電腦cpu基礎知識

時間：2024-09-07 22:07:04 兆波電腦知識我要投稿

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電腦cpu基礎知識

　　倍頻系數是指CPU主頻與外頻之間的相對比例關系。在相同的外頻下，倍頻越高CPU的頻率也越高。但實際上，在相同外頻的前提下，高倍頻的CPU本身意義并不大。下面和小編一起來看電腦cpu基礎知識，希望有所幫助！

電腦cpu基礎知識

　　電腦cpu基礎知識大全：

　　1.CPU的位和字長位：在數字電路和電腦技術中采用二進制，代碼只有“0”和“1”，其中無論是“0”或是“1”在CPU中都是一“位”。

　　字長：電腦技術中對CPU在單位時間內(同一時間)能一次處理的二進制數的位數叫字長。所以能處理字長為8位數據的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在單位時間內處理字長為32位的二進制數據。字節和字長的區別：由于常用的英文字符用8位二進制就可以表示，所以通常就將8位稱為一個字節。字長的長度是不固定的，對于不同的CPU、字長的長度也不一樣。8位的CPU一次只能處理一個字節，而32位的CPU一次就能處理4個字節，同理字長為64位的CPU一次可以處理8個字節。

　　2.CPU擴展指令集

　　CPU依靠指令來計算和控制系統，每款CPU在設計時就規定了一系列與其硬件電路相配合的指令系統。指令的強弱也是CPU的重要指標，指令集是提高微處理器效率的最有效工具之一。從現階段的主流體系結構講，指令集可分為復雜指令集和精簡指令集兩部分，而從具體運用看，如Intel的MMX(Multi Media Extended)、SSE、SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions2)、SEE3和AMD的3DNow!等都是CPU的擴展指令集，分別增強了CPU的多媒體、圖形圖象和Internet等的處理能力。我們通常會把CPU的擴展指令集稱為"CPU的指令集"。SSE3指令集也是目前規模最小的指令集，此前MMX包含有57條命令，SSE包含有50條命令，SSE2包含有144條命令，SSE3包含有13條命令。目前SSE3也是最先進的指令集，英特爾Prescott處理器已經支持SSE3指令集，AMD會在未來雙核心處理器當中加入對SSE3指令集的支持，全美達的處理器也將支持這一指令集。

　　3.主頻

　　主頻也叫時鐘頻率，單位是MHz，用來表示CPU的運算速度。CPU的主頻=外頻×倍頻系數。很多人認為主頻就決定著CPU的運行速度，這不僅是個片面的，而且對于服務器來講，這個認識也出現了偏差。至今，沒有一條確定的公式能夠實現主頻和實際的運算速度兩者之間的數值關系，即使是兩大處理器廠家Intel和AMD，在這點上也存在著很大的爭議，我們從Intel的產品的發展趨勢，可以看出Intel很注重加強自身主頻的發展。像其他的處理器廠家，有人曾經拿過一快1G的全美達來做比較，它的運行效率相當于2G的Intel處理器。

　　所以，CPU的主頻與CPU實際的運算能力是沒有直接關系的，主頻表示在CPU內數字脈沖信號震蕩的速度。在Intel的處理器產品中，我們也可以看到這樣的例子：1GHz Itanium芯片能夠表現得差不多跟2.66GHz Xeon/Opteron一樣快，或是1.5GHz Itanium 2大約跟4GHz Xeon/Opteron一樣快。CPU的運算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標。

　　當然，主頻和實際的運算速度是有關的，只能說主頻僅僅是CPU性能表現的一個方面，而不代表CPU的整體性能。

　　4.外頻

　　外頻是CPU的基準頻率，單位也是MHz。CPU的外頻決定著整塊主板的運行速度。說白了，在臺式機中，我們所說的超頻，都是超CPU的外頻(當然一般情況下，CPU的倍頻都是被鎖住的)相信這點是很好理解的。但對于服務器CPU來講，超頻是絕對不允許的。前面說到CPU決定著主板的運行速度，兩者是同步運行的，如果把服務器CPU超頻了，改變了外頻，會產生異步運行，(臺式機很多主板都支持異步運行)這樣會造成整個服務器系統的不穩定。

　　目前的絕大部分電腦系統中外頻也是內存與主板之間的同步運行的速度，在這種方式下，可以理解為CPU的外頻直接與內存相連通，實現兩者間的同步運行狀態。外頻與前端總線(FSB)頻率很容易被混為一談，下面的前端總線介紹我們談談兩者的區別。

