CPU性能淺談：並不是主頻越高性能越強
在處理器的歷史中，CPU主頻一直是老生常談的話題，作為與核心數同等重要，衡量處理器性能的重要參數之一。在前幾年，英特爾在市場上獨佔鰲頭的時代，CPU核心數並沒有得到提升，每年更新換代產品都只是提升CPU主頻，因此CPU主頻的高低成為了CPU性能的指標。隨著AMD發布銳龍3000系列處理器，在CPU主頻比英特爾低的情況下，CPU的單核性能和多核性能卻超越英特爾。主頻似乎顯得不那麼重要，那麼CPU主頻能決定CPU性能嗎？
CPU頻率的概念
CPU主頻，即CPU內核工作的時鐘頻率（CPU Clock Speed），單位為GHz。CPU是一個複雜的數字系統，為了確保內部所有硬體單元能夠協同快速工作，CPU架構工程師們往往會設計一套時鐘信號與系統同步進行操作。時鐘信號是由一系列的脈衝信號構成，並且總是按一定電壓幅度、時間間隔連續發出的方波信號，它周期性地在0與1之間往複變化。
很多人認為主頻決定CPU的運行速度，其實是錯誤的，CPU主頻表示在CPU內數字脈衝信號震蕩的速度，與CPU的實際運行速度並沒有直接關係。主頻與實際的運算速度有一定的關係，但沒有去衡量它們之間關係的標準，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）。所以會出現AMD推土機時代的那些高主頻低性能，發熱量還大的令人詬病的產品。
雖然CPU主頻不能代表CPU的速度，但提高主頻對於CPU運算速度卻至關重要。舉個例子，假設某個CPU在一個時鐘周期內執行一條運算指令，當它以100MHz主頻進行運算時，所需時間是20ns，那麼當主頻提高到200MHz是，所需要時間就縮減到10ns。運算速度自然就快一倍。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。
除此之外還有外頻與倍頻，它們與主頻之間的關係密切，倍頻是主頻與外頻之比的倍數。主頻、外頻、倍頻之間有一個關係公式：主頻=外頻×倍頻，一般超頻都是指超倍頻，現在很少超外頻了。
大家會覺得複雜難懂，我們只需要知道在不同架構的CPU之間不能以主頻來對比其性能。
那麼銳龍3900x系列是如何在主頻低於i9 9900K的的情況下，單核性能與之持平的？
提高CPU單核性能有兩個途徑：提高主頻和提高每個時鐘周期內執行的指令數(IPC)。處理器微架構的變化可以改變IPC，效率更高的微架構可以提高IPC從而提高處理器的性能。但是，對於同一代的架構，改良架構來提高IPC的幅度是非常有限的，所以英特爾這幾代CPU都是靠主頻來衡量性能。
銳龍3000系列所採用的ZEN2架構，將提高每個時鐘周期內執行的指令數(IPC)提升了15%，對於處理性能來說提升是非常明顯的，它們之間也有一套公式：處理器性能 = 主頻 x IPC。
主頻並不是決定CPU性能的標準，但也是非常直觀的參數。在同代同架構CPU之間作為性能參考是可行的，除此之外，核心數、超線程等也是重要性能指標。
