0四、計算機功耗，提高性能

時間 2019-12-04

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　　CPU性能公式：程序的 CPU 執行時間 = 指令數×CPI×Clock Cycle Time性能

下降能耗優化

從以上公式看出，能夠從指令數、CPI以及CPU主頻這三個方面入手來提高計算機性能。然而當CPU的主頻達到極限時，功耗會增長，致使性能不會達到預期的目的，一方面，咱們要在 CPU 裏，一樣的面積裏面，多放一些晶體管，也就是增長密度；另外一方面，咱們要讓晶體管「打開」和「關閉」.」得更快一點，也就是提高主頻。而這二者，都會增長功耗，帶來耗電和散熱的問題。所以這兩方面都是有限的。此時又會下降電壓來下降能耗；加密

並行優化，阿姆達爾定律設計

提高主頻達到了瓶頸以後，又經過並行處理來提升CPU的吞吐率，現代的CPU都發展到多核，2核、4核，乃至8核的CPU。這就是將一個程序任務交給多個CPU核進行並行處理來提升性能。阿姆達爾定律說的就是，對於一個程序進行優化以後，處理器並行運算以後效率提高的狀況。能夠用公式表示：接口

　　　　　　　　　　優化後的執行時間 = 受優化影響的執行時間 / 加速倍數 + 不受影響的執行時間事件

不受影響的執行時間就是不能被並行處理的任務所執行的時間。ast

總結延伸效率

不管是提高主頻，仍是增長更多的CPU核心數量，經過並行來提高性能，都會遇到瓶頸。簡單的堆硬件已經不能知足需求了。硬件

在摩爾定律和並行計算以外，還有這幾個原則性的性能提高方法：程序

　　一、加速大概了事件

　　　　加速大機率事件（common case fast）遠比優化小几率事件更可以提升性能，大機率事件一般比小几率事件簡單，從而易於提升。

　　　　大機率事件規則意味着設計者須要知道什麼事件是常常發生的，這隻有經過仔細的實驗與評估纔可以得出。

　　二、經過流水線提升性能

　　　　把CPU指令執行的過程進行拆分，細化運行。反之，過長的流水線也會帶來新的功耗和效率的負面影響。