　　5.倍頻系數

　　倍頻系數是指CPU主頻與外頻之間的相對比例關系。在相同的外頻下，倍頻越高CPU的頻率也越高。但實際上，在相同外頻的前提下，高倍頻的CPU本身意義并不大。這是因為CPU與系統之間數據傳輸速度是有限的，一味追求高倍頻而得到高主頻的CPU就會出現明顯的“瓶頸”效應—CPU從系統中得到數據的極限速度不能夠滿足CPU運算的速度。一般除了工程樣版的Intel的CPU都是鎖了倍頻的，而AMD之前都沒有鎖。

　　6.緩存

　　緩存大小也是CPU的重要指標之一，而且緩存的結構和大小對CPU速度的影響非常大，CPU內緩存的運行頻率極高，一般是和處理器同頻運作，工作效率遠遠大于系統內存和硬盤。實際工作時，CPU往往需要重復讀取同樣的數據塊，而緩存容量的增大，可以大幅度提升CPU內部讀取數據的命中率，而不用再到內存或者硬盤上尋找，以此提高系統性能。但是由于CPU芯片面積和成本的因素來考慮，緩存都很小。

　　7.制造工藝

　　制造工藝的微米是指IC內電路與電路之間的距離。制造工藝的趨勢是向密集度愈高的方向發展。密度愈高的IC電路設計，意味著在同樣大小面積的IC中，可以擁有密度更高、功能更復雜的電路設計。現在主要的180nm、130nm、90nm。最近官方已經表示有65nm的制造工藝了。

　　8.CPU內核和I/O工作電壓

　　從586CPU開始，CPU的工作電壓分為內核電壓和I/O電壓兩種，通常CPU的核心電壓小于等于I/O電壓。其中內核電壓的大小是根據CPU的生產工藝而定，一般制作工藝越小，內核工作電壓越低;I/O電壓一般都在1.6~5V。低電壓能解決耗電過大和發熱過高的問題。

　　9.前端總線(FSB)頻率

　　前端總線(FSB)頻率(即總線頻率)是直接影響CPU與內存直接數據交換速度。有一條公式可以計算，即數據帶寬=(總線頻率×數據帶寬)/8，數據傳輸最大帶寬取決于所有同時傳輸的數據的寬度和傳輸頻率。比方，現在的支持64位的至強Nocona，前端總線是800MHz，按照公式，它的數據傳輸最大帶寬是6.4GB/秒。

　　外頻與前端總線(FSB)頻率的區別：

　　前端總線的速度指的是數據傳輸的速度，外頻是CPU與主板之間同步運行的速度。也就是說，100MHz外頻特指數字脈沖信號在每秒鐘震蕩一千萬次;而100MHz前端總線指的是每秒鐘CPU可接受的數據傳輸量是100MHz×64bit÷8Byte/bit=800MB/s。

　　其實現在“HyperTransport”構架的出現，讓這種實際意義上的前端總線(FSB)頻率發生了變化。之前我們知道IA-32架構必須有三大重要的構件：內存控制器Hub(MCH),I/O控制器Hub和PCI Hub，像Intel很典型的芯片組 Intel7501、Intel7505芯片組，為雙至強處理器量身定做的，它們所包含的MCH為CPU提供了頻率為533MHz的前端總線，配合DDR內存，前端總線帶寬可達到4.3GB/秒。但隨著處理器性能不斷提高同時給系統架構帶來了很多問題。而“HyperTransport”構架不但解決了問題，而且更有效地提高了總線帶寬，比方AMD Opteron處理器，靈活的HyperTransport I/O總線體系結構讓它整合了內存控制器，使處理器不通過系統總線傳給芯片組而直接和內存交換數據。這樣的話，前端總線(FSB)頻率在AMD Opteron處理器就不知道從何談起了。

