电脑小白必读的CPU基础知识大全(CPU知识科普最新全面讲解)

对于电脑来说,CPU是最核心的硬件之一,相当于人体的大脑,它决定着一台电脑的运算速度,无论是台式机还是笔记本,CPU的选购至关重要。相信大家对CPU还不是很了解,下面装机之家分享一下CPU知识科普最新全面讲解,想要学习CPU知识,这篇绝对是电脑小白必读的CPU基础知识大全。

电脑小白必读的CPU基础知识大全,CPU知识科普最新全面讲解

电脑小白必读的CPU基础知识大全

目前市场上,CPU主要是intel和AMD两大阵营,其中intel市场份额最大,也是CPU界龙头老大,自从AMD推出锐龙处理器之后,各项性能指标开始标上Intel平台,并且走性价比路线,如今相比intel平台差距在不断缩小,两者各有千秋,所以目前无论选择intel还是AMD处理器,都是不错之选。

第一章节:CPU型号命名规则知识

我们在CPU型号命名中,也可以得到一些参数信息,例如CPU属于什么级别,是几代产品,CPU是否支持超频,是否内置了核心显卡,都可以在CPU型号中看出。

我们拿几个intel CPU型号举个例子:

注:对于intel CPU而言,只要CPU型号不带F后缀,均内置核心显卡。

型号为intel酷睿i7-12700KF,intel为品牌,酷睿i7定位高端级别,12为代数,说明是第12代CPU,700数字越大性能越高,KF为支持超频并且无内置核心显卡。

型号为intel酷睿i7-11700K,intel为品牌,酷睿i7定位高端级别,11为代数,说明是第11代CPU,700数字越大性能越高,K为支持超频不带F后缀型号说明内置核心显卡。

型号为intel酷睿i5-9400F,intel为品牌,酷睿i5定位中端主流级别,9为代数,说明是第9代CPU,400数字越大性能越高,F说明是无内置核心显卡。

型号为intel酷睿i3-8100,intel为品牌,酷睿i3定位中低端主流级别,8为代数,说明是第8代CPU,100数字越大性能越高。

需要注意的是,例如型号为intel酷睿i5-750,如果看见三位数的,千万不要认为是7代产品,只要是三位数的就是第1代CPU,七代CPU为四位数,例如i5-7500、i7-7700。

AMD型号也举几个例子:

注:AMD锐龙基本全系CPU均无内置核显的,只有型号后缀带G的才内置核显,后缀带G一般是APU。此外AMD早期的命名很乱,基本没有规律,我们这里主要以锐龙系列开始讲解。

型号为AMD锐龙R7 5800X,AMD为品牌,锐龙类似于intel的酷睿,R7定位高端级别,类似于intel的i7定位,数字5开头,代表5000系列,属于第四代锐龙,800数字越大性能越高,X代表支持XFR技术的处理器。

型号为AMD锐龙R5 3600,AMD为品牌,锐龙类似于intel的酷睿,R5定位中端主流级别,类似于intel的i5定位,数字3开头,代表3000系列,属于第三代锐龙,600数字越大性能越高。

型号为AMD 锐龙R3 3100,AMD为品牌,锐龙类似于intel的酷睿,R3定位中低端级别,类似于intel的i3定位,数字3开头,代表3000系列,属于第三代锐龙,100数字越大性能越高。

intel酷睿i3、i5、i7、i9分别定位中低、中端、高端、旗舰,定位分别对位AMD锐龙R3、R5、R7、R9,这个定位只仅限于相同代数中的级别,无法用于不同代的级别定位,为什么这样说,因为每一代都会有不同程度的性能提升,就拿12代中定位中端主流的i5 12600K来说,性能完全可以秒杀11代旗舰级i9-11900K,但是i9-11900K在11代CPU中的性能算是最高的并且定位旗舰级的,AMD也是这样,所以对比CPU的性能高低,不能只看i3、i5、i7还是i9,因为新一代的架构与制程工艺对CPU的性能还是蛮大的,文章后面我们会对CPU架构简单科普一下,而对于小白来说,最直观的判断CPU性能高低最好的方法就是查看CPU天梯图。

