谈谈电脑的CPU

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Sunday, January 19, 2020

前言

前面我们已经初步了解了计算机–你真的了解自己的电脑吗?接下来我们继续深入计算机的CPU单元。

CPU

前面我们提过,一般我们常说的电脑指的是x86的个人电脑架构。Linux操作系统最早在发展的时候,就是依据个人电脑的架构来设计的。而在个人电脑架构中,充当“大脑”的无疑是CPU。

由于CPU负责大量运算,因而它是电脑中具有相当高发热量的组件。现在的所谓多内核CPU,是在一块CPU封装内嵌入两个以上的运算内核,即含有两个以上的CPU单元。

我们已经知道,CPU内部指令集的不同会导致其工作效率的高低,那么CPU性能的比较还有什么呢?答案是频率。CPU的频率就是CPU每秒钟可以进行的工作次数,频率越高表示这块CPU在单位时间内可以做更多的事情。举例来说,Intel的i7-4790CPU频率为3.6GHz,即表示这块CPU在一秒内可以进行3.6*10的九次方次工作。但是需要注意的是:只能在同款CPU间比较频率的快慢,不同CPU由于指令集、架构、使用的二级缓存及其运算机制的可能不同,单纯看频率没有可比性。

我们可能听过“超频”这个词,它是什么意思呢?CPU在出厂时,厂商已经设置了这款CPU正常稳定工作的频率,一些电脑硬件玩家要发挥出CPU最大的性能,往往会手动将CPU的外频通过主板提供的设置功能更改成较高频率。现在Intel的CPU会主动帮你超频,以合理利用CPU以及节能。

最常听见的还有32位与64位电脑,我们可能也一头雾水。其实这个也与CPU相关。我们将CPU每次能够处理的数据量称为字长(word size),字长依据CPU的设计而有32位与64位,而32位与64位电脑主要就是依据这个CPU所能解析的字长而来的。早期的32位CPU中,由于CPU每次解析的数据量有限,因此从内存传来的数据量就有所限制,这也导致32位的CPU最多只能支持最大到4GB的内存。目前的64位CPU统称为x86-64。