通俗易懂的“搬磚學(xué)”：教你如何選擇CPU

處理器的關(guān)鍵參數(shù)究竟有多少？構(gòu)架（核心、線程等等）、頻率（包括動(dòng)態(tài)頻率）、緩存（一、二、三級(jí)）、優(yōu)化指令集 …… 總之有很多，對(duì)很多人來(lái)說(shuō)，這有點(diǎn)過(guò)于復(fù)雜了。尤其是最近 CPU 市場(chǎng)辣么熱鬧，很多人又將目光轉(zhuǎn)到了處理器上，不過(guò)，哪個(gè)最能影響性能、哪個(gè)參數(shù)又最直觀反應(yīng)處理器能力呢？

現(xiàn)在的處理器動(dòng)輒 x 核心 x 線程，一看就是滿滿的高大上。不過(guò)很多人并不了解核心線程存在的意義。究竟核心線程越多越好還是單核心高頻率至上？

小編先來(lái)說(shuō)說(shuō)"核心和線程"的概念，核心好理解，就是同一個(gè) CPU 下有幾個(gè)物理內(nèi)核，家用電腦一般也就是 2 至 8 個(gè)最多了，線程則是在這些物理核心的繼續(xù)上虛擬出來(lái)的另外一個(gè)核心。如果從應(yīng)用程序的角度來(lái)看，每個(gè)任務(wù)都以線程為基礎(chǔ)執(zhí)行的，無(wú)論這個(gè)線程是真的物理核心還是虛擬出來(lái)的哪一個(gè)，一個(gè)任務(wù)安排給一個(gè)線程來(lái)計(jì)算就是了。

看起來(lái)，每個(gè)分配出來(lái)的任務(wù)都是由一個(gè)線程來(lái)負(fù)責(zé)運(yùn)算，但這并不意味著 1+1+1+1+1 大于 5。因?yàn)楫吘咕€程是虛擬建立于物理核心基礎(chǔ)上的，所以最多是一個(gè)百分比的性能、效率提升，而不是成倍的效能增長(zhǎng)。什么？聽(tīng)不懂？

好吧，假設(shè)各位都在工地打工，每個(gè)人分配工作是搬磚頭（單核心），一個(gè)人一只手搬磚，一小時(shí)搬 10 塊（1 線程），兩只手一起搬是 15 塊（2 線程），這樣好理解多了吧？當(dāng)然，這個(gè)工地不可能就你一個(gè)人搬磚，可能是兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)。每個(gè)人都是同等的搬磚效率，這就是多核心多線程。

那你一定認(rèn)為多核心多線程的處理器就是最好的了對(duì)吧？也不盡然。在任務(wù)分配上，工頭（程序）安排的是否合理，如何安排，也將很大程度上決定搬磚的效率（性能）。比如說(shuō)無(wú)論你肌如海綿枯瘦如柴，還是壯如牛、身如鋼鐵（相當(dāng)于處理器頻率高低，后面小編會(huì)說(shuō)到），每小時(shí)搬 10 個(gè)磚頭，但是工頭認(rèn)為目前運(yùn)送磚頭的這個(gè)路線只能允許你一個(gè)人來(lái)回搬動(dòng)，那么，他就指揮你一個(gè)人干，其他人再壯、再有力氣，也只能旁邊看著了。

換個(gè)角度，假如這個(gè)工地同一時(shí)間需要快速搬大量的磚，那么就需要多個(gè)人干同一樣工作，這就是多核心多線程的作用。

顯然，這個(gè)核心線程的利用率最終是依靠程序的需求決定的。那問(wèn)題也隨之而來(lái)了，究竟什么類(lèi)型的應(yīng)用要依靠單核處理、什么時(shí)候又需要多核心協(xié)同作戰(zhàn)？對(duì)于大部分程序而言，都是計(jì)算密集型的應(yīng)用。比如應(yīng)用的 GUI 繪制、編 / 解碼、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)運(yùn)算、物理結(jié)構(gòu)計(jì)算（游戲需要這兩部分），這些理論上都是優(yōu)先單核心進(jìn)行計(jì)算的。因?yàn)閷?duì)程序員而言，編碼一個(gè)程序，復(fù)雜度越低難度就越低、同時(shí)可以最大可能提高能耗比（運(yùn)行效率）。這個(gè)時(shí)候，單核心是否強(qiáng)壯如牛（頻率夠高）就非常重要。只有在單核心無(wú)法滿足計(jì)算要求的情況下，才會(huì)將來(lái)不及計(jì)算的任務(wù)分配個(gè)別的核心線程去處理（大型游戲）。另外按道理來(lái)說(shuō)，每運(yùn)行一個(gè)程序，系統(tǒng)就應(yīng)該調(diào)度一個(gè)核心線程分配，然后這些同時(shí)運(yùn)行的程序按照占用資源的多少被執(zhí)行動(dòng)態(tài)的分配，至于效率高低，那要看操作系統(tǒng)的調(diào)度能力了。

喏，這就是碼農(nóng)的心聲

總結(jié)一下，處理器首先要看中單核心的運(yùn)算能力，然后考慮多核心多線程的總體性能。相信這時(shí)候肯定有人說(shuō)，你嗶～了這么多半天，到底選哪個(gè)？給哥個(gè)痛快的！那好，小編繼續(xù)把沒(méi)說(shuō)完的告訴大家。

日常應(yīng)用追求頻率更高（身體更壯）、構(gòu)架更新的處理器（注：更高的頻率也能一定程度彌補(bǔ)核心線程不足的問(wèn)題），價(jià)格適中即可，不要過(guò)分貪大求全；每天大型游戲、視頻剪輯等，多線程處理器更適合你。

另外要提醒一點(diǎn)，單線程應(yīng)用中對(duì)內(nèi)存和硬盤(pán)的傳輸速度要求有限，多線程復(fù)雜應(yīng)用不僅僅是處理器一個(gè)部分的事情，內(nèi)存（大容量高頻率）、超強(qiáng)的磁盤(pán)性能也必不可少，這需要完整的一套體系互相匹配才可以。還有一點(diǎn)，多媒體指令集比如 Intel 的 AVX2 等等，對(duì)應(yīng)用有非常大的效率提升作用，這一點(diǎn)也需要考慮進(jìn)去（程序支持哪種指令集）。

舉個(gè)栗子，Intel 推出的 7 代酷睿 i3 7350K 簡(jiǎn)直就是單線程性能表現(xiàn)逆天的存在，而且憑借著超高主頻，也可以彌補(bǔ)一部分因?yàn)楹诵臄?shù)量偏少造成的性能缺失。

常用單線程應(yīng)用：解壓縮、視頻編解碼、圖片編輯、辦公應(yīng)用、影音娛樂(lè)、游戲。

常用多線程應(yīng)用：大型游戲、視頻剪輯、虛擬機(jī)等專業(yè)應(yīng)用。

其實(shí)一般應(yīng)用需求中，60% 以上的情況都是單核心性能決定了處理器的表現(xiàn)。好了不說(shuō)了，小編繼續(xù)搬磚去，今天的磚還沒(méi)搬完呢。