,但更多的情况是AMD处理器卖得更便宜。如果你考虑到整个芯片组也就是实际主板产品的价格差,AMD的架构优势会更加明显。

AMD处理器目前的单核性能其实主要输在了主频上,也就是AMD缺少i7-7700K这样出厂默认高频到4.x GHz频率的处理器。当然这也有整个半导体工艺和处理器设计方面的差距,有功耗方面的考虑。用户入手后自行超频能够解决部分问题,不过整个平台散热压力会比较大·。

AMD同价位处理器要比intel的产品物理核心数量更多。但是目前的游戏,最多也就是只能支持处理器的四个线程,特别是很多老游戏实质上只能利用到两个线程,所以这时intel优势很大。不过游戏推出年份越新、游戏引擎和基于的API越新,其对多核心和多线程的支持度也越好。虽然目前肯定不占优势,但保不齐之后的新游戏就优势了呢……?《大逃杀》不号称都要优化游戏引擎效率吗?我也是信了。

不谈今后只谈当下,如果值友网络游戏和单机大作都玩(特别是很多老游戏)并且希望能有极致效果,小小值还是推荐高主频至少四个物理核心的intel处理器,比如带K或者X后缀的i7或i5处理器。如果网游你不碰,是在意性价比的最新单机游戏用户,AMD Ryzen中的部分处理器完全可以选择。但这一切可能在intel Coffee Lake微架构面市后改变,具体还是看第八代酷睿确认的规格和价格,咱们走着瞧吧。

这里我们不再赘述有关寄存器、ALC等处理器架构和原理知识。我们只从直观的数据去分析和了解我们正在使用的多核处理器的真实性能——正所谓“是骡子是马拉出来溜溜”。一切建立在实际运行的数据才是真正有价值的评判依据。

在开始数据分析之前,我们必须弄清楚处理器的计算能力到底是什么:是频率决定了性能?还是核数决定了性能?

首选我们必须了解处理器的一个简单的性能计算公式:

整体性能 = 单核性能 × 核心数

其次性能受哪些因素影响会有以下这些原则:

原则一:架构越新,单核计算性能越强!

对比同频率、同核心数的前后两代处理器的计算能力就能发现架构越新的处理器整体计算能力也越强,这也意味着处理器架构的改进确实提高了单核性能。

原则二:频率越高,单核计算性能越强!

对比同代同核心数不同频率的处理器就能发现频率越高的处理器计算性能也越好,但这并非完全的线性增长。原因是处理器频率上去以后由于受到内存访问速度的限制也会有一定的瓶颈,而频率越高的处理器耗费在数据等待上的时钟周期也越多。

原则三:核心数越多,整体计算性能越强!

对比同代同频率不同核心数的处理器不难发现核心数越多的处理器整体计算性能也越好。但是如果观察单核性能会发现其实核数越多的处理器单核性能比同频率核数较少的处理器会差一些,主要原因是核数越多对共享资源的争抢概率也越高,这些共享资源包括L3缓存、内存、QPI总线等,这也就是多核处理器总是要把L3缓存做得很大的原因,核数越多L3缓存也越大。

请重点区别单核性能和整体性能:

1、单核性能:它影响的是单线程或者单任务的计算能力(即计算的响应延迟),对于单个请求计算的响应延迟要求较高的应用,就要用高频处理器去满足,而不是用多核。因为应用的一个线程无论任何时候都只能运行在处理器的一个核心上,增加核心数量对于改善单个计算请求的响应延迟并没有帮助,也就是说对跑单线程、单任务的应用无法提升其性能;

2、整体性能:前面提到核数越多整体性能越好,这也意味着多线程和多任务的应用环境下,如果要提高单机的计算处理量最好的办法是增加核心数而不是靠提高频率。理由很简单,核数较少的处理器晶元面积也小。如果要一味提高性能便要提高频率,提高频率其实就是给处理器晶元加电压。晶元能够忍受的电压是有限的,电压耐受力越高的晶元成本也越高。因此从稳定性和成本去考虑的话,晶元面积更大的多核处理器才是提高整体计算能力的最好选择。

下面我们挑选几款主流的双路处理器来作性能分析:

主题1:核数相同、频率不同

数据说明:如下表所示从第7行(Geekbench Integer)起是各项性能指标:分别是Geekbench整数成绩、SuperPI运行百万次的时间、以及根据Geekbench整数性能分别除以“处理器数量”、“核心数量”、“核心数量和Ghz的乘积”等来分别针对整体性能,单核计算能力,单个处理器、单个核心以及单个核心下每个Ghz的性能进行分析评估。

1、SuperPI体现的是单核浮点性能,通过SuperPI成绩可以发现处理器频率越高单核计算性能也越好,这一点也可以通过“性能/每个核心”项目体现,频率越高单核的计算性能也越好;