其实新一代的i3性能完全不俗了,就拿十代酷睿i3 10105来说,性能完全可以略超七代酷睿i7 7700,i3只是酷睿中最低级别,还有定位入门级的,那就是奔腾,最次赛扬,例如十代奔腾G6405,十代赛扬G5920,我们看到G开头的命名一般都是奔腾或者赛扬系列CPU,此外AMD也有定位入门的CPU,那就是速龙,型号例如速龙3000G,类似于intel的奔腾级别CPU。

台式机CPU型号后缀含义:

K:intel CPU后缀,支持超频且内置核显的CPU型号,举例型号:i5-12600K、i7-12700K;

F:intel CPU后缀,无内置核显,举例型号:i5-11400F、i7-11700F;

KF:intel CPU后缀,支持超频且无内置核显的CPU型号,举例型号:i5-12600KF,i7-12700KF。

T:intel CPU后缀,低功耗版,相同型号下功耗更低,性能也差一些,举例型号:i7-10700T;

X/XE:intel CPU后缀,至尊旗舰级,举例型号:i9-10980XE。

KS:intel CPU后缀,例如i9-9900K和i9-9900KS,i9-9900KS出厂的主频要高于K,也可以理解为官方超频版,提升了主频,举例型号:i9-9900KS。

G:AMD CPU后缀,属于APU,内置强大的核显,举例型号:R5 5600G、R7 5700G。

X:AMD CPU后缀,不同于intel CPU的X后缀,带X结尾是指支持XFR技术的处理器,XFR是一种超频技术,是在Boost加速频率的基础上允许再次超频运行的一种技术,这个技术能让频率随不同散热解决方案(风冷/水冷/液氮)而升降。

XT:相当于不带T的加强版,也可以说是特挑体质版,相同型号下XT比X性能略有提升,举例型号R9 3900XT、R7 3800XT、R5 3600XT;

笔记本移动版CPU型号后缀含义:

U:低电压,性能弱些但功耗低,通常出现在轻薄本中,举例型号:i7 10510U,R7-5700U;

H:标压,性能强,通常出现在游戏本中,举例型号:i5-11300H、R5-5600H;

Y:超低电压,性能很弱功耗非常低,通常出现在轻薄本中,举例型号:i3-10110Y;

HK:一般使用在intel高端发烧级CPU上,可超频,举例型号:i9-11980HK;

HX:一般使用在AMD高端发烧级CPU上,至尊版,举例型号:R9-5980HX;

G:G1、G4以及G7等,G后面的数字表示核显性能强弱,数字越大代表核显性能越强,通常数字小于4的是集成的普通超高清(UHD)核显,大于等于4的是集成的高性能锐炬(Iris)核显。intel移动版CPU后缀,举例型号:i5-1155G7、i3-1115G4、i3-1005G1;

HS:相当于H功耗略低,通常出现在轻薄全能本,性能较强,举例型号:R7 5800HS、R5 5600HS;

HQ:标准电压,Q板载四核,早期的老后缀,举例型号:i7-7700HQ;

MQ:标准电压,Q插拔四核,早期的老后缀,举例型号:i7-4810MQ;

M:早期后缀M就是移动端CPU,只是为了与台式机区别开,举例型号:i7-2620M。

第二章节:CPU架构、主频、核心、线程、缓存等知识科普

1、CPU架构

CPU架构就是体系结构,是CPU制造商为属于同一系列的CPU产品提供的规范,一般不同品牌(intel和AMD)或者不同代数,产品的架构也是不同的。intel和AMD会不断推出新一代的CPU,架构也会随之改进与升级,一般来说,CPU架构越新性能越好,我们可以理解为物流公司内部搬运货,老架构相当于使用了平板车搬运货,然后人们发现平板车搬运货效率太低了,需要改进且提高工作效率,新架构就相当于使用了叉车搬运货,在工作效率上提高了不少,所以架构的改进与升级对CPU性能的影响巨大。

