、CPU

中央處理器（CPU，Central Processing Unit）是一塊超大規(guī)模的集成電路，是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。

中央處理器主要包括運(yùn)算器（算術(shù)邏輯運(yùn)算單元，ALU，Arithmetic Logic Unit）和高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)（Data）、控制及狀態(tài)的總線(xiàn)（Bus）。它與內(nèi)部存儲(chǔ)器（Memory）和輸入/輸出（I/O）設(shè)備合稱(chēng)為電子計(jì)算機(jī)三大核心部件。

二、基本介紹

程序是由指令構(gòu)成的序列，執(zhí)行程序就是按指令序列逐條執(zhí)行指令。一旦把程序裝入主存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱(chēng)主存）中，就可以由CPU自動(dòng)地完成從主存取指令和執(zhí)行指令的任務(wù)。

主要功能

1、順序控制

這是指控制程序中指令的執(zhí)行順序。程序中的各指令之間是有嚴(yán)格順序的，必須嚴(yán)格按程序規(guī)定的順序執(zhí)行，才能保證計(jì)算機(jī)工作的正確性。

一條指令的功能往往是由計(jì)算機(jī)中的部件執(zhí)行一系列的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。CPU要根據(jù)指令的功能，產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號(hào)，發(fā)給相應(yīng)的部件，從而控制這些部件按指令的要求進(jìn)行動(dòng)作。

2、時(shí)間控制

時(shí)間控制就是對(duì)各種操作實(shí)施時(shí)間上的定時(shí)。在一條指令的執(zhí)行過(guò)程中，在什么時(shí)間做什么操作均應(yīng)受到嚴(yán)格的控制。只有這樣，計(jì)算機(jī)才能有條不紊地自動(dòng)工作。

3、數(shù)據(jù)加工

即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，或進(jìn)行其他的信息處理。

三、組成結(jié)構(gòu)

CPU包括運(yùn)算邏輯部件、寄存器部件，運(yùn)算器和控制部件等。

1、運(yùn)算邏輯部件

運(yùn)算邏輯部件，可以執(zhí)行定點(diǎn)或浮點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算操作、移位操作以及邏輯操作，也可執(zhí)行地址運(yùn)算和轉(zhuǎn)換。

2、寄存器部件

寄存器部件，包括通用寄存器、專(zhuān)用寄存器和控制寄存器。

通用寄存器又可分定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)兩類(lèi)，它們用來(lái)保存指令中的寄存器操作數(shù)和操作結(jié)果。

通用寄存器是中央處理器的重要組成部分，大多數(shù)指令都要訪(fǎng)問(wèn)到通用寄存器。通用寄存器的寬度決定計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)通路寬度，其端口數(shù)目往往可影響內(nèi)部操作的并行性。

專(zhuān)用寄存器是為了執(zhí)行一些特殊操作所需用的寄存器。

控制寄存器通常用來(lái)指示機(jī)器執(zhí)行的狀態(tài)，或者保持某些指針，有處理狀態(tài)寄存器、地址轉(zhuǎn)換目錄的基地址寄存器、特權(quán)狀態(tài)寄存器、條件碼寄存器、處理異常事故寄存器以及檢錯(cuò)寄存器等。

有的時(shí)候，中央處理器中還有一些緩存，用來(lái)暫時(shí)存放一些數(shù)據(jù)指令，緩存越大，說(shuō)明CPU的運(yùn)算速度越快，目前市場(chǎng)上的中高端中央處理器都有2M左右的二級(jí)緩存，高端中央處理器有4M左右的二級(jí)緩存。

