電腦的大腦——CPU

CPU，全稱“Central

Processing

Unit”，中文名為“中央處理器”，在大多數(shù)人的印象中，CPU只是一個方形配件，正面是金屬蓋，背面是一些密密麻麻的針腳或觸點，可以說毫無美感可言。但在這個小塊頭的東西上，卻是匯聚了無數(shù)的人類智慧在里面，我們今天能上網(wǎng)、工作、玩游戲等全都離不開這個小小的東西，它可謂是小塊頭有大智慧。作為普通用戶，我們并不需要解讀CPU里的所有“大智慧”，但CPU既然是電腦中最重要的配件、并且直接決定電腦的性能，了解它里面的部分知識還是有必要的。下面將給大家介紹CPU里最重要的基礎(chǔ)知識，讓大家對CPU有新的認識。CPU的結(jié)構(gòu)CPU的外部結(jié)構(gòu)CPU的外部結(jié)構(gòu)CPU基板

CPU基板是承載CPU內(nèi)核用的電路板，基板負責(zé)內(nèi)核芯片和外界的一切通訊和CPU的基本功能。CPU核心

核心又稱內(nèi)核，是CPU的重要組成部分。CPU中心那塊隆起的方形芯片就是核心。它是由單晶體硅制成。所有的計算、接受/存儲命令、處理數(shù)據(jù)都在這里進行。目前的CPU的表面都具有一個鐵蓋保護著核心。CPU缺角缺角就是CPU安裝方向的標(biāo)識，安裝CPU時應(yīng)與主板CPU插槽上的標(biāo)識保持一致。

CPU接口

CPU接口是與CPU中上億晶體管連接的外部電路元件，是CPU與主板交換數(shù)據(jù)的通道，同時也起到固定在插座上的作用。CPU的性能指標(biāo)主頻

CPU的主頻是指CPU運行時的工作頻率，單位為MHz,它代表了CPU的實際運算速度。

主頻和實際的運算速度是有關(guān)的，但是目前還沒有一個確定的公式能夠體現(xiàn)兩者之間的數(shù)值關(guān)系，而且CPU的運算速度還要看CPU流水線上的各方面的性能指標(biāo)。由于主頻并不直接代表運算速度，所以在一定情況下，很可能會出現(xiàn)主頻較高的CPU實際運算能力較低的現(xiàn)象。因此，主頻僅僅是CPU性能表現(xiàn)的一個方面，而不代表CPU的整體性能。外頻外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率，單位為MHz。外頻是CPU與主板之間同步運行的速度。在臺式機中，我們所說的超頻，就是超CPU的外頻。倍頻倍頻的全稱是倍頻系數(shù),是指CPU與外頻之間的相對比例關(guān)系。從理論上講，倍頻是從1.5一直到無限的，它是0.5為一個間隔單位。

CPU主頻、倍頻和外頻之間的關(guān)系是：主頻=外頻×倍頻前端總線是指CPU與主板北橋之間的數(shù)據(jù)通道，前端總線也稱為CPU總線，是PC系統(tǒng)中最快的總線。CPU就是通過前端總線與北橋芯片連接，并通過北橋芯片與內(nèi)存、顯卡進行數(shù)據(jù)交換。所以，前端總線頻率越大，表示CPU與內(nèi)存之間數(shù)據(jù)傳輸能力越大，就更能充分發(fā)揮CPU的功能。高速緩存高速緩存即Cache,其全稱是高速緩沖存儲器，是位于CPU與內(nèi)存之間的臨時存儲器，是一種容量比內(nèi)存小但速度比內(nèi)存快得多的存儲器，其讀寫速度僅次于CPU。當(dāng)內(nèi)存的速度滿足不了CPU速度的要求時，速度比內(nèi)存更快的緩存就可以為CPU和內(nèi)存之間提供一個高速的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域。所以，緩存的作用就是暫時存儲CPU要讀取的數(shù)據(jù)，減少內(nèi)存的壓力。多媒體指令集

CPU依靠指令來計算和控制系統(tǒng)，每款CPU在設(shè)計是就規(guī)定了一系列與其硬件電路相配合的指令系統(tǒng)。指令的強弱也是CPU的重要指標(biāo)，指令集是提高微處理器效率的最有效工具之一。指令集可分為復(fù)雜指令集和精簡指令集。從具體應(yīng)用看，如Intel的MMX、SSE、SEE2、和AMD的3DNow!等都是CPU的擴展指令集，分別增強了CPU的多媒體、圖形圖像和Internet等的處理能力。CPU的封裝技術(shù)

