[转贴]攒机之菜鸟学堂——计算机CPU篇
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计算机CPU的技术参数
一、计算机CPU的内部结构与工作原理
计算机CPU是Central Processing Unit—中央处理器的缩写，它由运算器和控制器组成，计算机CPU的内部结构可分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大部分。计算机CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程：进入工厂的原料(指令)，经过物资分配部门(控制单元)的调度分配，被送往生产线(逻辑运算单元)，生产出成品(处理后的数据)后，再存储在仓库(存储器)中，最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。
二、计算机CPU的相关技术参数
1．主频
主频也叫时钟频率，单位是MHz，用来表示计算机CPU的运算速度。计算机CPU的主频＝外频×倍频系数。很多人以为认为计算机CPU的主频指的是计算机CPU运行的速度，实际上这个认识是很片面的。计算机CPU的主频表示在计算机CPU内数字脉冲信号震荡的速度，与计算机CPU实际的运算能力是没有直接关系的。当然，主频和实际的运算速度是有关的，但是目前还没有一个确定的公式能够实现两者之间的数值关系，而且计算机CPU的运算速度还要看计算机CPU的流水线的各方面的性能指标。由于主频并不直接代表运算速度，所以在一定情况下，很可能会出现主频较高的计算机CPU实际运算速度较低的现象。因此主频仅仅是计算机CPU性能表现的一个方面，而不代表计算机CPU的整体性能。
2．外频
外频是计算机CPU的基准频率，单位也是MHz。外频是计算机CPU与计算机主板之间同步运行的速度，而且目前的绝大部分计算机系统中外频也是计算机内存与计算机主板之间的同步运行的速度，在这种方式下，可以理解为计算机CPU的外频直接与计算机内存相连通，实现两者间的同步运行状态。外频与前端总线(FSB)频率很容易被混为一谈，下面的前端总线介绍我们谈谈两者的区别。
3．前端总线(FSB)频率
前端总线：英文名称叫Front Side Bus，一般简写为FSB。前端总线是计算机CPU跟外界沟通的唯一通道，处理器必须通过它才能获得数据，也只能通过它来将运算结果传送出其他对应设备。前端总线的速度越快，计算机CPU的数据传输就越迅速。前端总线的速度主要是用前端总线的频率来衡量，前端总线的频率有两个概念：一就是总线的物理工作频率（即我们所说的外频），二就是有效工作频率（即我们所说的FSB频率），它直接决定了前端总线的数据传输速度。由于INTEL跟AMD采用了不同的技术，所以他们之间FSB频率跟外频的关系式也就不同了：现时的INTEL处理器的两者的关系是：FSB频率=外频X4；而AMD的就是：FSB频率=外频X2。举个例子：P4 2.8C的FSB频率是800MHZ，由那公式可以知道该型号的外频是200MHZ了；又如BARTON核心的Athlon XP2500+ ，它的外频是166MHZ，根据公式，我们知道它的FSB频率就是333MHZ了。
4．倍频系数
倍频系数是指计算机CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高计算机CPU的频率也越高。但实际上，在相同外频的前提下，高倍频的计算机CPU本身意义并不大。这是因为计算机CPU与系统之间数据传输速度是有限的，一味追求高倍频而得到高主频的计算机CPU就会出现明显的“瓶颈”效应—计算机CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足计算机CPU运算的速度。
5．缓存
缓存是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于计算机内存与计算机CPU交换数据，因此速度很快。
L1 Cache(一级缓存)是计算机CPU第一层高速缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对计算机CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在计算机CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般L1缓存的容量通常在32—256KB.
L2 Cache(二级缓存)是计算机CPU的第二层高速缓存，分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同，而外部的二级缓存则只有主频的一半。L2高速缓存容量也会影响计算机CPU的性能，原则是越大越好，现在家庭用计算机CPU容量最大的是512KB，而服务器和工作站上用计算机CPU的L2高速缓存更高达1MB-3MB。
6．计算机CPU扩展指令集
计算机CPU扩展指令集指的是计算机CPU增加的多媒体或者是3D处理指令，这些扩展指令可以提高计算机CPU处理多媒体和3D图形的能力。著名的有MMX(多媒体扩展指令)、SSE(因特网数据流单指令扩展)和3DNow!指令集。
7．计算机CPU内核和I/O工作电压
从586计算机CPU开始，计算机CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种。其中内核电压的大小是根据计算机CPU的生产工艺而定，一般制作工艺越小，内核工作电压越低；I/O电压一般都在1.6~3V。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。
8．制造工艺
指在硅材料上生产计算机CPU时内部各元器材的连接线宽度，一般用微米表示。微米值越小制作工艺越先进，计算机CPU可以达到的频率越高，集成的晶体管就可以更多。目前Intel的P4和AMD的XP都已经达到了0.09微米的制造工艺，以后还将达到0.65微米的制作工艺。
9．字长
计算机技术中对计算机CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的计算机CPU通常就叫8位的计算机CPU。同理32位的计算机CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。当前的计算机CPU处在32位与64位计算机CPU并存的时代，未来必然是64位计算机CPU的天下。
