電腦硬件cpu的知識

CPU是電腦重要的硬件，下面小編為大家介紹關於電腦硬件cpu的知識，歡迎大家閲讀!

　　電腦硬件cpu的知識

　　一、外形

CPU外形看上去非常簡單：它是一個矩形片狀物體，中間凸起的一片指甲大小的、薄薄的硅晶片部分是CPU核心，英文稱之為“die”。在這塊小小的硅片上，密佈着數以千萬計的晶體管，它們相互配合協調，完成着各種複雜的運算和操作。CPU主要分為Intel和AMD兩類，是AMD生產的CPU，我們將在下期細細講述它們之間的區別。

CPU的核心工作強度很大，發熱量也大。而且CPU的核心非常脆弱，為了核心的安全，同時為了幫助核心散熱，於是現在的CPU一般在其核心上加裝一個金屬蓋，此金屬蓋不僅可以避免核心受到意外傷害，同時也增加了核心的散熱面積。

金屬封裝殼周圍是CPU基板，它將CPU內部的信號引到CPU引腳上。基板的背面有許 多密密麻麻的鍍金的引腳，它是CPU與外部電路連接的通道，同時也起着固定CPU的作用。

由於CPU的核心發熱量比較大，為了保護核心的安全，如今的CPU都得加裝一個CPU散熱器。散熱器通常由一個大大的合金散熱片和一個散熱風扇組成，用來將CPU核心產生的熱量快速散發掉。

CPU的工作原理：CPU的內部結構可分為控制、邏輯、存儲三大部分。如果將CPU比作一台機器的話，其工作原理大致是這樣的：首先是CPU將“原料”(程序發出的指令)經過“物質分配單位”(控制單元)進行初步調節，然後送到“加工車牀”(邏輯運算單元)進行加工，最後將加工出來的“產品”(處理後的數據)存儲到“倉庫”(存儲器)中，以後“銷售部門”(應用程序)就可到“倉庫”中按需提貨了。

　　二、參數

見識了CPU的廬山真面目之後，我們也該跟它好好交流一番才行了，因為要真正透徹地瞭解CPU，就必須知道CPU的一些基礎參數的含義。

　　1.體現CPU工作能力的主頻、外頻、倍頻

　　(1)CPU的整體工作速度——主頻

主頻就是CPU的時鐘頻率，也就是CPU運算時的工作頻率。我們平常經常掛在嘴邊的“奔騰4 XXX MHz”講的就是CPU的主頻。

　　(2)生產線與生產線的條數——外頻與倍頻

與主頻相關的還有“外頻”與“倍頻”這兩個概念，“外頻”是系統總線的工作頻率，而“倍頻”則是外頻與主頻相差的倍數，主頻=外頻×倍頻。我們可以把外頻看做CPU這台“機器”內部的`一條生產線，而倍頻則是生產線的條數，一台機器生產速度的快慢(主頻)自然就是生產線的速度(外頻)乘以生產線的條數(倍頻)了。

　　的進出口速度——前端總線頻率

前端總線是CPU與主板北橋芯片之間連接的通道，而“前端總線頻率”(FSB)就是該通道“運輸數據的速度”。如果將CPU看做一台安裝在房間中的大型機器的話，“前端總線”就是這個房間的“大門”。機器的生產能力再強，如果“大門”很窄或者物體流通速度比較慢的話，CPU就不得不處於一種“吃不飽”的狀態。

早期CPU的前端總線頻率是與CPU的外頻同步的。隨着CPU工作能力的加強(主頻越來越高)，原來的那種低頻率前端總線已經滿足不了CPU的需要，於是人們開始在“前端總線頻率”上做起了文章——在不提高系統總線基準頻率的前體下，將前端總線單個時鐘週期能夠傳輸的數據個數以“倍數”增加。

在認識了這幾個參數之後，你應該明白“外頻≠前端總線頻率(FSB)”了吧。 對電源的要求——工作電壓 工作電壓是指CPU核心正常工作所需的電壓。早期CPU的工作電壓一般為5V，目前Intel Core i7的核心工作電壓僅為1.0V左右。提高CPU的工作電壓可以提高CPU工作頻率，但是過高的工作電壓會帶來CPU發熱、甚至CPU燒壞的問題。而降低CPU電壓不會對CPU造成物理損壞，但是會影響CPU工作的穩定性。因為降低工作電壓會使CPU信號變弱，造成運算混亂。為了降低CPU電壓、減小CPU發熱，適應更高的工作頻率，CPU工作電壓有逐步下降的趨勢。

　　的內部高速週轉倉庫——緩存

隨着CPU主頻的不斷提高，它的處理速度也越來越快，其它設備根本趕不上CPU的速度，沒辦法及時將需要處理的數據交給CPU。於是，高速緩存便出現在CPU上，當CPU在處理數據時，高速緩存就用來存儲一些常用或即將用到的數據或指令，當CPU需要這些數據或指令的時候直接從高速緩存中讀取，而不用再到內存甚至硬盤中去讀取，如此一來可以大幅度提升CPU的處理速度。

　　緩存又分為幾個級別：

L1 Cache(一級緩存)：它採用與CPU相同的半導體工藝，製作在CPU內部，容量不是很大，與CPU同頻運行，無需通過外部總線來交換數據，所以大大節省了存取時間。

L2 Cache(二級緩存)：CPU在讀取數據時，尋找順序依次是L1→L2→內存→外存儲器。L2 Cache的容量十分靈活，容量越大，CPU檔次越高。

L3 Cache(三級緩存)：還可以在主板上或者CPU上再外置的大容量緩存，被稱為三級緩存。

　　的製造工藝、封裝方式

製造工藝，也稱為“製程寬度”。是在製作CPU核心時，核心上最基本的功能單元CMOS電路的寬度。在CPU的製造工藝中，一般都是用微米來衡量加工精度。從上世紀70年代早期的10微米線寬一直到目前最新的14納米線寬，CPU的製造工藝都在不斷地進步。製作工藝的提高，意味着CPU的體積將更小，集成度更高，耗電更少。

封裝是指安裝CPU集成電路芯片用的外殼。封裝不僅起着安放、固定、密封、保護芯片和增強散熱功能的作用，而且還是溝通芯片內部與外部電路的橋樑。芯片的封裝技術已經歷了好幾代的變遷，從DIP、PQFP、PGA、BGA到FC-PGA，技術指標一代比一代先進。目前封裝技術適用的芯片頻率越來越高，散熱性能越來越好，引腳數增多，引腳間距減小，重量減小，可靠性也越來越高。

　　的思想靈魂——指令集

CPU的性能可以用工作頻率來表現，而CPU的強大功能則依賴於指令系統。新一代CPU產品中，或多或少都需要增加新指令，以增強CPU系統功能。指令系統決定了一個CPU能夠運行什麼樣的程序，因此，一般來説，指令越多，CPU功能越強大。目前主流的CPU指令集有Intel的MMX、SSE、SSE2及AMD的3D Now擴展指令集。