性能指標

計算機以及其相關的軟件、硬件設備作為現代科學技術的結晶。應用於工業、商業、金融、教育、科研、軍事、通信及國防建設等國民經濟的各個方面。諸多行業的發展對計算機科學愈來愈表現出強烈的依賴性。所以計算機的評價與檢測就十分重要。計算機功能的強弱或性能的好壞，不是由某項指標決定的，而是由它的系統結構、指令系統、硬件組成、軟件配置等多方面的因素綜合決定的。對於大多數普通用户來説，可以從以下幾個指標來大體評價計算機的性能 ^[1]  。

運算速度是衡量計算機性能的一項重要指標。通常所説的計算機運算速度（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，Million Instruction Per Second）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時鐘頻率（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 MHz，PentiumⅢ/800的主頻為800MHz，Pentium 4 1.5G的主頻為1.5GHz。一般説來，主頻越高，運算速度就越快 ^[2]  。

計算機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，字長越大計算機處理數據的速度就越快。早期的微型計算機的字長一般是8位和16位。586（Pentium， Pentium Pro， PentiumⅡ，PentiumⅢ，Pentium 4）大多是32位，大多數人都裝64位的了 ^[2]  。

內存儲器，也簡稱主存，是CPU可以直接訪問的存儲器，需要執行的程序與需要處理的數據就是存放在主存中的。內存儲器容量的大小反映了計算機即時存儲信息的能力。隨着操作系統的升級，應用軟件的不斷豐富及其功能的不斷擴展，人們對計算機內存容量的需求也不斷提高。運行Windows 95或Windows 98操作系統至少需要16M的內存容量，Windows XP則需要128M以上的內存容量。內存容量越大，系統功能就越強大，能處理的數據量就越龐大 ^[2]  。

外存儲器容量通常是指硬盤容量（包括內置硬盤和移動硬盤）。外存儲器容量越大，可存儲的信息就越多，可安裝的應用軟件就越豐富。硬盤容量一般為10G至60G，有的甚至已達到120G ^[2]  。

主機I/O的速度，取決於I/O總線的設計。這對於慢速設備（例如鍵盤、打印機）關係不大，但對於高速設備則效果十分明顯。例如對於當前的硬盤，它的外部傳輸率已可達20MB/S、4OMB/S以上 ^[2]  。

顯存的性能由兩個因素決定，一是容量，二是帶寬。 容量大小決定了能緩存多少數據。而帶寬方面，可理解為顯存與核心交換數據的通道，帶寬越大，數據交換越快。所以容量和帶寬是衡量顯存性能的關鍵因素。 另外，帶寬又由頻率和位寬兩個因素所決定，計算公式為：帶寬=頻率X位寬/8。舉個例子，兩塊核心和顯存容量相同的顯卡，卡1的顯存為DDR3 1600MHz頻率和128位寬；卡2的顯存為DDR2 800MHZ頻率和256位寬。看上去兩者顯存參數不同，但通過公式計算得出，兩者都是25.6G/S的帶寬，性能是相同的。 所以，只要瞭解了本質，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，能緩存的數據就越多。

顯存頻率：一般有DDR2、DDR3、GDDR3、GDDR5等幾個類型，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，製造難度就越大，成本也就越高，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） ^[2]  。

轉速(Rotational Speed)，是硬盤內電機主軸的旋轉速度，也就是硬盤盤片在一分鐘內所能完成的最大轉數。轉速的快慢是標示硬盤檔次的重要參數之一，它是決定硬盤內部傳輸率的關鍵因素之一，在很大程度上直接影響到硬盤的速度。硬盤的轉速越快，硬盤尋找文件的速度也就越快，相對的硬盤的傳輸速度也就得到了提高。硬盤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，內部傳輸率就越快，訪問時間就越短，硬盤的整體性能也就越好。硬盤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扇區帶到磁頭下方，轉速越快，則等待時間也就越短。因此轉速在很大程度上決定了硬盤的速度 ^[2]  。

