選購電腦時

CPU一直是最被看重的參數之一

但有多少小伙伴只知道和店員說著CPU

卻從來不知道它的真正含義呢

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我們每天使用手機軟件，以及在電腦上寫方案、敲代碼、制作PPT等所有計算機軟件的計算，都需要CPU的計算。

此外，航天飛船的制造需要CPU進行前期建模工作；發射時間、軌道、天氣預測、燃料都需要CPU的模擬計算；發射后的實時追蹤、內部調度及處理應急問題也都需要CPU精準的計算。

可以說，21世紀，CPU在生活、工作及科學等方方面面都發揮了重要作用。

今天我們來研究一下：

什么是CPU？

CPU的原理是什么？

CPU和GPU有何聯系？

CPU

中央處理器，簡稱CPU，是現在電子計算機的核心元件，也是信息時代最主要的器件之一。

CPU的功能主要是處理計算機軟件的數據，將人類的命令轉化為機器語言，并對其他計算機中的設備，如內存、顯卡、主板等“提出命令”。在整臺計算系統中，它扮演“老板”的角色。

更形象地說，CPU就是人類的大腦，一切信息都需要它的參與或思考。

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CPU由三部分組成：運算器、控制器與寄存器。

運算器主要是負責執行任務，可以理解為“打工人”，它的任務是負責直接計算相關數據；

控制器類似于“領導”，任務就是針對不同的需要，給“員工”下達不同的命令；

寄存器則可以理解為控制器和運算器之間聯絡的小組，也可以理解成“秘書”，它的主要工作是協調控制器和運算器。

CPU原理圖，圖源中國科普博覽王智豪

寄存器這個“部門”的事情非常繁瑣，控制器會讓它給運算器下達命令，運算器運算的數據太多，也會讓寄存器暫時先寄存一部分。所以，當數據過多時候，寄存器忙不過來就只能暫時招收一些“臨時工”——高速緩存。

在寄存器完成不了工作時候，就調用高速緩存來存儲數據。當然臨時工也會有等級：一級緩存、二級緩存和三級緩存。如果三緩也耗盡，那就交給CPU外的內存來緩存。

但是，如果內存也不夠了怎么辦呢？這時候，你的電腦就開始卡頓了。

CPU運行

在一個龐大的部門中，必須要制定相關的行為規范，才讓控制器能按照規則來下達命令。這一行為規范就是指令集。

不同設備的指令集可能會不一樣。例如，我們的計算機用的就是復雜指令集x86，而手機處理器的指令集就是精簡指令集ARM。這兩種指令集最大的區別，就在于設計者考慮問題的方式。

舉個簡單的例子，比如命令一個人吃飯，我們應該怎么發布指令呢？

? 直接對他下達“吃飯”的命令。

? 命令他“先拿勺子，再舀起一勺飯，然后張嘴，之后送到嘴里，最后咽下去”。

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從這里可以看到，對于“命令人吃飯”這件事，可以復雜也可以簡單。而如何訓練那個人，則出現不同的理解。

有人認為，如果我首先給接受命令的人以足夠的訓練，讓他掌握各種復雜技能（即在硬件中實現對應的復雜功能），那么以后就可以用非常簡單的命令讓他去做很復雜的事情——比如只要說一句“吃飯”，他就會吃飯，這就是“復雜指令集”的思路。

但是也有人認為這樣會讓事情變的太復雜，畢竟接受命令的人要做的事情很復雜，如果你這時候想讓他吃菜，那還得再訓練吃菜的技能。既然如此，我們為什么不把事情分為許多非?；镜牟襟E呢？

這樣的話，雖然下達命令的人稍微累一點，但只需要接受命令的人懂得很少的基本技能，就可以完成同樣的工作——比如現在我要他吃菜，只需要把剛剛吃飯命令里的“舀起一勺飯”改成“舀起一勺菜”，問題就解決了，這就“精簡指令集”的邏輯。

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從利用這兩種指令集的設備，我們就可以看出指令集的區別了。