3、控制部件

控制部件，主要負(fù)責(zé)對(duì)指令譯碼，并且發(fā)出為完成每條指令所要執(zhí)行的各個(gè)操作的控制信號(hào)。

其結(jié)構(gòu)有兩種：一種是以微存儲(chǔ)為核心的微程序控制方式；一種是以邏輯硬布線(xiàn)結(jié)構(gòu)為主的控制方式。

微存儲(chǔ)中保持微碼，每一個(gè)微碼對(duì)應(yīng)于一個(gè)最基本的微操作，又稱(chēng)微指令；各條指令是由不同序列的微碼組成，這種微碼序列構(gòu)成微程序。中央處理器在對(duì)指令譯碼以后，即發(fā)出一定時(shí)序的控制信號(hào)，按給定序列的順序以微周期為節(jié)拍執(zhí)行由這些微碼確定的若干個(gè)微操作，即可完成某條指令的執(zhí)行。

簡(jiǎn)單指令是由（3～5）個(gè)微操作組成，復(fù)雜指令則要由幾十個(gè)微操作甚至幾百個(gè)微操作組成。

四、基本術(shù)語(yǔ)

1、主頻

主頻也叫時(shí)鐘頻率，單位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用來(lái)表示CPU的運(yùn)算、處理數(shù)據(jù)的速度。

CPU的主頻=外頻×倍頻系數(shù)。主頻和實(shí)際的運(yùn)算速度存在一定的關(guān)系，但并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的線(xiàn)性關(guān)系。　所以，CPU的主頻與CPU實(shí)際的運(yùn)算能力是沒(méi)有直接關(guān)系的，主頻表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號(hào)震蕩的速度。在Intel的處理器產(chǎn)品中，也可以看到這樣的例子：1 GHz Itanium芯片能夠表現(xiàn)得差不多跟2.66 GHz至強(qiáng)（Xeon）/Opteron一樣快，或是1.5 GHz Itanium 2大約跟4 GHz Xeon/Opteron一樣快。CPU的運(yùn)算速度還要看CPU的流水線(xiàn)、總線(xiàn)等等各方面的性能指標(biāo)。

2、外頻

外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率，單位是MHz。CPU的外頻決定著整塊主板的運(yùn)行速度。通俗地說(shuō)，在臺(tái)式機(jī)中，所說(shuō)的超頻，都是超CPU的外頻（當(dāng)然一般情況下，CPU的倍頻都是被鎖住的）相信這點(diǎn)是很好理解的。但對(duì)于服務(wù)器CPU來(lái)講，超頻是絕對(duì)不允許的。前面說(shuō)到CPU決定著主板的運(yùn)行速度，兩者是同步運(yùn)行的，如果把服務(wù)器CPU超頻了，改變了外頻，會(huì)產(chǎn)生異步運(yùn)行，（臺(tái)式機(jī)很多主板都支持異步運(yùn)行）這樣會(huì)造成整個(gè)服務(wù)器系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

目前的絕大部分電腦系統(tǒng)中外頻與主板前端總線(xiàn)不是同步速度的，而外頻與前端總線(xiàn)（FSB）頻率又很容易被混為一談。

3、前端總線(xiàn)頻率

前端總線(xiàn)（FSB)頻率（即總線(xiàn)頻率）是直接影響CPU與內(nèi)存直接數(shù)據(jù)交換速度。有一條公式可以計(jì)算，即數(shù)據(jù)帶寬=（總線(xiàn)頻率×數(shù)據(jù)位寬）/8，數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬取決于所有同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寬度和傳輸頻率。比方，現(xiàn)在的支持64位的至強(qiáng)Nocona，前端總線(xiàn)是800MHz，按照公式，它的數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬是6.4GB/秒。

外頻與前端總線(xiàn)（FSB）頻率的區(qū)別：前端總線(xiàn)的速度指的是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋忸l是CPU與主板之間同步運(yùn)行的速度。也就是說(shuō)，100MHz外頻特指數(shù)字脈沖信號(hào)在每秒鐘震蕩一億次；而100MHz前端總線(xiàn)指的是每秒鐘CPU可接受的數(shù)據(jù)傳輸量是100MHz×64bit÷8bit/Byte=800MB/s。

