大家都🌽知道电🍳脑【nǎo】😏cpu是电脑【diàn nǎo】😏的心脏，cpu的好坏🍃直接关【zhí jiē guān】系到电【xì dào diàn】🤚脑【nǎo】😏质量【zhì liàng】。可是大多数的电脑【diàn nǎo】😏用户对电🛫脑【nǎo】😏cpu都是一知半解【zhī bàn jiě】，有的人🚆甚至是不懂装懂，这样不😟仅有可【jǐn yǒu kě】❇能上当【shàng dāng】👍，还有可【hái yǒu kě】能耽误🥌大事。现在就与大家以其来学习电脑【diàn nǎo】😏cpu的基础知识😡。下面的电脑【diàn nǎo】😏cpu基础知识😡18条，让你不再是电脑【diàn nǎo】😏盲，管保你【guǎn bǎo nǐ】成为行【chéng wéi háng】家不再【jiā bú zài】⛽上当【shàng dāng】🚙。

　　1.主频

　　主频也叫时钟频率，单位是🚬MHz，用来表【yòng lái biǎo】💡示CPU的运算【de yùn suàn】🌻速度🌶。CPU的主频【de zhǔ pín】♐＝外频×倍频系数【shù】。很多人认为主频就决➖定着CPU的【de】运行速度🌶，这不仅是个片【shì gè piàn】面的【de】，而且对【ér qiě duì】于服务器来讲，这个认🍊识也出【shí yě chū】现了偏😼差。至今【zhì jīn】，没有一【méi yǒu yī】条确定的【de】公式能够实现主频🎏和❣实际的【shí jì de】运算【yùn suàn】🌻速度两😨者之间的【de】数【shù】值🌪关系，即使是⛸两大处⏱理器厂家【qì chǎng jiā】🍬Intel和❣AMD，在【zài】这点上也存【shàng yě cún】🦐在【zài】着很大的【de】争议【yì】，我们从Intel的【de】产品的【de】发展❗趋势🧠，可以看出【chū】Intel很注重【hěn zhù chóng】加强自🔷身主频【shēn zhǔ pín】的【de】发展❗。像其他🍎的处理【de chù lǐ】💛器厂家【qì chǎng jiā】🍬，有人曾【yǒu rén céng】经拿过一快🤡1G的【de】全美达来做【dá lái zuò】比较【bǐ jiào】，它的【de】运行效率相当于【xiàng dāng yú】2G的【de】Intel处理器。
　　
　　所以❓，CPU的主频【de zhǔ pín】♐与CPU实际的【shí jì de】运算【yùn suàn】🌻能力是没有直接关系【jiē guān xì】的【de】，主频表🐙示在【shì zài】🏻CPU内数【shù】字脉冲信【mò chōng xìn】号震荡的【de】速度🔦。在【zài】Intel的处理【de chù lǐ】💛器产品中【zhōng】🏅，我们也【wǒ men yě】可以看到这样的例子【de lì zǐ】：1 GHz Itanium芯片能够表现【gòu biǎo xiàn】得差不多跟2.66 GHz Xeon/Opteron一样快🛠，或是🦉1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快🛠。CPU的运算【de yùn suàn】🌻速度还【sù dù hái】🌧要看🕰CPU的流水【de liú shuǐ】线的【de】各方面的【fāng miàn de】性能指👨标。

　　当然【dāng rán】🕠，主频和🥘实际的运算速度是有关的【guān de】🛠，只能说【zhī néng shuō】🍬主频仅仅是CPU性能【xìng néng】表【biǎo】🎌现的一个方面【gè fāng miàn】，而不代表【biǎo】CPU的整体🏋性能【xìng néng】。
　　
　　2.外频

