什么是CPU? 它是中央处理单元的缩写,是执行指令计算数据的芯片,从最小的平板电脑到最强大的台式计算机,它是每个系统的核心。
组成
CPU是定义计算设备的核心组件,但它不是唯一的组件—同样,它只是大脑。它是位于设备内部主电路板上的特殊插槽中的芯片。它与内存(暂时存储信息的位置)明显不同。它也与图形卡或图形芯片分离,后者可渲染屏幕上显示的所有视频和3D图形。
通过在单个计算机芯片上放置数十亿个微型晶体管来构建CPU。这些晶体管允许它进行计算,以运行存储在系统内存中的程序。它们实际上是打开或关闭的微小闸门,因此传达的是高低电平,可转换为您使用设备所做的一切,无论是观看视频还是写电子邮件。
CPU技术最常见的进步之一就是使这些晶体管越来越小。几十年来,这导致了CPU速度的提高,通常被称为摩尔定律。
在现代设备中,台式机或笔记本电脑具有专用的CPU,可为系统执行许多处理功能。相反,移动设备和某些平板电脑使用片上系统(SoC),该芯片包含其CPU和其他组件。英特尔和AMD都提供了带有图形芯片和内存的CPU,这意味着它们不仅可以执行标准的CPU功能,还可以显示数据。
作用
CPU的核心是从程序或应用程序获取指令并执行计算。该过程分为三个关键阶段:获取,解码和执行。CPU从RAM中提取指令,对指令的实际含义进行解码,然后使用CPU的相关部分执行指令。
执行的指令或计算可能涉及基本算术,将某些数字进行比较或在内存中移动它们。由于计算设备中的所有内容都由数字表示,因此这些简单的任务等同于CPU的工作。从启动Windows到观看YouTube视频,一切都很轻松。
在现代系统中,CPU并不能完成所有任务,但它仍必须将其所需的功能编号提供给专用硬件。它需要告诉图形卡显示什么数据,或者告诉硬盘驱动器将Office文档传输到系统的内存中,以便更快地进行访问。
时钟
最初,CPU具有单个处理核心。当今的现代CPU由多个内核组成,使其可以一次执行多个指令,从而有效地将单个CPU塞满了多个CPU。今天几乎售出的所有CPU至少都是双核的,而且还有四个(四核)CPU,在某些情况下甚至会看到六个,八个,10、12和16核CPU。
一些处理器还采用了称为多线程的技术。想象一个物理CPU内核可以一次执行两行执行(线程),从而在操作系统端显示为两个“逻辑”内核。这些虚拟核心不如物理核心强大,但是它们共享相同的资源。总体而言,它们可以在运行兼容软件时帮助提高CPU的多任务处理性能。
时钟速度是在CPU上核心功能数字-产品列表中引用的“千兆赫兹”(GHz)数字。它有效地表示一个CPU每秒可以处理多少条指令,但这并不是性能的整体图景。比较相同产品系列或同一代CPU时,时钟速度主要发挥作用。当其他所有条件都相同时,更快的时钟速度意味着更快的处理器,但是2010年推出的3GHz处理器不会比2018年推出的2GHz处理器快。
总结
尽管CPU对整体系统性能的重要性不如从前,但它在运行设备方面仍起着重要作用。由于它仅负责执行程序中的命令,因此CPU速度越快,许多应用程序的运行速度就越快。
也就是说,快速的CPU并不是全部。处理器,无论多么强大,都无法轻松地渲染最新的3D游戏,也无法存储信息。这就是其他组件(例如图形卡和内存)发挥作用的地方。
简而言之,CPU并不是全部,但它非常重要。通常,更快的CPU意味着您的系统或设备将运行得更快。至少它本身不会成为瓶颈。多个内核和线程可以帮助您一次执行更多操作。