1.2.1 CPU解析與選購技巧

中央處理器（Central Processing Unit，CPU），是計算機主機的運算和控制大腦，用來解釋計算機指令和處理計算機數據。CPU由運算器、控制器、寄存器、內部總線和系統總線等組成。CPU處理流程大致是指令先進入控制單元進行調度，分配到邏輯運算單元運算，將運算結果存放在存儲單元等待調用。目前，普通用戶主流CPU產品核心主要為四核和八核。CPU有Intel（英特爾）和AMD（超微）兩大品牌。

1．總線區分

總線是計算機各種功能部件之間傳送信息的共享性公共通信干線，依據其連接功能標準可以將總線劃分為不同的類型。

1）內部總線：即“片總線”，用于CPU結構單元內部連接技術，屬于CPU片內總線，包括I2C總線、SPI總線和SCI總線等。運行速度比外部總線和系統總線快。

2）系統總線：即“內總線”和“板級總線”，具體有ISA總線和PCI總線等，主要用來連接計算機各功能部件。按功能可分為數據總線、地址總線和控制總線3種。

● 數據總線（Data Bus）：是用來在CPU與內存或I/O接口間傳輸數據的雙向三態總線。常見的數據總線分為ISA、EISA、VESA和PCI等。

● 地址總線（Address Bus）：是用來將CPU中的地址傳送至外部存儲器或I/O接口傳送地址的單向三態總線。地址總線位數（N）決定CPU直接尋址內存空間大?。?^N）。地址總線寬度為32位時，CPU最多可直接訪問4096MB物理空間（4GB）。

● 控制總線（Control Bus）：是用來傳輸控制信號和時序信號的雙向總線。

3）外部總線：是計算機和外部設備之間的通信總線，如USB總線、RS-485總線和IEEE-488總線等。

2．頻率換算

頻率是描述周期性循環信號（包括脈沖信號）在單位時間內所出現的脈沖數量多少的計量名稱。計算機的不同設備存在不同的頻率計量指標，常用有以下幾種頻率。

1）主頻：是CPU內部時鐘頻率，也是CPU運算和處理數據速度的主要參數，單位是MHz（兆赫）或GHz（千兆赫）。同一系列CPU，主頻越高，性能越好，速度越快。不同系列的CPU，頻率高低與性能不能做簡單比較。

2）外頻：是CPU及計算機系統基準頻率，通常為系統總線基準工作頻率，就是CPU與其他芯片組等周邊設備之間傳輸數據的頻率，即總線速度，單位是MHz。絕大部分計算機系統，CPU與主板間運行速度同步，可以理解為CPU外頻直接與內存相連通。CPU外頻決定主板運行速度。Intel Core i3/i5/i7外頻為100MHz～133MHz，Athlon II X2/X3/X4外頻為200MHz?！俺l”指突破CPU外頻，對于倍頻被鎖的CPU不能超頻。因此，購買時需要關注外頻數值，外頻對系統性能有決定性作用。另外，為確保系統穩定，服務器CPU不能超頻。

3）倍頻：是CPU主頻與外頻之間的比例關系，計算公式為：主頻=外頻×倍頻。倍頻是以1.5為起點，以0.5為間隔單位。目前流行的CPU倍頻為7.5X～39X。相同外頻，倍頻越高，CPU主頻越高。過于追求高倍頻和高主頻，CPU從系統獲取數據速度難以滿足CPU高倍頻要求，會出現系統“瓶頸”。

4）前端總線頻率（Front Side BUS，FSB）：前端總線位于CPU和北橋芯片之間，是CPU與外界數據傳輸的唯一通道，也稱CPU總線。前端總線頻率有兩個概念：一是總線的物理工作頻率（外頻）；二是有效的工作頻率（FSB頻率），直接決定前端總線的數據傳輸速率。前端總線頻率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz、1066MHz和1333MHz等幾種。CPU前端總線帶寬=前端總線頻率（FSB）×64位總線位寬÷8。例如，外頻為133MHz的P4 CPU的前端總線頻率為533MHz，帶寬為533×64÷8=4.2GB/s。

