piao宝英CPU(Central Processing Unit) 是电脑的核心硬件之一，负责计算机指令的处理，被称之为计算机的「大脑」，本文我会以自己的了解和理解，向有购买电脑需求，但又不太熟悉硬件的朋友们介绍一下这个计算机的「大脑」，为其提供一些购买方面的参考和帮助。

　　因为仅以购买参考为目的，所以本文仅从一些能评估性能的主要参数入手，帮不太熟悉其意义的朋友来梳理概念。如果有兴趣了解 CPU 更底层的设计和结构信息，可以参照知乎上相关专业人士分享的文章。让我们先从第一个参数「时钟频率」开始。

　　时钟频率是 CPU 最基础的性能评估参数，用以衡量 CPU 的运行速度。不过一般不会用「时钟频率」这么繁冗的叫法，更常见的称呼是「主频」或是「频率」。

　　CPU 主频的度量单位为赫兹(Hz)，以秒为时间周期。如果有一个 CPU 说自己的主频是 1Hz，那就意味着这个 CPU 在 1 秒的时间周期内能产生 1 次脉冲信号。

　　主频虽然可以直观的反映 CPU 的运行速度，但却不能直接用来评估 CPU 的性能表现。也就是说 4GHz 的 CPU 不一定比 3GHz 的 CPU 性能出色。产生这个差异的原因主要有两方面：

　　所以主频通常情况下只适合在「同品牌 + 同系列」的 CPU 之间做比较。

　　在可以使用主频衡量性能，且主频差距不大的情况下，内核数量是另一个可以评估 CPU 性能的指标。相对于主频，内核的概念也更容易理解。简单来说，每个内核就相当于一个额外的 CPU。拥有越多内核的 CPU，在同一时间里，能执行的计算指令就越多。在需要同时执行多个程序的场景下，内核多的 CPU 会很有帮助。

　　如果把内核看作硬件级别的模拟 CPU，线程就属于是虚拟级别的模拟，可以从更细的维度增加 CPU 的并行处理能力。

　　理论情况下，CPU 的内核和线程数量是越多越好，不过实际情况并非如此。更多的内核会带来更大的功耗，对散热的需求也就更高。在散热跟不上的情况下，可能会触发 CPU 的主动降频，导致实际性能降低的情况。另外多核的表现还依赖于 CPU 内部的设计。所以不能单纯的认为内核多就一定好。

　　在主频和内核差距不大的情况下，缓存就成了 CPU 比较重要的参考依据。缓存可以理解为 CPU 和内存之间的缓冲地带，能有效提升 CPU 的整体性能。关于原理，主要是源自 CPU 和内存之间的频率差异。

　　CPU 的频率上面介绍过，目前基本都是 GHz 级别。但内存当前还处于 MHz 级别。

　　在 CPU 需要从内存交换数据时，这种频率上的快慢差异会导致快的一方，也就是 CPU，不得不暂停相应的频率运行周期，等待内存的响应。而缓存则可以降低这种需要等待内存操作的概率。CPU 通过把一些数据块和指令缓存到自己内部，能实现同频率下的调度和运行，所以可以显著提高 CPU 的执行效率。

　　CPU 的大小有限，而在这样一个有限的空间里要塞入更多的作为计算单元的晶体管，就需要提升精细度更高的制造工艺。跟主频一样，它也有很多称谓，比如「制作工艺」，又或是「制程」。

　　制程以长度单位 nm(纳米) 来度量。1 纳米等于 1/1000000000 米，目前电脑 CPU 主流制程在 7 - 14nm 左右。可以想象一下这是一个多么令人惊叹的精度。

　　制程的提升带来的好处是显而易见的，能做到在不增加功耗的前提下显著提升 CPU 的性能。在其他各项参数差距不大的前提下，选择 7nm 的制程通常会优于选择 14nm 制程。

　　这里说的功耗是指 TDP(Thermal Design Power)，全称是散热设计功耗。从这个名字就能看出，这是一个侧重于理论的参数。用来反映 CPU 运行时的热量释放大小，单位是 W(瓦)。

　　在其他参数相近的情况下，功耗值越小，意味着越省电。但高功耗通常也意味着更好的性能。所以在面对这个参数时，需要根据自己的使用场景在低功耗续航表现和高功耗性能表现之间做出选择。

　　品牌虽然跟 CPU 性能没有直接关系，但通常会是选择相关产品时最重要的一个考量。所幸以 CPU 这个产品来说，品牌的选择项并不多，目前基本只需要在 Intel 和 AMD 之间做出选择。

　　对于这个两个 CPU 品牌，稍作粗浅的了解，就会感觉到它们有一些被各自拥趸所贴上的标签。类似于性价比，单核/多核性能，发热量等等。我个人觉得在做出选择前，需要先抛弃这些固有的印象和标签。

　　用 AMD 举个例子，它以模仿 Intel 的产品起家。在起步和成长阶段，通过不俗的性能加上更低廉的售价的确赢得了不少口碑。成长中期更是以多核的设计路线 这个时间点，它在多核以及性价比方面的优势已经没有那么显眼。所以要用发展的眼光来看待它们。

　　而作为竞争对手，二者的发展是此消彼长。所以单纯就品牌而言，没有孰优孰劣的分别。

　　上面在介绍各个可以衡量 CPU 性能的参数时有过提示，不论是主频还是内核，包括其他参数，都不能单独用来作为性能的确定指标，需要综合来衡量。这对于像我这种非资深人士来说并非易事，所以更加合适的方法是通过专门的工具来实测，并得到一个可以量化的数字。目前提供这种数据的网站有很多，我常用的 Geekbench 就是其中的一个：

　　通过 Geekbench 能直观的查询到某个 CPU 在单核和多核下的得分以及排名。这比自己通过参数来对比得出结论要客观许多。

　　但这并不意味着以上的参数就没有意义，当需要面对多个选择对象时，只有了解了以上参数所起到的作用，才能作出更适合自己的选择。

　　最后在絮叨一下关于品牌选择的问题。通过浏览上面的 CPU 基准测试得分数据可以明显感觉到，Intel 在顶部排名的数量上占有很大优势，这意味着在可选择性方面会更好。所以我个人比较倾向于优先考虑 Intel 的 CPU。不过如果想要选择一台性能表现最佳的多核电脑，那 AMD 必定会是最佳考虑对象，Threadripper 系列的多核实力的确名不虚传。

　　最最后，本文是个人在解答自己一些疑惑时对相关信息的一个梳理。非硬件领域专业人士，能力有限，水平一般，如果觉得本文中所阐述的内容有任何纰漏或错误，欢迎指正，且万分感谢。