　　外频【wài pín】🍦是CPU的基准【de jī zhǔn】😑频率【pín lǜ】，单位也是MHz。CPU的外频【de wài pín】🍦决定着🚯整块主🐮板的运【bǎn de yùn】行速🛌度【dù】。说白了【shuō bái le】，在台式【zài tái shì】⛩机中😄，我们所说的超【shuō de chāo】🏳频【pín】，都是超🏭CPU的外频【de wài pín】🍦（当然一【dāng rán yī】般情况【bān qíng kuàng】下，CPU的【de】倍频【pín】都是被🔂锁住的【de】）相信这点是很好理解的【de】。但对于服务器🏓CPU来讲🤨，超频是【chāo pín shì】绝对不♋允许的【de】。前面说到【dào】CPU决定着🚯主板的【de】♍运行速🛌度【dù】，两者是同步运【tóng bù yùn】👹行的【de】，如果把👛服务器🏓CPU超频了【chāo pín le】🍅，改变了外频【wài pín】🍦，会产生【huì chǎn shēng】异步运行，（台式机很多主🕰板都支持异步运行）这样会造成整🌸个服务器🏓系统的【de】不稳🏿定。
　　
　　目前的【de】绝大部【jué dà bù】分电脑【fèn diàn nǎo】系统中【xì tǒng zhōng】外频【wài pín】🍦也是内【yě shì nèi】存与主【cún yǔ zhǔ】板之间的【de】👷同步运【tóng bù yùn】👹行的【de】速度【dù】，在这种⭕方式下【fāng shì xià】，可以理解为【jiě wéi】🚐CPU的外频【de wài pín】🍦直接与【zhí jiē yǔ】内存相🕰连通🈲，实现两者间的【de】同步运【tóng bù yùn】👹行状态【háng zhuàng tài】👮。外频【wài pín】与🎒前端总【qián duān zǒng】🌻线【xiàn】(FSB)频率【pín lǜ】很容易被混为一谈，下面的【xià miàn de】前端总【qián duān zǒng】🌻线【xiàn】介绍我们谈🌭谈两者🍴的区别【de qū bié】。
　　
　　3.前端总【qián duān zǒng】🌻线【xiàn】(FSB)频率【pín lǜ】

　　前端总😂线【xiàn】(FSB)频率【pín lǜ】🎪(即总线【xiàn】⛑频率【pín lǜ】🎪)是直接影响【yǐng xiǎng】😩CPU与内存直接数✈据交换速度➿。有一条✈公式可以计算🕝，即数据【jí shù jù】带宽＝(总线【xiàn】频率【pín lǜ】🎪×数据带【shù jù dài】宽)/8，数据传【shù jù chuán】输最大🈁带宽取🐵决于所有同时传输的💃数据的⛑宽度和【kuān dù hé】🔳传输频👜率【lǜ】🎪。比方，现在的支持64位的至🏜强Nocona，前端总😂线是【xiàn shì】800MHz，按照公【àn zhào gōng】✂式，它的数🤺据传输最大🈁带宽是💃6.4GB/秒【miǎo】🎬。
　　
　　外频与前端总😂线【xiàn】(FSB)频率【pín lǜ】🎪的区别：前端总😂线的速【xiàn de sù】度➿指的是【zhǐ de shì】数据传【shù jù chuán】输的💃速度➿，外频是CPU与主板【yǔ zhǔ bǎn】之间同步运行的速度➿。也就是🌷说❌，100MHz外频特指数字【zhǐ shù zì】🛤脉冲信号在每【hào zài měi】秒【miǎo】🎬钟【zhōng】😙震荡一千万次✖；而100MHz前端总😂线【xiàn】指的😀是每秒【miǎo】🎬钟【zhōng】😙CPU可接受⛴的数据【de shù jù】传输量【chuán shū liàng】是100MHz×64bit÷8Byte/bit=800MB/s。
　　
　　其实现在“HyperTransport”构架的【gòu jià de】出现，让这种实际意义上的【yì shàng de】前端总😂线【xiàn】(FSB)频率【pín lǜ】🎪发生了变化。之前我【zhī qián wǒ】🙆们知道【men zhī dào】IA-32架构必须有三💼大重要【dà chóng yào】的构件🥎：内存控🎚制器Hub (MCH) ,I/O控制器Hub和【hé】🎹PCI Hub，像【xiàng】Intel很典型【hěn diǎn xíng】🛵的芯片【de xīn piàn】组 Intel 7501、Intel7505芯片组，为【wéi】双至🕠强处理器【chù lǐ qì】量身定做的【dìng zuò de】🚚，它们所【tā men suǒ】🔗包含的MCH为【wéi】CPU提供了频率【pín lǜ】🎪为【wéi】533MHz的前端总😂线【xiàn】，配合DDR内存，前端总😂线【xiàn】带宽🌌可达到4.3GB/秒【miǎo】🎬。但随着【dàn suí zhe】📐处理器【chù lǐ qì】性能不🔐断提高【duàn tí gāo】同时给系统架构带来了很多问题【wèn tí】。而“HyperTransport”构架不但解决【dàn jiě jué】了问题【wèn tí】，而且更【ér qiě gèng】有效地【yǒu xiào dì】提高了【tí gāo le】总线【xiàn】带宽🌌，比方AMD Opteron处理器【chù lǐ qì】，灵活的😓HyperTransport I/O总线体【zǒng xiàn tǐ】系结构【xì jié gòu】让它整合了内❗存控制器，使处理【shǐ chù lǐ】器不通🚅过系统🌨总线传【zǒng xiàn chuán】😹给芯片📟组而直【zǔ ér zhí】接和【hé】🎹内存交换数据。这样的话【huà】，前端总😂线【xiàn】(FSB)频率在【pín lǜ zài】💁AMD Opteron处理器【chù lǐ qì】就不知【jiù bú zhī】道从何谈起了。
　　
　　4、CPU的位和【hé】🎹字长

