电脑组装与维修从入门到精通(第2版)
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第3章 深入认识和选购多核CPU

3.1 多核CPU的物理结构和工作原理

3.1.1 CPU的定义

CPU是中央处理器(Central Processing Unit)的缩写,它是电脑中的运算核心和控制核心,其功能主要是解释电脑指令,运算和处理电脑软件中的数据和信息,并实现本身运行过程的自动化。

从外观看,CPU芯片通常是正方形的,边长为4CM左右。它的一面有很多针脚或触点,用来与主板连接,如图3-1所示。

图3-1 Intel的core i7 CPU

3.1.2 如何制作CPU

CPU主要是由半导体硅和一些金属(铝或铜)及化学原料制造而成的。CPU的制作大致经历了提纯硅材料、切割晶圆、光蚀刻、重复分层、测试、封装及多次测试等制作步骤。

1.硅提纯

生产CPU所使用的硅几乎不能有杂质,对纯度要求很高,而且它还得被转化成硅晶体。在生产硅晶体时首先将硅提纯,制成硅原料,然后将原料硅放进一个巨大的石英熔炉中熔化。这时向熔炉里放入一颗晶种,硅晶体便围着晶种生长,直到形成一个几近完美的单晶硅棒。以往的硅棒的直径大都是200毫米,如图3-2所示。

图3-2 单晶硅棒

2.切割晶圆

用机器从单晶硅棒上切割下一片事先确定规格的硅晶片,此硅晶片称为晶圆,如图3-3所示。晶圆才是真正用于CPU制造的。然后将切割下的硅晶片划分成多个细小的区域,每个区域都将成为一个CPU的内核。最后晶圆将被磨光,并被检查是否有变形或者其他问题。

图3-3 晶圆

要给新切割下来的硅晶片掺入一些物质使之成为真正的半导体材料,在掺入化学物质的工作完成之后,标准的切片就完成了。然后将每一个切片放入高温炉中加热,通过控制加温时间使得切片表面生成一层二氧化硅膜。接着在二氧化硅膜上覆盖一个感光层。感光层在干燥时具有很好的感光效果,而且在光蚀刻过程结束之后,能够通过化学方法将其溶解并除去。

3.光蚀刻

光蚀刻过程就是使用一定波长的光在材料感光层中刻出相应的刻痕,由此改变该处材料的化学特性。光蚀刻技术对于所用光的波长的要求极为严格,需要使用短波长的紫外线和大曲率的透镜。紫外线通过印制有复杂电路结构图样的模板照射硅晶片,被紫外线照射的地方光阻物质将被溶解。

当这些蚀刻工作全部完成之后,晶圆被翻转过来。短波长光线透过石英模板上镂空的刻痕照射到晶圆的感光层上,然后撤掉光线和模板。接着,曝光的硅将被原子轰击,使得暴露的硅基片局部掺杂,从而改变这些区域的导电状态,以制造出N阱或P阱。结合上面制造的基片,CPU的门电路就完成了。

4.重复、分层

为了加工新的一层电路,再次生长硅氧化物,然后沉积一层多晶硅,涂敷光阻物质,重复影印、蚀刻过程,得到含多晶硅和硅氧化物的沟槽结构。然后重复多遍,形成一个3D的结构,这就是最终的CPU的核心。每几层中间都要填上金属作为导体,如图3-4所示。

图3-4 晶圆中制作的CPU核心

5.测试

这里所做的测试主要是测试晶圆的电气性能,以检查是否有差错。接下来,晶圆上的每个CPU核心都将被分开测试,如图3-5所示。通过测试的晶圆将被切分成若干单独的CPU核心。

图3-5 通过旋转测试CPU核心

6.封装

封装就是将加工后的CPU晶圆封入一个陶瓷的或塑料的封壳中,使它易于被装在一块电路板上。经过测试的CPU晶圆核心会被封装,并在CPU核心上安装一块集成散热反变形片,如图3-6所示。

