電腦性能- 维基百科，自由的百科全书

電腦性能（Computer Performance）一般會以電腦系統在指定時間和使用資源的條件下，所完成工作的 ... 寛、吞吐量、相對效率（英语：Relative efficiency）、可扩放性、效能功耗比、 ... 電腦效能 語言 監視 編輯 電腦效能（ComputerPerformance）一般會以電腦系統在指定時間和使用資源的條件下，所完成工作的數量來表示。

依上下文的不同，電腦效能的「良好」可能包括以下項目中的一項或幾項： 快速的反應時間 高吞吐量（處理工作的速度） 資源的使用率。

電腦系統或應用程式的高可用性 快速（或高壓縮率）的資料壓縮及解壓縮 高頻寬（英語：Bandwidth(computing)）或是快速的資料傳輸時間電腦軟體的效能，特別是應用軟體的反應時間，是軟體品質的內容之一，在人機互動中也很重要。

目次 1性能度量 2定義 3技術量測資料 4性能方程式 5相關條目 6參考資料 效能度量編輯 和電腦效能有關的度量包括可用性、反應時間、信道容量、延遲(工程)（英語：Latency(engineering)）、頻寛、吞吐量、相對效率（英語：Relativeefficiency）、可擴放性、效能功耗比、壓縮比、指令路徑長度（英語：instructionpathlength）及加速倍率。

也可以利用CPU的基準測試[1]。

定義編輯 電腦系統的效能可以用可量測的技術用詞來表示，會用到一個或多個上述的度量。

效能可以用以下的方法表示： -和其他系統比較，或是將系統變更前後的效能相比較 -以絕對度量來表示，例如符合合約上所列的功能 以上的定義用到一些科技相關的術語。

以下是科學家阿諾·艾倫（英語：ArnoldAllen）所提出，比較可以讓非科技背景聽眾瞭解的定義： 在「電腦效能」一詞中提到的「效能」其實和其他情形下提到的效能一様，其效能是指「電腦可以將它應該要完成的工作做到多好？」[2] 技術量測資料編輯 有許多的技術量測資料間接的會影響電腦的效能。

由於測試電腦的速度及效能需執行許多的程式，因此開發了基準測試軟體整合這些程式。

以下是一個重要的量測資料： 指令每秒－大部份的消費者考慮電腦架構時，會希望可以執行許多現有的軟體，有時會直接用工作頻率來選擇特定的CPU，相同架構的電腦，MIPS越高表示其速度越快，但不同架構的電腦，無法直接比較其MIPS（參考兆赫神話（英語：megahertzmyth））。

FLOPS－每秒進行的浮點運算次數，在選擇科學計算用的電腦時格外重要。

效能功耗比－平行系統（例如Google的機房）的設計者會依效能功耗比來選擇CPU，因為CPU功耗的成本大於CPU本身的成本。

有些平行電腦的設計者會以單位成本的速度來選擇CPU。

一些實時運算系統的設計者需確保最壞情形下的響應，若CPU的中斷延遲（英語：interruptlatency）較小，及其有確定性的響應時較容易確保。

若設計者直接使用組合語言開發系統，會希望CPU支援多功能的指令集。

低功率－針對有限能源供應的系統（例如用太陽能、電池、或人力發電）。

體積小或重量輕－特別針對可攜的嵌入式系統及太空用的系統。

環境影響－減少在電腦生產時、使用時及回收階段對環境的影響，也包括減少廢棄物及有害物質（參考綠色計算） 百萬更新每秒（英語：Giga-updatespersecond）－量測RAM可允許的最快更新速度。

有時CPU設計者有辦法提昇其中一項特性，又不會犧牲其他特性，例如使用最好最快的電晶體來設計CPU，此時就可以提昇CPU的整體效能。

不過有時若過份強調其中一項特性，往往會使其他重要特性變差，因此反而讓整體的效能的變差，例如只強調CPU高MIPS，高工作頻率時，可能會使功率提高，效能功耗比也可能下降。

效能方程式編輯 執行某特定基準測試軟體需要的時間t為 t = N ∗ C / f {\displaystylet=N*C/f}  ，或者可以等效表示為下式 P = I ∗ f / N {\displaystyleP=I*f/N}  [3]其中 P=1/t，是用執行時間的倒數來表示的效能。

N是實際執行（組合語言）指令的個數（指令路徑長度（英語：instructionpathlength））。

N顯著的受到指令集代碼密度的影響。

N的數值無法透過高階語言原始碼的行數來計算得知。

可以由指令集模擬器（英語：instructionsetsimulator）精確計算，或者可以利用估計的方式，一方面利用各指令分佈頻率的數值（可能是實際值或估計值），同時配合高階語言編譯器產生的機器碼。

N不受同一個處理器中執行的其他行程所影響。

由於硬體一般不會記錄執行程式的N，因此其確值只能由指令集模擬器計算，但實務上又很少有指令集模擬器可以使用。

f是時脈頻率。

C= 1 / I {\displaystyle1/I}  為此基準測試軟體的平均每個指令周期數（英語：cyclesperinstruction）（CPI） I= 1 / C {\displaystyle1/C}  為此基準測試軟體的平均每個周期指令數（英語：instructionspercycle）（IPC）即使針對同一台機器，使用不同的編譯器或是甚至只是相同編譯器的不同編譯器最佳化（英語：compileroptimization）都會影響N和CPI，若調整後可以提昇N或C，但另外一項沒有顯著變差，基準測試程式會執行的更快。

但一般情形下提昇其中一項後，另一項可能就會變差，因此需在二者中作一取捨。

例如是否需要使用一些複雜且執行時間較長的指令，使執行指令個數變短？或是只利用可以許多簡單且可以快速執行的指令，雖執行指令個數變長，但每個指令周期數可以下降？ CPU設計者常需要實現一組特定的指令集，因此無法調整N。

有時設計者會藉由大幅提升f，但不會犧牲C太多的方式提昇效能（例如用更深的流水線或更快的快取），所得的是speed-demon的CPU設計。

有時設計者會藉由大幅提升CPI（例如利用超序執行、超純量CPU、大容量快取、高擊中率的快取、提昇分支預測、推測性執行（英語：speculativeexecution）等技術），但不會犧牲f太多的方式提昇效能，所得的是brainiac的CPU設計[4]。

針對特定的指令集（因此N不變）及固定的半導體製程，單一執行緒的最大效能（1/t）需要在上述二個技術中作一平衡[3]。

相關條目編輯 演算法效率（英語：Algorithmicefficiency） 基準測試 電腦系統結構 FURPS 網路效能（英語：Networkperformance） 最佳化(計算機科學)（英語：Optimization(computerscience)） 感知效能（英語：Perceivedperformance） 效能分析參考資料編輯 ^MeasuringProgramSimilarity:ExperimentswithSPECCPUBenchmarkSuites,CiteSeerX:10.1.1.123.501   ^ComputerPerformanceAnalysiswithMathematicabyArnoldO.Allen,AcademicPress,1994.$1.1Introduction,pg1. ^3.03.1PaulDeMone.TheIncredibleShrinkingCPU.20Jun2004[2012-10-09].（原始內容存檔於2012-05-31）.  |publisher=realwordtechnology |accessdate=10Oct2012}} ^ "Brainiacs,SpeedDemons,andFarewell" byLinleyGwennap1999 取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=電腦性能&oldid=59380830」