【cpu由哪两部分组成】了解CPU，了解CPU参数

CPU是计算机的核心，负责计算机的所有计算和控制。购买CPU是计算机DIY中最重要的部分，所以在购买CPU之前，必须先了解CPU最基本的知识。我来介绍一下有关CPU的一些信息。

01了解CPU

一、CPU的含义和功能

CPU是英语中央处理单元(central processing unit)的简称，意思是中央处理器，是计算机的核心，通常是超大型集成电路，是计算机的计算中心和控制中心。

它的主要功能是解释计算机命令和处理计算机软件中的数据。

中央处理器(CPU)主要由两部分组成：控制器和运算符，包括实现高速缓冲内存和它们之间连接的几条数字控制总线。

二、CPU制造工艺

CPU是用半导体硅和部分金属及化学原料制成的。CPU制造是一个非常精密复杂的过程，今天只有少数供应商具备开发和生产CPU的能力。那么有多复杂，要经过什么工序才能完成呢？

1、硅片

生产CPU等芯片的材料是半导体，现阶段的主要原料是硅(Si)。这是非金属元素，从化学角度来看，处于元素周期表和非金属元素的边界，因此具有半导体的性质，适合制造各种小晶体管。是目前最适合制造现代大规模集成电路的材料之一。

CPU在生产过程中硅的纯度很高，几乎不能混合杂质。平均100万个硅原子中最多有一个杂质原子。在精炼硅的过程中，原料硅融化，放入巨大的石英熔炉中。这时，在熔炉中加入晶种，使硅晶体能够围绕该晶体“生长”，直到形成几乎完美的单晶硅锭为止，该硅锭的直径大部分为300毫米。

单晶硅锭

2、切割晶片

精制完成后，将单晶硅锭切成片。在圆柱体上水平切割，截面是圆形的，因此称为圆片。

晶片才是真正制作CPU的材料。

晶片切割是用机器从单晶硅棒上切割事先规定规格的硅芯片，并将其分成多个小区域，每个区域成为CPU的核心。一般来说，晶片切割得越薄，用等量的硅材料制作的CPU成品就越多。

接下来是打磨切割的晶片，看看是否有变形或其他问题。质量检验直接决定CPU的最终产率。切割的水晶园抛光后几乎没有瑕疵，表面也可以直接成为镜子。所以切割晶片的过程就不用说其他工序了，就连著名的英特尔公司都不生产这种晶片，而是从第三方购买成品，然后利用自己的技术进行其他工序。

3、复制。

抛光完成后，在热处理过的氧化硅层上涂上一种叫做光敏耐蚀膜或光刻剂的光电阻材料。

4、蚀刻

这一阶段是CPU生产过程中最重要的阶段，也是CPU行业的主要技术。蚀刻技术把光的应用推向了极限。蚀刻使用波长很短的紫外线，配合大镜片。短波长的光通过这种石英口罩的孔照射到广角胶水上，暴露出来。

需要创建蒙版来隐藏区域，以便不需要暴露的区域也不会被光干扰。这段时间发生的化学反应类似于老式相机按快门时胶片的变化。光电阻物质在紫外线照射下溶解。接下来，停止照明，去除口罩，使用特定化学溶液清洗暴露的光敏耐蚀膜及其下面紧贴耐蚀膜的硅层。这是一个相当复杂的过程。每个遮罩的复杂性必须用10GB的数据来说明。

然后暴露的硅受到原子轰击，部分混合暴露的硅硅硅，形成N井或P井，与上面制作的基板结合，CPU的门电路就完成了。(威廉莎士比亚，《美国电视新闻》(Northern Exposure)，Northern Exposure)。

5、重复、分层

为了加工新的电路层，重新生长硅氧化物，然后堆积一层多晶硅，涂抹光电阻材料，重复复制、刻蚀过程，得到含有多晶硅和硅氧化物的沟槽结构。重复数次形成3D结构是最终的CPU核心。每隔几层中间都要用导体填充金属。层数取决于设计时CPU的布局和通过的电流大小。