图3-6 封装后的CPU

7.多次测试

测试是CPU制造的一个重要环节,也是一块CPU出厂前必须经过的考验。每块CPU都会进行完全测试,以检验其全部功能。某些CPU能够在较高的频率下运行,所以被标上了较高的频率;而有些CPU因为种种原因运行频率较低,所以被标上了较低的频率;还有一些CPU可能存在某些功能上的缺陷,如果问题出在缓存上,它的部分缓存将被屏蔽掉,进而作为低档次的CPU售出。

3.1.3 认识CPU的物理结构

经过多年的发展,CPU的物理结构发生了许多改变,现在的CPU的物理结构主要分为内核、基板、填充物、封装及接口5部分。

1.内核

CPU中间的长方形或者正方形部分就是CPU内核部分,内核是由单晶硅做成的芯片,所有的计算、接收/存储命令、处理数据都在这里进行。CPU核心的另一面,也就是被盖在陶瓷电路基板下面的那面要和外界的电路相连接。现在的CPU上有数以千万计的晶体管,若干个晶体管焊上一根导线与外界相连。如图3-7所示,箭头所指为CPU内核。

图3-7 CPU的内核

2.基板

CPU基板就是承载CPU内核用的电路板,它承载CPU核心的芯片和一些电阻、电容,并且基板上有CPU的插针(AMD的)和圆点(775针的)与核心电路相通。它负责内核芯片与外界的一切通信,并决定这一颗芯片的时钟频率。在基板的背面或者下沿,还有用于与主板连接的针脚或者卡式接口。如图3-8中箭头所指的地方即为基板部分。

图3-8 CPU的基板

3.填充物

CPU内核和CPU基板之间往往还有硅胶脂填充物,填充物的作用是缓解来自散热器的压力并固定内核和基板。由于它连接温度有较大差异的两个物体,所以必须保证十分稳定,它的质量的优劣有时直接影响整个CPU的质量。

4.封装

目前绝大多数CPU都采用翻转内核的形式进行封装,也就是说,平时我们所看到的CPU内核其实是这颗硅芯片的底部,它是翻转后封装在陶瓷电路基板上的。翻转内核的好处就是能够使CPU内核直接与散热装置接触。随着CPU总线带宽的增加、功能的增强,CPU的引脚数目也在不断地增多,同时对散热和各种电气特性的要求也在逐渐提高,这就演化出了LGA (Land Grid Array,栅格阵列封装)、Micro-FCBGA(Micro Flip Chip Ball Grid Array,微型倒装晶片球状栅格阵列)、SPGA(Staggered Pin-Grid Array,交错针栅阵列)及PPGA(Plastic Pin-Grid Array,塑料针栅阵列)等封装方式。

5.接口

CPU需要通过某个接口与主板连接才能进行工作。经过这么多年的发展,CPU的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。而目前CPU的接口都是针脚式接口,对应的主板上就有相应的插槽类型。对于不同的CPU接口类型,插孔数、体积、形状都有变化,所以不能互相接插,如图3-9所示。

图3-9 CPU的接口

3.1.4 CPU的工作原理

CPU是处理数据和执行程序的核心,其工作原理就像一个工厂对产品的加工过程:进入工厂的原料(程序指令),经过物资分配部门(控制单元)的调度分配,被送往生产线(逻辑运算单元)上,生产出成品(处理后的数据)后,再存储在仓库(存储单元)中,最后拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。这个过程从控制单元开始,中间是通过逻辑运算单元进行运算处理,进行到存储单元代表着工作的结束。

3.2 如何确定CPU性能

CPU性能的高低与其内部构造和运行过程是息息相关的。CPU的内部构造主要由输入设备、输出设备、运算器、控制器、存储器5部分组成。图3-10展示了CPU内部构造及运行框图。在实际的使用过程中,由于我们无法看到CPU的内部构造和运行过程,所以只能通过其他途径来确定CPU的性能。

图3-10 CPU内部构造及运行框图

那么具体如何确定CPU的性能呢?

