移动和台式机处理器有什么区别？

我刚看到有关具有2.7 GHz四核处理器和3GB RAM的全新三星Galaxy Note Edge。

我去年购买的笔记本电脑是4 GB内存和2.3 GHz四核，我的iMac甚至更老，是2.5 GHz i5。

这是否意味着新的三星小工具比我的桌面更强大？

2.7 GHz是否与非移动设备相同（是按比例放大，还是比较等）？

为什么在功率方面，现代计算机没有两个并行运行的三星四核处理器，推出5.4 GHz处理能力作为两个Galaxy Note电池的电能量？

注意：这个答案的编写假设被比较的CPU包括从2006年到2015年的商用Intel，AMD和基于ARM的SoC。任何一组比较测量在范围足够广的情况下都是无效的。我想在这里提供一个非常具体和“有形”的答案，同时也涵盖了两种最广泛使用的处理器类型，因此我做了一系列假设，这些假设可能在CPU设计的绝对一般情况下无效。如果您有挑剔，请在分享之前牢记这一点。谢谢！

让我们直截了当：MHz / GHz和核心数不再是任何两个任意处理器相对性能的可靠指标。

即使在过去，它们最多也是可疑数字，但现在我们拥有移动设备，它们绝对是糟糕的指标。我将在后面的答案中解释它们可以在哪里使用，但是现在，我们来谈谈其他因素。

今天，比较处理器时要考虑的最佳数字是热设计功耗（TDP）和功能制造尺寸，即“工厂尺寸”（纳米 - 纳米）。

基本上：随着热设计功率的增加，CPU的“规模”也会增加。想想自行车，汽车，卡车，火车和C-17货机之间的“规模”。较高的TDP意味着更大的规模。MHz 可能会或可能不会更高，但其他因素，如微体系结构的复杂性，核心数量，分支预测器的性能，缓存量，执行流水线的数量等等，都往往更高 -规模处理器。

现在，随着晶圆厂尺寸的减小，CPU的“效率”也会提高。因此，如果我们假设两个处理器设计完全相同，只是其中一个处理器缩小到14nm而另一个处理器处于28nm，那么14nm处理器将能够：

• 执行至少一样快更高FAB大小CPU;
• 使用更少的电力这样做;
• 这样做的同时消散较少的热量;
• 在芯片的物理尺寸方面使用较小的体积。

通常，当像英特尔和基于ARM的芯片制造商（三星，高通等）等公司减少晶圆厂尺寸时，它们也倾向于提高性能。这妨碍了他们可以获得多少功率效率，但每个人都喜欢他们的东西运行得更快，因此他们以“平衡”的方式设计他们的芯片，这样你就可以获得一些功率效率提升和一些性能提升。在其他极端，他们可以使处理器正是为高耗电上一代，但斜坡上升表现了很多 ; 或者，他们可以使处理器正好以相同的速度上一代，但通过降低功耗很多。

需要考虑的主要问题是，当前一代平板电脑和智能手机CPU的TDP约为2至4瓦，工厂尺寸为28纳米。甲低端从2012台式处理器具有至少45瓦特的TDP和22nm的晶圆厂大小。即使平板电脑的片上系统（SoC）连接到A / C主电源，因此它不必担心电源消耗（为了节省电池），四核平板电脑SoC将完全失去每一个CPU基准测试到2012年的低端“Core i3”，双核处理器运行速度可能更低。

原因：

• 所述睿i3 / i5 / i7的芯片是MUCH大（在晶体管数，物理的管芯面积，功耗等方面）比片剂芯片;
• 即进入台式机芯片关心MUCH约节省功耗更低。软件，硬件和固件相结合，严重降低了移动SoC的性能，以延长电池寿命。在桌面上，这些功能仅在它们不会显着影响高端性能时实现，并且当应用程序请求高端性能时，可以一致地提供这些功能。在移动处理器上，他们经常实现许多小“诡计”来丢弃帧等（例如在游戏中），这些都是眼睛几乎察觉不到但却节省了电池寿命。

