2.2 选购CPU

CPU是计算机的中枢，它负责进行整个计算机系统指令的执行、算术与逻辑运算等，可以说是计算机最高的执行单位，因此正确地选择CPU对组装计算机来说非常重要。

2.2.1 CPU概述

CPU实质上是一块芯片，它采用超大规模集成电路和封装技术将运算器、控制器、内部寄存器、高速缓存集成在一起，在整个计算机部件中，它的技术含量最高。下面我们分别从CPU的组成原理、工作原理、分类等方面来学习一下CPU。

1. CPU结构

CPU主要由运算器、控制器和寄存器3部分组成。

• 运算器：运算器可以执行算术运算以及逻辑运算，除此之外，它还可执行地址运算和地址转换操作。

• 控制器：控制器的功能主要是对指令进行译码，然后发出控制信号，使计算机各部件协调有序地工作。

• 寄存器：寄存器用来存放一些数据、指令和操作等，按照存储的数据可以分为通用寄存器、控制寄存器和专用寄存器。通用寄存器用于存放普通数据，控制寄存器用于存放指令等，专用寄存器用于存放一些特殊操作指令。

2. CPU的工作原理

CPU在工作过程中，首先取出存储器中的指令代码，然后进行译码，译码过程为：指令代码→汇编语言指令→机器语言指令，最终翻译成的机器语言指令是机器能识别的二进制编码。

运算器得到译码后的指令，就会根据相应的寻址方式从指定位置获取指定数据进行指定操作，完成运算后，再将结果存放到指定位置，而中间操作所需要的数据、地址、中间结果、状态标志信号等都存放在寄存器中。

3. CPU分类

按照不同的标准可以将CPU分成不同的种类，按照CPU生产商可以将CPU分为Intel CPU和AMD CPU；按照核心数量可以将CPU分为单核CPU、双核CPU、四核CPU、多核CPU等。

在CPU的发展过程中，曾经还可以按照CPU的接口类型分类，如卡匣式、针脚式、触点式等，但现在的CPU接口都是针脚式接口，其他接口类型已经被淘汰了。

2.2.2 CPU的性能指标

CPU是计算机的核心，它的性能通常反映了计算机的性能，因此它的性能指标对评估计算机的整体性能非常重要。CPU的性能指标主要包括主频、外频、缓存、前端总线频率等，下面我们分别介绍这几个CPU性能指标。

1. 主频

主频指的是CPU运行的时钟频率（单位是MHz或GHz），它代表的是CPU处理数据的速度，通常主频越高，CPU运行速度越快。

2. 外频

外频即CPU的外部时钟频率（单位为MHz）。外频是CPU与主板的基准频率，外频越高，计算机的运行速度越快。

3. 缓存

缓存是CPU中的一块暂存数据的地方，它与CPU交换数据的速度非常高。CPU每次读取数据时都会先从缓存中查找，如果查找到则立即读取并送入CPU进行运算，如果没查找到，则从读取速度相对慢的内存中查找，再送入CPU进行运算。同时，从内存中查找到的数据也会被送入缓存中，以便CPU下次读取时直接从缓存中查找，如果缓存容量足够大，能存储足够多的数据供CPU直接读取，则CPU的运算速度将会得到极大提高。但是考虑到成本问题，缓存一般都比较小。缓存一般分为一级、二级、三级缓存，数字越小，缓存与CPU交换数据的速度越快，容量越小。

4. 前端总线频率

前端总线（Front Side Bus）连接着CPU与北桥芯片，负责它们之间的数据传输，它的频率直接影响CPU与内存之间的数据交换速度。在选择主板与CPU时，两者支持的前端总线频率一致才能使系统正常工作。

2.2.3 主流CPU产品

目前，市场上的CPU主要是由Intel与AMD两家公司生产，下面分别介绍这两家公司的CPU产品概况。

1. Intel CPU

Intel CPU主要包括Celeron（赛扬）系列、Pentium（奔腾）双核系列、Core（酷睿）2系列和Core i系列。

（1）Celeron系列

Celeron系列的CPU属于低端处理器产品，主要用于满足低价市场的需求。Celeron系列的处理器具有良好的超频性能，但它不具备高端处理器的特有功能，如虚拟化。