目前,市场上的CPU核心数量一般为2~16核,核心数量的多少很大程度上注定着处理器的性能强弱。主频也是一个非常重要的参数,一般主频较高的CPU,其性能会好一点。缓存容量的大小也是影响CPU性能的主要因素之一,缓存容量越大,CPU的性能越好。还有CPU的热功耗(TDP)也是非常关键的因素,一般热功耗越低,CPU的性能越好。而CPU制造工艺决定了CPU的热功耗(即CPU工作时的发热量)目前最先进的制造工艺是22nm。

因此要确定CPU的性能,就要知道CPU的核心数、主频、缓存容量及制造工艺等重要参数。

通常,我们使用一些CPU检测软件来检测CPU的性能参数,如CPU-z检测软件。图3-11展示了CPU-z检测CPU参数的结果,包括CPU的内核数量、缓存大小、主频等信息。

图3-11 CPU-z软件检测CPU参数

3.3 确定CPU的主频

CPU的主频就是CPU内核工作的时钟频率,一般以吉赫兹(GHz)为单位。通常来讲,主频越高的CPU,性能越强,但是由于CPU的内部结构不同,所以不能单纯以主频来判断CPU的性能。

那么如何查看CPU的主频信息呢?有一个简单的方法,CPU在封装时都会在外壳上标注一些信息,比如说CPU的主频、型号、制造日期、制造国家等数字或者文字内容,所以直接看CPU封装外壳上面的文字就可以知道CPU主频。如图3-12所示,Core i7-8700处理器的主频为3.20GHz。

图3-12 Core i7-8700处理器外壳上的信息

另外,在电脑系统启动之后,可以通过电脑属性直接查看CPU的性能。这里我们以Windows 10系统为例。系统启动之后,在“计算机”图标上面单击鼠标右键,在弹出的菜单中单击“属性”,在弹出的窗口中可以看见CPU的主频等信息,如图3-13所示。可以看到,该CPU的型号为i7 4770,主频为3.4GHz。还有,从左侧“设备管理器”中也可以查看CPU的主频。

图3-13 通过电脑属性确定主频

3.4 了解提高CPU性能的缓存

缓存是决定CPU性能的主要参数之一,它是存在于内存与CPU之间的存储器,虽然容量比较小但速度比内存高得多,接近于CPU的速度,是用于减少CPU访问内存所需的平均时间的部件。结构上,一个直接匹配缓存由若干缓存段构成,每个缓存段存储具有连续内存地址的若干个存储单元。

高速缓存的工作原理是:当CPU要读取一个数据时,首先从高速缓存中查找,如果找到就立即读取并进行处理,这个过程只需2~4纳秒;如果没有找到,就用相对慢的速度从内存中读取并进行处理,同时把这个数据所在的数据块调入高速缓存中,这样可以使得以后对整块数据的读取都从高速缓存中进行,不必再到内存调用,这个过程需要花费最少120纳秒,如图3-14所示。

图3-14 缓存数据读

为了更好地了解缓存,我们可以将CPU理解为位于市中心的工厂,内存为位于远郊的仓库,而缓存则位于CPU与内存之间。CPU、缓存、内存的位置关系如图3-15所示。距离CPU工厂最近的仓库是一级缓存,其次为二级缓存、三级缓存。工厂所需的物资,可以直接存储在缓存仓库中,而不必到很远的郊区内存处提取。

图3-15 CPU、缓存、内存位置关系

这样的读取机制使得CPU读取高速缓存的命中率非常高,通常CPU下一次要读取的数据90%都在高速缓存中,只有大约10%需要从内存读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间,也使CPU读取数据时基本无须等待。

正因为高速缓存的命中率非常高,所以缓存对CPU性能的影响很大,CPU中的缓存越多,整体性能越好。

3.4.1 用软件检测CPU缓存相关信息

目前CPU中一般包含三级缓存,分别是L1(一级缓存)、L2(二级缓存)和L3(三级缓存)。CPU的缓存信息都能够通过软件进行检测,如图3-16所示为Intel Core i5 7400处理器的缓存信息,一级缓存为256KB,二级缓存为1024KB,三级缓存为6MB。