我刚才想到的一个简洁的类比：你可以想到处理器的“MHz”就像车辆内燃机上的“RPMs”表。如果我将摩托车的发动机加速到6000转，这是否意味着它可以比1000转的火车16缸原动机承受更多的负荷？不，当然不。原动机有2000年左右到4000马力（例如这里），而摩托车发动机（具有约100至200马力这里例如最高马力摩托车发动机曾经只是馅料200马力）。

TDP比马力更接近马力，但并不完全如此。

一个反例就是将2014款“Haswell”（第4代）英特尔酷睿i5处理器与高端AMD处理器等产品进行比较。这两款CPU性能接近，但英特尔处理器的能耗将降低50％！实际上，55瓦的Core i5通常可以胜过105瓦的AMD“Piledriver”CPU。这里的主要原因是，自“核心”品牌启动以来，英特尔拥有更先进的微架构，从性能上脱离了AMD。英特尔也一直以比AMD更快的速度推进其晶圆厂尺寸，让AMD陷入困境。

台式机/笔记本电脑处理器在性能方面有些相似，直到您使用微型英特尔平板电脑，由于功率限制，它们与ARM移动SoC具有相似的性能。但只要台式机和“全尺寸”笔记本电脑处理器不断创新，这似乎很可能，平板电脑处理器不会超过它们。

最后我要说的是，ECC和#Core并不是完全没用的指标。在比较CPU时，您可以使用这些指标：

• 属于同一细分市场（智能手机/平板电脑/笔记本电脑/台式机）;
• 处于相同的CPU 生成中（即，如果CPU基于相同的体系结构，则数字仅有意义，这通常意味着它们将在同一时间发布）;
• 具有相同的晶圆厂尺寸和相似或相同的TDP;
• 在比较所有规格时，它们主要或完全不同于MHz（时钟速度）或核心数量。

如果这些陈述适用于任何两个CPU - 例如，英特尔至强E3-1270v3与英特尔至强E3-1275v3 - 然后简单地通过MHz和/或核心比较它们可以为您提供差异的线索在性能方面，但差异将远远小于您在大多数工作负载上的预期。

这是我在Excel中做的一个小图表，用于演示一些常见CPU规格的相对重要性（注意：“MHz”实际上是指“时钟速度”，但我很着急;“ISA”指的是“指令集”架构“，即CPU的实际设计）

注意：根据我的经验，这些数字是近似/球场数字，而不是任何科学研究。

嗯..这是一个很好的问题。

答案是否定的，三星Galaxy很可能没有台式电脑那么强大。如果您要运行全面的CPU基准测试，这将是显而易见的。

我将尝试按照我看到的方式整理答案。其他更有经验的成员可能会在以后添加更多细节和价值。

首先，由于CPU架构的不同，移动设备处理器和台式PC处理器支持不同的指令集。正如您可能已经猜到的那样，PC的指令集更大。

另一件事是虚假广告。通常可以实现PC CPU通告的速度，并且CPU可以长时间以该速度运行。这是可能的，因为来自主电源的过多电力供应，以及允许从芯移除热量的适当冷却系统。移动设备不是这种情况。广告速度是最大可能的速度，但它远高于平均速度。由于过热和节省电池，移动设备通常会降低CPU速度。

最后但并非最不重要的是主存储器（RAM），高速缓冲存储器等附加组件的可用性.RAM的数量不是唯一的标准。RAM时钟速度也定义了数据在RAM中存储和检索的速度。这些参数在移动设备和PC之间也有所不同。

您可能会提出更多差异，但根本原因是功耗和尺寸要求。PC可以从主电源获得更多功率，也可以承受更大的功率，因此它们将始终提供更高的处理能力。

如需额外阅读，我建议： 处理器：计算机与移动

实际上，MHz评级在不同制造商处理器之间几乎没有关联 它只与CPU在完全相同的系列中有一定的相关性。虽然手机处理器变得非常快，并且很可能会击败那些旧的奔腾4，但你仍然无法将它们与低端核心i3进行比较。

您应该意识到有很多因素会影响整体性能，而不仅仅是来自CPU。例如，

• CPU时钟速度
• 处理器核心数
• 每个周期的指令数
• 分支预测
• 指令系统
• 指令宽度
• 总线宽度
• 记忆速度
• 缓存大小
• 缓存设计
• 硅布局
• 软件优化
• 等等

