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[电脑常识] 从萌新入门到开窍——cpu篇

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    2023-1-7 09:34
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    [LV.3]七品 酒徒

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    发表于 2023-10-23 09:12:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
    本文指引:/ J+ @$ R# r" n0 P" g
    cpu档案与介绍+ z7 M2 |, X4 T- ~, U5 N
    cpu机密与参数: C5 J7 @% X2 y4 f7 \
    红蓝对决,两大cpu厂商4 x2 G7 U  q. N4 x9 w1 r3 d
    cpu大名与小名5 `3 C2 i- ~) g: j( m' d
    说在最后的话
    ; n1 P9 v0 V# L( ]0 H7 R
    " O0 [8 m7 K3 M. p" G% @cpu档案与介绍
    0 i7 K  v  ]3 H' `+ scpu(central processing unit)
    2 V  h# }( q3 ^& I  Z; j
    & F7 g/ ~* p  b% @; R' ?  n% T有请我们今天的主角闪亮登场
    $ _- l- k) \4 c- Y中国名:中央处理器
    . D$ ~0 ?4 I+ t  F8 |/ }生日:1971,世上第一块微处理器“4004”诞生0 h3 E! A3 u3 [; [4 E# M
    真身:一堆沙子(二氧化硅)0 {0 x+ b) a, g% h( g
    纯天然无污染+ F- v& Z7 z. o4 f$ k( m/ ]
    职务:分析数据、计算指令、执行操作9 r$ L5 M6 L) ^( ~: N2 W
    扮演角色:电脑的司令部、电脑的核心骨
    ) ]) d2 _& b( K% k8 a7 H- O5 S
    1 R" q. O4 G1 o; {( ^4 T! kcpu机密与参数
      A- O  e$ `4 i2 j5 h我们把cpu拎出来,用放大镜仔细观察,发现它几个重要参数:
    8 Z: j4 @$ b( Q) W/ ~: j9 e3 B9 N/ i. ^6 N& F
    一、核心与线程/ N; N8 F2 w  H4 V9 P
    1.核心(core):
    * l! ]/ X0 y' p* u+ S我们把cpu比作一块工地,那么里面的工人就好比核心,工人越多力量越大;同样核心数越多,cpu性能就相对越强
    1 `! ?! a& d0 h, T  U2 [- q% U+ ]常见日用办公主机是2核心,如今主流cpu核心大多4核起步
    5 R& S) j6 Q6 w; I$ a# Y9 r6 g* z要注意的是,cpu核心不是越多越好,这涉及到软件游戏对cpu多核的优化问题。经常存在优化不好、一核有难多核围观的窒息现象:
    $ Y. s+ w$ g3 _) H' m3 M% e' g& z* D# [! ^# T
    2.线程(thread):
      \% }* g! a: `3 R# A核心好理解,可很多人谈的cpu“线程”、“超线程”是何方神圣呢?( ?. I% p2 ~) d0 e) W$ o; z4 V

    + @* O7 c! z5 ^5 V. h很多cpu商品界面常把“超线程”作为卖点+ q1 c4 h9 ^1 \( n1 C$ _% H8 u
    线程的工作方式有些复杂,我们打个比方吧:! T6 |3 e- l! B2 o$ `: t& S8 g3 D
    一个工人用一只手,干一份活,如刷漆,这种方式叫单核心单线程;
    + P& }( c" U5 M2 e5 n+ X现在给他加个buff,让他把另一只手也调用起来,刷漆同时还能做其它活,如锯木头' E$ G: |7 e$ s. g+ G8 u
    一个工人双手并用同时干两份活,这种方式叫单核心多线程,也就是所谓的超线程:
    # l. C" l+ R7 s0 P) S. k( i' V2 \7 c
    超线程技术能极大提升cpu的运行效率。在应用程序多开、直播设计渲染等多任务需求前,电脑线程多,也就不容易卡顿" X& V( q, A/ D" `
    ' v$ j& y0 i) x# b
    二、频率
    " h5 S: Q4 K' z$ Y" [' `; y1.基础频率:
    . k# j9 p6 Q0 R( O6 z+ N  A/ p还是把cpu比作工地上的施工队,现在我们有请工人核心开始垒砖:$ C3 v( m$ ]  D- Z" u% c
    / B* [' S# \) A9 u1 ?- F
    正常情况下,工人能在1分钟内垒3块砖,垒砖的频率为一分3次,这个频率就是他——cpu的基础频率。主流cpu的基频在3~4Ghz不等
    ; `: \8 a  p" b# X/ E2.加速频率(睿频):
    # C1 U( C/ b5 C& Z- p现在工头说:今天砖头垒不完不准下班回家。为了早点回家和老婆热炕头,于是工人主动加快了垒砖速度。
    9 `; e/ }5 _* g0 [9 u4 p% W这样频率就从1分钟垒3块砖加速到一分钟垒5块,一分钟垒5块就是工人(即cpu核心)的加速频率——也叫睿频  ^7 l/ r* M2 Y- z2 I! a$ [
    核心性能强大的cpu,一般睿频也会很高:' i% w0 E. R* o% [* T  n