2、Geekbench Integer评估的是处理器的整体性能,规律自然也是频率越高整体性能越好;

3、“性能/每Ghz/每个核心”项目评估的是处理器的计算效率,这个项目是将Geekbench的整数成绩按照核数拆分并根据单个Ghz去计算,可以发现核数相同的处理器这个数据相互比较接近。

主题2:频率相同、核数不同

1、SuperPI项目更加可以说明单核计算能力受频率的影响,虽然2640 v2有8个核心,但对SuperPI的成绩没有丝毫帮助;

2、通过“性能/每个核心”项目可以发现,同频率下核数更少的2620 v2在这项成绩略好一些,即频率相同核数较少的处理器在单核性能上总是会核数更多的处理器略好一些,这确实也验证了核心之间存在资源争抢的假设;

3、Geekbench Integer成绩也体现出多核的性能优势,同频率下核数较多的处理器整体性能也更好;

4、再来看看用以评估计算效率的“性能/每Ghz/每个核心”项目,可以发现核数较多的处理器在计算效率上处于劣势:八核处理器的单核Ghz性能明显要比六核处理器的低不少,这样也进一步验证了核心之间存在资源争抢的假设,并且核数越多资源争抢的现象也越显著。

最后一组选取整体性能接近而频率和核数均不同的处理器

1、SuperPI的成绩依旧验证了单核性能只受频率影响的假设;

3、通过“性能/每个核心”项依旧验证了频率决定了单核性能的假设;

根据以上数据我们可以进一步将计算公式细化为:

多核处理器的整体计算能力 = 单核Ghz计算能力 × 频率数 × 核数

1、处理器整体性能和频率、核数有关,但并非核数越多性能就一定越好,高频少核和低频多核整体性能很可能接近;

2、核数决定了计算承载能力,核数越多能够承载的计算量也越大;

3、频率决定了单核计算能力,频率越高单个计算请求的响应延迟也越低;

4、频率相同的情况下,核数越多单核计算效率也越低;


       首先说明一下,这次着重说的是手机的CPU,而不是电脑的CPU,两者的区别还是有的,所以开篇说明一下,以免浪费各位的时间。

       看看如今的手机CPU,核心的数量又上了一个等级,联发科的10核CPU都要来了,所以说,核心的数量似乎成为一个消费者关注的热点,但是影响性能的,除了核心的数量外,单核的性能也是尤为重要的,个人认为,单核的性能占据更重的位置,所以为什么苹果的CPU虽然是双核,但性能却可以登上性能的榜首。首先说说手机CPU是怎么工作的。

 现在市面上的手机CPU,有自主研发核心,也有公版核心如A72、A53等,其中自主研发核心的有苹果、高通、三星,而华为海思、联发科等这些是直接采用ARM公版核心,除了苹果家的CPU,其他都是四核或者四核以上的产品。CPU的功耗对整机的功耗有着重要的影响,所以现在的手机CPU都是采用异步设计,就是说各个核心可以独立工作,不同步工作,在资源需求低的时候,一些核心处于休息的状态。所以很多厂商采用了“大小核”的设计,在待机的时候,让小核部分工作,以达到省电的目的,总所周知的事情,小核的性能肯定是一般般的,所谓低性能低功耗嘛。

 当系统检测到需要大量硬件资源的时候,对CPU的核心进行分配,从小核切换到大核,甚至一起工作,这个时候是需要一点点时间的,需要厂商花很大的精力去调校,如果像苹果那样,两个超高性能的核心,核心调度的时候只需要去调节CPU的频率即可,所以我们认为苹果手机流畅的原来也来源于此。但是纵观很多的CPU,都是采用大小核设计,四个A15+四个A7,或者四个A72+四个A53,有的是两个A72+四个A53,这都属于“大小核”设计,大核负责性能,小核负责省电,在切换的时候还是会有时钟延迟的问题,具体就会体现在一般的应用上,例如刷淘宝、刷微博的时候,图片突然一大推,就会感觉到一丢丢的卡顿,当然不是太明显,对比起来是有区别的,在游戏上是不会感觉到的,因为它处于火力全开的状态,性能是绝对足够的。

       总的来说,单核的性能高,在普通的应用上可以感觉到更加的流畅,用电脑方面的CPU来比喻的话,用i7的CPU打开Word文档怎么也比Core M快吧,除非其他方面有巨大的瓶颈,虽然Core M也是够用,在速度上的区别还是有的。??

       所以说,单核的性能还是很重要的,手机CPU的设计厂家在未来也是会注重对单核性能的开发,“大小核”的状况应该不会存在太久,“大小核”的存在,是因为性能与功耗得不到平衡的妥协产物,当单核的性能提上去了,工艺制程的进步让功耗得以降低后,手机CPU的核心数量会趋于一个稳定的状态,不会盲目地追求核心数量。

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