其實(shí)現(xiàn)在“HyperTransport”構(gòu)架的出現(xiàn)，讓這種實(shí)際意義上的前端總線(xiàn)（FSB）頻率發(fā)生了變化。IA-32架構(gòu)必須有三大重要的構(gòu)件：內(nèi)存控制器Hub (MCH),I/O控制器Hub和PCI Hub，像Intel很典型的芯片組Intel 7501.Intel7505芯片組，為雙至強(qiáng)處理器量身定做的，它們所包含的MCH為CPU提供了頻率為533MHz的前端總線(xiàn)，配合DDR內(nèi)存，前端總線(xiàn)帶寬可達(dá)到4.3GB/秒。但隨著處理器性能不斷提高同時(shí)給系統(tǒng)架構(gòu)帶來(lái)了很多問(wèn)題。而“HyperTransport”構(gòu)架不但解決了問(wèn)題，而且更有效地提高了總線(xiàn)帶寬，比方AMD Opteron處理器，靈活的HyperTransport I/O總線(xiàn)體系結(jié)構(gòu)讓它整合了內(nèi)存控制器，使處理器不通過(guò)系統(tǒng)總線(xiàn)傳給芯片組而直接和內(nèi)存交換數(shù)據(jù)。這樣的話(huà)，前端總線(xiàn)（FSB）頻率在AMD Opteron處理器就不知道從何談起了。

4、倍頻系數(shù)

倍頻系數(shù)是指CPU主頻與外頻之間的相對(duì)比例關(guān)系。在相同的外頻下，倍頻越高CPU的頻率也越高。但實(shí)際上，在相同外頻的前提下，高倍頻的CPU本身意義并不大。這是因?yàn)镃PU與系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸速度是有限的，一味追求高主頻而得到高倍頻的CPU就會(huì)出現(xiàn)明顯的“瓶頸”效應(yīng)－CPU從系統(tǒng)中得到數(shù)據(jù)的極限速度不能夠滿(mǎn)足CPU運(yùn)算的速度。一般除了工程樣版的Intel的CPU都是鎖了倍頻的，少量的如Intel 酷睿2核心的奔騰雙核E6500K和一些至尊版的CPU不鎖倍頻，而AMD之前都沒(méi)有鎖，現(xiàn)在AMD推出了黑盒版CPU（即不鎖倍頻版本，用戶(hù)可以自由調(diào)節(jié)倍頻，調(diào)節(jié)倍頻的超頻方式比調(diào)節(jié)外頻穩(wěn)定得多）。

5、緩存

緩存大小也是CPU的重要指標(biāo)之一，而且緩存的結(jié)構(gòu)和大小對(duì)CPU速度的影響非常大，CPU內(nèi)緩存的運(yùn)行頻率極高，一般是和處理器同頻運(yùn)作，工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)內(nèi)存和硬盤(pán)。實(shí)際工作時(shí)，CPU往往需要重復(fù)讀取同樣的數(shù)據(jù)塊，而緩存容量的增大，可以大幅度提升CPU內(nèi)部讀取數(shù)據(jù)的命中率，而不用再到內(nèi)存或者硬盤(pán)上尋找，以此提高系統(tǒng)性能。但是由于CPU芯片面積和成本的因素來(lái)考慮，緩存都很小。

L1　Cache(一級(jí)緩存）是CPU第一層高速緩存，分為數(shù)據(jù)緩存和指令緩存。內(nèi)置的L1高速緩存的容量和結(jié)構(gòu)對(duì)CPU的性能影響較大，不過(guò)高速緩沖存儲(chǔ)器均由靜態(tài)RAM組成，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在CPU管芯面積不能太大的情況下，L1級(jí)高速緩存的容量不可能做得太大。一般服務(wù)器CPU的L1緩存的容量通常在32－256KB。