因此，时钟速度或MHz额定值只是可用于衡量性能的许多不同事物的一部分。与英特尔或ARM相比，AMD处理器是一种不同的鱼。人们早就知道，3GHz和相同核心数的AMD CPU的性能不如具有相同核心数和类似规格和GHz等级的英特尔CPU。

而且你还会注意到内存速度以及缓存也会影响性能。注意到服务器处理器与台式机相比具有较大的L1缓存以及您在手机中可以找到的缓存。因此，他们花在等待数据上的时间少于手机CPU。

我添加指令集和软件优化的原因是某些软件可以比单一芯片更好地运行算法，因为它们可以利用特殊指令来加速某些操作，否则这些操作可能需要几十条指令。这不应低估。

应该指出TPD与性能无关。相同的CPU构建具有较小的制造工艺，例如从32nm到22nm，将导致22nm中的TDP低于32nm裸片。但是性能下降了吗？不，恰恰相反。确实存在跨平台测量，试图衡量相对性能，例如Linpack基准测试。但这些都是人工措施，很少是基准测试，是特定应用性能的良好指标。

allquixotic的答案非常适合你的实际方面。我认为对“时钟”的具体细节进行简短的说明是有用的，以及为什么所有时钟都不是相同的。除非我犯错，否则这应该适用于所有微处理器的真实或理论。

5 GHz意味着50亿个周期或每秒钟。但是在一个周期中发生的事情并不代表5 GHz的频率。如果一个车轮每秒转动25次，它行驶多远？这取决于周长。

使用处理器，可以实现的可能工作量是周期乘以每周期的工作量（减去限制和等待时间）。

每个周期完成的最大工作量可以是任何量（理论上）。从历史上看，CPU一直在增加他们在一个周期中可以完成的工作量。他们可以通过多种方式实现这一目标：

• 当指令集的大小增加时，它们能够在单个周期中解决更大的问题变化。
• 更复杂的指令可以解决更复杂的问题。
• 逻辑优化允许用较少的步骤解决问题。

通过向CPU核心添加硬件，这些优化已经成为可能。当您拥有专门的硬件时，某些数学运算会变得更有效率。例如，使用十进制数字与使用整数完全不同，因此现代CPU具有每个核心的特定部分来处理每种类型的数字。

由于内核变得复杂，并非所有部件都在每个周期中使用，因此最近的趋势是实现某种类型的“超线程”，它将两个完全独立的操作组合成一个周期，因为这两个操作主要使用不同的部分。核心。

如您所见，这使得CPU频率成为非常差的性能指标。这也是为什么基准测试几乎在它们之间的任何比较中使用的原因，因为计算每个周期的理论性能最多是一个复杂的混乱。

摘要

由于“核心”的定义是任意的并且在处理器之间变化很大，因此所述核心的每个循环所完成的工作量也是任意的。

移动和台式机处理器有什么区别？

移动和桌面处理器之间的显着差异是：

• 功耗：移动处理器必须由低电压和小容量的小电池供电。因此，功率效率是运营绩效和营销声明的主要关注点。对于台式机处理器，功率效率是一个小问题。对于市场的游戏部分，功率效率实际上是无关紧要的。

• 物理尺寸因素：移动处理器必须体积小且重量轻。对于台式机处理器，尺寸和重量基本上无关紧要，除了制造和成本问题之外没有设计目标。

• I / O扩展：移动处理器适用于单板计算机，具有定义明确且外围设备数量有限的端口，基本上没有扩展能力（即没有PCIe总线）。甚至其主存储器容量也可能被限制为几个GiB以最小化MMU要求。另一方面，台式机处理器必须具有大型可安装的主存储器，以及使用（高速）PCIe和USB总线的适配器和外围设备的扩展能力。

移动处理器的计算能力受到这些设计目标的严格限制。幸运的是，半导体/处理器技术正在发展，因此最新的移动处理器可以与旧桌面处理器的计算能力相媲美。
但对于任何给定的时间点，“最佳”移动处理器在计算上不会超过“最佳”台式机处理器。结合受限制的I / O扩展，更昂贵的移动处理器可能只能用于独立的一体化“桌面”系统。