目前，市场上的Celeron系列CPU主要有Celeron G、Celeron E、Celeron J，这3种类型的主流CPU规格如表2-1所示。

（2）Pentium双核系列

Pentium双核系列处理器主要面向低端市场，它的架构类似于Core 2，Core 2 Duo刚刚发布时由于价格较高，不能被大部分用户承受，因此Intel推出了Pemtium Dual Core系列（Pentium双核系列）代替Core 2面向低端市场。经过几年的发展，Pentium双核系列从最初的Pentium D已经发展到了Pentium J，目前，市场上的Pentium双核系列主要包括Pentium G、Pentium E、Pentium J。Pentinum系列的部分主流CPU如表2-2所示。

（3）Core 2和Core i系列

从Core 2 Duo处理器之后，Intel开始采用Core命名处理器。2006年7月，第一批Core 2处理器被发布。Core 2处理器有单核（Solo）、双核（Duo）、四核（Quad）和至尊（Extreme）4种型号。

在后来发展过程中，Intel又相继推出Core i系列的处理器，如Core i3、Core i5、Core i7系列，目前，市场上主要是Core i系列的CPU，Core 2 Duo和Core 2 Quad等逐渐被淘汰。

Core i3 CPU主要是双核，Core i5 CPU有双核和四核两种，Core i7有四核、六核、八核3种。Core i系列的部分主流CPU如表2-3所示。

2. AMD CPU

AMD是全球另一大CPU供应商，其产品包括Sempron（闪龙）系列、Athlon（速龙）系列、Phenon（羿龙）系列、APU系列、Ryzen（锐龙）系列和FX（推土机）。目前Sempron系列已经逐渐被淘汰，下面我们来分别介绍其他几种系列的CPU。

（1）Athlon系列

Athlon是专用的桌面级处理器，目前，市场上的Athlon主要是Athlon II系列，它是第2代Athlon产品，面向中低端市场。Athlon II系列的CPU有双核、三核和四核3种类型，现在，主要以Athlon II X4类型（四核）CPU为主，此种类型的部分主流CPU如表2-4所示。

（2）Phenom系列

Phenom系列的CPU性能更好，目前，市场上主要是Phenom II系列，Phenom II系列的CPU有双核、三核、四核和六核4种，不过双核与三核CPU已经被淘汰。Phenom II系列部分主流CPU如表2-5所示。

（3）APU系列

APU（Accelerated Processing Unit，加速处理器）是AMD推出的全新一代加速处理器，它将中央处理器和独显核心集成在一个晶片上，使CPU具有高性能处理器和最新独立显卡的处理性能，另外，APU还支持DX 11游戏和最新的“加速运算”应用，大幅提升了计算机运行效率。APU系列的CPU主要包括A4、A6、A8和A10 4个系列，这4个系列的CPU都以四核为主。APU系列部分主流CPU如表2-6所示。

（4）Ryzen系列

Ryzen系列是AMD公司在2017年2月发布的一款全新处理器，它采用“Zen”核心架构，为用户提供了超强性能和超值性价比，目前，Ryzen主要有Ryzen 5和Ryzen 7两个产品，Ryzen系列部分主流CPU如表2-7所示。

（5）FX系列

FX系列的CPU主要是为满足那些对游戏有极高要求的玩家而设计，此系列的CPU以四核、六核、八核为主。

对于Intel与AMD两大品牌的CPU，整体来说，Intel CPU在办公、上网、图形设计等方面要优于AMD CPU；AMD CPU在游戏、3D处理等方面则更胜一筹。

2.2.4 CPU选购常识

CPU是计算机最重要的部件，它的性能直接关系到整机的性能。为了慎重选购CPU，我们可以从以下3个方面考虑。

（1）考虑计算机的用途

选购CPU时，首先要明确装机的目的，计算机是要用于玩游戏还是普通办公上网，如果玩游戏可选择AMD CPU，如果是普通办公上网则可选择Intel CPU。

（2）考虑CPU的主频和核心数量

在选购CPU时，如果不考虑经济问题，当然主频越高越好，核心越多越好。如果考虑经济问题，则可根据经济允许选择性价比更高的CPU，以适用为好。

（3）考虑CPU包装

CPU有盒装和散装两种包装方式，盒装CPU有精致的包装盒，内有详细说明书与质保书等，此外还可能会附赠CPU散热器（散热片和风扇），而散装的CPU则没有这些，购买散装的CPU还需要额外购买散热装置。当然，盒装CPU要比散装CPU价格更贵。