? 性能：ARM強在效率，在一些任務相對固定的應用場合，其優勢就能發揮得淋漓盡致。而x86則在專業軟件或者綜合性工作方面，依然是“大哥”。

? 擴展能力：手機方面，可能直到淘汰產品，我們都不會自行加裝例如內存、存儲等擴展設備，奉行的原則是夠用就好。而計算機可以通過橋接方式擴展許多設備。

? 功耗：X86的計算機性能強，但是功耗一直居高不下，ARM方的手機則大概只有幾瓦的功耗，因此它更適于便攜化與移動化。

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CPU和GPU

隨著新興技術的興起以及突如其來的疫情，共同推動了GPU市場的迅猛發展。GPU是英文Graphics Processing Unit的縮寫，是一種專門為PC或者嵌入式設備進行圖像運算工作的微處理器。北京郵電大學計算機學院副教授楊旭東表示：

CPU和GPU有很多相同之處，比如兩者都是為了完成計算任務而設計的處理器，都遵循馮 · 諾依曼計算機體系結構。但它們的差別也很明顯，CPU的結構屬于單指令單數據處理結構，邏輯計算能力強；GPU則是單指令多數據處理結構，數據處理能力強。

也就是說，CPU擅長統領全局的復雜邏輯計算，而GPU擅長數據并行計算，因此特別適合處理量大且統一的數據。

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對于復雜的2D渲染處理或3D圖像處理，CPU就要花費很多的資源去處理，這不僅會降低其他方面的工作效率，也會影響使用體驗。于是CPU就將一些高幀率的游戲畫面和高質量的特效交給GPU去處理。

但另一方面，GPU無法單獨工作，必須由CPU進行控制調用才能工作。CPU發出指令以后，GPU領取到屬于自己的任務才開始工作。

GPU最早是在個人電腦上使用，為了解決多媒體數據處理，后來在移動智能終端上應用，如今人們又把GPU放在服務器端，俗稱服務器GPU。隨著通信技術/網絡技術的發展，數據處理越來越多放在服務器計算。楊旭東表示，如今服務器GPU既可以進行專業可視化、計算加速、深度學習等應用，也支持云計算、人工智能等一系列技術的發展，有望成為GPU行業未來應用的重點。

來源:陜西科普

響電腦卡的原因有很多，解決辦法無非就是圍繞軟件與硬件來展開，關鍵是開始要我們找出電腦越來越卡的原因，然后對癥解決一般都可以解決電腦卡的問題了。今天維度IT管家（公眾號：維度IT管家）就為大家總結下電腦卡頓的幾個原因。

電腦越來越卡的原因這里總結為以下主要幾點：

電腦病毒

　有一種攻擊可以使網絡癱瘓，那就是成千上萬次的重復訪問。病毒就是這樣，大量的在電腦中運行病毒程序，有一個問題可以使電腦停滯，相當于大量的程序在內存里排隊堵塞了“交通”，就像前面一場車禍沒來的及處理，后面的車一下子排起了長龍，短時間內都難以疏通一樣。

電腦中存在大量垃圾文件

　　有網友認為電腦系統卡是自己遭到木馬病毒破壞，但是掃描系統后電腦卡的問題依然沒有解決。其實電腦卡的原因不止是木馬病毒導致，還需要對電腦c盤清理以及整個系統優化，這就是所謂的電腦系統垃圾，經常保持定期清理系統垃圾，可以有效提高系統穩定性。

不少朋友比較懶，電腦使用了一兩年都不清理垃圾和一些瀏覽器緩存文件，導致電腦系統盤垃圾文件越來越多，系統訪問系統的時間加長，運行速度自然越來越慢。

電腦內存或CPU使用率過高

電腦開機剛開始感覺還不錯，用了幾個小時感覺電腦越來越卡，這種情況除了病毒外，一般都是電腦內存或CPU占用率太高。出現這種情況的原因是可能電腦中打開了過多的應用程序，可以關閉一些暫時不用的程序來釋放內存或處理器空間。

電腦硬件故障

電腦越來越卡如果軟件沒問題，重新裝系統后問題依舊，很可能是硬盤有壞道，或者硬盤快要損壞。

電腦配置過低

如果確保不是以上原因導致電腦卡，那么很可能是電腦配置過低。出現電腦硬件故障一般是硬盤的故障，筆者電腦以前就出現這種情況，電腦越來越卡，有的時候把網線斷了，重新裝系統，問題依舊，在本地播放音樂的時候，經常會出現偶爾斷斷續續，后面經過檢測發現電腦硬盤中存在不少壞道。更換后問題解決，電腦速度明顯提升不少。