    " U. @) m. |9 q( h! j) M* q如英特尔的酷睿系列cpu,睿频都很高
    ( B6 m" T; c( Y' ?3.超频:
    / [9 A. P5 T0 ~) c2 m& w工人已使出吃奶的劲垒砖,可工头还不满意,甩鞭子开始抽工人,强迫工人加快垒砖速度
    2 K! x! v8 i3 r* o9 S! X原本1分钟垒5块砖被逼一分钟垒10块砖,这种人为方式提升cpu频率,便是电脑江湖津津乐道的“超频”( T- h+ _2 Y; N# o% M( ^  r3 @
    超频有一定风险,轻则蓝屏死机,重则烧废cpu:
    5 S$ d/ a2 M7 x5 I0 p3 S, ]5 T9 z+ j
    不过电脑高手们依旧乐此不疲,不断有人挑战超频的极限;电脑界还有专门的超频大赛,液氮散热什么的都用上了:
    5 x, J1 s# ~; c9 N" `5 n8 q: `2 o0 m, }
    三、制程与架构
    5 L5 H2 S. G1 R: q1.制程:6 A9 V8 I/ l' @" Z5 R7 K
    即cpu的制作工艺水平,它是纳米级的。制程越精密(即纳米数越小),意味着越能制作微型精密的晶体管→同样大小cpu面积里就能塞下更多晶体管→cpu的运算处理能力就越强:7 S7 d$ |, o6 x9 \
    7 p, Z1 z: d: o1 [1 h
    cpu内部密密麻麻排列的晶体管线路2 \4 W! s* v8 q9 v% ?7 g
    可能不太好理解,我们继续打比方:  o& Y6 H/ F2 s+ W& R5 ~# L
    若能通过技术把工人与建筑工具不断改造改良,缩小他们体积、增强他们能力,这意味着同样面积的工地能塞下更多工人与建筑工具;
    * \- V1 C7 K6 @同时人变小工具改良了,工作放出的噪音和热量也就更低了,好比《疯狂动物城》这一幕:8 V  e% \) R9 G1 q

    8 i' |! @  B6 b# w. I" d* p1 u这就是为何制程进步往往能显著提升cpu性能、改良cpu的温度功耗,制程进步对cpu性能提升可谓是翻天覆地~, T2 |  ?3 b& e3 ~- \* W0 i
    如今amd就凭靠7nm新工艺,把英特尔打磨多年14nm工艺的cpu按在地上摩擦。后文我们也会着重说说amd和英特尔的cpu7 M( a" p0 h3 h
    7 `. R- _* f  s8 J
    2.架构:- S7 d7 r+ V, X4 Q( {
    若把制程比作cpu的内部革命,那架构就好比对革命后的cpu不断改革优化。架构相当对工人们衣食住行一个整体的规划、管理、安排& H) w  G3 q8 ?5 D7 i+ k

