「該選擇哪款處理器?」、「CPU選擇太多,不知從何下手?」這些問題在許多人購買電腦時都會遇到,這並不令人驚訝。因為每個人的電腦使用習慣、使用的軟體和預算都不盡相同,所以要找到最適合自己的處理器,我們首先需要了解自己的使用需求。

選擇正確的處理器能帶來極致的遊戲體驗,更流暢的繪圖效能,或是更高效的創作流程。在本篇文章中,我們將簡單說明CPU處理器的定義,並告訴你需要注意的細節,這些都能幫助使用者找到最適合他們的處理器。

CPU 是什麼?

CPU,英文全名為Central Processing Unit,中文稱作「中央處理器」,是電腦最重要的硬體元件之一,你可以將它想像成電腦的「大腦」,主要工作是執行和處理所有的電腦指令和運算。

處理器的效能主要取決於其時脈速度(每秒可以處理的指令數),核心數量(可同時處理的任務數量),以及處理器架構(指令集和微架構的設計)。CPU的應用範疇極廣,從桌上型電腦和筆記型電腦,到智慧型手機和平板電腦,再到伺服器、條碼掃描器,甚至我們日常生活中的車輛和家用電器,都有它的身影。所以說,CPU不僅是電腦的核心,更是現代科技生活中不可或缺的硬體元件。

CPU的處理流程:取指令、解碼、執行、儲存

CPU的處理流程可以簡化為四個基本步驟,這四個步驟組成了稱為”指令週期”的過程。

1.取得指令(Fetch)

當我們從鍵盤或滑鼠等輸入裝置輸入資訊時,這些資訊首先會被儲存在電腦的記憶體中。接著,操作系統會根據這些資訊產生對應的指令,並將這些指令也儲存在記憶體中。最後,CPU將會從記憶體中取得這些指令並開始執行。

2.解碼(Decode)

當CPU在「取得指令(Fetch)」的步驟中從記憶體取得一個指令後,下一步就是解碼這個指令。

在取得指令之後,CPU會將這個指令解碼成一種只有機器能理解的語言,這就是所謂的機器語言。在解碼完成後,CPU就可以進入「執行(Execute)」的階段,根據解碼後的指令來實際進行對應的運算或操作。

3.執行(Execute)

在「執行(Execute)」階段,CPU會根據在「解碼(Decode)」階段所獲得的指令進行操作。這個操作可能包含了數學運算(如加法、減法、乘法和除法)、邏輯操作(如比較兩個數字的大小)、讀取或寫入記憶體的值等等。

在完成「執行(Execute)」階段之後,CPU會進入「儲存(Store)」的階段,將結果寫入記憶體或其他儲存區域。

4.儲存(Store)

CPU 會將「執行(Execute)」階段產生的結果寫入記憶體或者處理器的暫存器中。如果結果需要被用於後續的計算,會被存放在暫存器中以便快速取用。如果這個結果需要被長時間儲存或者等待被其他裝置取用,那麼它就會被寫入到記憶體中。

在「儲存(Store)」階段完成後,CPU會開始新一輪的指令周期,再次從記憶體中取出指令,進行解碼、執行、儲存的過程。這個循環不斷進行,直到電腦被關閉。這是

CPU選擇時的5大性能指標

核心數(Core Count)、時鐘速度(Clock Speed)、多執行緒(Multithreading)、快取記憶體(Cache Memory)、內建圖形處理器(Integrated Graphics)是5個選擇處理器的重要指標。

核心數(Core Count)

核心數越多,處理器可以同時處理的任務數量就越多,這對於多任務操作和需要大量運算的應用程式(例如影片編輯、3D渲染)非常有幫助。

時脈速度(Clock Speed)

時脈速度是衡量處理器「速度」的指標,以赫茲(Hz)為單位。處理器的時脈速度越高,代表每秒可以執行的指令數量就越多,因此運算效能也就越強。

多執行緒(Multithreading)

多執行緒可以讓每個核心同時處理兩個工作線程,這樣可以讓處理器在處理多任務或多線程的軟體時表現得更好。

快取記憶體(Cache Memory)

快取記憶體是處理器內部的高速記憶體,它可以暫存最近使用的數據和指令,以便快速存取。快取記憶體的大小會直接影響到處理器的效能,但由於其製作成本高,因此一般的消費級處理器只會內建有限的快取記憶體。

內建圖形處理器(Integrated Graphics)

內建圖形處理器又稱為內顯,主要用於處理和生成電腦的視覺輸出,包括電腦操作系統的介面、網頁內容、視頻播放、以及遊戲的圖像等。

2023年 CPU 的主流品牌有哪些?

Intel 和 AMD 是全球兩大處理器的品牌製造商,大部分的桌上型電腦與筆記型電腦都是採用 Intel 或是 AMD 的處理器。

Intel 英特爾

Intel 英特爾是一家主要以研發與製造 CPU 的美國公司,成立於1968年,提供多種處理器,包括 Core i3、i5、i7 和 i9等系列。不同系列的處理器針對不同的用戶需求,例如 Core i3 和 i5 通常適合於一般的日常使用,而 i7 和 i9 則專為需要高效能的用戶(如遊戲玩家或專業創作者)所設計。

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AMD 超微半導體

AMD (Advanced Micro Devices)超微半導體是一家主要以研發與製造 CPU 的美國公司,成立於1969年,是 Intel 在處理器市場上的主要競爭對手。 AMD 的處理器優勢在於它的核心數與價格,一樣提供多種處理器,Ryzen 3、5、7 和 9,不同系列的處理器針對不同的用戶需求。

CPU 常見的問題

要如何知道我的電腦CPU的規格?

在 Windows 系統中,開始功能中搜尋「系統資訊」,打開視窗後可以看到 “處理器” 一欄,這就是電腦的 CPU 規格。

我需要多少核心的CPU?

一般文書使用的電腦只要4核心就非常足夠,如果有電競遊戲或是專業軟體的需求,那麼就需要參考軟體供應商所提供的系統需求。

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CPU超頻是一種提高CPU時脈速度以提高效能的技術,但這可能增加功耗並產生更多的熱能,因此電腦的散熱性能相當重要。

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CPU和GPU有什麼不同?

CPU是專門處理一般計算任務的處理器,而GPU是專門處理圖形和影像的處理器。

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為何CPU 和 RAM 密不可分?

當 CPU 在完成工作時,它需要從 RAM 中快速取得或寫入資料,因此,兩者之間的協同工作對電腦的整體效能影響深遠。如果有強大的 CPU,但配備的 RAM 效能較差,便可能出現所謂的效能瓶頸,導致電腦整體效能未能達到最佳狀態。另外,在我們進行多任務處理時,例如同時開啟多個應用程式或瀏覽器分頁,RAM 負責為每個任務儲存狀態和數據,而 CPU 則負責在這些任務之間切換並進行處理。

結論

在電腦硬體中,CPU 是最關鍵的元件,它的性能直接影響電腦的整體運作效能。當我們購買電腦時,理解 CPU 的基本規格,如核心數、時鐘速度、多執行緒能力、快取記憶體、以及是否有內建圖形處理器,對於選擇適合我們需求的設備相當重要。

此外,CPU 並非獨立運作,它需要與 RAM 等其他硬體元件密切合作,共同完成資料的處理和儲存。因此,當我們選擇電腦時,除了考慮 CPU 的規格,也需要考慮到其他硬體元件的性能,以確保獲得最佳的運作效能。