cpu超频有什么坏处_CPU科普（上）——CPU是什么？CPU核心主频睿频又是什么？

最近后台有收到小伙伴的私信，想要了解电脑的CPU是什么，包括今年AMD，CPU品牌的口碑大好，更让小伙伴们想深度了解下CPU究竟是什么了，目前CPU的厂商主要是两个，AMD和英特尔，小黑整理整理了有关于资料，写下了这篇文章，来，满足你！

中央处理器(CPU)是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据

中央处理器(CPU)主要包括运算器(算术逻辑运算单元，ALU，Arithmetic Logic Unit)和高速缓冲存储器(Cache)及实现它们之间联系的数据(Data)、控制及状态的总线(Bus)。它与内部存储器(Memory)和输入/输出(I/O)设备合称为电子计算机三大核心部件

简单来说，CPU相当于电子计算机的大脑，它有条不紊地处理着千千万万的数据，以保障电子计算机的运行

CUP 核数即一个 CPU 由多少个核心组成，核心数越多，代表这个 CPU 的运转速度越快，性能越好。对于同一个数据处理，一核 CPU 相当于 1 个人处理数据，双核 CPU 相当于 2 个人处理同一个数据，4 核 CPU 相当于 4 个人去处理同一个数据，因此处理核心数越多，CPU 的工作效率也就越高。CPU核心数通常有：单核、双核、四核、六核、八核、16核、18核、32核、64核等等同代产品中，一般核心越多越强，可以理解为人多力量大。但在不同代的情况下，比如老服务器CPU也有八核，俗称洋垃圾，玩游戏远不如四核i3-8100，根本不适合玩游戏，所以在选择 CPU 时，除了要关注 CPU 的内核数量以外，还需要关注 CPU 的代数、频率、缓存级、功耗等。同时，也要注意 CPU 是否与所选的主板芯片组是否兼容

大家在看电脑CPU配置时，总会飘出一串多少 GHz 的 CPU 频率，这指的是CPU内部的数字时钟信号频率

如果我们把CPU比作人类的大脑，大脑需要向五官四肢发出信号协同工作。CPU同理，要保证内部硬件协同工作，CPU架构工程师们就设计了一套时钟信号与系统同步进行操作

时钟信号是信号的一种特殊信号振荡之间的高和低的状态，始终按照按一定电压幅度、时间间隔连续发出的方波信号，信号之间的时间间隔称为周期，单位是s(秒)；单位时间(即1s)内所产生的脉冲个数称之为频率，频率的标准计量单位是Hz，时钟频率就是每秒钟产生的脉冲信号数量，是评定CPU性能的重要指标

CPU的主频，即CPU内核工作的主时钟频率，表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。比如我们平时看到的4.0GHZ、3.0GHZ等指的就是 CPU主频 ，即每秒可以产生40亿、30亿个脉冲信号

那么主频是怎么得出来的呢？有一个计算公式是：主频=外频×倍频系数

CPU的外频，通常为系统总线的工作频率(系统时钟频率)，CPU与周边设备传输数据的频率，具体是指CPU到芯片组之间的总线速度。外频是CPU与主板之间同步运行的速度，在早期的绝大部分电脑系统中外频，也是内存与主板之间的同步运行的速度，在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态，所以也有另一种说法是CPU的外频决定着整块主板的运行速度

外频的诞生有一定戏剧性，自从CPU诞生后，为了追求更高的性能，更快的速度，各大巨头就开始频率大战，虽然主频提升了，但外部芯片组还是旧有的运行频率，且远低于CPU主频，就好比一个王者带一群青铜，实在是带不起来啊

倍频系数是指CPU的主频与外频之间存在着一个比值关系，这个比值就是倍频系数，在相同的外频下，倍频越高CPU的频率也越高。但实际上，在相同外频的前提下，高倍频的CPU本身意义并不大，这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的，一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的"瓶颈"效应-CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度

但由于CPU与系统之间数据传输速度有限，如果一味追求高倍频CPU会出现明显的瓶颈效应，即CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。所以一般Intel的CPU都锁了倍频(工程样板可能除外)，AMD之前也因为不锁倍频而很受电脑发烧友的追捧