　　位【wèi】🙋：在💃数字电路和🚝电脑技【diàn nǎo jì】术中采用二进【yòng èr jìn】👕制【zhì】，代码只🌉有“0”和“1”，其中无论是【lùn shì】 “0”或是“1”在💃CPU中都是 一【yī】💵“位【wèi】🙋”。

　　字长【zhǎng】♎：电脑技【diàn nǎo jì】🔞术中对CPU在单位【zài dān wèi】🦍时间【jiān】🐪内【nèi】(同一时🔒间【jiān】🐪)能一次【néng yī cì】处理的【de】🖊二进制【èr jìn zhì】数【shù】🏼的【de】🖊位数【shù】叫字长【zhǎng】♎。所以能处理【néng chù lǐ】字长【zhǎng】🌎为【wéi】👚8位数【shù】据的【de】🖊CPU通常就👖叫8位的【wèi de】🖊CPU。同理【tóng lǐ】32位的【wèi de】🖊CPU就能在🦇单位时间【jiān】🐪内【nèi】处理字长【zhǎng】🌎为【wéi】👚32位的【wèi de】二🛒进制数【shù】🏼据。字节【zì jiē】🤜和字长【hé zì zhǎng】的【de】🚚区别：由于常用的【de】英🚵文字符【wén zì fú】用8位二进制【èr jìn zhì】就可以表示，所以通【suǒ yǐ tōng】😾常就将8位称为【wèi chēng wéi】👚一个字【yī gè zì】节🥨。字长【zhǎng】的【de】🚚长【zhǎng】♎度是不【dù shì bú】固定🥢的【de】🖊，对于不【duì yú bú】同的【tóng de】🖊CPU、字长【zhǎng】的【de】🚚长【zhǎng】♎度也不一样🐝。8位的【wèi de】🖊CPU一次只🦇能处理【néng chù lǐ】一个字【yī gè zì】节🥨，而32位的【wèi de】🖊CPU一次就能处理【néng chù lǐ】4个字节【zì jiē】🥨，同理字【tóng lǐ zì】长【zhǎng】🌎为【wéi】👚64位的【wèi de】🖊CPU一次可🐽以处理8个字节【zì jiē】🥨。
　　
　　5.倍频系数【shù】

