最近小编看到很多电脑小白在问CPU是什么意思?那么究竟CPU是什么呢?今天装机吧www.zhuangjiba.com小编就来给大家普及一下CPU的基础知识吧。

提到电脑,必然会提到支持电脑运行的重要部分CPU。CPU,又称为“中央处理器”,其因文全称是“Central Processing Unit”,尽管CPU看起来就是个正正方方,毫无美感可言的电脑配件。但是这个小块头的电脑配件却集聚了人类的无限智慧。我现在之所以能用电脑上网,游戏,工作,都离不开这个小东西。
 

CPU是什么意思 CPU基础知识详解



制造工艺:
对于普通用户来说,更先进的制作工艺能带来更低的功耗和更好的超频潜力。而通常情况下,我们所说的CPU制造工艺是指CPU生产的技术水平,改进制作工艺,就是通过缩短CPU内部电路与电路之间的距离,使同一面积的晶圆上可实现更多功能或更强性能。制作工艺以纳米(nm)为单位,目前CPU主流的制作工艺是45nm和32nm。


CPU架构
更新CPU架构能有效地提高CPU的执行效率,但这需要厂商投入大量的成本进行研发,因此,一般情况下,每2-3年CPU厂商才会更新一次架构。目前来说,CPU架构并没有一个权威和准确的定义,简单来说就是CPU核心的设计方案。目前CPU大致可以分为X86、IA64、RISC等多种架构,而个人电脑上的CPU架构,其实都是基于X86架构设计的,称为X86下的微架构,常常被简称为CPU架构。


32位与64位CPU:
32/64位指的是CPU位宽,更大的CPU位宽有两个好处:一次能处理更大范围的数据运算和支持更大容量的内存。对于前者,普通用户暂时没法体验到其优势,但对于后者,很多用户都碰到过,一般情况下32位CPU只支持4GB以内的内存,更大容量的内存无法在系统识别(服务器级除外)。于是就有了64位CPU,然后就有了64位操作系统与软件。目前所有主流CPU均支持X86-64技术,但要发挥其64位优势,必须搭配64位操作系统和64位软件。遗憾的是目前主流的软件和游戏均是基于32位开发的,采用64位系统难免会有一些兼容性问题,而直接采用64位开发的风险较高,这也是64位在过去7年一直不能普及的原因,但未来64位一定会取代32位成为主流的。
除了CPU架构外,决定CPU性能的几个重要参数还有频率、核心数、线程数以及缓存。TDP热设计功耗也是网友关注的参数,下面将为大家介绍这几样参数。


缓存:
缓存,Cache,它也是决定CPU性能的重要指标之一。为什么要引入缓存?在解释之前必须先了解程序的执行过程,首先从硬盘执行程序,存放到内存,再给CPU运算与执行。由于内存和硬盘的速度相比CPU实在慢太多了,每执行一个程序CPU都要等待内存和硬盘,引入缓存技术便是为了解决此矛盾,缓存与CPU速度一致,CPU从缓存读取数据比CPU在内存上读取快得多,从而提升系统性能。当然,由于CPU芯片面积和成本等原因,缓存都很小。目前主流级CPU都有一级和二级缓存,高端的甚至有三级缓存。


主频、倍频、外频、超频:
CPU主频,就是CPU运算时的工作频率,在单核时代它是决定CPU性能的最重要指标,一般以MHz和GHz为单位,如Phenom II X4 965主频是3.4GHz。说到CPU主频,就不得不提外频和倍频,由于CPU发展速度远远超出内存、硬盘等配件的速度,于是便提出外频和倍频的概念,它们的关系是:主频=外频x倍频。而我们常说的超频,就是通过手动提高外频或倍频来提高主频(Intel和AMD公司发布两款超频工具:http://soft.zhuangjiba.com/show-25-385-1.html)。
虽然提高频率能有效提高CPU性能,但受限于制作工艺等物理因素,早在2004年,提高频率便遇到了瓶颈,于是Intel/AMD只能另辟途径来提升CPU性能,双核、多核CPU便应运而生。目前主流CPU有双核、三核和四核,八核、千核也将发布。
其实增加核心数目就是为了增加线程数,因为操作系统是通过线程来执行任务的,一般情况下它们是1:1对应关系,也就是说四核CPU一般拥有四个线程。但Intel引入超线程技术后,使核心数与线程数形成1:2的关系,如四核Core i7支持八线程(或叫作八个逻辑核心),大幅提升了其多任务、多线程性能。关于超线程技术,后面将有详细介绍。


睿频加速和超线程技术
睿频加速技术:
Turbo Boost是一种动态加速技术,基于Nehalem架构的电源管理技术,通过分析当前CPU的负载情况,智能地完全关闭一些用不上的核心,把能源留给正在使用的核心,并使它们运行在更高的频率,进一步提升性能;相反,需要多个核心时,动态开启相应的核心,智能调整频率。这样,在不影响CPU的TDP(热设计功耗)情况下,能把各核心的频率调得更高。
超线程技术:
在前面我们已提到过超线程技术,本节我们将作详细介绍。超线程技术(Hyper-Threading,简称HT),最早出现在2002年的Pentium 4上,它是利用特殊的硬件指令,把单个物理核心模拟成两个核心(逻辑核心),让每个核心都能使用线程级并行计算,进而兼容多线程操作系统和软件,减少了CPU的闲置时间,提高CPU的运行效率。Core i7/i5/i3再次引入超线程技术,使四核的Core i7可同时处理八个线程操作,而双核的Core i5 600、Core i3也可同时处理四线程操作,大幅增强它们多线程性能。
超线程技术只需要消耗很小的核心面积代价,就可以在多任务的情况下提供显著的性能提升,比起完全再添加一个物理核心来说要划算得多。相比Pentium 4的第一代HT,Core i7/i5/i3的优势是有更大的缓存和更大的内存带宽,能更有效地发挥多线程的作用。根据评测结果显示,支持Core i7/i5/i3开启HT后,多任务性能提升20-30%。

总结:通过以上内容的学习,相信大家对CPU的基础知识都有所了解了吧,虽说CPU对于大部分网友来说,并没有学习的必要。但是现在科技发展迅速,而作为决定电脑性能的CPU也是在日新月异的不断变化,因此在科技面前,我们必须及时充电不断武装自己,才能走在科技的前沿。

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