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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:
    7 I6 K5 R* ?! t3 `- Dcpu档案与介绍5 }% Q+ V( K2 \2 W  d
    cpu机密与参数
    " l- r' A4 j- W! H2 M$ w( f红蓝对决,两大cpu厂商! G7 b& U( v/ o5 t, U
    cpu大名与小名
    7 C" ?% i6 p( W6 d* i& ?! ~说在最后的话7 l6 z% M5 F. h1 g, G  s9 q) h' r
    2 S0 V6 I! h( H3 H* v" S' Z  W
    cpu档案与介绍
    , [- [  d* I+ A. @' E  M2 v" @cpu(central processing unit)
    ! I- R* _' c4 r
    / a% q/ V: \# i2 d有请我们今天的主角闪亮登场& E4 `: g" V3 B* q. w* U9 B
    中国名:中央处理器9 Z! @3 W7 G2 v% z/ q) j& _9 M
    生日:1971,世上第一块微处理器“4004”诞生. r9 b# Y4 K& x% B/ V. [
    真身:一堆沙子(二氧化硅)# ]. b2 Q0 C$ H3 C+ e$ ~
    纯天然无污染
    4 }; v/ E# `" }/ e* h职务:分析数据、计算指令、执行操作
    ' w. j" m0 U) d. I1 c; U8 i扮演角色:电脑的司令部、电脑的核心骨
    + a  }( h. F3 \  l
    0 @1 N/ e/ L% E, q% v: S" B8 d- \$ `( ~cpu机密与参数
    3 G# B' Y3 g# r- Z# N我们把cpu拎出来,用放大镜仔细观察,发现它几个重要参数:- b  O7 H2 u* ]9 z' X

    7 Y* \9 S5 U0 F$ @5 ^8 G- v一、核心与线程6 U4 n) P3 m/ G$ }
    1.核心(core):& _; _& t* O* b: {
    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# H, \1 e9 `' S8 g8 f# T
    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4 B  x2 D7 t& w8 r3 u6 i9 P" q! `
    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:
    / m( a- I3 o" g+ K/ c  f5 R6 [3 {& P- E
    2.线程(thread):9 U8 {, `# E+ _, |/ n% @
    核心好理解,可很多人谈的cpu“线程”、“超线程”是何方神圣呢?
    ; I& F3 n/ D5 u4 {; F# ?
    4 B2 z/ G3 u7 r% G) B( Z! x很多cpu商品界面常把“超线程”作为卖点
      L  K& ~! z4 o' z& F/ F线程的工作方式有些复杂,我们打个比方吧:! S+ i$ }1 b  I" F9 I, Y) J
    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;0 z3 g; ~# i4 v9 D) E# b) U( ?3 x& f
    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+ y4 `% b. U/ O* O! Z9 A5 }! j
    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:
    9 F# t, Y9 w/ Y; B' _# c+ M% `5 ]8 t  a$ R: x
    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1 @. z+ K3 W' ^' Y& o

    ! H1 V, P  b: I  v二、频率7 T) X0 `$ Z9 G. q( b! c3 h: m
    1.基础频率:
      q% J% Z. l+ Z0 u7 |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:
    ! A" T' W2 v) M; `# H5 e1 q- E4 E  m7 X& T7 w( e4 H8 b- 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% Q+ Z: }! s6 {& Y  V+ l
    2.加速频率(睿频):
    / Q* |' e# v2 |1 s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。
    ) Y5 {! ?+ t8 x+ [# m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. R" w, \3 w$ L; @$ }/ V+ A
    核心性能强大的cpu,一般睿频也会很高:
    ( {5 h6 I% o! C& x' e6 U% ]
    % N% [& J% H8 G8 j/ p如英特尔的酷睿系列cpu,睿频都很高
      G9 Z+ @3 ?: v3.超频:+ ^- f8 s" O0 P
    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9 ], f# V2 ~, z% }/ ]1 d2 Q3 @$ k
    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”- Y# ~+ k# }) B* h' J4 _
    超频有一定风险,轻则蓝屏死机,重则烧废cpu:
    $ k/ q, r5 y6 x+ w4 Q6 [" p4 ~: I# g0 v3 F
    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:3 r1 T1 {- u: u& I7 [$ F, {* f5 u( P

    ) B+ R* O! S2 G/ I7 w' e三、制程与架构
    , p4 g/ f! n# p% b1.制程:
    " l1 I$ P8 K6 R8 f* i! D0 N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:+ p. S5 F: y' t/ f. s* w
    ! Y, q: o8 p( T' K
    cpu内部密密麻麻排列的晶体管线路: u. i9 `& J) V6 w3 V% Q# q8 c
    可能不太好理解,我们继续打比方:
    / M& z2 }5 B& U1 O: K, i6 H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;
    & F5 f* S: z$ l: k, b! w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:" K1 A7 F- c3 R: q, D! Q
    3 |3 A. J7 w! R5 f
    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~" H, M, j, h, V$ a
    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cpu! u% C& t2 }0 w