图3-16 缓存信息检测

3.4.2 CPU的三级缓存

1. L1(一级缓存)

L1(一级缓存)是CPU第1层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大,目前主流的双核CPU的一级缓存通常为128KB。

2. L2((二级缓存)

L2(二级缓存)是CPU的第2层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部芯片的二级缓存运行速度与CPU的主频相同,而外部的二级缓存速度则只有主频的一半。目前主流的双核CPU的二级缓存通常为1MB,服务器的二级缓存有的高达8MB~19MB,如图3-17所示。

图3-17 二级缓存

3. L3(三级缓存)

L3(三级缓存)分为两种,早期的三级缓存是外置的(即在CPU的外面),而目前的三级缓存都采用内置的(即和CPU封装在一起)。三级缓存和一级缓存、二级缓存相比,距离CPU核心较远,速度较慢,但其容量要比前两级缓存大很多。目前主流的双核CPU的三级缓存通常为2MB~12MB,甚至更多。CPU缓存位置关系图如图3-18所示。

图3-18 CPU缓存位置关系图

注意

CPU缓存并不是越大越好。因为缓存采用的是速度快、价格昂贵的静态RAM (SRAM),由于每个SRAM内存单元都由4~6个晶体管构成,增加缓存会带来CPU集成晶体管个数大增,发热量也随之增大,给设计制造带来很大的难度。所以,就算缓存容量做得很大,但若设计不合理也会造成缓存的延时,CPU的性能也未必能得到提高。

3.5 从外观区分CPU

众多的CPU芯片有很多的相同之处,但是也有很多的不同之处。我们可以通过软件对CPU进行参数的检测,以此来区分不同的CPU。

另外,我们还可以通过CPU的外观来区分CPU,因为不同的CPU接口类型不同,而且插孔数、体积、整体形状都有变化,所以部分不同CPU不能互相接插。还可以通过CPU芯片中间电容的排布形式的不同来进行区分它们。

CPU的接口就是CPU与主板连接的通道,其类型有多种形式,有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。目前主流CPU的接口分为两类:触点式和针脚式。其中,Intel公司的CPU采用触点式接口。如图3-19所示分别为LGA1150、LGA1151、LGA2011、LGA2066 CPU接口类型;而AMD公司的CPU主要采用针脚式,如SocketAM4、SocketAM3、SocketAM3+等,这些接口都与主板上的CPU插座类型相对应。图3-20显示了AMD公司CPU接口。

图3-19 Intel公司主流CPU接口

图3-20 AMD公司主流CPU接口AM3(左)和AM3+(右)

3.6 通过纳米技术制造成的CPU

CPU的性能随着人们的需求在不断地提高,决定其性能高低的主要因素之一就是CPU的制造工艺。所谓制造工艺就是指晶体管门电路的尺寸,或者说CPU内部晶圆之间的距离大小。图3-21展示了14nm晶圆局部图。市场上CPU的制造工艺是以纳米(nm)为单位进行计量的,目前主流CPU采用14nm制造工艺。

图3-21 14nm处理器局部晶圆排列

CPU的发热量局限着CPU的性能,提高CPU的制造工艺技术水平,是解决这一问题的关键因素之一。虽然每个CPU都要配备散热系统,但是再强的散热系统能够处理的发热量也是有限的,而CPU的制造工艺的减小要比提高散热系统所带来的实际效果明显得多。

可以说,制造工艺的大小标志着CPU生产技术的先进程度,它是CPU核心制造的关键技术参数。如果CPU的制造工艺提高了,CPU内部会集成更多的晶体管,从而使CPU实现更多的功能,具有更高的性能,同时CPU的核心面积会进一步减小,成本也会降低,性能会更好。图3-22展示了10nm局部晶圆。