CPU的封裝技術(shù)是指采用特定材料將CPU的內(nèi)核和其他元件固化在其中以防損壞的保護措施。目前采用的CPU封裝多采用絕緣的塑料或陶瓷材料包裝起來能起著密封和提高芯片電器性能的作用。由于現(xiàn)在處理器芯片的內(nèi)頻越來越高，功能越來越強，引腳數(shù)越來越多，封裝的外形也不斷在改變。目前主流的CPU封裝技術(shù)有mPGA、OPGA、CPGA、FC-PGA2等。IntelCPU大多數(shù)采用LGA封裝技術(shù)，AMDCPU多采用mPGA封裝技術(shù)。制造工藝CPU制造工藝又叫做CPU制程，它的先進與否決定了CPU的性能優(yōu)劣。平時我們所聽到的65納米、90納米指芯片內(nèi)電路與電路之間的距離。制造工藝的趨勢是向密集度越高的方向發(fā)展。密集度愈高的芯片電路設(shè)計，意味著在相同大小面積的芯片中，可以擁有密度更高的、功能更復(fù)雜的電路設(shè)計。芯片的制造工藝在1995年后，從0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0、15微米、0.13微米、90納米，再到65納米和45納米。目前，最新的CPU已經(jīng)發(fā)展到了32納米工藝。CPU的選購技巧VSIntelCPUAMDCPUPentiumE5800基本參數(shù)CPU主頻:3200MHz外頻:200MHz倍頻16倍總線頻率:800MHzCPU插槽插槽類型:LGA775針腳數(shù)目:775pin核心數(shù)量:雙核心線程數(shù):雙線程制作工藝:45納米熱設(shè)計功耗:(TDP)65W內(nèi)核電壓:0.85-1.3625V晶體管數(shù)量:228百萬核心面積:82平方毫米CPU緩存:一級緩存2×64KB,二級緩存2MB技術(shù)參數(shù)指令集:MMX，SSE，SSE2，SSE3，SSSE3，AthlonIIX2255AthlonIIX2255CPU主頻:3100MHz外頻:200MHz倍頻:15.5倍總線頻率:2000MHzCPU插槽插槽類型:SocketAM3針腳數(shù)目938pinCPU架構(gòu):K10.5核心數(shù)量:雙核心制作工藝:45納米熱設(shè)計功耗(TDP):65W內(nèi)核電壓0.85-1.425VCPU緩存:一級緩存2×128KB二級緩存2MB技術(shù)參數(shù)指令集:MMX（+），3DNOW!（+），SSE，SSE2，SSE3，SSE4ACPU主頻:3100MHz外頻:100MHz倍頻:31倍總線頻率:5.0GT/sCPU插槽插槽類型LGA1155針腳數(shù)目:1155pinCPU內(nèi)核核心代號:SandyBridgeCPU架構(gòu):SandyBridge核心數(shù)量:雙核心線程數(shù)四線程制作工藝:32納米熱設(shè)計功耗(TDP)65W內(nèi)核電壓:1.152VCPU緩存:一級緩存2×64KB,二級緩存2×256KB,三級緩存3MB技術(shù)參數(shù)指令集MMX，SSE（1，2，3，3S，4.1，4.2），EM64T，VT-x，AES，AVX顯卡參數(shù):集成顯卡顯卡基本頻率:850MHz顯卡最大動態(tài)頻率1.1GHz超線程技術(shù)（Hyper-Threading，簡稱HT），最早出現(xiàn)在2002年的Pentium4上，它是利用特殊的硬件指令，把單個物理核心模擬成兩個核心（邏輯核心），讓每個核心都能使用線程級并行計算，進而兼容多線程操作系統(tǒng)和軟件，減少了CPU的閑置時間，提高CPU的運行效率。Corei7/i5/i3再次引入超線程技術(shù)，使四核的Corei7可同時處理八個線程操作，而雙核的Corei5600、Corei3也可同時處理四線程操作，大幅增強它們多線程性能。

超線程技術(shù)只需要消耗很小的核心面積代價，就可以在多任務(wù)的情況下提供顯著的性能提升，比起完全再添加一個物理核心來說要劃算得多。相比Pentium4的第一代HT，Corei7/i5/i3的優(yōu)勢是有更大的緩存和更大的內(nèi)存帶寬，能更有效地發(fā)揮多線程的作用。根據(jù)評測結(jié)果顯示，支持Corei7/i5/i3開啟HT后，多任務(wù)性能提升20-30%。PhenomIIX4955CPU主頻3200MHz外頻200MHz倍頻16倍總線總線頻率2000MHzCPU插槽插槽類型SocketAM3針腳數(shù)目938pinCPU內(nèi)核核心代號DenebCPU架構(gòu)K10核心數(shù)量四核心制作工藝45納米熱設(shè)計功耗(TDP)125W內(nèi)核電壓0.875-1.5VCPU緩存一級緩存4×128KB二級緩存4×512KB三級緩存6MB技術(shù)參數(shù)指令集MMX（+），3DNOW!（+），SSE