cpu的功能是什么(让你全面认识CPU)

今天来给大家简单科普一下CPU的相关知识吧。首先,CPU是做什么的?

CPU简介(摘自百度百科)中央处理器(CPU),是电子计算机的主要设备之一,电脑中的核心配件,其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。在计算机体系结构中,CPU 是对计算机的所有硬件资源(如存储器、输入输出单元) 进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元,是计算机的运算和控制核心。

简单来说,我们操作电脑,就相当于给电脑出了一道又一道的“题目”,而CPU就负责“解题”——是不是和我们的大脑功能很相似呢?

cpu的功能是什么(让你全面认识CPU)

因此,在电脑(尤其是DIY台式机)的选购中,选好一款合适的CPU是非常重要的。CPU如何命名?CPU的命名有什么玄机?相信你看了下面一段就能明白。

CPU叫这些名字

目前PC界有两家主要的CPU厂商,分别是“蓝厂”——Intel:

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和“红厂”——AMD:

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先看看CPU“姓”什么吧。下图展示这两家近几年的产品系列,一些太古老的就不列入其中了:

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现阶段电脑的CPU主要采用酷睿和锐龙的CPU,别的系列用的不多,像至强E3、A系列APU,FX“农机系列”现在都已经“停更”了。

试一试

找出下图中配置单和笔记本电脑配置表中的CPU:

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答案如下:

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这些都是CPU!相信以后看到一台电脑的配置表,你可以第一时间找到CPU型号了。

了解完CPU“姓”什么之后,我们需要进一步了解它的“全名”。CPU的全名由以下几个部分组成:

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  • 产品系列和代号:CPU的定位
  • 代际:表明属于该系列第几代产品
  • 定位:同一代产品中的定位,数字越大定位越高

PS:Intel的移动端CPU会用不同数字代表不同的功耗,比如i5-1135G7就代表TDP=12-28W,而i5-1130G7就代表TDP=7-15W。

  • 后缀:不同含义(后面一节专门介绍后缀)

看到这里,相信CPU的名字对于你来说,不是什么“谜语”了。

CPU后缀的学问

由于CPU的后缀相当复杂,所以这里独立用一节来解释。先看桌面端CPU(台式机)的吧:

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AMD和Intel桌面端后缀的最大区别,就是Intel家没有后缀的CPU不能超频,只有带K的和带X/XE的可以超;而AMD锐龙和线程撕裂者系列,无论什么后缀,全系列支持超频。

再来看看移动端CPU(笔记本电脑)的后缀吧:

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移动端CPU的后缀比较复杂,尤其是Intel的。Intel在10代和11代低压酷睿采用了一种全新的命名方式——即用不同的定位名区分不同功耗的CPU,而后缀则用来区分核显,比如i5-1035G7,核显性能强于i5-1035G4。

随着CPU性能的发展和轻薄本散热性能的提高,“低压”和“标压”的鸿沟逐渐模糊,买笔记本的时候更应该关注能“跑到多少W”,而不是“标压/低压”。

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▲小新Pro14宣传图

从命名看性能

厂商给CPU命名,自然是希望消费者能一眼看出性能差别(不过我觉得这一目的没有达到),我们应该怎样判断CPU的性能呢?

还是从这张图入手:

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  • 产品系列:数字越大,性能越强

例:R9 5900X>R7 5800X

  • 代际:数字越大,越新,性能往往越强

例:R7 5800X>R7 3800X

  • 定位:数字越大,性能越强

例:R9 5950X>R9 5900X

  • 后缀:一般来说带K,带X的性能更强,移动端则看功耗

例:i5-10600K>i5-10400F

那不同代际的不同定位之间,不同厂商之间的CPU怎么比较性能呢?这个时候就需要一份“天梯图”了。

我个人推荐使用超能网的天梯图:

入口:

https://topic.expreview.com/CPU/

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这份天梯比较详细,可供的CPU也比较齐全。

影响CPU性能的因素

在我看来,CPU的性能主要由以下几个因素决定(重要程度从上到下):

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1、架构

决定CPU性能的最重要因素,体现CPU厂商功力。

抛开架构看核心和主频是不合理的,当年AMD“农机时代”,多核高频,游戏性能还比不如同时代的i3。同一代CPU的架构一般是一样的,不同阵营的CPU可以通过评测来了解具体的架构。

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▲AMD最新的Zen3架构

IPC,英文全称“Instruction Per Clock”,中文翻译过来就是每个时钟的指令,代表了一款CPU的设计架构。CPU性能判断标准公式是CPU性能=IPC(CPU每一时钟周期内所执行的指令多少)×频率(MHz时钟速度)。

IPC越强,CPU性能就越强,因此Intel和AMD两家都在不遗余力地提升自家CPU的IPC。

2、制程

一般来说,制程越先进,数值就越小,相同面积下能容纳的晶体管数量就越多,CPU性能越强。比如同样是4核心的CPU,7nm比14nm的要强得多。

从占地足足150平方米的“ENIAC”到现在小巧的PC,电脑体积之所以能越来越小,和CPU制程的发展息息相关。

3、核心和线程数

核心数很直观,就是物理核心数,多少核就是多少核,如假包换。

现在不少CPU都有“超线程”技术,所谓超线程,就是一种提高核心利用率的方式,简而言之就是能将一个物理核心虚拟成两个线程,任务管理器看到的“框框”数目就是线程数。

注意:超线程只是一种提高核心利用率的技术,本质上不能代替物理核心!比如同种架构之下,4核心8线程,性能是不如6核6线程的。

4、主频

主频就是“核心速度”,显示的是当前状态下CPU的工作频率。一般来说,主频越高,运行速度越快,就好比汽车发动机,转速越快,车速自然也就越快。

有一些比较老的软件或者电脑书籍,会要求“主频XXGHz”,但现在CPU的频率并不是一成不变的,有一个叫“睿频”的技术,无论Intel还是AMD都有,当需要的时候,CPU主频会自动上去的。为了减少功耗,CPU是不会长时间高频率运行的。

5、缓存

CPU高速缓存是用于减少处理器访问内存所需平均时间的部件。当处理器发出内存访问请求时,会先查看缓存内是否有请求数据。如果存在(命中),则不经访问内存直接返回该数据;如果不存在(失效),则要先把内存中的相应数据载入缓存,再将其返回处理器。

缓存越大,CPU就可以更加从容地处理数据,不需要每次都访问内存,能在一定程度上降低延迟,提升使用体验。

常见问题Q&A

Q:i7一定比i5好吗?

A:不一定,一切以天梯为准,比如i5 8600K就强于i7 7700K。而同一代,同一平台的CPU,i7>i5>i3。

Q:笔记本低压CPU就是垃圾?

A:不是的,现在笔记本低压和标压的界限越来越模糊,主要看功耗。

Q:AMD的CPU跟NVIDIA的显卡兼容不?

A:目前无论是N卡还是AMD的显卡,接口是一样的,都兼容。

Q:核心越多越好?主频越高越好?

A:是的。但是仅限于同种架构的CPU进行比较,抛开架构比较就是耍流氓。当年FX9590,八核全核心5GHz,其综合性能跟自家R5 1400差不多,游戏性能被吊打。

Q:散片就是山寨,小作坊产品?

A:不是,目前CPU除了Intel和AMD,别家没有能力去山寨

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