CPU是什么意思 CPU基础知识详解

最近小编看到很多电脑小白在问CPU是什么意思？那么究竟CPU是什么呢？今天装机吧www.zhuangjiba.com小编就来给大家普及一下CPU的基础知识吧。

提到电脑，必然会提到支持电脑运行的重要部分CPU。CPU，又称为“中央处理器”，其因文全称是“Central Processing Unit”，尽管CPU看起来就是个正正方方，毫无美感可言的电脑配件。但是这个小块头的电脑配件却集聚了人类的无限智慧。我现在之所以能用电脑上网，游戏，工作，都离不开这个小东西。
 

制造工艺：
对于普通用户来说，更先进的制作工艺能带来更低的功耗和更好的超频潜力。而通常情况下，我们所说的CPU制造工艺是指CPU生产的技术水平，改进制作工艺，就是通过缩短CPU内部电路与电路之间的距离，使同一面积的晶圆上可实现更多功能或更强性能。制作工艺以纳米（nm）为单位，目前CPU主流的制作工艺是45nm和32nm。

CPU架构
更新CPU架构能有效地提高CPU的执行效率，但这需要厂商投入大量的成本进行研发，因此，一般情况下，每2-3年CPU厂商才会更新一次架构。目前来说，CPU架构并没有一个权威和准确的定义，简单来说就是CPU核心的设计方案。目前CPU大致可以分为X86、IA64、RISC等多种架构，而个人电脑上的CPU架构，其实都是基于X86架构设计的，称为X86下的微架构，常常被简称为CPU架构。

32位与64位CPU：
32/64位指的是CPU位宽，更大的CPU位宽有两个好处：一次能处理更大范围的数据运算和支持更大容量的内存。对于前者，普通用户暂时没法体验到其优势，但对于后者，很多用户都碰到过，一般情况下32位CPU只支持4GB以内的内存，更大容量的内存无法在系统识别（服务器级除外）。于是就有了64位CPU，然后就有了64位操作系统与软件。目前所有主流CPU均支持X86-64技术，但要发挥其64位优势，必须搭配64位操作系统和64位软件。遗憾的是目前主流的软件和游戏均是基于32位开发的，采用64位系统难免会有一些兼容性问题，而直接采用64位开发的风险较高，这也是64位在过去7年一直不能普及的原因，但未来64位一定会取代32位成为主流的。
除了CPU架构外，决定CPU性能的几个重要参数还有频率、核心数、线程数以及缓存。TDP热设计功耗也是网友关注的参数，下面将为大家介绍这几样参数。

缓存：
缓存，Cache，它也是决定CPU性能的重要指标之一。为什么要引入缓存？在解释之前必须先了解程序的执行过程，首先从硬盘执行程序，存放到内存，再给CPU运算与执行。由于内存和硬盘的速度相比CPU实在慢太多了，每执行一个程序CPU都要等待内存和硬盘，引入缓存技术便是为了解决此矛盾，缓存与CPU速度一致，CPU从缓存读取数据比CPU在内存上读取快得多，从而提升系统性能。当然，由于CPU芯片面积和成本等原因，缓存都很小。目前主流级CPU都有一级和二级缓存，高端的甚至有三级缓存。

主频、倍频、外频、超频：
CPU主频，就是CPU运算时的工作频率，在单核时代它是决定CPU性能的最重要指标，一般以MHz和GHz为单位，如Phenom II X4 965主频是3.4GHz。说到CPU主频，就不得不提外频和倍频，由于CPU发展速度远远超出内存、硬盘等配件的速度，于是便提出外频和倍频的概念，它们的关系是：主频=外频x倍频。而我们常说的超频，就是通过手动提高外频或倍频来提高主频(Intel和AMD公司发布两款超频工具:http://soft.zhuangjiba.com/show-25-385-1.html)。
虽然提高频率能有效提高CPU性能，但受限于制作工艺等物理因素，早在2004年，提高频率便遇到了瓶颈，于是Intel/AMD只能另辟途径来提升CPU性能，双核、多核CPU便应运而生。目前主流CPU有双核、三核和四核，八核、千核也将发布。
其实增加核心数目就是为了增加线程数，因为操作系统是通过线程来执行任务的，一般情况下它们是1:1对应关系，也就是说四核CPU一般拥有四个线程。但Intel引入超线程技术后，使核心数与线程数形成1:2的关系，如四核Core i7支持八线程（或叫作八个逻辑核心），大幅提升了其多任务、多线程性能。关于超线程技术，后面将有详细介绍。

睿频加速和超线程技术
睿频加速技术：
Turbo Boost是一种动态加速技术，基于Nehalem架构的电源管理技术，通过分析当前CPU的负载情况，智能地完全关闭一些用不上的核心，把能源留给正在使用的核心，并使它们运行在更高的频率，进一步提升性能；相反，需要多个核心时，动态开启相应的核心，智能调整频率。这样，在不影响CPU的TDP（热设计功耗）情况下，能把各核心的频率调得更高。
超线程技术：
在前面我们已提到过超线程技术，本节我们将作详细介绍。超线程技术（Hyper-Threading，简称HT），最早出现在2002年的Pentium 4上，它是利用特殊的硬件指令，把单个物理核心模拟成两个核心（逻辑核心），让每个核心都能使用线程级并行计算，进而兼容多线程操作系统和软件，减少了CPU的闲置时间，提高CPU的运行效率。Core i7/i5/i3再次引入超线程技术，使四核的Core i7可同时处理八个线程操作，而双核的Core i5 600、Core i3也可同时处理四线程操作，大幅增强它们多线程性能。
超线程技术只需要消耗很小的核心面积代价，就可以在多任务的情况下提供显著的性能提升，比起完全再添加一个物理核心来说要划算得多。相比Pentium 4的第一代HT，Core i7/i5/i3的优势是有更大的缓存和更大的内存带宽，能更有效地发挥多线程的作用。根据评测结果显示，支持Core i7/i5/i3开启HT后，多任务性能提升20-30%。

总结：通过以上内容的学习，相信大家对CPU的基础知识都有所了解了吧，虽说CPU对于大部分网友来说，并没有学习的必要。但是现在科技发展迅速，而作为决定电脑性能的CPU也是在日新月异的不断变化，因此在科技面前，我们必须及时充电不断武装自己，才能走在科技的前沿。