圖2則針對(duì)三種方案的SPECfp_rate2000進(jìn)行性價(jià)比評(píng)估，也是假定光刻精度提高30%（尺寸縮減50%），相應(yīng)地，單核芯片頻率提高 17%，雙核芯片頻率降低 17%。為進(jìn)行性能和性能價(jià)格比分析，我們假設(shè)：
  
   雙路“裸”系統(tǒng)（帶有磁盤、內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)接口，但沒有 CPU）成本為 1,500 美元。
   基本CPU 配置為 2.4 GHz 單核處理器，配備 1 MB L2 緩存，成本為 300 美元。
   Die設(shè)定為CPU 核心和L2 緩存約各占一半，其他片上功能限制在Chip全部區(qū)域的小區(qū)間中。
   “小型芯片”配置為 2.8 GHz 單核心處理器，配備 1 MB L2 緩存，成本為 150 美元。
   “大緩存”配置為 2.8 GHz 單核心處理器，配備 3 MB L2 緩存，成本為 300 美元。
   “多核”配置為 2.0 GHz 雙核心處理器，每個(gè)核心配備 1MB L2 緩存，成本為 300 美元。

       下面，我們依次看看這三種方案對(duì)CPU性能和成本的影響：
  
  
      1）生產(chǎn)更小的芯片
  
       顯然，更小、更便宜的芯片加上適度的頻率提升，在性能和性價(jià)比方面能為用戶帶來適度的價(jià)值。如圖 1，處理器價(jià)格的下降可以將系統(tǒng)整體成本降低 14%（1,800 美元Vs. 2,100 美元），而 17% 的頻率提高可以帶來 0- 14% 的性能提升，中間值和幾何平均值為 8%-9%。結(jié)合這兩種因素，性價(jià)比可提升17%-33%，其中間值和幾何平均值為 27%-28%，如圖2所示。
  
      2）增加大量片上緩存（On-Chip Cache）
  
       與其他方案相比，增加大量緩存可以帶來更靈活的性能提升空間。如果將 L2 緩存從 1 MB 提高到 3 MB ，性能提升幅度為0% -127%，其中間值為 0%，幾何平均值為 11.8%。如果CPU頻率提升17%，同時(shí)緩存大小也增加，則可以帶來更多的收益??這兩個(gè)因素相結(jié)合后，性能提升可達(dá)0%-156%，中間值為11.5%，幾何平均值為22.5%。注意，這里假設(shè)芯片的成本與參考系統(tǒng)是相同的，因此性價(jià)比與純性能的提升比率相同。
  
      3）增加CPU 核心
  
       對(duì)許多工作負(fù)載來說，增加核心可以改善吞吐量（throughput），其代價(jià)是需要適當(dāng)降低頻率（如17%），以滿足功耗/散熱方面的要求。這里我們假設(shè)50%的尺寸縮減可以容納2個(gè)CPU核心，跟參考芯片一樣，每個(gè)核心帶有1MB L2緩存，而且成本也相同。跟參考平臺(tái)相比，在運(yùn)行單一進(jìn)程時(shí)，性能會(huì)降低 0% – 15%，中間值和幾何平均值為 -10% 到 -11%。
  
       但如果我們使用第二個(gè)核心來運(yùn)行第二個(gè)代碼副本，那么系統(tǒng)吞吐量可以提高 0%-54%，中間值和幾何平均值為 29% – 32%。這里，我們假定芯片的成本與參考系統(tǒng)相同，則性價(jià)比與純性能的提升比率也相同。
  
       上面三個(gè)方案提供了大量令人困擾的性能和性價(jià)比指標(biāo)??70 個(gè)相對(duì)值。就算將每次SPEC基準(zhǔn)測(cè)試的14 個(gè)性能值減少到3個(gè)（最小、幾何平均、最大），我們?nèi)匀恍枰鎸?duì)9個(gè)性能值和12 個(gè)性價(jià)比值（其中9個(gè)與性能值相同）?？梢?，要想充分弄清楚這些指標(biāo)，并做出合理的設(shè)計(jì)決策，并不是件容易的事。不過，這三個(gè)方案都各自具有明顯的優(yōu)勢(shì)和不足：  

       當(dāng)然，設(shè)計(jì)什么樣的CPU，除了考慮性能和性價(jià)比方面的因素外，還有許多因素需要考慮??如市場(chǎng)占有率、銷售收入、利潤(rùn)、市場(chǎng)影響力等等，要支持芯片廠商的市場(chǎng)目標(biāo)、業(yè)務(wù)模式和競(jìng)爭(zhēng)策略。
  
       在所有這些情況中，性能的變化取決于基準(zhǔn)系統(tǒng)上內(nèi)存性能跟CPU 性能的比值。隨著內(nèi)存總可用帶寬的提升，大緩存的價(jià)值將減小，而多核的優(yōu)勢(shì)將提高。相反，相對(duì)較低的內(nèi)存帶寬會(huì)使大緩存更為關(guān)鍵，而會(huì)大大降低增加CPU核心所帶來的吞吐量。
  
       對(duì)于緩存友好型的SPECint_rate2000基準(zhǔn)測(cè)試，以2.2 GHz運(yùn)行的IBM e326服務(wù)器上的結(jié)果顯示：在頻率相同的情況下，將每芯片上核心數(shù)增加一倍，可以使吞吐量提高65%到100%（幾何平均值為95%）。

多易