　　倍频系数是指【shù shì zhǐ】CPU主频与🍊外频之间的【de】🏖相对比例【lì】😁关系😓。在相同🛬的【de】🏖外频下，倍频越🔡高【gāo】☕CPU的【de】🏖频率也【pín lǜ yě】越高【gāo】☕。但实际【dàn shí jì】上【shàng】🎊，在相同🛬外频的【de】🏖前提下【qián tí xià】，高【gāo】☕倍频的【de】🏖CPU本身意义并不【yì bìng bú】大。这是因为CPU与系统【yǔ xì tǒng】🐈之间数据传输速度是🍴有限的【de】🏖，一味追💄求高【qiú gāo】☕倍频而💾得到高【gāo】☕主频的【de】🏖CPU就会出【jiù huì chū】现明显的【de】🏖“瓶颈【píng jǐng】”效应【xiào yīng】—CPU从系统【cóng xì tǒng】中得到🎾数据的【de】🏖极限速度不能🌱够满足CPU运算的【yùn suàn de】🏖速度。一般除👍了工程样版的【de】🏖Intel的【de】🏖CPU都是锁🚧了倍频的【de】🏖，而💾AMD之前都【zhī qián dōu】🤲没有锁。

　　6.缓存

　　缓存【huǎn cún】💠大小也是【shì】CPU的【de】重要指标之一【yī】🕢，而且缓存的【huǎn cún de】📙结构和大小对📑CPU速度的【sù dù de】影响非常大，CPU内缓存的【huǎn cún de】📙运行频【yùn háng pín】率极高，一【yī】🕢般是【shì】和处理器同频🗃运作，工作效【gōng zuò xiào】率远远【lǜ yuǎn yuǎn】大于📓系统内存【cún】🐹和硬盘🎖。实际工作时🚕，CPU往往需要重复【yào chóng fù】读取同样的【de】数据块😛，而缓存【ér huǎn cún】💠容量的【de】增大💪，可以大😍幅度提升CPU内部读取数据的【de】命中🚄率，而不用再到内存【cún】🔐或者硬盘上【pán shàng】🎤寻找🖐，以此提高系统性能【xìng néng】。但是【shì】由📜于📓CPU芯片面【xīn piàn miàn】积和成🍝本的【de】因素来考【sù lái kǎo】虑，缓存【huǎn cún】💠都很小。
　　
　　L1　Cache(一【yī】🕢级缓存【jí huǎn cún】💠)是【shì】CPU第一【yī】🕢层高速【céng gāo sù】缓存【huǎn cún】💠，分为数【fèn wéi shù】据缓存【huǎn cún】💠和指令【hé zhǐ lìng】缓存【huǎn cún】💠。内置的【de】L1高速缓【gāo sù huǎn】存【cún】的【de】📙容量和结构对♐CPU的【de】性能【xìng néng】影响较【yǐng xiǎng jiào】🍥大，不过高【bú guò gāo】速缓冲【sù huǎn chōng】存【cún】🔐储器均由静💟态🤡RAM组成【zǔ chéng】，结构较复杂😣，在CPU管芯面【guǎn xīn miàn】🍨积不能太大的【de】情况下✨，L1级高速【jí gāo sù】缓存的【huǎn cún de】📙容量不🛤可能做⬅得太大【dé tài dà】。一【yī】般服💥务器【wù qì】🦌CPU的【de】L1缓存的【huǎn cún de】📙容量通常在32—256KB。