CPU的主頻，即CPU內核工作的時鐘頻率（CPU Clock Speed）。通常所説的某某CPU是多少兆赫的，而這個多少兆赫就是“CPU的主頻”。很多人認為CPU的主頻就是其運行速度，其實不然。CPU的主頻表示在CPU內數字脈衝信號震盪的速度，與CPU實際的運算能力並沒有直接關係。由於主頻並不直接代表運算速度，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。 在電子技術中，脈衝信號是一個按一定電壓幅度，一定時間間隔連續發出的模擬信號。脈衝信號之間的時間間隔稱為週期；而將在單位時間（如1秒）內所產生的脈衝個數稱為頻率。頻率是描述週期性循環信號（包括脈衝信號）在單位時間內所出現的脈衝數量多少的計量名稱；頻率的標準計量單位是Hz（赫）。電腦中的系統時鐘就是一個典型的頻率相當精確和穩定的脈衝信號發生器。頻率在數學表達式中用“f”表示，其相應的單位有：Hz（赫）、kHz（千赫）、MHz（兆赫）、GHz（吉赫）。其中1GHz=1000MHz，1MHz=1000kHz，1kHz=1000Hz。計算脈衝信號週期的時間單位及相應的換算關係是：s（秒）、ms（毫秒）、μs（微秒）、ns（納秒），AMD FX4170CPU默認主頻4.2G史上最高，其中：1s=1000ms，1 ms=1000μs，1μs=1000ns。CPU的主頻，即CPU內核工作的時鐘頻率（CPU Clock Speed）。通常所説的某某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存在一定的關係，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的流水線的各方面的性能指標（緩存、指令集，CPU的位數等等）。由於主頻並不直接代表運算速度，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。比如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性能，所以AthlonFX系列CPU才以PR值的方式來命名。因此主頻僅是CPU性能表現的一個方面，而不代表CPU的整體性能。

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。舉個例子來説，假設某個CPU在一個時鐘週期內執行一條運算指令，那麼當CPU運行在100MHz主頻時，將比它運行在50MHz主頻時速度快一倍。因為100MHz的時鐘週期比50MHz的時鐘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行速度不僅取決於CPU運算速度，還與其它各分系統的運行情況有關，只有在提高主頻的同時，各分系統運行速度和各分系統之間的數據傳輸速度都能得到提高後，電腦整體的運行速度才能真正得到提高。

提高CPU工作主頻主要受到生產工藝的限制。由於CPU是在半導體硅片上製造的，在硅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干擾以保證CPU運算正確。因此製造工藝的限制，是CPU主頻發展的最大障礙之一。 較為主流的內存頻率是667MHz和800MHz的DDR2內存，以及1333MHz的DDR3內存。較為高端的以GHz計算，如高端企業需求的主頻≥2.4GHz。

處理器主頻有與之密切相關的兩個概念：倍頻與外頻，外頻是CPU的基準頻率，單位也是MHz。外頻是CPU與主板之間同步運行的速度，而且絕大部分電腦系統中外頻也是內存與主板之間的同步運行的速度，在這種方式下，可以理解為CPU的外頻直接與內存相連通，實現兩者間的同步運行狀態；倍頻即主頻與外頻之比的倍數。主頻、外頻、倍頻，其關係式：主頻=外頻×倍頻。早期的CPU並沒有“倍頻”這個概念，那時主頻和系統總線的速度是一樣的。隨着技術的發展，CPU速度越來越快，內存、硬盤等配件逐漸跟不上CPU的速度了，而倍頻的出現解決了這個問題，它可使內存等部件仍然工作在相對較低的系統總線頻率下，而CPU的主頻可以通過倍頻來無限提升（理論上）。我們可以把外頻看作是機器內的一條生產線，而倍頻則是生產線的條數，一台機器生產速度的快慢（主頻）自然就是生產線的速度（外頻）乘以生產線的條數（倍頻）了。廠商基本上都已經把倍頻鎖死，要超頻只有從外頻下手，通過倍頻與外頻的搭配來對主板的跳線或在BIOS中設置軟超頻，從而達到計算機總體性能的部分提升 ^[2]  。