    1 F4 e/ @# M7 `* g" u/ ?; M; Y新一代cpu往往会用新的架构。因此买cpu时应遵循“买新(一代)不买旧(一代)”的原则' ]4 b1 }3 g5 T% X7 v
    ! R$ d' D/ L/ b8 o# v
    amd新一代的“zen2”架构就比老一代的“zen+”架构优秀很多+ r+ {9 _9 H6 h- D! X# [. [

    . i& P4 I9 {+ _2 ]; W7 v四、接口
    ! C% o* M6 j" Z3 e3 R: G/ qcpu接口必须要搭配对应的主板,这里我们简单说说,前方密恐预警。如图,这是英特尔品牌某款cpu的接口,其接口是金属触点:9 c7 ]5 w- \" ]7 J, v! S# w
    3 F6 G5 e2 K4 b
    而主板的接口是对应密密麻麻的针脚:
    5 s* p  {8 @7 ~& K+ R: L$ `' b  x5 O( ?+ d9 @* q2 G
    amd品牌恰好和它相反,它的针脚在cpu上:8 g. ]" N' K) {

    1 u9 z! c+ X- V) l3 q" Q8 M金属触点在主板上:
    ) N, b. e/ V1 l+ B' t5 _5 P( _: h, S" R& @/ w; [
    具体接口类型、复杂的东西这里多说无益,等后面讲主板时我们再联合cpu细说,会更好地方便大家理解
    $ \( o4 B2 X1 V3 i* }- m$ w; y8 C. w$ b4 k8 Y# W
    五、缓存及其它, W4 q! p2 l; X" X/ ^0 q
    1.缓存(cache):
    $ a. K# _- q$ q; o3 i; l顾名思义,缓存是cpu临时存放数据的地方,分为一级(Level 1,简称L1)、二级(L2)、三级缓存(L3)。缓存好比工人垒砖时,囤放水泥沙子等材料的地方,这个当然是越大越好咯~
    9 E/ N+ h/ w" V* A4 d0 H$ `$ J! N& A1 f# i; s. X2 i. ~8 @8 Z1 X
    现地表最强消费者cpu——amd线程撕裂者,其缓存规格达到了惊人的288mb(主流cpu也就0~30mb)
    / o- P3 ?& A5 |& a+ M1 |2.功耗(TDP,意为散热设计功耗)与温度:
    ) i$ i' Y/ ]' X0 C作为电脑里的发热大户,cpu功耗高低直接影响电源、散热的选择,主流cpu功耗在15~150w不等。请记住,cpu功耗越低越好,不然温度什么的…! q6 Z- j' r4 x+ o& c
    # C& |) O- q" c2 w: y
    舌尖上的cpu4 A, O) M# o( k1 K6 `6 s0 v
    读罢cpu所有资料档案,这就自信满满前去和cpu对线。结果一打开某宝狗东,傻眼了:酷睿锐龙?i3r5?amd Intel?这都啥玩意儿,这么多眼花缭乱的型号、该怎(bi)么(mian)分(bei)辨(keng)呢??
    8 G: o. y; V4 e" ]接下来我们就不得不聊聊当今cpu厂商的两大巨头了  _- p  c; @6 I' a0 |
    * ]& U. R! v. h
    红蓝对决,两大cpu厂商+ v; K( k) V- K9 c( J
    现在有请我们cpu的两大主角登场~他们分别是:
      V, ^( `. `+ K# D) S; I+ L4 d( M蓝色方势力——Intel(台下一群穿蓝色衣服的粉丝开始高呼)4 w: I$ v" _; ~# f% p8 u( n
    红色方势力——amd(一群红色衣服的粉丝也狂欢:amd,yes!)7 j! e: H: n$ E2 ?6 O
    这是一对相爱相杀几十年的老冤家,他们的恩怨情仇我们以后慢慢细说,今天我们先聊聊他们的产品" F0 K( y+ l" \9 \9 l% O
    , [. A/ `+ [& h* T1 f
    一、Intel:
      b' c, e" `& U( x, t英特尔,玩家戏称“牙膏厂”,调侃他近些年挤牙膏一样挤cpu性能的行为
    ! S) Z6 [9 _2 H* F, A% S" c
    4 h. ]1 Z" Y6 f7 F6 z: q讲个冷笑话,高露洁是英特尔分公司
    1 R( o; O; R* t/ `$ B大家最熟悉的应该是那个堪称营销典范的广告音效:登,等登等登,然后跳出一个蓝色logo:' _3 s- j; e2 W8 V! }" @

