從0裝臺電腦玩遊戲:瞭解計算機CPU

本文講解的是電腦主機中的部分硬件詳解,本文包括CPU、CPU散熱的講解。

本文是細節講解CPU的性能指標,覺得麻煩的可以直接劃到CPU品牌介紹之後

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CPU,又稱中央處理單元,是計算機的運算核心和控制核心,同時也是計算機最複雜的部件之一,它的升級換代帶動着其他部件的升級

目前,佔據市場銷售主流的CPU生產廠商只有兩家,一家是Intel(英特爾)公司,一家是AMD公司,這兩家都是美國公司。

Intel公司生產的CPU種類很多,其應用不限於PC,同時也在服務器、筆記本電腦、工業計算機等方面也有廣泛的應用。

AMD處理器也同Intel公司生產的CPU種類相同,在很多領域有着廣泛的應用,AMD處理器往往以其卓越的性價比成爲很多用戶的首選,也憑藉其優異的高性能常常成爲遊戲的不二選擇,但早期,AMD的TDP功耗很高,常常被DIY硬件玩家尤其是英特爾使用者嘲笑:“你功耗高。”不論AMD用戶回以任何什麼“你性價比低”、“你英特爾擠牙膏”,英特爾用戶都會嘲諷同一句話:“你功耗高”。

現在所有主流的CPU用的都是X86架構,這是一種基礎中的基礎的架構。其他的架構如IA64、RISC、CISC一般生活中是見不到的。

關於CPU的性能指標,一般有CPU架構、製造工藝、主頻、倍頻、外頻、緩存、TDP設計功耗、超線程技術等。

CPU架構

是在X86架構之上的一種微架構,簡單來說就是CPU核心的設計方案,是CPU廠商設計之初使用的一個暫時的名稱,稱爲“研發代碼”或“核心代碼”。更新CPU架構能有效地提高CPU的執行效率,但也需要投入巨大的研發成本,因此CPU廠商一般每隔兩到三年才更新一次架構。每次微架構的更新和改進既是製作工藝的提升。


製造工藝

我們常說的CPU製作工藝是指生產CPU的技術水平,改進製作工藝就是通過縮短CPU內部電路與電路之間的距離,使同一面積的晶圓上可以實現更多功能或者更強的性能(也就是上文提到的製作工藝的提升,工藝的提升才允許製作更精細更復雜、更高效的架構)。製作工藝以納米(nm)爲單位,目前最新一代的CPU使用的一般使10nm、7nm和5nm,對於普通用戶來說,更先進的製作工藝能帶來更低的功耗和更好的超頻潛力。

32、64位CPU

32/64指的是CPU位寬,更大的CPU位寬有兩個好處:一次能處理更大範圍的數據運算和支持更大容量的內存。現在32位CPU幾乎成爲了傳說,是古董級別的東西,在以前,32位CPU代表它只支持4GB以內的內存,更大容量的內存爲無法在系統內識別(服務器除外),於是就有了64位CPU,也就有了64位的操作系統與軟件。

主頻、倍頻、外頻、超頻

CPU主頻就是CPU運算時的工作頻率,是重要的性能指標。一般以GHz爲單位,外頻和倍頻是由於CPU的發展速度遠遠超出內存、硬盤等配件的速度,於是就提出了外頻和倍頻的概念,外頻是指主板工作的頻率,它們的關係是主頻=外頻×倍頻。我們常說的超頻就是通過提高外頻或倍頻來提高主頻。

核心數、線程數

在2004年以前,CPU其實還是單核的,但提升頻率遇到了瓶頸,於是多核CPU就應運而生,其實增加核心數的目的就是爲了增加線程數,因爲操作系統是通過線程來執行任務的,以前一般情況下他們是一對一的關係,也就是8核心的CPU一般擁有8個線程,但是後來英特爾引入了超線程技術,使核心數與線程數變成了一比二的狀態,比如支持超線程技術的CPU如果有8個核心就可以有16個超線程技術,大幅提升了其多任務、多線程性能,其實玩遊戲一般是喫單核的,就是指當時早期的開發技術對應的CPU技術,一般最多也就是四核心,所以頻率尤其重要,再加上游戲製作沒趕上優化多線程也就是超線程技術,就導致了早十年的遊戲在單核頻率較高的CPU上有更好的表現,現在的遊戲都針對超線程技術有了優化,再加上游戲需要更多的場景,那麼針對多線程優化就是必然的方向。

緩存(Cache)

它也是決定CPU的重要性能指標之一,先前講過,CPU在使用管理者的能力時的程序執行過成就是從硬盤提取程序,存放到內存,再給CPU運算與執行,由於硬盤和內存的速度相比CPU實在是慢太多了,每執行一個程序CPU都要等待內存和硬盤,引入緩存技術便是爲了解決此矛盾,緩存與CPU速度一致,CPU從緩存讀取數據比CPU在內存上讀取快很多,從而提升系統性能。當然,由於CPU芯片面積和成本問題,CPU緩存通常都很小,目前最新的CPU大多都有一級二級三級緩存。

TDP設計功耗(Thermal Design Power 散熱設計功耗)

它指的時CPU在達到最高負荷時釋放出的熱量,單位是瓦特(W),它主要是整機廠商在給CPU配置散熱器時的參考標準,也是DIY玩家的參考標準。

超線程技術(Hyper-Threading,HT)