　　L2　Cache(二级缓存【huǎn cún】🏘)是【shì】🌉CPU的第二层高速🙎缓存【huǎn cún】🔃，分内部【nèi bù】和外部两种【zhǒng】👖芯片【xīn piàn】🎦。内部【nèi bù】的芯片【xīn piàn】🎦二级缓存【huǎn cún】🏘运行速🤡度与主【dù yǔ zhǔ】频相同🛫，而外部【ér wài bù】的二级🚋缓存【huǎn cún】🔃则只有主频的【zhǔ pín de】一半【yī bàn】。L2高速缓【gāo sù huǎn】💻存容量【cún róng liàng】🏩也会影⏬响CPU的性能👗，原则是【shì】🌉越大【dà】🎯越好【yuè hǎo】，现在家【xiàn zài jiā】庭用【yòng】CPU容量最大【dà】🎯的是【de shì】🌉512KB，而服务器【qì】和工作站上🌳用【yòng】CPU的L2高速缓【gāo sù huǎn】💻存【cún】更高达📹256-1MB，有的高达📹2MB或者3MB。
　　
　　L3　Cache(三级缓存【huǎn cún】🏘)，分为两种【zhǒng】👖，早期的是【de shì】🌉外置，现在的都是【shì】🌉内置的。而它的【ér tā de】实际作用即是【yòng jí shì】🥥，L3缓存的【huǎn cún de】👌应用【yòng】可Ⓜ以进一步降低🚐内存【cún】延🛁迟，同时提升【shēng】大【dà】数据💱量计算🍟时处理器【lǐ qì】🛩的性能👗。降低内➖存【cún】延迟和提升【hé tí shēng】大【dà】数据💱量计算🍟能力对游戏都很有帮助。而在服【ér zài fú】务器领【wù qì lǐng】🈺域增加🚊L3缓存【huǎn cún】在🐻性能方面仍然【miàn réng rán】有显著😫的提升【shēng】。比方具【bǐ fāng jù】🔹有较大【dà】🥦L3缓存的【huǎn cún de】👌配置利用【yòng】物理🤲内存会【nèi cún huì】🎅更有效，故它比【gù tā bǐ】👎较慢的磁盘I/O子系统可以处【kě yǐ chù】理更多🔢的数据请求🤤。具有较【jù yǒu jiào】🌖大【dà】🎯L3缓存的【huǎn cún de】👌处理器【lǐ qì】🛩提供更【tí gòng gèng】有效的【yǒu xiào de】🕦文件系统缓存【huǎn cún】🔃行为及【háng wéi jí】较短消息和处理器【lǐ qì】🛩队列长度。
　　
　　其实最早的L3缓存被【huǎn cún bèi】👎应用【yòng】在❇AMD发布的K6-III处理器【lǐ qì】🛩上🐸，当时的😮L3缓存【huǎn cún】🔃受限于【shòu xiàn yú】制🚸造工艺，并没有被集成进芯片【jìn xīn piàn】🎦内部【nèi bù】，而是【ér shì】🌉集成在主板上🐸。在只能够和系【gòu hé xì】统总线频率同步的L3缓存【huǎn cún】🔃同主内【tóng zhǔ nèi】存【cún】其实差不了多🍬少。后来使🌂用【yòng】L3缓存的【huǎn cún de】👌是【shì】🌉英特尔为服务器【qì】市场所推🥪出的💷Itanium处理器【lǐ qì】🛩。接着就【jiē zhe jiù】是【shì】🌉P4EE和至强MP。Intel还打算推出一款【kuǎn】9MB L3缓存的【huǎn cún de】👌Itanium2处理器【lǐ qì】🛩，和以后🤔24MB L3缓存的【huǎn cún de】👌双核心Itanium2处理器【lǐ qì】🛩。
　　
　　但基本上🐸L3缓存【huǎn cún】🔃对处理器【lǐ qì】🛩的性能👗提高显【tí gāo xiǎn】得不是【shì】🌉很重要【hěn chóng yào】，比方配备【bèi】🥋1MB L3缓存的【huǎn cún de】👌Xeon MP处理器【lǐ qì】🛩却仍然【què réng rán】不是【shì】🌉Opteron的对手🧦，由此可【yóu cǐ kě】🔈见前端【jiàn qián duān】总线的增加，要比缓【yào bǐ huǎn】😮存增加【cún zēng jiā】🌀带来更有效的【yǒu xiào de】🕦性能提【xìng néng tí】😽升【shēng】。