关于全新的混合架构,intel全新推出基于10nmESF制程工艺的12代酷睿CPU,首次采用了全新的高性能混合架构,也广称为“大小核”设计,其中大核为主导性能发挥的性能核,称之为P核,采用的是Golden Cove架构,主要侧重于游戏与生产力工具的重负载大型应用。小核主要针对的是能效表现的能效核,称之为E核,采用了是Gracemot架构设计,主要增加了多线程吞吐的承载能力和后台管理。

2、制程工艺

制程工艺是指制造CPU时的集成电路精细度,工艺制程越先进,就能缩小晶体管的体积,相同面积的晶圆就能集成更多的晶体管,从而提升性能,同时有效降低处理器功耗和发热量,在架构上也得到进一步升级。例如28nm、14nm、10nm、7nm(纳米),一般来说这个数字越小代表制造精度越好。

3、频率

CPU频率就是内核工作的时钟频率,我们可以理解为CPU运算速度,频率相当于人的力量,频率越高,那么力量(性能)则越大。当然频率只限于与同代CPU相比,由于架构不同的影响,例如intel 12代Alder Lake架构相比11代Rocket Lake架构在IPC性能提升了19%,也就是说12代和11代CPU在相同频率的情况下,性能提升了19%。

CPU频率为主频和睿频,CPU主频就是基础频率,一般是我们在轻度使用电脑的工作频率,而睿频就是最大频率,一般在高负载运行的CPU频率,例如在玩大型游戏或者运行大型应用软件的情况下。睿频可以智能调节频率、电压来自动提升性能,CPU会根据当前的任务量而自动调整处理器主频,从而重任务的时候以发挥最大的性能,而轻任务的时候会发挥最大的节能优势。而超频需要人为干预,在BIOS中人为提高CPU的外频或倍频,并让其在高于其额定的频率状态下稳定工作,能够让cpu发挥更强大的性能,榨干CPU的全部性能,一般超频性能提升在5%-10%左右,需要主板和CPU支持超频才可以实现,还需要更好的散热条件,但是超频是有一定的CPU损坏风险,如今CPU性能过剩的年代,没有必要考虑,毕竟超频导致的CPU损坏是无法质保的。

4、核心线程

核心即运算核心,为了提高CPU多任务性能,厂家会为CPU逐渐增加物理核心,成为现在的多核心CPU,例如四核心、六核心、八核心等。而线程就是intel研发了的一种多线程技术,将一个物理核心模拟成两个逻辑核心,可同时执行双线程,例如四核心八线程,六核心十二线程,进一步提升CPU多任务性能。举个例子,你可以理解成所谓的核心就是人体的胳膊,双核就是两条胳膊,四核就是四条胳膊,胳膊越多我们同时进行的任务越多。单核单线程我们可以理解为一条胳膊长一只手,例如双核配双线程或者双核四线程、四核八线程的处理器,由于技术越来越厉害,造出了一条胳膊长两只手的情况,大大提升了工作效率。也就是说,CPU的核心线程数量越多,同时多开的程序就越多,例如我需要软件多开或者游戏多开,核心和线程数量越多,同时多开的程序数量就越多。

5、缓存

CPU缓存是CPU重要的参数,缓存是介于内存与CPU之间的存储器,容量虽小,但是速度比内存更快,用于缓解CPU的运算速度与内存条读写速度不匹配的矛盾,因此缓存越高越好。缓存的原理是,如果CPU需要读取一个数据,首先会从缓存中查找,如果找到会立即读取并发送给CPU进行处理,大大减少了CPU访问内存的时间。 如果CPU没有在缓存中找到这个数据,就需要从较慢速度的内存中读取并发送给CPU,同时也会将这个数据调入高速缓存中,以便CPU再次读取这个数据,可以直接从缓存中读取,无需从内存调用。CPU缓存细分为一级缓存,二级缓存,三级缓存,CPU在实际数据读取中重要的却是一级缓存,因为一级缓存速度最快,二级缓存其次,三级缓存属于最慢的,但是三级缓存的容量最大,CPU读取缓存时会先从一级缓存开始,然是二级缓存,而读取二级缓存有时会出现数据未命中的情况,这时候就需要从三级缓存读取。

