如果你只能選擇一個(gè)，那么你電腦最重要的部分將是中央處理器（CPU）。它是主要的中樞（或“大腦”），它處理來(lái)自程序、操作系統(tǒng)或PC中其他組件的指令。

1和0：CPU做什么

得益于更強(qiáng)大的CPU，我們已經(jīng)從幾乎無(wú)法在電腦屏幕上顯示圖像跳到了Netflix、視頻聊天、流媒體和越來(lái)越逼真的視頻游戲。

CPU是一個(gè)工程奇跡，但它的核心仍然依賴(lài)于解釋二進(jìn)制信號(hào)（1和0）的基本概念。現(xiàn)在的不同之處在于，現(xiàn)代CPU使用微型晶體管來(lái)創(chuàng)建TikTok視頻或在電子表格上填寫(xiě)數(shù)字，而不是用真空管讀取穿孔卡片或處理指令。

CPU的基礎(chǔ)知識(shí)

CPU制造很復(fù)雜。重要的是，每個(gè)CPU都有硅（一塊或幾塊），其中容納了數(shù)十億個(gè)微型晶體管。

正如我們之前提到的，這些晶體管使用一系列電信號(hào)（電流“開(kāi)”和電流“關(guān)”）來(lái)表示由1和0組成的機(jī)器二進(jìn)制代碼。由于這些晶體管的數(shù)量太多，CPU可以以比以前更快的速度完成越來(lái)越復(fù)雜的任務(wù)。

晶體管計(jì)數(shù)并不一定意味著CPU會(huì)更快。然而，這仍然是你口袋里的手機(jī)比我們第一次登月時(shí)整個(gè)地球的計(jì)算能力高得多的根本原因。

在我們進(jìn)一步了解CPU的概念階梯之前，讓我們談?wù)凜PU如何基于機(jī)器代碼執(zhí)行指令，稱(chēng)為“指令集”。不同公司的CPU可以有不同的指令集，但并不總是如此。

例如，大多數(shù)Windows PC使用x86-64指令集，無(wú)論它們是Intel還是AMD CPU。然而，2020年及以后的Mac電腦具有基于ARM的CPU，稱(chēng)為Apple Silicon，它使用不同的指令集。還有一小部分使用ARM處理器的Windows PC，如聯(lián)想Yoga Slim 7x。

深入了解：內(nèi)核、緩存和顯卡

現(xiàn)在，讓我們看看硅本身。上圖來(lái)自英特爾2014年發(fā)布的一份關(guān)于該公司Core i7-4770S CPU架構(gòu)的白皮書(shū)。這只是一個(gè)處理器外觀的例子——其他處理器有不同的布局。

我們可以看到這是一個(gè)四核處理器。曾經(jīng)有一段時(shí)間，CPU只有一個(gè)內(nèi)核。現(xiàn)在我們有了多個(gè)內(nèi)核，它們處理指令的速度要快得多。內(nèi)核也可以有一種稱(chēng)為超線(xiàn)程或同時(shí)多線(xiàn)程（SMT）的東西，這使得一個(gè)內(nèi)核在PC上看起來(lái)像兩個(gè)內(nèi)核。正如你所想象的，這有助于進(jìn)一步加快處理時(shí)間。

此圖中的核心共享一種稱(chēng)為L(zhǎng)3緩存的東西。這是CPU內(nèi)部的一種板載存儲(chǔ)器。CPU在每個(gè)核心中還包含L1和L2緩存，以及寄存器，這是一種低級(jí)內(nèi)存。

上面顯示的CPU還包含系統(tǒng)代理、內(nèi)存控制器和硅的其他部分，這些部分管理進(jìn)入和離開(kāi)CPU的信息。

最后，還有處理器的板載顯卡，它會(huì)生成你在屏幕上看到的所有精彩的視覺(jué)元素。并非所有CPU都包含自己的顯卡功能。例如，AMD Zen臺(tái)式機(jī)CPU需要一個(gè)獨(dú)立的顯卡來(lái)顯示屏幕上的任何內(nèi)容。一些英特爾酷睿臺(tái)式機(jī)CPU也不包括板載顯卡。

主板上的CPU

現(xiàn)在我們已經(jīng)了解了CPU芯片下的情況，讓我們看看它是如何與PC的其他部分集成的。CPU位于PC主板上的所謂插槽中。

一旦它被安裝在插槽中，計(jì)算機(jī)的其他部分就可以通過(guò)稱(chēng)為“總線(xiàn)”的東西連接到CPU。例如，RAM通過(guò)自己的總線(xiàn)連接到CPU，而許多PC組件使用稱(chēng)為“PCIe”的特定類(lèi)型的總線(xiàn)

每個(gè)CPU都有一組可以使用的“PCIe通道”。例如，AMD的Zen 5 CPU有28個(gè)直接連接到CPU的通道。然后，主板制造商在AMD的指導(dǎo)下劃分這些通道。

例如，16通道通常用于x16顯卡卡插槽。然后，有八個(gè)通道用于存儲(chǔ)，例如快速存儲(chǔ)設(shè)備，如M.2 SSD。或者，這八條通道也可以分開(kāi)。M.2 SSD可以使用兩個(gè)通道，兩個(gè)用于較慢的SATA驅(qū)動(dòng)器，如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或2.5英寸SSD，等等。

這是24個(gè)通道，另外4個(gè)預(yù)留給芯片組，芯片組是主板的通信中心和流量控制器。然后，芯片組有自己的一組總線(xiàn)連接，可以將更多的組件添加到PC中。正如你所料，性能更高的組件與CPU的連接更直接。

正如你所看到的，CPU完成了大部分的指令處理，有時(shí)甚至是顯卡工作（如果它是為此而構(gòu)建的）。然而，CPU并不是處理指令的唯一方式。其他組件，如顯卡，具有自己的板載處理能力。GPU還使用自己的處理能力與CPU協(xié)同工作，運(yùn)行游戲或執(zhí)行其他圖形密集型任務(wù)。

最大的區(qū)別在于，組件處理器在構(gòu)建時(shí)考慮了特定的任務(wù)。然而，CPU是一種通用設(shè)備，能夠完成任何要求它完成的計(jì)算任務(wù)。這就是為什么CPU在PC中占據(jù)主導(dǎo)地位，而系統(tǒng)的其他部分則依賴(lài)于它來(lái)運(yùn)行。

為你選擇合適的CPU

如果你正在組裝PC，特別是用于游戲的PC，你需要確保選擇一個(gè)快速且面向未來(lái)的處理器。不過(guò)，在訂購(gòu)任何其他零件之前，一定要檢查你的其他硬件的相關(guān)參數(shù)。