    % c% w% G8 A0 e8 e( l2.架构:
    $ s; d. t6 t* f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
    . e% [4 X" g$ b8 q& @' I8 f& {5 ^. z, v- w0 O' 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
    - B  \1 z: c1 h# }0 i) h/ ]" ^; K. R2 F! r  |6 K* M
    amd新一代的“zen2”架构就比老一代的“zen+”架构优秀很多4 `2 x; R3 ?8 I* a3 M

    0 N/ @2 Z9 N3 R四、接口
    8 u0 T# V: C  Y; M" s' Icpu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:  w; W1 V* q0 G

    ( }9 P: Z' J9 _) n1 r2 d* [而主板的接口是对应密密麻麻的针脚:& Z; V6 q: E5 i; Y

    5 U; L" X/ [, y, |, [( {0 Namd品牌恰好和它相反,它的针脚在cpu上:7 ^1 k, y& u7 U/ _

    8 W1 N/ I9 h; X/ L* a/ @金属触点在主板上:0 u6 R  v# {% T# r
    ! s. ?$ y8 d+ G; x- b+ W/ w7 l" m
    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8 W; [! ]* E5 [. N
    / A5 W$ ]4 f# l+ q8 L
    五、缓存及其它
    # C3 q8 J- @2 }: u- i" z2 s1.缓存(cache):
    ) N) N0 T3 l4 O- K/ _& r+ [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~) _  q2 J% k! b6 H( `3 x  A

    9 b. U  b# _% u" k+ {6 @* C1 p  |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)
    4 N9 Q: u4 \: S6 x; j8 |) K, n2.功耗(TDP,意为散热设计功耗)与温度:
    0 {# R8 X( y; K. Y( G! I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…* z6 j! S( p1 K7 e- }% ?
    % ?$ U: I( O( j6 g8 [
    舌尖上的cpu1 s, W/ ?8 G! m1 l: N* w& y
    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??2 o; C6 w6 d! m3 l$ J' I5 b" N
    接下来我们就不得不聊聊当今cpu厂商的两大巨头了2 K4 U% ~' v7 O! _5 W% B  s
    * X) B, R$ a8 w$ O/ G4 u, g
    红蓝对决,两大cpu厂商
    . C  a  ^% t, n( j/ L; }现在有请我们cpu的两大主角登场~他们分别是:
    2 d# L- w+ T* e6 o蓝色方势力——Intel(台下一群穿蓝色衣服的粉丝开始高呼)3 R/ ~* T" f; c* [' I0 F
    红色方势力——amd(一群红色衣服的粉丝也狂欢:amd,yes!)
    ' s9 W: }6 g2 i- ?, K, k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
    7 x+ T% _' ]  ]+ K$ ?  E/ n" h4 Y# K# I, O/ y
    一、Intel:( i* U: u. H* {* {# s3 H7 Q0 p
    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
      a, K2 P/ Y( f$ Q  Z0 v' q
    3 X8 O! a3 a6 Z讲个冷笑话,高露洁是英特尔分公司/ S" i/ s8 D7 Q8 h' R  M: L
    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:' \( S" j# _( o/ ]
    " N: G! |  l; H8 f  t! C# n' j
    英特尔的主要产品线为:  ]& H+ G$ j! T' g: H8 {
    赛扬、奔腾系列的低中端消费级平台
    & w4 M& J" ~/ t+ q! F酷睿系列的中高消费级、HEDT平台(后面会解释什么叫HEDT)
      M" y/ d+ F; N  {. ~- `5 s& m( q至强系列的工作站服务器平台$ y: `2 o4 w) P
    1.赛扬(Celeron):8 N9 D; ^" |" s) i: r% m1 ]

      M8 p: b* }4 r+ X+ }; |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)
    % B; n+ ^( g. Q5 }2.奔腾(Pentium):: K4 Z6 ^2 `% N5 c) A) V
    ( S$ F/ w& j" Q
    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
    ! |& T7 j5 R4 h7 Z  q3.酷睿(i):/ J1 X9 _2 ^2 _$ e& S5 o
    - R0 |' y2 ~, u/ y+ b7 `7 k
    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)$ q4 z; ]% R- D9 a; |
    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......
    ! v& W* q# c! `5 k) G: P2 C& \% o" n& D1 [2 d' h( e
    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
    3 C. w9 U% ~/ {% I  ?( W: h, O8 y
    1 Y( R; u- Y5 s3 G1 N" H5 c: WHEDT(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
    1 e" g, t- c: n, J) D
    ; O: `7 i  S! V- b9 J5 O. y- J) I钱包发烧的香味' C; {9 k& ?& o; w/ u
    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:
    " e. k9 Z, j6 [: P+ s+ z8 A2 L
    , I1 a$ e; N! t4.至强(Xeon):" A7 o0 ]  n, `& L( \* b& _2 n% ?
    4 O) S7 J- O; Q
    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! M3 M: e/ T  s: O5 A0 K
    和酷睿系列相似,有E3、E5、E7三个等级' N8 p3 ?7 J0 a* g; H