L2　Cache（二級(jí)緩存）是CPU的第二層高速緩存，分內(nèi)部和外部?jī)煞N芯片。內(nèi)部的芯片二級(jí)緩存運(yùn)行速度與主頻相同，而外部的二級(jí)緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會(huì)影響CPU的性能，原則是越大越好，以前家庭用CPU容量最大的是512KB，現(xiàn)在筆記本電腦中也可以達(dá)到2M，而服務(wù)器和工作站上用CPU的L2高速緩存更高，可以達(dá)到8M以上。

L3　Cache(三級(jí)緩存），分為兩種，早期的是外置，現(xiàn)在的都是內(nèi)置的。而它的實(shí)際作用即是，L3緩存的應(yīng)用可以進(jìn)一步降低內(nèi)存延遲，同時(shí)提升大數(shù)據(jù)量計(jì)算時(shí)處理器的性能。降低內(nèi)存延遲和提升大數(shù)據(jù)量計(jì)算能力對(duì)游戲都很有幫助。而在服務(wù)器領(lǐng)域增加L3緩存在性能方面仍然有顯著的提升。比方具有較大L3緩存的配置利用物理內(nèi)存會(huì)更有效，故它比較慢的磁盤(pán)I/O子系統(tǒng)可以處理更多的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。具有較大L3緩存的處理器提供更有效的文件系統(tǒng)緩存行為及較短消息和處理器隊(duì)列長(zhǎng)度。

6、擴(kuò)展指令集

CPU依靠指令來(lái)自計(jì)算和控制系統(tǒng)，每款CPU在設(shè)計(jì)時(shí)就規(guī)定了一系列與其硬件電路相配合的指令系統(tǒng)。指令的強(qiáng)弱也是CPU的重要指標(biāo)，指令集是提高微處理器效率的最有效工具之一。

從現(xiàn)階段的主流體系結(jié)構(gòu)講，指令集可分為復(fù)雜指令集和精簡(jiǎn)指令集兩部分（指令集共有四個(gè)種類(lèi)），而從具體運(yùn)用看，如Intel的MMX（Multi Media Extended，此為AMD猜測(cè)的全稱(chēng)，Intel并沒(méi)有說(shuō)明詞源）、SSE、SSE2（Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2）、SSE3、SSE4系列和AMD的3DNow！等都是CPU的擴(kuò)展指令集，分別增強(qiáng)了CPU的多媒體、圖形圖象和Internet等的處理能力。

通常會(huì)把CPU的擴(kuò)展指令集稱(chēng)為”CPU的指令集”。SSE3指令集也是目前規(guī)模最小的指令集，此前MMX包含有57條命令，SSE包含有50條命令，SSE2包含有144條命令，SSE3包含有13條命令。

7、工作電壓

從586CPU開(kāi)始，CPU的工作電壓分為內(nèi)核電壓和I/O電壓兩種，通常CPU的核心電壓小于等于I/O電壓。其中內(nèi)核電壓的大小是根據(jù)CPU的生產(chǎn)工藝而定，一般制作工藝越小，內(nèi)核工作電壓越低；I/O電壓一般都在1.6~5V。低電壓能解決耗電過(guò)大和發(fā)熱過(guò)高的問(wèn)題。

五、常見(jiàn)問(wèn)題

1、CPU使用率高的原因及解決方法

1、當(dāng)機(jī)器慢下來(lái)的時(shí)候，首先我們想到的當(dāng)然是打開(kāi)任務(wù)管理器了，看看到底是哪個(gè)程序占了較高的比例，如果是某個(gè)大程序那還可以原諒，在關(guān)閉該程序后只要CPU正常了那就沒(méi)問(wèn)題;如果不是，那你就要看看是什么程序了，當(dāng)你查不出這個(gè)進(jìn)程是什么的時(shí)候就去google或者baidu搜。有時(shí)只結(jié)束是沒(méi)用的，在xp下我們可以結(jié)合msconfig里的啟動(dòng)項(xiàng)，把一些不用的項(xiàng)給關(guān)掉。