基于Intel與AMD采用不同的技術，FSB頻率與外頻關系式不同：①Intel公司CPU：FSB頻率=外頻×4；②AMD公司CPU：FSB頻率=外頻×2。

外頻與前端總線FSB頻率區別：外頻是CPU與主板之間的同步運行速度，前端總線的頻率指數據的傳輸速率。例如，100MHz外頻特指數字脈沖信號每秒振蕩1億次。100MHz前端總線指CPU每秒可接收的數據傳輸量800MB/s。

3．接口類型

CPU接口類型有Slot和Socket兩種。CPU接口以封裝技術+觸點數目或針腳數目來命名。Slot接口為卡式接口，插槽型、長方形接口成本高，已被淘汰。Socket接口為方形插座，針腳式接口，有Socket 7、Socket 370和Socket 754等，如圖1-2所示。

Intel接口類型有Socket LGA（Land Grid Array，平面網格陣列封裝），又叫Socket T，包括LGA775、LGA1150、LGA1151、LGA1155、LGA1156（支持兩通道）、LGA1366（支持三通道）、LGA2011（支持四通道）和LGA2011-V3等。LGA1150插座如圖1-3所示。LGA接口CPU底部采用觸點式，通過與對應的插槽內有彈性的觸針接觸傳輸信號，有效提升處理器信號強度和處理器頻率，避免損壞。筆記本計算機采用BGA插槽類型，用錫焊死，不方便更換芯片。

AMD接口類型有Socket，內部亦存在相應的系列細分和發展迭代，且AMD CPU可向下兼容。

CPU接口類型決定對應插槽類型主板，不能混搭。

4．緩存

緩存是集成在CPU內部，速度快于內存的存儲空間。為解決CPU和內存速度差異，減少CPU工作時因等待低速主存所導致的延遲，引入一級、二級和三級緩存技術，通過讀取緩存數據加快運行速度。

1）一級緩存：即L1 Cache，使用SRAM（靜態內存，直接存儲不必刷新電路）包括數據緩存和指令緩存，建立在CPU內部，與CPU同步工作，CPU工作時先調用其中的數據，對CPU性能影響較大。因其結構復雜，受CPU管芯面積影響，容量通常較小，為32～256KB。

2）二級緩存：即L2 Cache，使用DRAM（動態隨機存取存儲器，存儲數據須刷新電路）包括內部和外部兩種芯片，內部芯片二級緩存運行速度與主頻相同，外部芯片二級緩存運行速度為主頻的一半。L2 Cache容量越大，CPU性能越好，容量通常為512KB～6MB。

3）三級緩存：即L3 Cache，速度低于一、二級緩存，但容量大于一、二級緩存。目前，主流三級緩存在12MB左右。三級緩存可降低內存延遲，提升數據計算處理性能。

5．CPU選購原則

CPU是計算機的大腦，其性能優劣直接決定計算機運行穩定性和可靠性。CPU更新換代快，芯片技術日新月異。因此，熟悉CPU各項技術指標對理性選擇一款符合自己需求的高性價比CPU十分重要。

1）按需定檔：一般家用娛樂與學習用機，注重適用性與性價比，雙核CPU即可，而對于有較高性能要求的游戲玩家或專業設計則應選用較高性能的四核以上CPU。

2）品牌選擇：從經驗數據看，Intel CPU性價比較低，但兼容性強，AMD CPU性價比高，但兼容性弱。CPU性能好壞在于運算能力水平，Intel CPU一般只有兩個浮點執行單元，AMD CPU有三個并行浮點執行單元，在相同檔次的CPU中，AMD CPU浮點運算能力優于Intel CPU。因此，兩類同檔次的CPU進行比較，AMD CPU在三維制作、游戲應用、視頻處理等方面有優勢；Intel開發有SSE3指令集提升多媒體性能，Intel CPU在商業應用、多媒體應用、平面設計等方面有優勢。

3）主頻和核心數：主頻越高越好，核心數越多越好，同時兼顧價格，做到價廉物美。

4）購買時機：建議購買推出半年到一年時間的產品，性價比最高。

5）注意分辨包裝方式：正品盒裝CPU能享有完善的售后服務，有品質保證。為防止商家用散片CPU和劣質散熱風扇以盒裝方式出售，購買時應仔細辨別，防止被欺詐。CPU可選散片、原包而非盒裝（后包），應學會看CPU銘牌。Intel CPU銘牌如圖1-4所示，其常用的一些標識解讀見表1-1。AMD CPU銘牌如圖1-5所示，其標識解讀見表1-2。