探索 CPU 世界,必知的所有秘籍在此

如果您剛剛開始瞭解計算機和電子領域,用於指代不同部件的術語可能讓人感到困惑。

您可能碰到的一個組件術語叫“CPU”,其代表“中央處理單元”。

CPU 幾乎存在於您擁有的所有設備裡,無論是智能手錶、計算機還是恆溫器。它們負責處理和執行指令,並充當設備的大腦。在這裡,我們解釋 CPU 如何與設備的其他部件交互以及是什麼使它們對計算過程如此不可或缺。

CPU 是定義計算設備的核心組件,雖然它至關重要,但 CPU 只能與其他硬件一起工作。硅芯片處在設備內部主電路板(主板或者母板)上的特殊插座裡。它與內存分開,內存是臨時存儲信息的地方。它也與顯卡或圖形芯片分開,顯卡或圖形芯片負責渲染屏幕上顯示的視頻和 3D 圖形。

CPU 是通過在單個計算機芯片上排列數十億個微觀晶體管制成的。這些晶體管能讓 CPU 去執行存儲在系統內存裡的程序所需要的計算。作爲微小的開關,它們在開和關狀態之間交替,傳達構成您在設備上所有操作(無論是觀看視頻還是撰寫電子郵件)基礎的二進制 1 和 0。

在 CPU 技術領域,最爲常見的進步之一在於讓那些晶體管變得越來越小。

這使得幾十年來 CPU 速度得以提高,此現象通常被稱爲摩爾定律。

在現代設備的範疇中,臺式機或者筆記本電腦擁有一個專用的 CPU,爲系統執行諸多處理功能。

移動設備和部分平板電腦則採用片上系統(SoC),這是一種把 CPU 與其他組件封裝在一起的芯片。

英特爾和AMD 均提供帶有圖形芯片和內存的 CPU,這意味着它們所能做的遠不止標準的 CPU 功能。

從本質上來說,CPU 從程序或應用程序獲取指令並展開計算。

這個過程被劃分爲三個關鍵階段:取指、譯碼和執行。

CPU 從 RAM 中獲取指令,對指令的實際內容進行譯碼,然後運用 CPU 的相關部分執行指令。

執行的指令或進行的計算可能涵蓋基本算術運算、數字比較、函數執行或在內存中對數字進行移動。

由於計算設備中的所有內容均以數字形式呈現,您不妨將 CPU 視作運行速度超快的計算器。

由此產生的工作負載或許會啓動 Windows 系統、顯示 YouTube 視頻,或者在電子表格裡計算複利。

在現代系統中,CPU 宛如馬戲團的領班,依照需求向專用硬件提供數據。

例如,由於您在遊戲裡射擊了一個燃料桶,CPU 得告訴顯卡顯示爆炸,或者告知固態硬盤把 Office 文檔傳輸到系統的 RAM 來加快訪問速度。

最初,CPU 僅有一個處理核心。

如今的現代 CPU 由多個核心構成,這使其能夠同時執行多項指令,實際上相當於在單個芯片裡塞進了多個 CPU。

如今,入門級處理器擁有兩到四個核心,而在遊戲設備和 PC 裡,六到八個核心更爲常見。

高端型號能夠擁有多達 32 個核心,專業硬件甚至能超過這個數量。

許多處理器還採用了一種稱爲同步多線程的技術。想象一下,一個單一的物理 CPU 內核能夠同時執行兩條執行線路(線程),從而在操作系統端看起來像兩個“邏輯”內核。這些虛擬內核不如物理內核強大,因爲它們共享相同的資源,但總體而言,在運行兼容軟件時,它們可以幫助提高 CPU 的多任務處理性能。

在查看 CPU 時,時鐘速度被顯著提及/突出展示。這是“千兆赫”(GHz)這個數字,它有效地表明瞭 CPU 每秒能夠處理多少指令,但這並非性能的全部。在比較來自相同產品系列或代際的 CPU 時,時鐘速度主要起作用。在其他條件相同的情況下,更快的時鐘速度意味着更快的處理器。然而,由於較新的型號具有更先進的底層硅,2010 年的 3GHz 處理器的工作效率將低於 2020 年的 2GHz 處理器。

您應該爲 CPU 支付多少費用?一般來講,除非您是鐵桿遊戲玩家或者是想要編輯視頻的人,否則您不需要花費超過 200 到 300 美元。您可以通過避開最新的硬件,轉而堅持使用較新的一代 CPU 來幫助降低成本。

對於英特爾 CPU,這意味着是第 12 代或第 13 代芯片。您可以依據產品名稱來確定其所屬的代數。例如,酷睿 i7 - 10700K 是較舊的第 10 代芯片,而酷睿 i5 - 13600K是較新的第 13 代芯片。

AMD 對其銳龍 CPU 也有類似的做法:銳龍 9 3950X 是第 3 代芯片,而銳龍 7 5700X 是基於該公司 Zen 3 架構的第 4 代 CPU。銳龍 4000 以筆記本電腦芯片系列和 APU 的形式發佈,通過系統製造商在臺式機上的可獲取性非常有限。考慮到這一點,銳龍 7000從技術層面上講是否屬於 AMD 銳龍 CPU 的第五代存在爭議,但它是最新的,而且最近,AMD 已將其筆記本電腦、APU 和臺式機平臺統一在銳龍 7000 旗下。

如今,您的 CPU 對於整體系統性能不像以前那麼重要,但它仍然在您的計算設備的響應和速度方面發揮着重要作用,沒有它,根本無法工作。遊戲玩家通常能從更高的時鐘速度中獲益,而像 CAD 和視頻編輯這類更嚴肅的工作,則會從更高的 CPU 核心數量中看到提升。

您應該記住,您的 CPU 是系統的一部分,所以您得確保有足夠的內存(RAM),並且擁有能給您的 CPU 提供數據的快速存儲設備。也許您的顯卡存在最大的疑問,因爲您通常需要在您的 PC 中實現某種平衡,無論是在性能還是成本方面。