如果说,我们将CPU比喻成一个大型饭店厨房,内存为食材的大仓库,缓存为饭店厨房和大仓库之间的中转小仓库,距离CPU较近的小仓库是一级缓存,其次二级缓存,最后是三级缓存(你可以理解为小仓库的三个房间,最靠近是小房间,其次是中号房间,最远的是大房间),如果厨房想要做某个菜的时候需要某些食材,那么就需要提前将所需的食材从大仓库调出来,暂存到小仓库中,这样避免了饭店厨房需要某个食材的时候还需要从最远的大仓库中调取。缓存的大小相当于小仓库的面积,面积越大,可以存放的食材就越多,假设做这桌菜需要10种食材,但是因为小仓库面积太小,导致了只能存放8种食材,还有2种食材只有从更远的大仓库调取,从而影响了整个做菜时长,所以缓存大小对CPU性能存在一定的影响。

6、内置核显

内置核心显卡,其实早期我们叫集成显卡,不过早期的集成显卡的显示芯片都是集成在主板上的,而如今无论是AMD还是intel,主板已经不在集成显卡芯片,而是将显示芯片内置在CPU中了,有了内置核显,我们即使不搭配独立显卡的时候,也可以点亮电脑开机使用,但是如果CPU无内置核显,例如锐龙系列CPU除了G后缀的CPU或者intel F后缀的CPU,那么必须搭配独立显卡才可以点亮的。可能有人会想,如果CPU内置核心显卡,为什么还有人需要搭配独立显卡,那肯定是追求图形性能啊,核显性能只能相当于最入门的独立显卡,玩玩轻量级游戏完全没有问题,例如LOL之类的游戏,如果是想要玩3D大型游戏,那么没有性能好的独立显卡,画面卡成PPT很正常。

7、TDP功耗

一般来说,CPU功耗越低,发热量越小,越省电。TDP的英文全称是“Thermal Design Power”,中文翻译为“热设计功耗”,是反应一颗处理器热量释放的指标,它的含义是当处理器达到负荷最大的时候,释放出的热量,单位为瓦(W)。由此可以看出,TDP功耗并非实际功耗,TDP功耗只是CPU最大的发热量值,CPU实际功耗会更大,了解CPU的TDP功耗,只是为了让我们更好的选择适合的散热器。

8、CPU指令集

CPU指令集都是存储在CPU内部的,主要是对CPU运算进行优化、指导的硬件程序,有了这些CPU指令集,CPU就能够更快速高效的工作。系统所安排的每一个命令,都需要CPU根据预先设定好的某一条指令来完成,而这些预先设定好的指令统称为cpu指令集。CPU依靠外来的指令“激活”内存指令,来操控与计算电脑。一般来说,预设存储的指令越多,那么CPU就越“聪明”,预设存储的指令越先进,CPU也就越高级,预设的很多指令集中在一起,那么就是所谓的“指令集”。

9、CPU封装和接口

目前CPU封装有三种,分别是LGA、PGA以及BGA。

LGA全称为“LandGridArray”,中文名为“栅格阵列封装”。被英特尔广泛的应用于自家的桌面级处理器。目前intel桌面级CPU就是使用的LGA封装技术。

PGA全称为“PinGridArrayPackage”,中文名为“插针网格阵列封装”,被AMD广泛的应用于自家的桌面级处理器。

BGA全称为“BallGridArrayPackage”,中文名为”球栅阵列封装“,被广泛的应用于笔记本移动版处理器,BGA封装技术,因为是焊接在主板上,不可随意拆卸,如果想要更换需要使用专业的工具。

