走进PC的大脑：CPU知识全面剖析

CPU，也叫中央处理器，是一台计算机的“大脑”，也是影响整台电脑性能最为核心的部件之一。CPU的性能高低直接决定整台电脑的运行速度，那么CPU长什么样子，其性能又如何呢？市面上又有哪些处理器可以选择呢？且听董师傅一一道来！

CPU，即中央处理器。在很多人的印象中，它初看像是一个“金属块”，实则是薄电路板和金属块的结合，没有过多的美感可言。然而，它好比人的“大脑”，是一台计算机的运算和控制核心，真正算得上“小块头大智慧”。

Intel处理器正面

Intel处理器背面

AMD处理器正面

AMD处理器背面

从图片上看，CPU长相差不了多少，从功能构造上也比较简单，从上到下依次为：金属块（起到导热和保护内部芯片的作用）、CPU芯片、CPU电路基板、底部却不一样（AMD处理器是针脚，Intel处理器从LGA 775插座开始，CPU采用了触点方式，将传统的针脚改为触点设计在了主板上）。

既然说到LGA插座，那我们就有必要来说说处理器的主板插座了，处理器主板插座形态的变迁和处理器的发展历史紧密相连。

如果只看2000年之后的CPU，Intel先后经历了Socket 478、LGA775、LGA1155以及以及现在主流的LGA 1150/LGA 1151和高端处理器采用的LGA 2011接口。采用LGA775封装的CPU如早期的Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D以及双核心的Pentium D、Pentium EE、Core 2 、采用LGA 1150封装的如现在市售的Core i5 4950，LGA 1151封装的第六代酷睿处理器Core i5 6500。

图为LGA 755接口

AMD处理器接口大致有Socket FM1、Socket FM2、Socket FM2、Socket FM3及Socket FM3+这几个类型。比如一直市场销量较好的APU A8-7650K和Athlon X4 860K，其接口类型就是Socket FM2。而代表最新的Socket FM3+封装技术就非FX 6300莫属了。

每次CPU的更新换代，虽然在参数上可能不太感人，但主频、处理器架构上都会有区别。相应的，性能增强和功耗改善都会有一定程度的提升。但是因为现在AMD在技术上与Intel已经有了一定差距，当大家每次看到新CPU发布后都没有什么大的提升，都会称这种现象为“挤牙膏”。

CPU两大品牌

就产品而言，Intel有着先进的构架，当前工艺优势相当明显，在玩游戏时就具备了很大优势。部分处理器使用了“超线程”技术，增加了处理器的可利用性，提高了多任务同时工作的性能。再者，Intel使用独特的制程技术，使处理器的功耗更少、保证了其稳定性。最明显的“诟病”应该就是价格过高了。

论性价比而说，AMD则在中低端市场表现得“火力十足”，尤其在集成了显卡的CPU上。如果你并不追求一切顶级，预算又比较有限，那么在同样的价格下，你完全可以用以“低廉价格、强劲性能、极佳超频”著称的AMD来攒出你所需要的电脑。但是功耗确是你应该考虑的问题。

下面咱们来谈一谈CPU的几大参数

主频

表示着CPU运算、处理数据的速度。顾名思义，频率越快，所产生的动作就会越快。但有一个误区—“主频越高CPU越快”，这应该是奔腾时代的陈旧思维了。现在的CPU通过架构或制程工艺的提升，已经实现了低主频下拥有较强的性能和较低的功耗。“主频=外频*倍频”，我们知道的i5、i7有“超频”功能就是通 过手动提高外频或倍频，来满足默认频率不够用的情况。

一般情况下，i3和i5用起来没啥太大的区别。但一旦需要处理多任务数据，i3是双核心，i5是四核心，比i3多了两个核心，差别就出来了。打个比方，同样 的计算20道题，i3有两个“大脑”，平均下来一个“大脑”需要计算10道题。而i5平均下来，每个“大脑”只需要计算5道题。

线程

红框内代表线程数量接着说说线程，“答案”计算出来了，你要往纸上写啊，线程如同“三头六臂”，越多越灵活，就可以实现同时书写。如果你是10线程的话，老师罚学生抄100遍作业，别人才抄10遍，你就已经抄满100遍了，那是相当有效率啊。我们平时所见的i3是双核四线程，i5是四核四线程，至强E3是四核八线程，i7也是四核八线程，也有16线程的。

核心和线程是建立在CPU主频率基础上的，主频低，核心线程多有啥用？就好比一个人有很多头手，但他是个智障，一样白瞎！

缓存

是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小但数据交换速率却快很多，也是决定CPU性能的重要指标之一。目前，缓存又分一级缓存、二级缓存及三级缓存。CPU读取数据时，首先从缓存中查找，如果找到就立即读取并送给CPU处理（这就是一级缓存的作用）。如果没有找到，就用相对较慢的速度从内存中读取并送给CPU处理，同时把这个数据所在的数据块调入缓存中，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必再调用内存。因此，缓存容量越大，CPU对数据的命中率也会提高，变相提升了计算机的性能。二级缓存则为一级缓存的缓冲器，三级缓存为二级缓存的缓冲器。因此，缓存作用顺序为一级缓存、二级缓存、三级缓存；容量方面，则是三级缓存>二级缓存>一级缓存。

核心架构—Intel和AMD

先说说Intel吧，Sandy Bridge是Intel在2011年推出的全新产品，并整合了Intel第六代图形核心。2012年第三代酷睿 i系列处理器发布——即Ivy Bridge。比起上代，IVB都有不小提升。随后就是Haswell，取代了Sandy Bridge和Ivy Bridge，统治了高中低市场。2013年底生产出来的Broadwell，比Haswell带来了30%的功耗改进，以后或更高。而最新的就应该是Intel的第六代处理器——Skylake，更高的制程，带来更低的功耗。

AMD在2011年发布了代号为Zambezi桌面处理器，主要针对于中高端市场。在笔记本平台则推出了LIano，证明了在笔记本市场的强势，毕竟一个CPU的尺寸可以容纳超越入门独显的性能。2012年，Trinity作为AMD的主流产品，计算和图形性能比前辈LIano高出了50%。APU在经历了数次大规模的改变后，在2014年迎来了另一力作——Kaveri架构。全新的“压路机”核心与Radeon R7独显组成了它的全部，可谓是AMD对APU量身定制的专门架构产品。而Richlan，则作为Trinity和Kaveri之间的过渡品，起着“承上启下”的作用。

现在市面上主流的制程工艺大致分为：14nm、22nm、32nm及45nm。当然，数值越低，代表的技术就越先进，进而带来的功耗也会相应变低。笔者认为，更低的制程工艺在不久就会到来，比如10nm、7nm等。

另外，现在的CPU都会存在一些特性。比如最高支持哪种类型的内存，既有DDR3也有DDR4；是否会集成显卡，集成显卡的型号都会有写明。当然，不同处理器内置的显卡性能也不尽相同。除此，还会有超线程技术、虚拟化技术等特性供大家选择，想必这些都会成为大家购买CPU时考虑的参数吧。

在CPU性能飙升的今天，我们看到，频率对CPU性能的影响越来越小，相反核心架构和制程成为制约CPU性能关键。同一架构和同一制程的CPU，只要频率相 差不是特别大，能提供的每MHz的性能基本上都是接近的。所以对用户来说，在购买CPU时不应该再盲目追求高频率，而应该在制程和架构上多下功夫，按需选 购，寻找一款适合自己应用需求的CPU产品。只有这样，才能以最少的购买和使用开支，充分享受CPU的强劲性能。