中央处理器 (CPU)：计算机的大脑
挑选一台计算机最重要的部件，非中央处理器 (CPU) 莫属。CPU 就像计算机的“大脑”，负责处理来自程序、操作系统和其他组件的指令。
从只能显示简单图像到如今流畅运行 Netflix、视频聊天、流媒体游戏等，CPU 性能的飞跃功不可没。
CPU 是工程学的奇迹，但其本质仍然是解读二进制信号（1 和 0）。与过去读取穿孔卡片或真空管不同，现代 CPU 利用微型晶体管处理指令，无论是制作 TikTok 视频还是填写电子表格。
CPU 的制造过程非常复杂，其核心是包含数十亿个微型晶体管的硅片。这些晶体管通过“开”和“关”的电流信号来表示二进制代码 (1 和 0)。庞大的晶体管数量使得 CPU 能够以惊人的速度完成日益复杂的任务。
尽管晶体管数量不等于 CPU 速度，但这仍然是衡量 CPU 性能的重要指标。例如，如今手机的计算能力已经远超人类首次登月时的所有计算机。
CPU 如何工作？
CPU 基于机器代码执行称为“指令集”的指令。不同公司生产的 CPU 可能使用不同的指令集，例如大多数 Windows PC 和 Mac 电脑使用 x86-64 指令集，而部分 Mac 电脑和 Windows 10 PC 则使用基于 ARM 的 CPU 和不同的指令集。
上图展示了英特尔 Core i7-4770S 的 CPU 架构，它是一个四核处理器。每个核心都可以独立处理指令，多核设计显著提升了处理速度。超线程技术可以让一个核心模拟成两个，进一步提高效率。
图中各核心共享 L3 缓存（CPU 内部的一种内存）。CPU 还包含 L1、L2 高速缓存和寄存器（更低级的存储器）。
除了核心，CPU 还包含系统代理、内存控制器等部件，负责管理信息进出 CPU。
一些 CPU 还集成板载图形处理器，用于生成屏幕上的图像。但并非所有 CPU 都具备该功能，例如 AMD Zen 台式机 CPU 需要独立显卡才能显示图像，部分 Intel Core 台式机 CPU 也不含板载图形。
CPU 如何与其他组件协同工作？
CPU 安装在主板的插槽中，并通过“总线”与其他组件通信。例如，RAM 通过专用总线连接 CPU，许多组件则使用 PCIe 总线。
每个 CPU 拥有固定数量的 PCIe 通道，例如 AMD Zen 2 CPU 有 24 条。主板制造商根据 AMD 指导分配这些通道，例如 16 条用于 x16 显卡插槽，4 条用于高速存储设备（如 M.2 SSD）。
芯片组作为主板的通信中心，也需要占用 PCIe 通道，并通过自身总线连接更多组件。性能越高的组件与 CPU 的连接越直接。
CPU 与其他处理器的区别
除了 CPU，显卡等组件也拥有板载处理器，用于处理特定任务，例如图形渲染。 CPU 则是通用处理器，能够执行各种计算任务。CPU 扮演着“大脑”的角色，其他组件则围绕 CPU 协同工作。