由此,我们可以看出,由于intel和AMD采用的封装方式不同,所以两者无法兼容,说白点就是intel CPU无法使用AMD的主板,AMD CPU无法使用intel的主板,就算是相同的封装方式,接口不同也无法兼容。例如12代i5 12600K采用的就是LGA1700,采用的是LGA封装方式,数字1700代表拥有1700触点面(接口),那么我们就需要搭配intel支持LGA1700插槽的主板,例如intel 600系列主板,如果您使用上一代500系列的LGA1200插槽的主板,肯定也是无法兼容的。

10、CPU步进

CPU步进指的是某一款CPU在制造的过程中经过改良之后产品编号,例如CPU步进编号A0、B0、B1,C2、U0等,而字母或数字越靠后的步进也就是越新的产品,步进的编号会随着这一系列的生产工艺改进,或者修复上一个版本的BUG漏洞,又或者是特性的增加而改变,所以相同的CPU有不同的步进很正常。

对于小白来说,可以理解CPU步进就是版本的意思,CPU步进越靠后,其版本就越新,可能修复了上一个版本的缺陷。举个例子,就像Windows10系统一样,官方会对Windows10不断升级改良,修复BUG漏洞,增加新特性、新功能等,然后对更新之后的Windows10起了一个版本号,比如Windows10 1903、1909版本,道理相似。

第三章节:CPU常见疑问

1、CPU散片和盒装区别

对于组装一台台式电脑,我们在挑选CPU的时候,相同CPU型号下会有散片和盒装之分,CPU散片和盒装的区别如下:

散片CPU:一般只有一个裸CPU,没有包装盒,也没有附送散热器,无法享受intel官方三年售后服务,只能享受店保一年服务,不过从intel十二代CPU开始,intel调整散片CPU保修政策,十二代CPU散片也支持店保三年服务,历代型号依然为一年质保。

盒装CPU:正规零售包装盒,绝大数的盒装CPU附送散热器,只有部分型号没有附送,可以享受intel官方三年售后服务。

散片CPU和盒装CPU主要是渠道不同,盒装CPU一般来自正规渠道,散片CPU一般是OEM品牌机厂商多余而通过各种渠道流到的市面上的,所以在质量上完全一致的。

一般来说,无论是散片还是盒装CPU,由于CPU属于高精密电子产物,CPU自身是没有假货的,谁也没有这个技术来造假,并且CPU坏的几率极小,因此不少装机用户会选择散片CPU来降低装机成本。

CPU散片还分ES版、QS版与正式版,CPU的推出可以分为几个步骤:

ES1:测试架构和工艺制程;

ES2:修正大量BUG,其实这时候CPU已经能用了,但还可能存在BUG隐患;

ES3(QS):质量认证样品,型号确定,在电脑上能显示型号和规格,可能存在或不存在轻微隐患;

正式版:正式出货;

一般装机选择的都是正式版的CPU散片,ES版和QS版CPU虽然价格更便宜,个人不建议小白入手。

2、选购CPU更应该注重主频,还是核心数量呢?

CPU主频与核心数量均为CPU的核心参数,注重主频还是核心数量,主要还是需要看个人需求而定。一般来说,大多数的游戏偏向CPU主频,由于游戏需要的是最简单粗暴的计算工作,这方面多核心有点无用武之地。一般来说主流游戏都是双核/四核心调用,因此我们优先考虑高主频的CPU,这样单核更强,游戏方面更具优势。如果是程序多开,渲染等需求,是那么对CPU核心数量的要求就高一些,这种情况下,核心数量会显得十分重要。

3、i5一定比i3性能强,i7一定比i5性能强!

一般来说,同一代数CPU,酷睿i7无疑是比i5、i3的性能都要强的!这点不可否认,但是由于电子产品是会不断更新换代的,随着技术的日新月异,架构和工艺不断改进升级,IPC性能也越来越强。举个例子,以现阶段的intel 12代i5-12600K来说,性能直接超越上一代旗舰级i9-11900K,所以商家如果直接写的CPU型号是i5、i7、i9处理器,不说代数或者具体型号就是耍流氓,早期历代的i3、i5、i7,和新一代的i3、i5、i7性能差距太大了。

4、CPU主频越高性能越强?