图3-22 10nm处理器局部晶圆排列

3.7 性能最好的三十二核和十六核CPU

CPU的内核是计算、接收/存储命令、处理数据的最终地点,是由单晶硅做成的芯片,它一般位于CPU的中间位置。如图3-23所示,中间隆起的黑色部分就是它的内核。CPU内核是关键CPU性能的因素之一,目前,两大CPU生产厂商已经分别开发出了十六核CPU。

图3-23 CPU内核

Core i9 9960X是一款桌面十六核CPU,基于Intel最新的SkyLake架构,采用领先业界的14nm制作工艺,拥有3.0G主频、22MB三级缓存,集成四通道内存控制器,支持超线程技术、睿频加速技术、智能缓存技术等,如图3-24。

图3-24 Core i9十六核CPU

AMD公司生产的Ryzen Threadripper CPU拥有32个核心,基于Zen架构开发,采用了12nm制造工艺,4.2GHz的主频,64MB三级缓存。采用Socket TR4接口类型,支持4通道DDR4 的内存。其强大的性能能够满足不同用户的各种需求,如图3-25。

图3-25 Ryzen Threadripper CPU

3.8 目前使用的多核CPU

目前,CPU的制造厂商有两个:Intel公司和AMD公司。其中,Intel公司的CPU所占的市场份额比较多,产品种类也比较多,用户比较广泛。

3.8.1 Intel公司主流CPU

目前Intel公司在桌面领域的主流CPU产品主要是多核处理器,包括十六核处理器、八核处理器、六核处理器、四核处理器和双核处理器,具体包括第七代、第八代、第九代Core i系列,奔腾双核系列和赛扬系列等。

注意

所谓多核心处理器,简单地说就是在一块CPU基板上集成多个处理器核心,并通过并行总线将各处理器核心连接起来。多核心处理器对电脑的性能有较大提升,这也是CPU厂商推出多核心处理器的最重要的原因。

1. Intel十六核处理器

Intel公司的十六核产品主要有:i9-9960X、i9-7960X等。其中i9-9960X为第九代产品,主频为3.0GHz,动态加速频率为4.4GHz。i9-7960X主频为2.8GHz,睿频为4.2GHz。它们采用英特尔超线程(HT)技术,支持32条处理线程,二级缓存和三级缓存为16MB和22MB,支持4通道DDR4 2666MHz内存,最大支持128GB内存;采用14nm制造工艺,采用Sky Lake核心,CPU插座为LGA2066,工作功率为165W。在指令集方面,支持SSE4.1/4.2、AVX2、AVX-512、64bit等指令集。

2. Intel八核处理器

Intel公司的八核产品主要有:i9-9900K、i9-9900T、i7-9800X、i7-9700K、i7-9700等。其中i9-9900K为第九代产品,主频为3.6GHz,睿频为5GHz,采用英特尔超线程(HT)技术,支持16条处理线程,三级缓存为16MB,支持4通道DDR4 2666MHz内存,最大支持64GB内存。采用14nm制造工艺,采用Ice Lake架构,CPU插座为LGA1151,工作功率为65W。集成Intel HD630显示核心,显卡频率为350MHz。

i7-9700K为第九代产品,主频为3.6GHz,睿频为4.9GHz,采用英特尔超线程(HT)技术,支持8条处理线程,三级缓存为12MB,支持4通道DDR4 2666MHz内存,最大支持128GB内存。采用14nm制造工艺,采用Coffee Lake核心,CPU插座为LGA1151,工作功率为95W。集成Intel HD630显示核心,显卡频率为350MHz,如图3-26所示。

图3-26 i7-9700K处理器

3. Intel六核处理器

Intel公司的六核主流产品有:i7-8700K/8700T/8700/7800X, i5-9600K/9500F/9400F/850 0T/8500/8400等。

(1)Core i7-8700K六核处理器

i7-8700K六核处理器为第八代产品,主频为3.20GHz,睿频4.7GHz,采用英特尔超线程(HT)技术,支持12条处理线程,二级缓存和三级缓存分别为6×256KB和12MB,支持双通道DDR4 2666MHz内存,最大支持64GB内存。采用14nm制造工艺,采用Coffee Lake核心,CPU插座为LGA1151,工作功率为95W。在指令集方面,除了支持最新的SSE4.2指令集外,其还对VT-d及AES、AVX2指令集等提供完美的支持。集成Intel HD630显示核心,显卡频率为350MHz,如图3-27所示。

