一、CPU简介
CPU(Central Processing Unit,中央处理单元),CPU的工作主要在于管理与运算,因此在CPU内又可分为两个主要的单元:1. 算术逻辑单元:负责程序运算与逻辑判断 2. 控制单元:协调各组件与各单位间的工作。
CPU读取的数据都是从内存读取来的,内存的数据则是从输入单元传输进来的,而CPU处理完毕的数据也必须要先写回内存中,最后数据才从内存传输到输出单元;CPU所使用的数据都是来自于内存,不论是软件程序还是数据,都必须要读入内存后CPU才能利用。对于服务器而言,内存的容量有时比CPU的速度还重要
CPU有什么作用:计算机的基本功能就是:接收使用者输入指令,经由CPU的数学与逻辑单元运算处理后,以产生或存储成有用的信息
二、CPU的种类
CPU内部含有一些微指令,我们所使用的软件都要经过CPU内部的微指令来完成,这些指令可以把CPU分成两类:
① 精简指令集CPU (Reduced Instruction Set Computing,RISC):在RISC的微指令集中,微指令集较为精简,每个指令的执行时间都很短,完成的操作也很简单,指令的执行性能较佳
② 复杂指令集CPU (Complex Instruction Set Computer,CISC):在CISC的微指令集中,每个小指令可以执行一些较低阶的硬件操作,指令数目多而且复杂,每条指令的长度也不相同,每条指令的执行时间比较长,但每条指令可以处理的工作较为丰富
三、CPU的频率
频率:CPU每秒可以进行的工作次数,频率越高,CPU单位时间内可以做更多的事情
外频:指CPU与外部组件进行数据传输/运算时的速度
倍频:CPU内部用来加速工作性能的一个倍数。(外频和倍频相乘就是CPU的频率)
超频:将CPU的外频或倍频通过主板设定成更高频率的一种方式。(因为超频并非正常速度,故会造成死机等问题)
注意:不同的CPU不能单纯以频率来判断运算性能,这是因为每个CPU的微指令不同,架构也不一样,每次频率能够进行的工作指令数也不同,所以频率仅能用来比较同款CPU的速度。
扩展知识:关于x86架构
1. 最早由Intel发展出来的CPU代号为8086,后来依此架构又开发出80286,80386等,因此这种架构的CPU就被称为x86架构了
2. Intel开发的x86架构CPU由8位升级到16、32位,后来AMD依此架构修改新一代的CPU为64位,为了区别两者的不同,因此64位的CPU又被统称为x86_64架构
3. 32位与64位的CPU有什么不同:主要是在于微指令集的不同,64位的CPU大多含有很先进的微指令集,这些微指令集可以加速媒体程序的运行,也能够加强虚拟化的性能等等
扩展知识:主板上的芯片组
主板上面最重要的就是芯片组了,芯片组分为两个桥接器来控制各组件的通信,分别是:
1. 北桥:负责连接速度较快的CPU、内存与显卡等组件。北桥的总线称为系统总线,因为是内存传输的主要信道,所以速度较快
2. 南桥:负责连接速度较慢的周边接口,包括硬盘、USB、网卡等。
因为两大主流x86开发商(Intel,AMD)的CPU架构并不兼容,因此主板芯片组设计也就不太相同:
1. Intel:在Intel的芯片组架构中,内存要先通过北桥然后才到达CPU
2. AMD:在AMD的芯片组架构中,内存是直接与CPU通信而不通过北桥
扩展知识:关于CPU的核数
单核CPU:仅有一个运算单元
多核CPU:是在一个CPU封装当中嵌入了两个以上的运算单元