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干货!12年技术员从零开始讲电脑硬件之CPU

前言:本人是从事电脑行业12年的技术员,太高深的科技理论咱讲不出来,我只能讲一些生活中经常遇到或用到的问题。高深的理论和技术还是需要大家去学校里系统的学习。

现在家庭里已经慢慢的把电脑淘汰,因为一部手机在手,聊天、追剧、上网冲浪等等十年前必须用电脑才能实现的事情,手机都能解决了。但是对于企业办公、学生上学、娱乐项目还是离不开电脑的。

今天就给大家讲讲电脑CPU的入门知识。

CPU是Central Processing Unit的缩写即中央处理器,其功能主要是处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。CPU是电脑整个系统中的最高执行单元,电脑主机中的所有硬件都是为其服务的。

CPU的内部概括成3个部分,运算器,高速缓存器和实现它们之间联系的总线部分。一颗处理器的性能好坏可以这样理解:

一.运算器

运算要说好坏当然就是运算频率了,运算频率越高当然越好了,理解为CPU主频。

二.高速缓存器

缓存器也是存储器,只要是存储器,当然是越大越好,记住前面还有高速两个字,现在的CPU高速缓存分为三级,一级缓存在处理器的最核心部位,空间最小,速度最快。其次是二级缓存,比较靠近CPU的核心位置,存储和读取频率相对较慢,但是空间比较大。三级缓存在CPU核心的最边缘部位,空间大,速度慢。

三.CPU总线

可以理解为CPU内部所有元件之间连接的总线路速度。

十几年前所有的电脑CPU都是单核心32位,现在绝大多数电脑CPU都是多核心64位。目前民用级别的处理器分为两个品牌(也就是通常说的平台)Intel(英特尔)和AMD。这两个公司的CPU都是X86架构(所谓架构可以简单形象的理解为内部元件组成结构。实际为命令集,这个不好理解,不知道也无妨)

Intel的CPU从低端到高端基本分为三个系列:赛扬(Celeron)、奔腾(Pentium)、酷睿(Core),还有一个系列是至强(Xeon)系列,主要用于服务器领域,前几年开始有人将至强系列的CPU用于民用机。

现在一般组装电脑用的都是比较高端的酷睿系列,酷睿系列也分几个档次,由低到高为:i3、i5、i7、i9。自2006年第一代酷睿双核(Core2Duo)面世到现在2019年酷睿(Core)10980XE总共出了11代产品。其中酷睿双核(Core2Duo)习惯性不计算在内,也许是因为名字不同的原因吧(实为微架构差别很大)。咱们从2008年酷睿(Core)的Bloomfield核心i7-920开始说到现在2019年酷睿(Core)的Cascade Lake-X核心i9-10980XE总共有10代。

型号

Core i7-920 (第一代酷睿:i7分档总型号后面的分型号是三位数i3、i5、i7是分档型号

Core i7-2600 (第二代酷睿:i7分档总型号后面的分型号是四位数,第一位2表示第二代)

Core i7-3820 (第三代酷睿:i7分档总型号后面的分型号是四位数,第一位3表示第三代)

顺延至第十代CPU

Core i9-10980(i9为档次分类总型号,10意思是第十代,980是具体型号,体现的是此CPU在i9这一档次的处理器里面所处的性能等级)

为什么这么麻烦的来讲解CPU的命名呢?是因为很多人吃亏上当,某宝上宣传¥3999或者¥4999 i7主机抱回家,他只说是i7,却不说具体是那一代的i7,大家必须知道的是同规格的CPU相差一代,性能相差在10%~15%。这还只是CPU的差距,再加上主板,内存,显卡的差距,自己想想都知道这价位买到的是什么货色。换个角度再想一下,i7-920这款CPU是2008年上市的,也就是说,是11年前的东西,可能还有全新的么?绝B是二手货!那跟它配套的主板,内存肯定也是二手,如果你真买了,那你就是花高价买了个外观铮明瓦亮,里面全是被淘汰的二手旧货!!!

下面介绍一下AMD的CPU,AMD的CPU从低端到高端分为五个系列:闪龙(Sempron)、速龙(Athlon)、羿龙(Phenom)、FX、锐龙(Ryzen)。AMD的CPU就只说锐龙(Ryzen)了,配AMD平台的,基本上都是奔着锐龙(Ryzen)去的。锐龙跟酷睿一样也是细分了四个档次,R3、R5、R7、R9是和英特尔的i3、i5、i7、i9对标的产品,命名规则也基本一致,目前锐龙出到第三代。

关于CPU的选择,在网上找到英特尔和AMD发烧级CPU参数,做了个对比(图一):

图1

作为买家,首先对比价格,肯定是性能又好价格又实惠,对买家来说才是好事。然后才会看性能。

CPU作为高精尖的科技产品,早就进入纳米级别的制程工艺,纳米数越小,就意味着在同样大小的硅晶圆芯片上制造的晶体管数量就会越多,性能就会更好。

主频和动态频率:主频就是CPU运算时的频率,一开始就说了,这个频率越高越好。现在全世界都在提倡节能减排,所以CPU也就有了动态频率。当电脑闲置的时候,CPU就会自动降低频率减少耗电量和发热量;当电脑需要处理大型文件或者大型游戏的时候,CPU自动提高运行频率,提高自身处理能力。动态频率就是CPU自动提升频率所能达到的极限,越大越好。

缓存大小的对比,跟存储有关的,肯定是越大越快越好。

功耗对比:这个比较简单,一看多少瓦就知道跟耗电量有关系,当然是越省电越好了。不过这个还需要注意一点,这个功耗是热设计功耗,不单跟耗电有关,跟CPU的发热量也有关系,数字越大CPU发热量也越高。发热量高的话,电脑的散热设计就也要跟着调高,好的CPU散热器价格不菲,所以也要慎重考虑。

最后需要注意的就是对内存的支持,内存也是分代的,目前是第四代内存。代数越高,内存的频率就越高,容量也越大。

最后一点,就是平台的问题。AMD和英特尔CPU最显眼的区别就在于插槽接口不同,AMD背面是突出的针脚(图二)

图2

而英特尔CPU背面是平面的接触点(图三)。

图3

也就是说用不同品牌的CPU就要选择不同接口的主板。AMD的接口为:Socket后面会跟具体的型号例如AM4(这个型号不同,针脚的数量和位置也不同)英特尔为:LGA后面也会跟具体的型号例如2066(这个数字不同,CPU接口的触点数量和位置不同)。组装电脑的时候,CPU的插槽接口型号一定要和选择的主板CPU插槽型号对应一致,要不然CPU是装不到主板上面的!

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