一、CPU简介
- CPU（Central Processing Unit，中央处理器）是计算机的核心部件，负责执行程序指令、进行算术和逻辑运算，被称为计算机的“大脑”。
- 计算机的性能在很大程度上由CPU的性能所决定，而CPU的性能主要体现在其运行程序的速度上。影响运行速度的性能指标包括CPU的工作频率、缓存容量、指令系统和逻辑结构等参数。以博主的台式机为例，用CPU-Z查看CPU性能参数，如下图所示。
二、CPU的工作频率
- 主频：主频也叫时钟频率，单位是MHz或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。
- 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，具体是指CPU与主板之间同步运行的速度。
- 倍频系数：倍频系数是CPU主频和外频之间的比例关系，一般为：主频 = 外频 × 倍频。Intel公司所有CPU（少数测试产品除外）的倍频通常已被锁定（锁频），用户无法同调整倍频的方法来调整CPU的主频。AMD和其他公司的CPU未锁频。
- 超频：超频的英文名称是“Over Clock”。一般来说，每个CPU都有其额定的主频、外频和倍频，通过改变其外频与倍频以提高CPU主频的方法就叫超频。超频会影响系统稳定性，缩短硬件使用寿命，甚至烧毁硬件设备，所以，没有特殊原因最好不要超频。
三、CPU的核心
- 虽然提高频率能有效提高CPU性能，但受限于制作工艺等物理因素，早在2004年，提高频率便遇到了瓶颈，于是Intel和AMD公司只能另辟蹊径来提升CPU性能，双核、多核CPU便应运而生。目前主流CPU有双核、三核、四核和六核。其实增加核心数目就是为了增加线程数，因为操作系统是通过线程来执行任务的，一般情况下它们是1：1的对应关系，也就是说四核CPU一般拥有4个线程。
- 这个核心可以理解为我们人类的胳膊，双核就是2条胳膊，四核就是4条胳膊，六核就是6条胳膊。我们工作的时候，除了增加肌肉力量外，特别渴望能有三头六臂，提高工作效率。胳膊增加了，还想多出几只手，由于是出现了超线程技术。Intel引入超线程技术后，核心数与线程数形成了1：2的关系，如四核Core i7支持八线程（或叫作8个逻辑核心），大幅提升了其多任务、多线程性能。
四、CPU的超线程技术
- 超线程技术（Hpyer-Threading，HT），最早出现在2002年的Pentium 4上，它是利用特殊的硬件指令，把单个物理核心模拟成2个核心（逻辑核心），让每个核心都能使用线程级并行计算，进而兼容多线程操作系统和软件，它减少了CPU的闲置时间，提高了CPU的运行效率。Core i7/i5/i3再次引入超线程技术，使四核的Core i7可同时处理8个线程操作，而双核的Core i5 600、Core i3也可同时处理四线程操作，大幅增强多线程性能。
- 光有胳膊（核心）和肌肉（频率）是干不了活的，还必须要有手（线程）才行。一般来说，单核配单线程、双核配双线程或者双核四线程、四核八线程等，就相当于一条胳膊长一条手。后来技术越来越厉害，造出了一条胳膊长两只手的情况，这样工作效率就大幅提高。
五、CPU的架构
- 现在胳膊有了，肌肉有了，手也有了，就差一个工具就可以干活了，这个工具就是CPU的架构。架构对性能的影响巨大，简单来说架构就是CPU核心的设计方案。
- 目前CPU大致可以分为X86、ARM、IA64、RISC等多种架构，而个人电脑的CPU架构大都是基于X86架构设计的，成为X86下的微架构。更新CPU架构能有效地提高CPU的执行效率，但也需要投入巨大的研发成本，因此CPU厂商一般每2~3年才更新一次架构。一般来说，每一代CPU的架构都是一样的，比如i3-8100、i5-8500、i7-8700都是8代的CPU，使用的架构也是一样的。
六、CPU的缓存
- CPU缓存（Cache Memory）是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小得多，但是交换速度却比内存要快得多。缓存的出现主要是为了解决CPU与运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾，因为CPU运算速度要比内存读写速度快很多，这样会使CPU花费很长时间等待数据或把数据写入内存。缓存中的数据是内存中的一小部分，但这一小部分是短时间内CPU即将访问的，当CPU调用大量数据时，就可避开内存直接从缓存中调用，从而加快读取速度。
- L1 Cache（一级缓存）是CPU的第一层告诉缓存，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，不过高速缓存均有静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大，一般为几十KB到几百KB。
- 现在主流的CPU一般带有三级缓存，以Intel酷睿i5 2500K CPU为例，它的一级缓存为4 × 64KB，二级缓存为4 × 256KB，三级缓存达到6MB。