10．流水线与超流水线
流水线(pipeline)是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在计算机CPU中由5—6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线，然后将一条X86指令分成5—6步后再由这些电路单元分别执行，这样就能实现在一个计算机CPU时钟周期完成一条指令，因此提高计算机CPU的运算速度。
超流水线(superpiplined)是指某型计算机CPU内部的流水线超过通常的5—6步以上，例如Pentium pro的流水线就长达14步。将流水线设计的步(级)越长，其完成一条指令的速度越快，因此才能适应工作主频更高的计算机CPU。但是流水线过长也带来了一定副作用，很可能会出现主频较高的计算机CPU实际运算速度较低的现象，Intel的奔腾4就出现了这种情况，虽然它的主频可以高达3.0G以上，但其运算性能却有时却不见得比得上AMD。
11．封装形式
计算机CPU封装是采用特定的材料将计算机CPU芯片或计算机CPU模块固化在其中以防损坏的保护措施，一般必须在封装后计算机CPU才能交付用户使用。计算机CPU的封装方式取决于计算机CPU安装形式和器件集成设计，从大的分类来看通常采用Socket插座进行安装的计算机CPU使用PGA(栅格阵列)方式封装，而采用Slot x槽安装的计算机CPU则全部采用SEC(单边接插盒)的形式封装。现在还有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封装技术。由于市场竞争日益激烈，目前计算机CPU封装技术的发展方向以节约成本为主。
12．接口类型
通常我们说得Socket478、Socket775、Socket754、 Socket939、Socket940，都是指的接口类型，也是指的计算机CPU的针脚数。不同的接口类型都有着相对应的计算机主板。Socket754接口的计算机CPU就应该选择支持Socket754接口的计算机主板，如果你选择支持Socket939接口类型的计算机主板就大错特错了，这也是菜鸟们时常犯的错误。
13. 超频
所谓超频，实际上就是指让计算机的配件在高于标准频率下工作的一行为。其中主要包括计算机CPU的超频，显卡的超频,以及计算机内存的……。超频行为主要是对硬件有兴趣并热衷于发掘硬件潜力的diyer所为，对于一般使用者，够用的话让计算机工作在默认频率下即可，毕竟超频要冒着损毁硬件的风险。
了解了以上知识，你会很容易读懂下面这款计算机CPU的各项技术指标：
Intel Celeron D 315 2.26G(散)
生产工艺:0.09/二级缓存:256/接口:Socket 478/主频:2.26GHz/FSB（前端总线）:533/包装:散装
选购计算机CPU时注意的问题：
1、究竟是选择AMD还是INTEL的处理器呢？
这个问题可能是很多装机朋友最头疼的问题之一，如果看完上面的主流计算机CPU的介绍后，应该有一点眉目了。这里再深入说一下：在浮点运算能力来看，INTEL的处理器一般只有两个浮点执行单元，而AMD的处理器一般设计了三个并行的浮点执行单元，所以在同档次的处理器当中，AMD处理器的浮点运算能力比INTEL的处理器的要好一些。浮点运算能力强，对于游戏应用、三维处理应用方面比较有优势。另外，多媒体指令方面，INTEL开发了SSE指令集，到现在已经发展到SSE3了，而AMD也开发了相应的，跟SSE兼容的增强3D NOW！指令集。相比之下，INTEL的处理器比AMD的在多媒体指令方面稍胜一筹，而且有不少软件都针对SSE进行了优化，因此在多媒体软件及平面处理软件中，相比同档次AMD处理器，INTEL的计算机CPU显得更有优势。另外，选择什么样的计算机CPU，价格更是比较关键的因素，在性能上，同档次的INTEL处理器整体来说可能比AMD的处理器要有优势一点，不过在价格方面，AMD的处理器绝对占优。打个比方：INTEL的P4 2.4B的价格大概是1200左右，而性能差不多的AMD的BARTON 2500+售价不过是600左右，想比之下，AMD的计算机CPU的性价比更高。
最终是选择AMD还是INTE的计算机CPU呢？由上面可以了解到，AMD的计算机CPU在三维制作、游戏应用、视频处理等方面相比同档次的INTEL的处理器有优势，而INTEL的计算机CPU则在商业应用、多媒体应用、平面设计方面有优势。除了用途方面，还要综合考虑到性价比这个问题。这样大家根据实际用途、资金预算可以按需选择到最合适自己的计算机CPU。
2、计算机CPU的频率越高，该处理器的性能就越好？
可能很多消费者都有这样的误区：频率越高， 计算机CPU性能当然越好。这个观点是很片面的，决定处理器性能的唯一标准应该是运算能力水平，比如说每秒钟可以执行多少条指令、可以做多少次浮点运算等等，而这些指标跟处理器的内部设计和频率高低都有关系，但绝对不是高频率就必然高性能。在不同体系的计算机CPU系列简单以频率来比较是没说服力的，比如说在实际应用当中，不少频率比较低的AthlonXP处理器的性能却比高频的Pentium4要好。而在同一体系的处理器当中，频率越高，计算机CPU性能越好这个观点还是正确的，比如同是Pentium4 C系列的计算机CPU比较，当然频率越高，性能就越好了。
3、INTEL的计算机CPU比AMD的计算机CPU要稳定？
这也是一个长期存在消费者当中的一个误区，单从计算机CPU来说，无论是INTEL还是AMD的计算机CPU，只要是正货、在默认频率下工作，基本不存在稳定性的问题。造成计算机不稳定的主要是各方面配件的搭配问题，比如散热器、电源、计算机内存、计算机主板之类都有影响，相反计算机不稳定跟计算机CPU的关系实在太少了。造成这个误区的主要原因是以前的AMD的老毒龙系列计算机CPU的发热量比较大，如果配的散热器不好，温度一高，很容易造成死机。只要是散热器比较好的话，基本不再存在这个问题了。加上现在由于制造工艺的发展，AMD的计算机CPU的发热量控制的比较好，相比于高频的Pentium4系列来说，总体还要好一些。
4、散装与盒装的区别
散装和盒装计算机CPU并没有本质的区别，在质量上是一样的。从理论上说，盒装和散装产品在性能、稳定性以及可超频潜力方面不存在任何差距，主要差别在质保时间的长短以及是否带散热器。一般而言，盒装计算机CPU的保修期要长一些(通常为三年)，而且附带有一只质量较好的散热风扇，而散装计算机CPU一般的质保时间是一年，不带散热器。