它是利用特殊的硬件指令,把單個物理核心模擬成兩個邏輯核心,讓每個核心都能使用線程級並行運算,進而兼容多線程操作系統和軟件,減少了CPU的閒置時間,提高了CPU的運行效率。根據評測結果顯示,開啓超線程技術後,任務性能可以提升20%到30%。

CPU品牌與認識。

CPU品牌前文提到一共就只有兩家,Intel和AMD公司,目前這兩家公司分別主推的微型電腦CPU系列分別爲酷睿(Core)系列和銳龍(Ryzen)系列。

酷睿系列主要分爲i3、i5、i7、i9四個等級,等級越高代表同代中它的定位越高性能越強。酷睿處理器在命名上會採用和上代相同的命名方式,以第十三代酷睿 i9-13900k爲例子,酷睿是處理器品牌,i7是定位標識,13代表第十三代,900這三位數字代表Intel SKU型號劃分,一般來說Core i7有固定幾個SKU,比方說700、Core i5有600/500/400、Core i3有300/100等等,一般來說數字越大說明隸屬的Core系列越高級,同級別下比較,數字越大頻率越高,換句話說性能就越強,K則是不鎖倍頻版的,反過來說就是可超倍頻的。像900則代表是這代最高端定位的CPU,但並不代表是最強的,也許有比如i9-13900KS或者類似AMD會把後三位數字變成990,都是有可能的,這樣的版本屬於特殊版本,一般在需要和對手在某一價格上有同類型競爭產品時會出現。

8th Gen的意思就是第八代,也就是說這張圖的意思是英特爾酷睿i5八代

除此之外還有不帶後綴字母的是標準版標準電壓、F則是不帶集成顯卡,這意味着想要使用它就必須配合獨立顯卡使用、KF表示支持超頻且無內置核顯的CPU型號、T表示低功耗版,相同型號下功耗更低,性能也差一些、X/XE:表示至尊旗艦級、KS:可以理解爲官方超頻版,提升了主頻的版本。

還有一些特殊情況,比如用在筆記本電腦上的CPU型號後綴也會不同,這裏就暫且不表了。

銳龍系列主要分爲R3、R5、R7、R9四個等級,和英特爾的i3、i5、i7、i9是相同的,R9/i9一般是在個人計算機中作爲天花板類用於某些專業領域,一般不會作爲遊戲CPU使用。

圖上所示AMD銳龍R7-5800X

以第七代(實際上是第六代,蘇媽把數字6跳過了)銳龍R9-7900X爲例,

銳龍是處理器品牌,R9是定位標識,7則表示是第七代產品(目前酷睿第13代和銳龍第七代就是最新的處理器了)在7後的9則同樣代表該處理器的型號,X則是支持XFP的版本,XFR是一種超頻技術,是在Boost加速頻率的基礎上允許再次超頻運行的一種技術,這個技術能讓頻率隨不同散熱解決方案(風冷/水冷/液氮)而升降,散熱越牛逼超頻越強悍。也可以簡單理解爲可超頻版本。這三位數字代表AMD SKU型號劃分,Ryzen 9有900,Ryzen 7有800/700,Ryzen 5有600/500/400,Ryzen 3有300/200,同樣地,數字越大,頻率越高,在Ryzen 5裏面相比i5甚至會有更多核心和線程。

在最新幾代的AMD CPU中,500以下的CPU型號逐漸不再售賣了,因爲如果你想要更低的價格和性能,直接購買上一代或者上上一代的CPU就好了

除此之外還有帶G的是APU,意思是帶有核顯(英特爾的是不帶後綴的情況下帶核顯,AMD則是帶有G纔有核顯)核顯就是內部帶有GPU的CPU,帶XT的則相當於X的加強版,也可以說是特挑體質版,相同型號下XT比X性能略有提升,舉例型號R9 3900XT、R7 3800XT等。

和英特爾一樣,在筆記本電腦上的CPU型號後綴也會不同,這裏也不再贅述了。

如果你不知道買哪一代的時候,就看你認爲你需要高性能還是中等性能還是低性能的處理器,高就是i7/R7,中等就是i5/R5,低性能同理,比如你需要一個低性能的帶核顯的且比較具有性價比的CPU,那麼就是AMD(性價比)的R5(中性能)7500(或者7600)就好了,如果覺得比較貴,那麼可以選擇上一代的R5-5500/5600的CPU使用。

當你作爲一個電腦選購者想最快的買一臺電腦不需要一個一個查那些數據而是直接去如遠古時代裝機猿這樣的整機店查看價格和配置單後在如小黑盒或者BILIBILI這樣的網站看這些硬件的實際表現如何,在考慮價格和性能後自然會做出自己的選擇,尤其是不懂又想懂的朋友這樣會更容易鍛鍊自身的經驗,讓你在以後的生活中碰到這些問題時很快的抓住關鍵字並找到想要的結果,

CPU散熱器

CPU散熱器其實能講的非常少,主要分爲風冷和水冷,風冷散熱器通常有下壓式散熱器、塔式散熱器兩種,都是使用銅管和鋁片以及風扇達到散熱的目的,水冷就通常有一體式水冷和分體式水冷,水冷是直接把水悶在管子裏,從CPU連接兩根水管通過水泵和冷排(冷排還是銅管與鋁片和風扇做的,只是並不是直接作用在CPU上,而是作用在水上)來達到傳遞熱量給冷排散熱的效果。

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#遊戲裝備DIY#

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