6、晶片测试、切片

晶片制作完成后，必须测试晶片的电气性能，检查是否出现了错误，以及发生这些错误的步骤。(威廉莎士比亚、韦柏、韦柏、韦柏、韦柏、韦柏、韦柏、韦柏、韦柏、韦柏)接下来，将韦柏切成碎片。每个片段都是处理器的核心。测试过程中发现的有缺陷的核心被丢弃，准备进入下一阶段。晶片上的每个CPU核心都将单独测试。您可以识别每个处理器的主要特性(例如最大频率、功耗、热值等)，确定处理器等级，如果性能良好和可靠，则可以用作高级处理器内核。否则，可以根据核心的稳定频率进行定义，锁定频率后封装，用中端处理器进行销售，根据这种方法完成整个系列的等级。

7、套餐。

此时CPU是用户不能直接使用的块晶片，必须用陶瓷或塑料外壳密封。这样很容易安装在电路板上。包结构各不相同

02CPU的参数

在我们选购CPU时，最重要的参考标准就是CPU的各项参数。

1、CPU的频率

（1）主频

主频也叫时钟频率，单位是兆赫（MHz）或者千兆赫（GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。通常主频越高，CPU处理数据的速度就越快。

CPU的主频=外频*倍频系数。主频和实际的运算速度存在一定的关系，但并不是一个简单的线性关系。所以CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有关系的，还要看CPU的流水线、总线等各方面的指标性能。

（2）外频

外频是CPU的基准频率，单位是兆赫（MHz）。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。通俗地说，在台式机中，所说的超频，都是超CPU的外频。CPU决定着主板的运行速度，准确地说，直接关系到内存的运行频率。

（3）倍频

倍频是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高，CPU的频率也越高。但实际上，在相同的外频的前提下，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的速度是有限的，如果一味地追求高主频而得到高倍频的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的运算速度。一般除了工程样板的inter的CPU，其他CPU都已锁了倍频。

（4）前端总线频率

前端总线，是将CPU连接到北桥芯片的总线。选购主板和CPU时要考虑两者的搭配问题，一般来说，前端总线是由CPU决定的，如果主板不支持CPU所需要的前端总线。系统就无法工作。也就是说，需要主板和CPU都支持某个前端总线，系统才能工作，只不过一个CPU默认的前端总线是唯一的，因此看一个系统的前端总线主要看CPU就可以，这也就是为什么我说配主板前先选择CPU的原因之一。前端总线是处理器与主板北桥芯片或内存控制集线器之间的数据通道，其频率高低直接影响CPU访问内存的速度。

由于inter与AMD采用了不同的技术，所以他们之间FSB频率跟外频的关系式也不同。现时的inter处理器的两者关系是，FSB频率=外频*4；而AMD是：FSB频率=外频*2。

外频与前端总线FSB频率的区别是，前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是CPU与主板之间同步运行速度，也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一次；而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可以接受的数据传输量是100MHz*64bit/8bit/Byte=800MB/s。

2、CPU的缓存

缓存指可以进行高速数据交换的区域，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。缓存的容量越小，但是运行频率极高，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。

实际工作是，CPU要读取数据，首先从高速缓存中查找，找到了就直接拿来用，否则就从内存中查找并使用，然后将其放入缓存中。因为高速缓存速度极快，直接提高了CPU的处理和运算能力。

一级缓存是CPU第一层高速缓存，分为数据缓存和指令缓存。一级缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较为复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，一级缓存的容量不可能做的太大。

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。二级缓存容量也会影响CPU的性能，理论上是越大越好。

三级缓存分为两种，早期的是外置形式，现在集成在CPU中。三级缓存在速度上不及一二级缓存，但是在容量上却大得多。目前主流的CPU三级缓存在8M左右。