图3-27 Core i7-8700K处理器

(2)Core i5-9600K六核处理器

Core i5-9600K六核处理器为第九代产品,它采用LGA1151插座,14nm制造工艺,主频为3.7GHz,睿频为4.6GHz,支持6条处理线程,二级缓存为6×256KB,三级缓存为9MB,支持双通道DDR4 2666MHz内存,支持TDP技术,支持Turbo Mode集成内存控制器IMC,集成Intel HD630显示核心,显卡频率为350MHz。工作功率为95W。

4. Intel四核处理器

Intel公司的四核主流产品有:Core i7-7700/7700K、Core i5-7500/7400, i3-9350K/9320/8350K/8100。

(1)Core i7-7700四核处理器

i7-7700为第七代产品,主频为3.6GHz,睿频为4.2GHz,采用英特尔超线程(HT)技术,支持8条处理线程,二级缓存为1MB,三级缓存为8MB,支持双通道DDR4 2400内存,最大支持64GB内存。采用14nm制造工艺,CPU插座为LGA1151插座,工作功率为65W 。集成Intel HD630显示核心,显卡频率为350MHz,如图3-28所示。

图3-28 Core i7-7700处理器

(2)Core i5-7500四核处理器

i5-7500四核处理器为第七代产品,主频为3.4GHz,睿频为3.8GHz,不支持英特尔超线程(HT)技术,支持4条处理线程,二级缓存为1MB,三级缓存为6MB,支持双通道DDR4 2133MHz/2400MHz内存。采用14nm制造工艺,CPU插座为LGA1151插座,工作功率为65W。集成Intel HD630显示核心,显卡频率为350MHz,如图3-29所示。

图3-29 Core i5-7500处理器

(3)Core i3-8350K四核处理器

I3-8350K四核处理器为第八代产品,采用Coffee Lake核心,主频为4GHz,不支持英特尔超线程(HT)技术,支持4条处理线程,二级缓存为1MB,三级缓存为8MB,支持双通道DDR4 2400MHz内存,最大支持64GB内存。采用14nm制造工艺,CPU插座为LGA1151插座,工作功率为91W。集成Intel HD630显示核心,显卡频率为350MHz。

5. Intel双核处理器

Intel公司的双核主流产品有: Core i3-7350K/7100T/7100/6100、奔腾G-5620/5500/4560/4500和赛扬G-4950/4930/3930双核处理器等。

(1)Core i3-7100双核处理器

Core i3-7100为第七代产品,采用Coffee Lake核心、LGA1151插座,14nm制造工艺,主频为3.9GHz,支持英特尔超线程(HT)技术,不支持睿频技术,支持4条处理线程,三级缓存为3MB,支持双通道DDR4 2133 /2400MHz内存,支持TDP技术,支持Turbo Mode集成内存控制器IMC,工作功率为51W,集成Intel HD Graphics 630显示核心,如图3-30所示。

图3-30 双核i3-7100处理器

(2)奔腾G5500双核处理器

奔腾G5500是第五代产品,采用Coffee Lake核心、LGA1151插座,14nm制造工艺,主频为3.8GHz,支持超线程(HT)技术,不支持睿频技术,支持4条处理线程,三级缓存为4MB,支持双通道DDR4 2400内存,支持TDP技术,支持Turbo Mode集成内存控制器IMC,工作功率为54W,集成Intel HD630显示核心,如图3-31所示。

图3-31 奔腾G5500双核处理器

(3)赛扬双核处理器

赛扬Celeron G4930采用Coffee Lake核心、LGA1151接口,功率为54W,制造工艺为14nm,三级缓存为2MB,支持DDR4 2400内存,集成Intel HD 610显示核心,支持Enhanced Memory 64、SpeedStep动态节能技术、Intel VT技术等。

