2.2.1　中央处理器

中央处理器（Central Processing Unit）简称为CPU，是计算机的核心，集成了运算器和控制器的功能。

CPU通常是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心。它的功能是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU的外观如图2-1、图2-2所示。

1．中央处理器的组成

（1）运算器

运算器（Arithmetic Logic Unit，ALU）可以执行算术运算和逻辑运算，并能控制这些操作的速度。算术运算指的是基本的数学运算：加、减、乘、除。逻辑运算是指比较，就是说ALU可以比较两个数据间的关系，如等于、大于、大于或等于、小于、小于或等于、不等于。

（2）控制器

控制器是整个计算机的控制中心和指挥中心。控制器（Control Unit，CU）解译存储在CPU中的指令，然后执行指令，控制器既能指挥内存和运算器之间电信号的运转，也能指挥内存和输入／输出设备间的信号运转。

（3）寄存器

寄存器是一块特殊的CPU区域，能提高计算机性能。寄存器是高速存储区域，可以在处理过程中临时存储数据。寄存器可以在分析指令时存储程序指令，可以在运算器处理数据时存储数据，或者存储计算结果。所有的数据在处理之前都存在寄存器中，例如要计算两个数的乘积，则将两个数全部放在寄存器中，计算结果也要放在一个寄存器中（寄存器中也可以存放存储数据的内存地址，而不是数据本身）。

CPU中寄存器的数量和每个寄存器的大小（多少位）可以确定CPU的性能和速度。例如，一个64位的CPU是指CPU中的寄存器是64位的。所以，每个CPU指令可以处理64位的数据。寄存器的类型很多，包括指令寄存器、地址寄存器、存储寄存器和累加寄存器。

（4）总线

总线是在CPU内部以及在CPU和主板的其他部件之间传输信息的电子数据线路。总线就像多车道的高速公路，通路越多，信息的传输越快。早期微型处理器为8位总线，只有8条通道；而有64条通道的64位总线，其数据传输宽度是8位总线计算机的8倍。执行指令过程中，CPU除访问内存之外，还可以通过总线访问各种输入／输出设备。

2．CPU的制造商及主要产品

由于CPU的制造是一项极为精密复杂的过程，目前在桌面级领域，只有Intel（英特尔）和AMD两家公司。

Intel公司的CPU包括服务器的至强（XEON）系列、物联网设备使用的Quark系列、手持设备等低功耗平台使用的凌动（ATOM）系列、入门级使用的赛扬（Celeron）处理器、中低需求的奔腾（Pentium）处理器，以及主流的酷睿（Core）处理器。酷睿属于Intel推出的桌面级系列CPU产品，是Intel公司推出的面向中高端消费者、工作站和发烧友的一系列CPU。酷睿系列的CPU目前主要有i3、i5、i7、i9系列产品。

AMD公司的主要产品包括服务器使用的EPYC（霄龙）、皓龙系列处理器、笔记本电脑使用的特殊型号，以及台式机使用的FX系列、速龙系列、A系列、锐龙系列、锐龙高端的线程撕裂者系列，以及商用PRO处理器系列。锐龙系列是AMD的主打系列，和Intel的酷睿系列一直在桌面级平台进行着角逐。现在已经发展到第7代锐龙技术，和Intel酷睿的命名类似，AMD的锐龙系列也分为3、5、7、9以及高端的线程撕裂者系列，主要针对不同的客户群和不同的需求者。

3．CPU的主要参数

在了解和选择CPU时需要了解很多常见的参数及含义。

·　主频：主频也叫时钟频率（CPU Clock Speed），单位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。通常，CPU的主频=外频×倍频系数。

·　外频：外频是CPU的基准频率，单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。

·　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。常见的超频也是调整的倍频。

·　缓存：缓存指可以进行高速数据交换的区域，缓存的容量较小，但是运行频率极高，一般和处理器同频运作。缓存处在CPU和内存之间，用来在两者间建立高速通道。