我的问题是，这是否意味着新的三星小工具比我的桌面更强大？

您必须定义“强大”并选择指标。几乎任何单一的度量标准（使用的营销类型）都可以被操纵以产生虚假的比较。已知一些计算机经过重新设计，仅针对特定基准（例如测量FLOPS）表现良好，而其整体性能可能不比竞争对手好。
甲单个度量这样的CPU时钟速度（即GHz）或TDP或Fab大小可以变得不太相关的以及用于评估性能没有可比性随着技术的变化。

功耗与性能 移动处理器必须节省电量（大部分）并产生比台式机处理器少得多的热量。为了满足这样的要求，移动处理器总是使用比同一代桌面处理器（x86 / AMD64 / x86_64）更简单的架构（ARM）。实际上，比较CPU最有用的指标是底层架构。只有在比较具有相似或相关架构的CPU时，所有MHz，功能大小和内核数量才有用。

CPU体系结构/微体系 结构CPU的体系结构决定了它如何执行程序以及它用于执行计算的算法以及它如何访问缓存和RAM。该体系结构还包括CPU理解的“语言”（指令）。桌面处理器理解语言比移动处理器可以理解的要复杂得多。桌面处理器理解复杂的x86 / x86_64语言，而移动处理器理解ARM32 / 64 / Thumb2语言要简单得多，因此需要更多“单词”来描述算法，与x86相比，它的大小效率低。移动芯片理解简单语言的原因是因为存在可以进入其中的晶体管数量的面积和功率限制。

典型的台式机处理器可以并行执行8+ CISC（复杂）指令，并以无序方式提供高性能，但代价是增加功耗，而移动处理器可能只执行2条RISC（简单）指令。为了节省电力。台式机处理器比移动设备（1MB）具有更多缓存（6MB +），从而大大提升了性能。此外，CISC架构（台式机和笔记本电脑中使用的Intel x86_64）提供高代码密度，允许将更大量的信息打包到更小的空间，而RISC架构（移动设备中使用的ARM64）使用未压缩的指令，这些指令往往会给内存带来更大的压力带宽，因为需要更多空间来传达相同的含义。

作为一般规则，桌面体系结构是面向性的。例如，现代英特尔处理器（桌面）上的SIMD操作仅占典型ARM处理器（移动设备）所占用时间的25％，因为台式机可以将更多晶体管填充到CPU中，因为区域和功率不受限制。

特征尺寸的影响 作为一般规则，如果架构A的处理器移植到较低技术（例如，22nm至12nm），则其性能提高，同时由于改善的晶体管性能和效率而降低其功耗。因此，例如，12nm制造的典型ARM Cortex A-5将提供更高的性能，并且比28nm制造的ARM Cortex A-5运行温度更低。然而，在32nm制造的ARM Cortex A-15（比A-5更好的微架构）将比12nm的A-5运行得快得多（但它会消耗更多的功率）。因此，虽然特征尺寸是一个重要的指标，但在比较不同的微架构/架构时，它有点失去了基础，特别是当一个比另一个好得多时。

核心的影响 不要被核心数量所迷惑。它们是CPU性能的可怕指标。基于核心计数比较CPU仅在它们具有相同的微架构时才有用。当然，具有更多内核的更快的微架构击败了具有更少内核的更慢的微拱。然而，慢速四核很可能比高性能双核处理器提供更差的性能。弱四核可能很好地处理时间T中的4个简单任务，而强大的（每个核心快4倍）双核可能能够在一半的时间范围内（T / 2）处理4个简单任务，因为它应该能够其中T / 4的其中2个为T / 4（T / 4 + T / 4 = T / 2）。还要注意准八分体核心（大多数移动设备都是准的，因为在任何时候只有4个核心可以处于活动状态以节省电力）。

时钟频率的影响 这在很大程度上取决于处理器的微架构。

为了说明这一点，请考虑以下问题，3 * 3。

假设处理器A将问题转换为3 + 3 + 3并且需要3个时钟周期来执行该问题，而处理器B使用查找表直接执行3 * 3并且在1个时钟周期内给出结果。如果制造商A说处理器频率（时钟周期）是1GHz而B表示它是500MHz，则B比A快，因为A需要3ns才能完成3 * 3而B只需要2ns（B比A快33％即使B时钟运行速度慢了50％）。因此，仅在比较类似的微架构时，时钟速度才是良好的比较。具有较低时钟速度的更好的uarch可能会以更高的时钟速度击败更老的uarch。低时钟速度也可节省电力。在更高的时钟速度下的高性能uarch肯定会击败具有相似或更低时钟速度的低性能uarch（有时也更高）。因此，时钟速度并不像核心计数那样可以很好地衡量CPU性能。请注意，移动处理器实现比桌面处理器更简单，更慢的算法，以节省功耗和面积。桌面处理器通常采用的算法速度几乎是移动设备的两到四倍（或更多），使其在移动处理器上具有明显的性能优势。