　　7.CPU扩展指令集

　　CPU依靠指令【zhǐ lìng】来计算和【hé】控制系统📼，每款CPU在设计时就规【shí jiù guī】定了一【dìng le yī】🤳系列与其硬件电路相【diàn lù xiàng】配合的【pèi hé de】💸指令【zhǐ lìng】系统。指令【zhǐ lìng】的强弱也是【yě shì】🤽CPU的重要🛋指标，指令集【zhǐ lìng jí】💃是【shì】🤽提高微处理🥟器效率的最有效工具【xiào gōng jù】🗄之一。从现阶段的主🌶流体系【liú tǐ xì】结构讲，指令集【zhǐ lìng jí】💃可分为【kě fèn wéi】💴复杂指令集【zhǐ lìng jí】💃和精简【hé jīng jiǎn】指令集【zhǐ lìng jí】💃两部分，而从具😚体运用🥀看【kàn】，如【rú】Intel的MMX（Multi Media Extended）、SSE、 SSE2（Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2）、SEE3和【hé】AMD的3DNow!等都是【shì】👌CPU的扩展【de kuò zhǎn】📯指令集【zhǐ lìng jí】💃，分别增【fèn bié zēng】强了CPU的多媒【de duō méi】🏄体、图形图【tú xíng tú】象和【hé】Internet等的处理能力。我们通🗜常会把CPU的扩展【de kuò zhǎn】📯指令集【zhǐ lìng jí】💃称为"CPU的指令【zhǐ lìng】🍁集【jí】"。SSE3指令集【zhǐ lìng jí】💃也是【yě shì】目🈸前规模最小的【zuì xiǎo de】指令【zhǐ lìng】🍁集【jí】，此前MMX包含有【bāo hán yǒu】🧕57条命令【tiáo mìng lìng】😰，SSE包含有【bāo hán yǒu】🧕50条命令【tiáo mìng lìng】😰，SSE2包含有【bāo hán yǒu】🧕144条命令【tiáo mìng lìng】😰，SSE3包含有【bāo hán yǒu】🧕13条命令【tiáo mìng lìng】😰。目前SSE3也是【yě shì】🤽最先进的🕯指令集【zhǐ lìng jí】💃，英特尔Prescott处理器【chù lǐ qì】已经支持SSE3指令集【zhǐ lìng jí】💃，AMD会在未来双核心处理【xīn chù lǐ】🤾器当中🎵加入对SSE3指令集【zhǐ lìng jí】💃的支持，全美达的处理器【chù lǐ qì】也将支持这一指令【yī zhǐ lìng】🐈集【jí】。
　　
　　8.CPU内核和【nèi hé hé】I/O工作电压⚫

　　从586CPU开始，CPU的工作电压【zuò diàn yā】分为内核🥤电压【diàn yā】和I/O电压【diàn yā】两📴种【zhǒng】，通常🕤CPU的核心【de hé xīn】电压【diàn yā】小于等于🐮I/O电压【diàn yā】。其中内【qí zhōng nèi】🎟核电压【diàn yā】的大小是根据🛸CPU的生产工艺而【gōng yì ér】定，一般制👁作工艺【yì】越小【yuè xiǎo】，内核工作电压【zuò diàn yā】越低🏪；I/O电压【diàn yā】一般都在1.6~5V。低电压【diàn yā】能解决🥖耗电过大和发【dà hé fā】热过高【rè guò gāo】的问题👋。
　　
　　9.制造工❤艺【yì】

　　制造工【zhì zào gōng】🕡艺的微【yì de wēi】米是【mǐ shì】🤑指IC内电路与电路👝之间的距离。制造工【zhì zào gōng】🕡艺的趋【yì de qū】📪势是向🗄密集度🚉愈高的💐方向发【fāng xiàng fā】展【zhǎn】。密度愈高的💐IC电路设【diàn lù shè】计【jì】，意味着在同样大小面【dà xiǎo miàn】积的IC中【zhōng】，可以拥【kě yǐ yōng】有密度更高、功能更【gōng néng gèng】📔复杂的电路设【diàn lù shè】计【jì】。现在主【xiàn zài zhǔ】要的🛐180nm、130nm、90nm。最近官方已经⛅表示有65nm的制造工【zhì zào gōng】🕡艺了【yì le】。
10.指令集【zhǐ lìng jí】🌫
　　
　　（1）CISC指令集【zhǐ lìng jí】🌫
　　CISC指令集【zhǐ lìng jí】🌫，也称为【yě chēng wéi】😲复杂指🐩令集【lìng jí】，英文名【yīng wén míng】📹是🤑CISC，（Complex Instruction Set Computer的缩写）。在CISC微处理器中【zhōng】，程序的👚各条指令是按【lìng shì àn】🍜顺序串行执行的，每条指【měi tiáo zhǐ】令中【zhōng】的👤各个操作也是🤑按顺序串行执行的。顺序执🌸行的优🍏点是【diǎn shì】🤑控制简单，