    , v* Q8 @6 q7 ]% b英特尔的主要产品线为:3 _' l, w: M" ~- D. g, }0 T* g; ~6 N, w
    赛扬、奔腾系列的低中端消费级平台
    9 \( X! X8 R) h酷睿系列的中高消费级、HEDT平台(后面会解释什么叫HEDT)
    . v) [' U/ u5 o5 Y& y: z至强系列的工作站服务器平台9 [. |% d5 ^% D/ e8 C
    1.赛扬(Celeron):, U2 k* \* c* \4 e$ o& H

    9 {: e! k( ^/ j0 L; ?定位低端的系列,其中带N、J前缀以及带Y后缀型号的cpu功耗电压很低,性能也不敢恭维,实体店奸商老板常给萌新卖低性能赛扬笔记本。如N4020、3965Y(可别一看到型号就害怕哦,很快就要说到型号规范及后缀含义)
    ' w; l3 c" R- |3 R  U& h2.奔腾(Pentium):; I. d+ r, W$ \3 \0 t

    $ G4 ?( D8 ^8 S$ x# [6 T+ O# i& _2 w定位低中端的系列,功耗温度都很低,性能满足家庭日用。上网办公机常选该系列。如2核心4线程的奔腾G5400
    5 d; u7 k& w& b; n  ?# x- e# O$ E  e3.酷睿(i):
    4 O; L& s3 ]9 s$ O8 p
    ' Q' M# ^; C! _6 I, ~5 F酷睿是定位中高端系列的cpu,英特尔目前出了1~10代酷睿,每代酷睿由低到高有4个等级,分别为i3、i5、i7和新出的i9(老代的酷睿最高只有i7,没有i9,如i7 6700k)
    % v1 S3 z; ~' X; B6 B. p( \4 ]酷睿系列本来没i9的,这是被对手amd逼的吐出的牙膏。我很好奇酷睿系列为啥没i4、i6,据说是被对手amd抢注商标了,毕竟在主板命名上amd就干过类似的事......
    % H: Y* m3 `9 h- W5 v% d  S* a" @+ Z; w& ]+ \
    酷睿系列cpu单核性能强、睿频高;而大多游戏对高频率很敏感,因此有酷睿系列cpu适合打游戏这么一说。如i3 9100f、i5 9400f、i7 9700k、i9 9900k% n7 N# b4 b; H, {
    / M, T$ P& h' M) N! w8 a
    HEDT(high-end desktop)平台,意为高端发烧(嗨到头)平台,其cpu要搭配特定高价主板才能使用
    2 q3 I* D1 h# F/ C: O& ^+ X- y  z, k: C. p" y& |+ o- a& |1 o- C
    钱包发烧的香味+ {! Y: I4 V" }1 \5 a8 _" @
    英特尔的HEDT平台cpu结尾一般带x、xe后缀,如i9 10980xe、i9 9980xe。HEDT主要强大在多核多线程、大缓存。游戏性能不错的同时还能胜任设计渲染等专业需求。当然,这也需要你有个强大的钱包:
    $ d7 g" t; C7 b; M" j, e( y! K8 j3 w7 B
    4.至强(Xeon):, R: e0 c1 i% I5 C( ^0 {1 T9 U

