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CPU
知识全面讲解
CPU
，
全称“Central
Processing
Unit”，
中文名为“中央处理器”，
在
大多数网友的印象中，
CPU
只是一个方形配件，正面是金属盖，背面是一些密密
麻麻的针脚或触点，
可以说毫无美感可言。
但在这个小
块头的东西上，
却是汇聚
了无数的人类智慧在里面，
我们今天能上网、
工作、
玩游戏等全都离不开这个
小
小的东西，它可谓是小块头有大智慧。
作为普通用户、
< br>网友，
我们并不需要解读
CPU
里的所有“大智慧”，
但
CPU
既然是
电脑中最重要的配件、并且直接决定电脑的性能，了解它里面的部分
知识还是有必要的。
下面笔者将给大家介绍
CPU
里最重要
的基础知识，
让大家对
CPU
有新的认
识。
1
、
C
PU
的最重要基础：
CPU
架构
CPU
架构：
采用
Nehalem
架构的
Core
i7/i5
处理器
CPU
架
构，目前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
< br>X86
下的微架构，
常常被简称
为
CPU
架构。
1
更新
CPU
架构能有效地提高
CPU
的执行效率，
但也需要投入巨大的研发
成本，
因此
CPU
厂商一般每
2-3
年才更新一次架构。
近几年比较著名的
X86
微架
构有
Int
el
的
Netburst
（
Pentium 4/Pentium D
系列）、
Core
（
Core 2
系列）、<
/p>
Nehalem
（
Core
i7/i5/i3
系列）
，
以及
AMD
的
K8
< br>（
Athlon
64
系列）<
/p>
、
K10
（
Ph
enom
系列）、（
Athlon II/Phenom
II
系列）。
Intel
以
Tick-
Tock
钟摆模式更新
CPU
自
200
6
年发布
Core 2
系列后，
Intel
便以“Tick
-
Tock”钟摆模式更
新
CPU
，简单来说就是第一年改进
CPU
工艺，第二年更新
CPU
微架构，这样交替
进行。目前
Intel
正进行“Tick”阶段，即改进
CP
U
的制造工艺，如最新的
Westmere
架构其实就是
Nehalem
架构的工艺改进版，下一代<
/p>
Sandy
Bridge
架构
将是全新架构。
AMD
方面则没有一个固定的更
新架构周期，
从
K7
到
K8
再到
K10
，
大概是
3-4
年更新一次。
制造工艺：
2
更新制作工艺，使同一面积的晶圆可切割出更多
CPU
芯片
我们常说的<
/p>
CPU
制作工艺是指生产
CPU
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（<
/p>
nm
）为单位，目前
CPU
主流的制作工艺是
45nm
和
32nm
。
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。
32
位与
64
位
CPU
：
3
2003
年
AMD
发布第一款
X86
的
64
位
CPU
，开创民用
64
位先河
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。
64
位
CP
U
的优势，需要
64
位操作系统和
64
软件支持
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
6
4
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
< br>64
位开发的风险
4
较高，这
也是
64
位在过去
7
< br>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。
2
、决定
CPU
性能的参数：频率、核心数、缓存
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。
主频、倍频、外频、超频：
CPU
盒装会标出主频、缓存等重要参数
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。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。
核心数、线程数：
5
目前最强
CPU
拥有
4
个物理核心、
8
个逻辑核心
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<
/p>
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
< br>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，六核也
将在今年发布。
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
< br>能。关于超线程技术，后面将有详细介绍。
缓存：
6
拥有三级缓存（
L3
Cache
）的
CPU
缓存，
C
ache
，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
CP
U
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。
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