2、一些常用的軟件，比如瀏覽器占用了很高的CPU，那么就要升級(jí)該軟件或者干脆用別的同類(lèi)軟件代替，有時(shí)軟件和系統(tǒng)會(huì)有點(diǎn)不兼容，當(dāng)然我們可以試下xp系統(tǒng)下給我們的那個(gè)兼容項(xiàng)，右鍵點(diǎn)該.exe文件選兼容性。

3、 svchost.exe有時(shí)是比較頭痛的，當(dāng)你看到你的某個(gè)svchost.exe占用很大CPU時(shí)你可以去下個(gè)aports或者fport來(lái)檢察其對(duì)應(yīng)的程序路徑，也就是什么東西在調(diào)用這個(gè)svchost.exe

4、右擊文件導(dǎo)致100%的CPU占用我們也會(huì)遇到，有時(shí)點(diǎn)右鍵停頓可能就是這個(gè)問(wèn)題了。官方的解釋?zhuān)合赛c(diǎn)左鍵選中，再右鍵（不是很理解）。非官方：通過(guò)在桌面點(diǎn)右鍵-屬性-外觀-效果，取消“為菜單和工具提示使用下列過(guò)度效果（U）”來(lái)解決。還有某些殺毒軟件對(duì)文件的監(jiān)控也會(huì)有所影響，可以關(guān)閉殺毒軟件的文件監(jiān)控;還有就是對(duì)網(wǎng)頁(yè)，插件，郵件的監(jiān)控也是同樣的道理。

5、 一些驅(qū)動(dòng)程序有時(shí)也可能出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，最好是選擇微軟認(rèn)證的或者是官方發(fā)布的驅(qū)動(dòng)來(lái)裝，有時(shí)可以適當(dāng)?shù)纳?jí)驅(qū)動(dòng)，不過(guò)記得最新的不是最好的。

6、CPU降溫軟件，由于軟件在運(yùn)行時(shí)會(huì)利用所以的CPU空閑時(shí)間來(lái)進(jìn)行降溫，但Windows不能分辨普通的CPU占用和降溫軟件的降溫指令之間的區(qū)別，因此CPU始終顯示100%，這個(gè)就不必?fù)?dān)心了，不影響正常的系統(tǒng)運(yùn)行。

7、 在處理較大的word文件時(shí)由于word的拼寫(xiě)和語(yǔ)法檢查會(huì)使得CPU累，只要打開(kāi)word的工具-選項(xiàng)-拼寫(xiě)和語(yǔ)法把“檢查拼寫(xiě)和檢查語(yǔ)法”勾去掉。

8、單擊avi視頻文件后CPU占用率高是因?yàn)橄到y(tǒng)要先掃描該文件，并檢察文件所有部分，并建立索引。解決辦法：右擊保存視頻文件的文件夾-屬性-常規(guī)-高級(jí)，去掉為了快速搜索，允許索引服務(wù)編制該文件夾的索引的勾。

2、溫度過(guò)高

1、關(guān)機(jī)斷電靜止一段時(shí)間后再?lài)L試安裝。

2、處理機(jī)箱內(nèi)部灰塵，增強(qiáng)散熱。

3、調(diào)節(jié)外部環(huán)境，比如筆記本使用散熱風(fēng)扇，開(kāi)空調(diào)、開(kāi)風(fēng)扇降低室內(nèi)溫度等。

3、CPU占用

1、打開(kāi)任務(wù)管理器結(jié)束系統(tǒng)病毒進(jìn)程“services.exe”。

2、使用殺毒軟件查找病毒并刪除。

3、進(jìn)入Winnt/system32或Windows/system32目錄中，找到文件services.exe并將其刪除。

4、按Win+R鍵打開(kāi)運(yùn)行，輸入regedit，打開(kāi)注冊(cè)表編輯器。

5、依次展開(kāi)至：HKEY_LOCAL_MACHNE\Software\Microsoft\Windows\Current\Run，然后在右側(cè)中找到service=%Windir%/services.exe –serv并刪除即可。