    , L. C% Q# U4 `+ z定位工作站、服务器平台的系列。该系列cpu核心线程多,但基频和睿频低,要搭配专门的服务器主板和内存作特殊用途,因此并不适合打游戏
    " \2 `. r8 x3 B" l. Z和酷睿系列相似,有E3、E5、E7三个等级: O; p2 Z& _8 ^! M+ }* Y
    ( p" r+ P, g! l% a0 u, w6 k
    服务器主机有很多内存插槽,方便安装大容量内存进行数据吞吐$ M1 i( s: V% W* t. i
    值得一提的是,很多电脑diy爱好者会买便宜且性能不错的拆机至强处理器(如性能接近i7、价格接近i5的E3 1231 v3)组装高性价比台式机,这就是传说的 “垃圾佬捡洋垃圾”
    - i' \: T* U! ]- e6 r5 O4 f1 k9 u% i/ k1 w# g/ y
    这类人往往才是真大神
    7 ~* G9 y+ R" O# x1 h$ I! m* X' A8 ]8 o" O
    二、AMD:* }% T  k2 {7 X- C% o
    AMD(Advanced Micro Devices),中文名:超威半导体。amd也有很多外号:农企、按(An)摩(Mo)店(Dian)等等
    * G* Y( b3 ?* j3 K, G2 f7 K* d
    amd在新世纪很长一段时间被英特尔按在地上打,不过amd忍辱负重卧薪尝胆,在2016年推出新制程新架构的“锐龙”系列cpu,颇有力挽狂澜之势,现在与英特尔是你追我赶,各显神通
      j) a  q9 l1 d- Y
    0 h7 V1 w% f4 Yamd产品线比较简单:
    1 M2 W) b% R) _8 Z锐龙系列的消费者平台( T( ?. A5 y; O. j4 k' Y! j+ w
    线程撕裂者系列的HEDT平台(前面说过,HEDT就是“嗨到头”高端发烧平台)! g% }6 ^% V$ u# K7 v$ @' J4 ?
    霄龙系列的工作站服务器平台。我们着重说说民用居多的前两者:
    4 X2 V  O3 d2 {2 j1 t1 y$ C3 _1 [1.锐龙(Ryzen):
    * C: K( @3 E& o8 q% ^4 b# t6 }  m  m3 E
    数十年磨一剑,肩负amd复兴厚望的系列产品3 C3 i- V" }3 c! d4 V9 R
    对标英特尔酷睿系列。从2016年发布第一代锐龙至今,已有三代产品,每代从低到高也有r3、r5、r7、r9四个等级(和酷睿相似,前两代较老产品并无r9)
    0 E) @. Y2 S$ I- D锐龙系列cpu注重多核性能,其睿频和超频能力大体不如对手英特尔的酷睿系列,因此在游戏表现上落后一些
    ) A/ B# f/ g$ j4 F5 v不过在设计渲染要求高的专业软件面前,锐龙的多核、多线程有着非凡优势5 V1 C* g) p4 e/ W) L

    $ M7 n- j7 V# ^+ Hadobe全家桶等大多专业软件是amd锐龙强项
    & ^& O- Y# g6 y4 ~; a虽说游戏性能不如英特尔酷睿,但也差不到哪去。如果有啥游戏锐龙玩不了,那同级的酷睿也不能寄予厚望,毕竟决定游戏性能的大头是显卡
    ( P5 y; D5 t; f/ S! a: q* Y9 i* k' w8 a. ^" X1 K
    加上锐龙往往比同级酷睿便宜很多,温度功耗也越来越低,性价比很高的锐龙被越来越多人喊着“真香”、“Amd,Yes!”
    ; T% c( i4 b+ Y# T" z& A. A$ D4 V6 e5 I5 M1 D
    amd现任CEO苏妈苏姿丰,华人
    * d- {8 W; @! q; A4 E# O% A/ ?. b2.线程撕裂者(Threadripper)
    $ [, P+ g/ i1 @* z4 k+ H" k+ k. v7 v! p' v) y( ^" U
    巴掌大的cpu见过吗?7 w9 \' ?# \7 ?4 R( Y4 d
    准确说,这是酷睿i9撕裂者,正是锐龙和线程撕裂者,让英特尔意识到装死装病很久的amd不容小视,紧急推出酷睿i9进行招架
    & Q0 b/ [* I6 v5 }, \# m, J而就在去年,amd紧锣密鼓推出了第三代7nm的线程撕裂者——3990x,其规格达到了惊人的64核128线程!还在挤14nm牙膏的英特尔傻眼了,灰心丧气推出了自己最强的HEDT平台cpu——18核的i9 10980xe:
    0 o) d. M" s8 ^8 f, B! X6 t4 q* f# ~4 o2 p5 }
    由此可见新制程对cpu的重要性,amd就是能在巴掌大的cpu里塞下那么多核心,英特尔你气不气?5 u7 x' X& _( t/ O! x2 f2 c  v8 U
    - r: q. h" T6 F2 h' E1 b
    说回amd的线程撕裂者,核心、线程、缓存完全是碾压级的存在:
    * l, v& }1 e% d  K4 `; {+ }3 B# b' x
    ; a( L" i2 U6 T价格也是碾压的存在…; M* w8 s# F2 ^% D