**缓存的影响**缓存在处理器性能方面起着核心速度本身的作用。高速缓存是处理器内部的高速RAM，以减少对RAM的请求。桌面缓存比移动缓存更大，更快（对桌面的大小或功率没有限制），从而使桌面比移动CPU更具优势。添加CISC效率和桌面缓存优于移动缓存。2MB桌面缓存仅通过指令密度本身（在同一空间中的更多信息）击败2 MB移动缓存。缓存在确定CPU性能方面非常重要。具有大快速缓存的处理器将优于具有缓慢小缓存的处理器。但是，在高速缓存的速度和大小之间存在折衷，这就是系统具有高速缓存级别的原因。随着技术的缩小，缓存变得更快，更高效。当然，缓存架构在这方面也起着非常重要的作用。比较缓存并不是那么简单，但缓存比较比涉及内核或时钟速度的比较要少得多。

因此，假设产生不变，台式机处理器在原始性能方面几乎总是优于移动处理器，而移动处理器几乎总是消耗更少的功率来弥补其相对较差的性能。

让我们用一个松散的类比来思考和理解CPU的特性。

想象一下，CPU是装配汽车的工厂。零件（数据）进入，在装配好的传送带上发送。最后，完成的汽车推出另一端（处理过的数据）。

像门一样的一组简单部件可能会一步向前移动，下一步会添加一个新部件，依此类推。一个过程可以用于多个组，例如，使门把手组件的线路将通过门把手传递到前门和后门。像发动机这样的更复杂的组件会在较长的输送机路径上运行，并且可能需要几个步骤来收集所有部件，不止一步将它们放入复杂的布置中等等。因此在CPU中，不同的命令采用不同的数量时钟周期完成并使用专用于任务的CPU的不同部分（但可能用作多种命令的一部分）。

时钟速度可能是您的输送机的速度。在每个刻度线上，输送机向前移动到下一步。更快地运行输送机可以获得更多的汽车，但是你不能比任务完成任务更快（在CPU中限制是晶体管的电气特性）

芯片尺寸是您工厂（芯片）的尺寸。一个更大的人可以同时有更多的事情，所以做得更多。

晶圆厂尺寸是装配机器人/人（晶体管）有多大。当它们较小时，您可以更多地放入相同的空间。较小的晶体管可以更快地运行并且使用更少的功率/散发更少的热量。

TDP是您的工厂在满负荷运行时可以使用多少电量。在CPU中这很重要，因为它表示CPU在完全使用情况下将使用多少功率，但它还会产生多少热量。您可以看到这只是粗略指示存在某些事情，TDP不能用作任何性能指示，因为效率取决于所有其他变量。这是常识，因为否则今天你的PC如何比5年或10年前的数千倍快，而不需要使用数千倍的电力。

当我无法更快地优化或装配我的装配线时，我可以简单地让另一个在旁边运行，这就像你的核心数量。以同样的方式，工厂可能共享相同的访问道路/交付托架核心的CPU共享访问内存等。

所有这些都是可以衡量的，但还有一个基本因素，即建筑物上的数字并不容易。我的汽车工厂不能轻易制造卡车，甚至更不用说一艘船。装配线设置为一件事，并且仍然可以完成另一件事，但意味着以非最佳的方式将零件从一条线移动到另一条线，浪费了大量时间。处理器专为特定任务而设计，PC中的主CPU非常通用，但即使如此，也有非常专业的优化，例如多媒体扩展。一个CPU可能能够以两个步骤执行命令，而另一个CPU必须分解为20个基本操作。架构可能是决定性能的最重要因素