六、總結(jié)概括

第五代計(jì)算機(jī)的CPU由電路板，固件，晶體管，針腳，金屬包裝，一級(jí)緩存，二級(jí)緩存，三級(jí)緩存，組成，常用有3類(lèi)，第一是X86和AMD64架構(gòu)的CPU，第二類(lèi)是ARMv7架構(gòu)的CPU，第三是微處理器，位數(shù)通常小于16位,在很多電器中都有微處理器。

主流CPU緩存一般都是這樣的：256KB 1級(jí)緩存，512KB 2級(jí)緩存，4096 KB 三級(jí)緩存

CPU和緩存頻率都有比例

CPU頻率并不代表性能，但是他排名第二，最大影響是架構(gòu)，一分錢(qián)一分貨

CPU頻率可以被更改，電壓可以被改----超頻，降頻，加壓，降壓。

CPU發(fā)熱量和頻率，電壓有關(guān)系

AMD的CPU頻率高，電壓高，架構(gòu)一般，性?xún)r(jià)比高

INTEL的CPU頻率中，電壓低，架構(gòu)優(yōu)秀，價(jià)格高

Cortex的CPU頻率低，電壓特低，架構(gòu)差，價(jià)格低

若要對(duì)CPU下詔書(shū)，要學(xué)會(huì)bat批處理，做正式程序至少要學(xué)C語(yǔ)言，優(yōu)秀程序要學(xué)C++，但是，一般人只依靠下載軟件，推薦：安全軟件360衛(wèi)士，聊天QQ，輸入法搜狗，360極速游覽器

CPU處理的是一大串的01數(shù)碼，也就是二進(jìn)制的數(shù)字

七、使用率高

方法一：

按Win按鈕，輸入regedit回車(chē)打開(kāi)注冊(cè)表編輯器，展開(kāi)以下位置：

HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\TimeBroker

在右側(cè)找到start，將其值從3改為4。

要提醒的是，修改這一值會(huì)影響到Cortana的性能，它是導(dǎo)致CPU超高占用的可能原因之一。如果你不使用Cortana的話(huà)，可以參考這個(gè)方法。

方法二：

導(dǎo)致CPU占用的另一個(gè)原因可能是后臺(tái)用于更新的P2P分享服務(wù)，你可以選擇關(guān)閉P2P分享。方法：打開(kāi)系統(tǒng)設(shè)置—更新和安全—Windows更新—高級(jí)選項(xiàng)—選擇如何提供更新，將“更新來(lái)自多個(gè)位置”關(guān)閉即可。

方法三：

如果你使用的是Win10家庭版系統(tǒng)，并且啟用了Windows聚焦(Spotlight)功能，可能是該功能的后臺(tái)服務(wù)導(dǎo)致CPU占用超高。打開(kāi)系統(tǒng)設(shè)置—個(gè)性化—鎖屏界面，選擇其他背景模式。

方法四：

Windows提示功能也可能會(huì)導(dǎo)致CPU占用居高，該功能會(huì)根據(jù)用戶(hù)的操作習(xí)慣推送一些有關(guān)系統(tǒng)功能特性的通知，如果你已經(jīng)非常熟悉Win10，可以將其關(guān)閉。打開(kāi)系統(tǒng)設(shè)置—系統(tǒng)—通知和操作，關(guān)閉“顯示有關(guān)Windows的提示”。

方法五：

如果你用的是Windows XP或Windows 7或其他，那么你可以用Ctrl+Alt+Delete，打開(kāi)任務(wù)管理器——進(jìn)程——CPU——看到CPU，數(shù)據(jù)大的選擇結(jié)束進(jìn)程。