3.8.2 AMD公司主流CPU

AMD公司的主流产品包括:Ryzen Threadripper系列,Ryzen 7系列,Ryzen 57系列,Ryzen 3系列,APU系列等多核处理器,它们包括三十二核、二十四核、十二核、八核、六核、四核、双核。

1.三十二核和十六核处理器

AMD公司的三十二核处理器主要包括Ryzen Threadripper系列的2990WX。十六核处理器主要包括Ryzen Threadripper系列的2950X和1950X。

(1)AMD Ryzen Threadripper 2990WX三十二核处理器

AMD Ryzen Threadripper 2990WX处理器主频为3.8GHz,睿频4.2GHz,制造工艺为12nm,支持64条处理线程,二级缓存为16MB,三级缓存为64MB,支持4通道的DDR4 2933MHz内存,采用Socket TR4接口,功率为250W,如图3-32所示。

图3-32 三十二核处理器

(2)AMD Ryzen Threadripper 2950X十六核处理器

AMD Ryzen Threadripper 2950X处理器主频为3.5GHz,睿频4.2GHz,支持32条处理线程,制造工艺为12nm,二级缓存为8MB,三级缓存为32MB,支持4通道的DDR4 2933MHz内存,采用Socket TR4接口,功率为180W,如图3-33所示。

图3-33 十六核处理器

2.八核处理器

AMD公司的八核处理器主要包括Ryzen 7系列的2700X/2700/1800X/1700X/1800和Ryzen Threadripper 1900X等。

(1)AMD Ryzen 7 2700X八核处理器

AMD Ryzen 7 2700X八核处理器,主频为3.7GHz,睿频4.7GHz,支持16条处理线程,制造工艺为12nm,二级缓存为4MB,三级缓存为16MB,支持4通道的DDR4 2933MHz内存,采用Socket TR4接口,功率为105W,如图3-34所示。

图3-34 AMD八核处理器

(2)AMD Ryzen Threadripper 1900X八核处理器

AMD Ryzen Threadripper 1900X八核处理器,主频为3.8GHz,睿频4GHz,支持16条处理线程,制造工艺为12nm,二级缓存为4MB,三级缓存为16MB,支持4通道的DDR4 2933MHz内存,采用Socket TR4接口,功率为180W,如图3-35所示。

图3-35 AMD Ryzen Threadripper 1900X八核处理器

3.六核处理器

AMD公司的六核处理器主要包括:Ryzen 5系列的2600X/1600X/2600/1600等。其中Ryzen Threadripper 2600X六核处理器,主频为3.6GHz,睿频4.2GHz,支持12条处理线程,制造工艺为12nm,二级缓存为4MB,三级缓存为16MB,支持双通道的DDR4 3000MHz内存,采用Socket TR4接口,功率为95W,如图3-36所示。

图3-36 Ryzen Threadripper 2600X六核处理器

4.四核处理器

AMD公司的主流四核处理器包括:Ryzen 7系列的2800H/2700U, Ryzen 5系列的2500X/2600H/2500U/2400G/1500X/1400, Ryzen 3系列的2300X/2300U/2200G/1300X/1200, APU系列的A12-9800/A10-9700/A8-9600/A10-7870K/A8-7670K/A8-7680/A8-7500等。

(1)AMD Ryzen 5-2500X四核处理器

AMD Ryzen 5-2500X四核处理器主频为3.6GHz,睿频4.9GHz,支持8条处理线程,制造工艺为12nm,二级缓存为2MB,三级缓存为8MB,支持双通道的DDR4 2933MHz内存,采用Socket AM4接口,功率为65W,如图3-37所示。

图3-37 AMD Ryzen 5-2500X四核处理器

(2)AMD Ryzen 3-2200G四核处理器

AMD Ryzen 3-2200G四核处理器主频为3.5GHz,睿频3.7GHz,支持4条处理线程,制造工艺为14nm,二级缓存为2MB,三级缓存为4MB,支持双通道的DDR4 2933MHz内存,采用Socket AM4接口,功率为65W,如图3-38所示。