　　電腦cpu硬件知識

　　一、品牌分類

　　Intel系列：賽揚-奔騰-酷睿從低端到高端

　　AMD系列：閃龍、速龍、羿龍系列、FX系列、APU系列

　　CPU也就是中央處理器，全拼為Central Processing Unit，在計算機中可以比喻成人的大腦。

　　二、CPU型號解釋

　　Intel cpu：

　　Intel 酷睿i7-6700K為例，介紹下型號的含義。

　　1、Intel是品牌

　　2、酷睿是Intel旗下高端的系列

　　3、6700這個數字表示第6代i7，數字越大檔次越高

　　4、K是指該CPU是一款超頻版本

　　AMD處理器

　　以AMD 速龍 X4 880k為例，介紹下型號的含義

　　1、AMD無疑是品牌

　　2、速龍是AMD旗下的中低端系列

　　3、K是指該CPU是一款超頻版本

　　通過CPU外觀上，我們可以非常快速的認出是intel還是AMD處理器，AMD CPU的背部接口是針式，一根根針組成，反之不是針式接口，就是intel CPU。

　　三、性能參數

　　主頻：用來表示計算機運算、處理數據的速度，通常來說越高越好。

　　外頻：外頻是CPU的基準頻率，外頻決定整塊主板的運行速率，通俗的說所謂的超頻，就是超計算機的外頻（當然一般情況下，CPU的倍頻都是被鎖住的）

　　緩存：緩存大小也是CPU的重要指標之一，而且緩存的結構和大小對CPU速度的影響非常大，CPU內緩存的運行頻率極高，一般是和處理器同頻運作，工作效率遠遠大于系統內存和硬盤。分為一級緩存，二級緩存，三級緩存。

　　電腦cpu是越高越好嗎

　　CPU的主頻，即CPU內核工作的時鐘頻率(CPU Clock Speed)。CPU主頻的高低，對衡量處理器的性能來說是一個很重要的方面，對處理器的性能影響很大。

　　CPU主頻越高，處理器的性能越好，主頻的高低對于CPU運算速度至關重要，主頻越高，處理器當然越快，所處理的數據就越多越快。假設某個CPU在一個時鐘周期內執行一條運算指令，那么當CPU運行在2GHz主頻時，將比它運行在1GHz主頻時速度快一倍。因為2GHz的時鐘周期比1GHz的時鐘周期占用時間減少了一半，也就是工作在2GHz主頻的CPU執行一條運算指令所需時間比工作在1GHz主頻時的時間縮短了一半，自然運算速度也就快了一倍，所以目前很多人對于超頻樂此不疲。

　　但是使用主頻的高低來衡量處理器的性能，需要在相同的條件下相互比較，比如核心與線程數量，核心工藝(指令集)，核心緩存等因素對于處理器來說也非常重要，我們不能拿一個過去的高主頻的落后處理器和現在先進的低主頻處理器相比較，性能方面顯然是現在的處理器性能要好。

　　目前網上的很多處理器賣家拿著高主頻的老處理器來販賣，宣稱處理器主頻多少個G，比如AMD羿龍2X4975，主頻達到了3.6GHz，主頻很高很高，然而性能卻不如主頻只有3.0GHz的i54430。

　　我們購買處理器除了看主頻外，還需要處理器其他參數是怎樣的。

　　核心和線程數

　　核心(Die)又稱為內核，是CPU最重要的組成部分。CPU中心那塊隆起的芯片就是核心，是由單晶硅以一定的生產工藝制造出來的，CPU所有的計算、接受/存儲命令、處理數據都由核心執行。核心數量越多，代表著處理器所能處理的數據和任務越多，不同處理器的單核心性能也是有高低的。

　　一條線程指的是進程中一個單一順序的控制流，一個進程中可以并發多個線程，每條線程并行執行不同的任務，在多核CPU中，使用多線程技術的好處是提高了程序的執行吞吐率。在單CPU單核的計算機上，使用多線程技術，也可以把進程中負責IO處理、人機交互而常備阻塞的部分與密集計算的部分分開來執行，編寫專門的workhorse線程執行密集計算，從而提高了程序的執行效率。

　　CPU緩存

　　CPU高速緩存(CPUCache)是用于減少處理器訪問內存所需平均時間的部件。在金字塔式存儲體系中它位于自頂向下的第二層，僅次于CPU寄存器。其容量遠小于內存，但速度卻可以接近處理器的頻率。

　　目前的處理器緩存有一級緩存，二級緩存，三級緩存，可以這么說，緩存的大小與多少，也能代表著處理器的性能，緩存越大，處理器訪問內存所需平均時間越短，速度越快。

　　CPU制作工藝

　　CPU的“制作工藝”指得是在生產CPU過程中，要進行加工各種電路和電子元件，精度越高，生產工藝越先進。在同樣的材料中可以制造更多的電子元件，連接線也越細，提高CPU的集成度，CPU的功耗也越小。

　　目前的的處理器制作工藝已經達到了22納米級別，比如最新的HasWell結構的處理器就是22nm，性能更高，功耗也更小。

　　總之，衡量處理器性能的高低，主頻的多少是一方面，但不是決定方面，好需要配合其他處理器的參數來衡量。簡單的用戶購買處理器只要性能符合自己的需求就可以了，性能過高過低均是對資源的一種浪費。

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