主频和核心数量基本一样,千万不要只看主频,因为CPU的性能主要是架构、主频、核心数量、缓存、工艺等多种因素决定的,仅仅凭借主频是无法判断CPU的性能的,主频最大的作用就是在同一代CPU内用于横向对比的,如果不同代的情况,仅仅只能作为参考意义。举个例子,AMD称基于全新的Zen3架构(AMD锐龙四代5000系列CPU)相比上一代Zen2(AMD锐龙三代3000系列CPU),实现了高达19%的IPC性能提升,意味着CPU相同频率下性能提升19%。

5、AMD相比intel处理器性价比更高?

性价比就是性能与价格的相比较,用来比较同类商品中哪个性能更优秀且价格更低,就是所谓的性价比。AMD一直以低价销售策略为名来获得更多市场占有率,但是从四代锐龙开始,AMD产品从三代到四代均普遍开始涨价,改变原本低价策略,但是intel这时候不涨反而降价,intel开始走性价比路线。所以关于intel和AMD哪家更有性价比,具体还需要看厂商市场策略与行情,不能一概而论,目前是intel处理器性价比更高,说不定,过段时间两者又互换角色呢。

6、装机预算有限的情况下,选择高U低显还是高显低U?

在预算充裕的时候,均衡搭配无疑是最佳方案,所谓的均衡搭配,CPU和显卡基本属于一个等级的,例如中端主流级CPU+中端主流级或者中上端显卡,硬件均衡搭配虽然好,但是在实际需求中可能会浪费,例如我对显卡要求不高,平时不玩游戏大作,也没有图形性能的办公需求,独显也许就是多余的,玩了几年,显卡风扇都没转过。

所谓的“高U低显”,指的是一台电脑的CPU性能较强,而显卡性能稍低。而“高显低U”,指的是一台电脑的显卡性能较强,但是CPU性能较弱。

高U低显方案一般适合渲染类办公、平面设计、多任务处理程序多开需求、服务器、商务办公、视频剪辑、普通家用等等需求,选择入门级显卡或者核显,可以有效降低装机成本。

高显低U方案,一般适合纯GPU运算、挖矿、大部分的游戏,为什么是大部分的游戏,而不是所有游戏,因为有些游戏是吃CPU,有些游戏是吃显卡,还有些游戏是吃CPU又吃显卡,但是大多数的3D游戏主要侧重还是显卡,显卡性能越强侧画面表现就会越佳,FPS帧数同时也越高。只要CPU确保可以满足游戏需求的情况下,高显低U也是不错的选择方案。

无论是高U低显还是高显低U,无疑是为了节约装机预算,但是一定要在满足自身需求的情况下考虑。

7、i5和i7玩游戏差别大吗?

CPU相同代数的情况下,i7和、i5甚至i3处理器,在玩游戏实际效果基本差不多,只要满足游戏对CPU性能的需求,基本差别很小,高主频的CPU可能会占据一点点优势,几帧差别,绝大数的3D游戏主要吃的硬件就是显卡。i3、i5、i7最大的区别主要是核心线程数量,超线程对于游戏的影响程度,完全是取决于游戏的优化,一般游戏仅支持4-8个CPU线程,多了也利于不上,核心线程数量越多主要在生产力上或者程序多开多任务处理上等需求上更有优势。游戏上一般CPU建议4核心8线程或以上即可,此外,内存频率高或者CPU单核性能高,可以在游戏中帧数表现加持,帧数会略有提高一些。目前CPU基本已经过剩,就拿目前的定位中端主流级别的十代i5 10400F或者十一代i5-11400F以及R5 3600、R5 5600X等型号来说,基本可以满足市面上任何一款大型游戏需求。

以上就是装机之家分享的CPU知识科普最新全面讲解,为了更多的照顾小白,我们会在难以理解的CPU参数知识一一举例,更形象生动的比喻让广大电脑爱好者易于解读硬件知识,希望本文你能够喜欢。

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