選購或評估伺服器時,處理器參數琳瑯滿目,真正影響效能的關鍵指標有哪些?本文逐項拆解,助您建立正確認知。
主頻(時脈頻率,MHz)= 外頻 × 倍頻係數。許多人以為主頻決定運算速度,實則片面。至今無公式能精確對應主頻與實際運算速度,Intel 與 AMD 亦有爭議。例如 1 GHz Itanium 效能約等於 2.66 GHz Xeon/Opteron;1.5 GHz Itanium 2 約等於 4 GHz Xeon/Opteron。主頻僅代表 CPU 內部數位脈衝震盪速度,真正運算速度還須看流水線架構、指令集、快取等綜合指標。主頻只是效能表現一個切面,非整體代表。
FSB 直接影響 CPU 與記憶體資料交換速度。資料頻寬 =(總線頻率 × 資料位寬)/ 8。例:支援 64 位元的至強 Nocona,FSB 800 MHz,最大頻寬 6.4 GB/s。
外頻 vs FSB:外頻是 CPU 與主板同步運作速度(數位脈衝震盪);FSB 是資料傳輸速度(100 MHz FSB = 100M × 64bit ÷ 8 = 800 MB/s)。
HyperTransport 架構出現後,傳統 FSB 概念改變。AMD Opteron 整合記憶體控制器,CPU 直接與記憶體交換資料,不再經由系統總線,FSB 概念於此架構下淡化。
外頻為 CPU 基準頻率,決定整塊主板運作速度。桌機超頻通常調整外頻(倍頻多鎖死),但伺服器嚴禁超頻。外頻改變會導致系統非同步運作,造成伺服器不穩定。現多數系統外頻亦為記憶體與主板同步速度,可視為 CPU 外頻直連記憶體實現同步。
主頻與外頻比例關係。同外頻下倍頻越高主頻越高,但受限於 CPU-系統資料傳輸速度,一味追求高倍頻易產生「瓶頸效應」:CPU 運算速度遠超資料供給速度。Intel 量產版多鎖死倍頻,AMD 早期多未鎖。
快取容量、結構對速度影響極大,運行頻率通常與處理器同頻,效率遠超系統記憶體與硬碟。CPU 常重複讀取同資料塊,增大快取可大幅提升命中率,減少存取記憶體/硬碟,提高系統效能。受限於晶片面積與成本,快取容量較小。
分資料快取與指令快取,內建於 CPU 核心,容量通常 32~256 KB,結構複雜(靜態 RAM),對效能影響大。
分內建與外掛兩種。內建型同主頻運作,外掛型僅主頻一半。容量原則越大越好,家用 CPU 最高 512 KB,伺服器/工作站 CPU 達 256 KB~1 MB,高階可達 2~3 MB。
早期外掛(如 AMD K6-III),現代皆內建。作用:降低記憶體延遲、提升大量資料運算效能。對遊戲與伺服器均有助益:大 L3 快取可讓實體記憶體利用更有效,減緩磁碟 I/O 子系統壓力,提供更有效檔案系統快取行為、縮短訊息佇列與處理器佇列長度。
Intel Itanium 系列規劃 9 MB、24 MB L3 快取。但實測顯示:1 MB L3 的 Xeon MP 仍不敵 Opteron,證明提升前端總線頻寬比單純增加快取更有效。