因此，在同一平台上比较甚至非常相似的CPU是非常困难的。对于任何给定时钟或TDP，AMD FX和Intel i7在不同任务中表现更好。像Atom这样的移动PC处理器已经比较难以比较，手机中的CPU很难在ARM皮质和高通Snapdragon之间进行比较，更不用说桌面处理器了。

总而言之，这些统计数据都不能让您比较不同类型处理器的性能。唯一的方法是根据您关注的特定任务获取基准并在每个基础上运行它们进行比较。（请记住，每个平台都非常擅长特定的平台，通常没有明确的“最快”）

正如其他人所述，不应使用MHz和GHz来比较CPU。它们可用于比较具有相同架构或系列的处理器（实际上，您可以将i3 4000m与i3 4100m GHz进行比较，因为它们共享相同的架构）。现代处理器中的CPU性能是芯片尺寸，架构，内核数量和频率等因素的平均值。考虑到所有这些因素可以让您根据性能来定位CPU。但是，不应直接比较桌面和移动处理器。

因为它们在许多层面上是不同的。它们具有不同的架构，不同的指令集，移动处理器的尺寸要小得多，并且它们必须在不同的环境中工作。这意味着功率使用和工作温度也很重要，因为它们主要用于供电有限的移动设备。大多数高端移动处理器中的GHz也是空值。你不能长时间使用它们的全部潜力（在大多数情况下），因为它们倾向于节流（Nexsus 5是一个很好的例子，它会发现Snapdragon 800即使在基准测试中也会受到限制）很多，而且频率和电压都是减少因为过热而使芯片免于损坏。

如果你真的想要比较它们，最可靠的方法是使用linpack（与一些愚蠢的多平台基准测试相比），请参考这个网站：Linpack这仍然应该被用作纯粹的好奇心而不是教育目的的资源。可靠并不意味着一般可靠。

我的问题是，这是否意味着新的三星小工具比我的桌面更强大？

不，并且它将不会存在多年，因为移动处理器与桌面处理器相比仍然非常弱。

我的问题是，这是否意味着新的三星小工具比我的桌面更强大？

2.7GHz是否与非移动设备相同（是扩大规模，还是比较等）？

为了回答这个问题，我会问一个问题。

具有2.7 GHz的英特尔双核CPU是否比英特尔核心I3 CPU（2核）2.7 ghz更强大。

绝对不是娜..... !!!

所以Desktop cpu中存在很多差异，仅参考缓存，大小，速度，热量，功率，内核等...

因此，移动和台式机CPU也不同......

与移动设备相比，台式机CPU的制造考虑了不同的要求。

处理器运行时会产生热量。很多热量。由于移动设备比计算机小得多，因此运行的移动处理器产生的热量经常被放大，并且会严重损害组件，甚至会使组件熔化。因此，设备的开发者和设计者限制或限制移动处理器可以运行的速度。这意味着如果处理器变热，它将限制其速度，这相当于较慢的性能。

由于这种限制，许多手机上的处理器实际上运行速度比广告速度慢。实际上，移动处理器的广告速度通常是最大的。将此与大多数计算机处理器进行比较，其中广告的速度通常是平均运行速度，并且您开始明白为什么计算机更强大。

资源

所有答案都很好，但问题没有回答！为什么桌面cpu周期似乎比移动cpu周期更强大？答案是：桌面CPU使用比移动CPU更多的晶体管英特尔核心= 600000000~1200000000 Arm Base = 20000~40000

为什么？因为桌面CPU处理比移动cpu更多的指令因此：更多晶体管=更多指令=更多性能

ARM Cortex A7（4核1.5 ghz）= 2,850 MIPS（每秒百万条指令）= 2850000000条指令

AMD E-350（1.6 ghz的双核）= 10,000 MIPS（每秒百万条指令）= 10000000000条指令

天河-1A（186,368核2ghz）= 2,670,000,000 MIPS = 2670000000000000

您可以为每个周期或CPI计算指令以获得更多帮助：http：//meseec.ce.rit.edu/eecc550-winter2011/550-12-6-2011.pdf

和下一个重要的：像SnapDragon 801最大频率的移动CPU高达2.2 GHZ这个平均频率在2.2 GHZ不稳定它开始（500 mhz~2.2 ghz）决定CPU的热量