现在CPU频率越来高，从 2.4GHz、3.0GHz 到 4.0GHz，大家很容易产生 CPU 频率越高，速度越快的想法

严谨来说，主频和实际的运算速度存在一定的关系，并不直接代表运算速度，但提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的

在同一时钟周期内，CPU执行一条运算指令，200Mhz主频应该要比100Mhz的主频快一倍，但除了CPU内核的工作频率，CPU的运算速度还要看CPU的流水线(如缓存、指令集、CPU位数等)各方面的性能指标，所以大家好才是真的好，不能只看CPU主频喔~

默频：即默认基础频率，是 CPU标出的主频

睿频：是采用 Intel 睿频加速技术可达到的更高频率，可以理解为自动超频

超频：是为了实现超过额定频率性能，人为调整各种指标(如电压、散热、外频、电源、BIOS等)，属于手动超频

如下面第九代 Intel core 处理器的介绍，已经明确标注默频、睿频能达到的频率，以及是未锁频，支持超频的也写在介绍中

睿频和超频很像，都是提升频率，但两者还是有本质分别的 。超频是人为将频率提升，包括提升电压等一系列动作，它通常是超过处理器的规划规格，而且会导致功耗的大幅度增加。睿频则是处理器根据实际运行程序的需要，动态的增加处理器的运行频率来提升处理器的性能，同时保持处理器继续稳定运行在规定的功耗、电流、电压和温度范围内，如果处理器出现问题，是享受质保的睿频是处理器自动实现的，无需人工设置，并且处理器运行稳定

超频是人为提升频率，调整各项指标，一般会超过处理器的规划规格，导致功耗的大幅度增加，虽然超频可以带来明显的性能提升，但是准入门槛高，风险很大，对CPU和系统都可能造成严重损坏，而且，服务器的CPU是不允许超频的，如果服务器CPU超频，改变了外频，会产生异步运行，造成整个服务器系统的不稳定

睿频是采用睿频加速技术(Intel的睿频技术为Turbo Boost Technology；AMD的睿频技术为TurboCore)，依靠处理器的智能自主处理，使 CPU 主频可以在某一范围内根据处理数据需要自动调整主频

通过分析当前CPU的负载情况，智能地完全关闭一些用不上的核心，把能源留给正在使用的核心，并使它们更高频率运行，进一步提升性能

比如我们需要运行一个复杂程序，处理器会在原来的运行速度上自动提升 10%~20% 以保证程序流畅运行

相反，需要多个核心时，动态开启相应的核心，智能调整频率。这样，在不影响CPU的TDP情况下，能把核心工作频率调得更高

运行轻量程序时降低功耗，增加续航，运行大型程序或游戏时提升频率保证流畅，这种智能处理可以最大程度兼顾性能使用和处理器的稳定

简单理解各个频率，走路等于默频，小跑等于睿频，百米冲刺等于超频，速度不一样，功耗也不同

超~~重要提醒：超频有风险，没有特殊需求建议别操作

缓存大小也是CPU的重要指标之一，而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大，CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。其中的连接关系是CPU核心-缓存-内存-硬盘，大致这么一个情况，L1Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存，分为数据缓存和指令缓存。L2Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存，分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同，而外部的二级缓存则只有主频的一半。L3Cache(三级缓存)，分为两种，早期的是外置，内存延迟，同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助,目前ThinkPad大多数笔记本都是三级缓存了！

指令集是存储在CPU内部，对CPU运算进行指导和优化的硬程序。拥有这些指令集，CPU就可以更高效地运行。Intel主要有x86，EM64T，MMX，SSE，SSE2，SSE3，SSSE3 (Super SSE3)，SSE4A，SSE4.1，SSE4.2，AVX，AVX2，AVX-512，VMX等指令集。AMD主要是x86，x86-64，3D-Now!，FMA3指令集。一些老CPU虽然性能强劲，却无法运行一些新游戏，就是由于某些指令集缺失导致的。目前市面上台式电脑和笔记本电脑则用基于X86架构的Intel酷睿和AMD锐龙作为电脑的核心

以上就是CPU的基础知识，相信大家对上面是CPU的核心数，主频，指令集等性能参数都有了一定的了解，如果有什么不懂得地方或者是说的不详细需要补充说明的地方，欢迎大家在私信小黑指点江山~

下期给大家分享：CPU的名字解读，性能解读，敬请期待吧！

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