通过CPU主频，谈谈“性能”是什么

什么是性能？时间的倒数

主要有两个指标：

第一个是响应时间（Response time） 或者叫 执行时间（Execution time）。想要提高这个指标，可以理解为让计算机“跑的更快”。

?第二个是吞吐率（Throughput） 或者 宽带（Bandwidth），想要提升这个性能，你可以理解让计算机“搬的更多”。

响应时间指的就是，我们执行一个程序，到底想要花多少时间。花的时间越少，自然性能就能越好。

而吞吐率就是指我们在一定的时间范围，到底能处理多少事情?。这里的“事情”，在计算机里就是处理的数据或者执行的程序指令。

和搬东西来对比，如果我们的响应时间短，跑的快，我们可以来回多跑几趟多搬几趟。所以说，缩短程序的响应时间，一般来说都会提升吞吐率。

除了缩短响应时间，我们还有别的办法：我们可以多找几个人一起来搬，这就类似现代的服务器都是8核，16核的。人多力量大，同时处理数据，在单位时间内可以处理更多的数据，吞吐率自然就上去了。

提升吞吐率的办法有很多。大部分时候，我们只要多加一些机器，多堆一些硬件就好了。但是响应时间的提升却没有那么容易，因为CPU的性能提升其实在10年就处于“挤牙膏”的状态，所以我们都慎重地来分析对待。

?性能 = 1 / 响应时间

?响应时间越短，性能的数值就越大。

计算机的计时单位：CPU时钟

有两个问题

第一个就是时间不“准”。?

Wall Clock Time (Elapsed Time) :在运行程序期间，挂在墙上的钟走掉的时间。

但是，计算机可能同时运行着好多程序，CPU实际上不停地在各个程序之间切换，在这些走掉的时间里面，可能CPU切换去运行别的程序了。而且，有些程序在运行的时候，可能要从网络，硬盘去读取数据，要等网络和硬盘把数据读出来，给到内存和CPU。

所以说，要想准确统计某个程序的运行时间，进而去比较两个程序的实际性能，我们需要把这些时间刨掉。

在Linux下有一个叫time的命令，可以帮助我们统计。

它会返回三个值：

real time ：也就是?Wall Clock Time
user time ：也就是CPU在运行你的程序，让用户态运行指令的过程
sys time ：CPU在运行你的程序，在操作系统内核运行指令的程序。

程序实际花费的CPU执行时间（CPU time）就是user time + sys time?

其次，即使我们已经拿到了CPU时间，我们也不一定能过“直接比较”出两个程序的性能差异。

cpu（满载，降频)，主板，内存这些因素也会影响，所以我们要对“时间”这个我们可以感知的指标进行拆解?，把程序的CPU执行时间变成CPU时钟周期数（CPU Cycles）和时钟周期时间（Clock Cycle）的乘积。

? ? ? ? 程序的CPU执行时间 = CPU时钟数 * 时钟周期数

在CPU内部，有一个晶体振荡器（Oscillator Crystal）的东西，简称为晶振。晶振带来的每一次“滴答”，就是时钟周期时间。

简单的提升性能方案，就是缩短时钟周期时间，也就是提升主频。

CPU时钟周期数? = “指令数 * 每条指令的平均时钟周期数（Cycles Per Instruction ,CPI）”