    * k+ }, d" H4 G3 G' [$ B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; D3 L7 D: t: j, ~' x
    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”/ q) @6 O& a8 z$ o
    $ m& P" o$ w1 g% C7 e+ X0 l& P& J- A+ y
    这类人往往才是真大神
    ; m$ Q" U. Q3 P- k
    8 X+ e5 u- [% s二、AMD:3 @  }# ~( n& [' b& \% a# n
    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7 ^0 X( I! L7 o* D1 a4 ]: `
    " S/ a* M7 v$ s. l6 g* _
    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/ T4 e% g& c- O  J2 `- D8 u$ E3 F, V: _
    ; e( r8 ^: I0 \0 K
    amd产品线比较简单:
    8 u* L/ ?  I+ [3 ~  }& f) W/ Q锐龙系列的消费者平台
    8 j4 }+ n9 L& ^9 T  T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), a! v( u) U# q. P" `. @9 F
    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:
    $ E0 }. X2 x3 i1 b1.锐龙(Ryzen):
    & s- y, U, M( V4 g6 E: w0 U6 M5 C& w  O3 r
    数十年磨一剑,肩负amd复兴厚望的系列产品1 L' L: N: |9 Y" k% z& I9 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)
    " G  z6 d2 `; N2 D: A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
    1 o9 t, c- g1 O" g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
    1 _# X8 i# v% I/ b5 m( d* A$ _3 z" n  T
    adobe全家桶等大多专业软件是amd锐龙强项' i: o( ]: q7 q! ], X
    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9 c8 t# m5 Y' ^+ T* W) J8 X

    : ?( b9 E: e# v: r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!”- V+ W/ K8 f- T# h7 i
    5 s4 d7 n* R0 Q+ Q' R" R
    amd现任CEO苏妈苏姿丰,华人
    + P2 d, ]1 y$ u& p0 N! ^2.线程撕裂者(Threadripper). Y* z8 n0 L0 g/ ?* d/ J( i

    8 g$ v- H$ V- v; m7 q巴掌大的cpu见过吗?
    9 M( a' l$ Y4 m7 t) @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
    6 N3 v! K1 i6 A4 X& f5 i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:
    & [( {( x+ a3 b5 }6 q: `! t  a. V
    . }; {3 @8 {: V, T1 |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?8 E( I% d+ T0 U9 ~5 ]& d" H( V
    # S" j" l4 V: t3 A, D# {
    说回amd的线程撕裂者,核心、线程、缓存完全是碾压级的存在:
      _, U" S$ d3 r/ Y
    0 i: a9 P) Q! q1 a价格也是碾压的存在…2 a4 D9 N. ~0 D  \4 R0 M( X
    ! `6 I- v/ j; ^) O  U3 C
    cpu大名与小名# @9 j0 }$ b9 X6 p; W/ R6 J
    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:
    * f8 E% D7 I7 e9 c& J% m英特尔i5 9600k VS AMD r5 3500x7 C. _$ |2 K/ ]% ]# O8 b
    640.png
    5 _( E3 o4 ^6 Y0 l8 F- M1 i( w此外,再重点说说其他主流常见的cpu后缀名:
    0 I: L. D+ `. b: Pf: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)
    ' _; U# ^* C9 ?, _. W4 m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
    : h: A' }' N; H& X  O, A( Fg: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)
    # ?0 t1 |- O4 ?2 e1 Zs: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
    0 y: F, U- j$ c6 D* Y0 z  }7 `$ Rt:特挑体质版,如amd新出的——r5 3800xt! s* J4 j4 ]$ d2 {1 }( K- D! v: m
    2 }* ^2 ~" w" ~: w; R+ @
    笔记本cpu也有自己的后缀名,
    / [( H; S8 }5 @4 f& N, @5 f) P4 o4 c+ w0 y! {
    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:
    ( E# A; M7 j( b' c. {! `) G" m1.i7 9700kf7 s5 ]# R) X3 i3 _2 A' w
    第九代酷睿i7级,性能为700不带核显、可超频的cpu% d* Z) Y' _6 ^
    2.r7 3800xt0 e& B0 T2 L  z6 ^6 b
    第三代锐龙r7级,性能为800特挑体质的加强cpu  U4 p5 v$ u8 ?6 g6 Z
    不看价格,同是i7和r7,两者该如何选择呢?9 e+ M: @/ `1 V2 y; T3 V: B
    1 `. S5 q( o+ c' m. y; _+ j8 v
    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: R: k" B3 |* ]0 Y  Y/ X& O% ]5 V9 s
    7 ]" H' Q: c* V! W. h: I
    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
    * B% p, k3 V2 i: Y
    0 ^5 P0 G; B/ D+ ?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
    7 Q" V2 K% ?; f+ N7 g
    6 ?) D8 ]4 X4 E
    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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