    1 w' D8 F/ P; Q8 _% jcpu大名与小名
    3 h8 J4 c. Y$ O/ v) ?/ }作为平民消费者,我们还是把目光聚回到英特尔amd的大众系列:酷睿和锐龙。我用一张思维导图,帮大家对比理解两家主力产品的命名规范:( t3 Z4 u  k# E5 a5 q9 ]
    英特尔i5 9600k VS AMD r5 3500x
    ' E+ t  T9 a1 f) [( ] 640.png
    / _' K  C9 \* a4 o此外,再重点说说其他主流常见的cpu后缀名:
    - ^. ~2 J. b* C5 m1 ?f:表示不带核心显卡(显卡分两种,一种是cpu内部集成的核心显卡,一种是独立显卡,显卡以后会详说)
    ' o! u& i) q, j+ w- k2 j不带核显的cpu一般会比带核显的便宜。如i5 9400f就比i5 9400便宜
    , E- Q+ O) _5 M2 |# Yg:amd专用后缀,表示带核心显卡。如amd的r3 3200g、r3 3400g(若无此后缀则不带核显)
    ! A4 F  m, f0 c1 z" K7 Q; O9 C' R5 Is:特挑体质版,体质好的cpu睿频和超频表现都会更好。如去年的最强游戏cpu—— i9 9900ks/ v7 V9 D& _4 z: Y1 s' L; X' G, O
    t:特挑体质版,如amd新出的——r5 3800xt
    , E2 R' A9 j. o; w, w
    1 }# y% r5 P( K( ^# c1 W) E笔记本cpu也有自己的后缀名,% ?  D& d3 B9 G
    + x2 c3 K. n/ r5 F
    相信看到这儿的你已经会读cpu型号了,我们再挑两个练练手:" h9 ]2 o# e- p8 N$ I$ ?5 w' l
    1.i7 9700kf
    " ]9 r6 |/ V- R( }' Z0 `) Z第九代酷睿i7级,性能为700不带核显、可超频的cpu/ {& A! A: ?& N! |- d
    2.r7 3800xt$ t- T2 Y, v4 T$ @& Z. l% t
    第三代锐龙r7级,性能为800特挑体质的加强cpu
    3 k' [- g  ~" L, v; ~6 \不看价格,同是i7和r7,两者该如何选择呢?$ Z9 [. J2 d9 r$ a1 s
    " u3 w/ Q% v: B  Z9 K! k
    3800xt胜在多线程、大缓存。根据之前所说酷睿锐龙cpu的特性,在设计渲染、视频创作方面选择amd会比较好
    & M! ^' \( e& M9 z' P4 R0 V7 S6 n$ f5 t8 g: @4 q* w
    而9700kf胜在睿频高,搭配主板超频后,会有更优异的游戏性能,因此游戏发烧友可选择英特尔
    0 T& K' L4 P- F' P4 A  m, V$ s$ W3 l, J  `7 R0 l! v. Y7 m
    当然了,既玩游戏又有设计等需求,选3800xt也行。还是那句话,如有什么游戏amd带不动,那同级的英特尔也着实够呛
    " |, Y$ Z7 T/ a  l# M/ Z8 r  v
    * r: [% g$ t$ X: ^0 D  E# L
    龙能大能小,能升能隐;大则兴云吐雾,小则隐介藏形;升则飞腾于宇宙之间,隐则潜伏于波涛之内。方今春深,龙乘时变化,犹人得志而纵横四海。龙之为物,可比世之英雄。
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