图3-38 AMD Ryzen 3-2200G四核处理器

(3)AMD APU A10-2200G四核处理器

AMD APU A10-2200G四核处理器主频为3.5GHz,不支持睿频技术,制造工艺为14nm,二级缓存为2MB,三级缓存为4MB,支持双通道的DDR4 2933MHz内存,采用Socket AM4接口,功率为65W。集成AMD Radeon R7显示核心,显卡频率为1029MHz。

5.双核处理器

双核处理器主要包括:APU A6系列A6-9500/9400/7470K/6400K/7480, AMD Athlon 200GE等产品。

(1)APU A6-9500双核处理器

AMD的APU A6-9500双核处理器主频为3.5GHz,不支持睿频技术,制造工艺为14nm,二级缓存为1MB,三级缓存为2MB,支持双通道的DDR4 2400MHz内存,采用Socket AM4接口,功率为65W。集成AMD Radeon R5显示核心,显卡频率为1029MHz。

(2)APU A6-7400K双核处理器

AMD公司的APU A6-7400K双核处理器主频为3.5GHz,二级缓存为1MB,采用Socket FM2+接口,采用28nm制造工艺,设计功耗为65W。内部集成AMD Radeon R5系列显示核心,显卡频率为900MHz支持DDR3 2133NHz内存,如图3-39所示。

图3-39 APU A6双核处理器

3.9 CPU选购要素详解

3.9.1 按需选购

选购哪种品牌的CPU是很多人最头疼的问题之一。就目前的产品线布局来看,无论是Intel还是AMD,都针对不同需求的用户推出了多款从入门到旗舰的产品。Inel除了有我们熟悉的酷睿i3/i5/i7系列产品外,还为入门级平台推出了奔腾及赛扬系列,以及为高端用户推出了酷睿至尊系列处理器。图3-40展示了两大CPU生产商LOGO。

图3-40 两大CPU厂商LOGO

而AMD近两年的产品线也在大幅增加,除了带有独显核心的APU系列产品之外,近几年AMD还首次推出了面向主流人群的Ryzen 3/5/7及面向高端用户的Ryzen Threadripper系列产品。也就是说,用户在选购CPU的过程中,无论选择哪家厂商的产品,都有能够满足需求的对应型号,不必太过于纠结。

3.9.2 核心数量是不是越多越好

很多用户普遍有一个想法,认为CPU的核心数量越多,其性能就越强。但其实并不能一概而论。对于一款处理器来说,重要的参数除了核心数量之外,还包括是否支持超线程技术、默认主频、最大睿频、是否支持超频等参数。比如,同一厂商的一款原生六核6条线程的处理器,即使是在相同的主频下,性能并不一定强过同系列四核8条线程的产品。因此,在选购处理器的过程中,只通过核心数量来判断一款CPU的好坏是不科学的。需要注意的是,由于产品的架构不同,Intel和AMD对于处理器的主频标准是不一样的,不能直接进行横向比较。

3.9.3 选择散装还是盒装产品

散装和盒装CPU并没有本质的区别,在质量上是一样的。从理论上说,盒装和散装产品在性能、稳定性及可超频能力方面不存在任何差距,主要差别在保修时间的长短及是否带散热风扇。一般而言,盒装CPU的保修期要长一些(通常为3年),而且附带一台质量较好的散热风扇;而散装CPU的保修期一般是一年,不带散热风扇。图3-41展示了盒装的CPU。

图3-41 盒装酷睿i9 CPU

3.9.4 如何选用于玩游戏的CPU

目前大多数电脑游戏并没有针对八线程以上的CPU进行较好的优化,因此很多十六线程的CPU在游戏表现上并不一定比八线程的CPU出色。在预算相同的情况下,与其追求更多线程的CPU,不如将预算用在提升显卡性能上。而对于一些较为依赖CPU运算能力的用户,就需要更加看重CPU的核心和线程数量了,更多的CPU线程在工作中可能让你事半功倍。