CPU知識掃盲以及選購推薦
本文的前半篇為科普，后半篇是命名規(guī)律和選購推薦。下面跟著學習啦小編一起來看看吧。
CPU知識掃盲以及選購推薦
引言：
眾所周知，人腦是一個人的核心，也就是決策中心，與之類似，計算機的核心就能算是CPU了。與上期說的顯卡不同，顯卡是依靠大量的核心同時進行很多簡單的運算，而CPU則是負責重要而復雜的邏輯運算，如果把GPU比作一大群小學生的話，那CPU就是一個資深的老教授了，老教授只有兩只手，也就是兩個線程，但是有聰明的頭腦(復雜的指令集)雖然搬起磚來比不上一群小學生，但是碰到復雜的問題那效率就要遠高于一群小學生。所以CPU其實是一臺電腦中的決策者。
但這僅僅是對CPU概念性的理解，你真的了解它們嗎?
一、什么是CPU(CPU基礎(chǔ)知識)
在開始介紹之前，先來給你們將一個故事，通過對故事的分析來得出結(jié)論。
1.
黃老板和假老板是某家倒閉公司的創(chuàng)始人，因為公司欠下3.5個億被迫跑路，好在他們從小練就了麒麟臂，準備靠搬磚來補貼家用。在工頭的大力號召下，大伙干活看起來都很起勁，尤其是假老板，像磕了大力一樣，從運磚的車跑到工地來回一趟只要5分鐘，而黃老板整整需要10分鐘，假老板由此收到了工頭的表彰。但這其中隱藏了一個騙局，由于他們搬磚是將磚塊放在一個密封的籮筐里，磚的數(shù)量是不可見，所以假老板就耍了個小聰明，別人每次搬150斤磚，假老板只拿50斤，報上去的卻是150斤。實際上，看似速度更快，干活更賣力的假老板，一個小時只挑了12x50=600斤磚，而踏踏實實的黃老板一個小時內(nèi)整整挑了6X150=900斤磚。
看出這其中的含義了嗎?黃老板和假老板代表兩塊CPU，其中假老板來回一趟的速度更快，所以假老板的主頻要高于黃老板，嗯比如說假老板是主頻超到了7GHz的推土機架構(gòu)，而黃老板則是主頻只有3.5GHz的i5。雖然黃老板干活的速度看上去比假老板慢，但是每次做的工作遠多與假老板，換句話說，黃老板的架構(gòu)比假老板更先進，每次完成的工作量更多
而用來衡量每次完成的工作量，在計算機里有一個專有名詞，叫做IPC，或者叫“每條指令執(zhí)行所花費的平均時鐘周期數(shù)”可見主頻不是決定單核心性能的唯一因素，架構(gòu)，或者說工作效率的重要性不言而喻。
2.
后來，黃老板和假老板從最底層的搬磚工逐漸做大，自己也成了包工頭，手下帶了一大批工人，在積累了一些資金后，他們決定開始創(chuàng)業(yè)，后來黃老板在溫州辦了一個皮革廠，假老板做起了互聯(lián)網(wǎng)汽車。然而黃老板卻從此走上了一條不歸路，由于皮革廠是勞動密集產(chǎn)業(yè)，需要大量的廉價勞動力，黃老板在一個秘密的地下工廠里，利用軟件工程學和基因工程篡改并重新編譯了人類的堿基序列，創(chuàng)造了一批擁有四只手的工人，這批工人雖然一個人的手數(shù)量和兩個人一樣多，不過工作效率暫時還是無法達到以一頂二的效果，但是仍然大大提升了效率。最終黃老板事業(yè)和人生上取得了雙重的勝利，開了很多的分廠，也迎娶了小姨子。
這里說的四只手的工人，其實就是超線程
廠里有多少個工人，就代表有多少個CPU核心，而四只手的工人可以比普通人干更多事情，但受限于他們只有一個身體，一個人沒法當兩個人用，超線程也一樣，雖然另一個線程是假的，是化學的成分，但卻在很小的成本下大大提升了性能(大約20%)目前Intel的i3、i7、i9等產(chǎn)品線都使用了超線程技術(shù)，AMD的Ryzen R5、R7也擁有超線程。
3.
這回的假老板可比黃老板踏實多了，沒用動用邪念，但還是因為市場表現(xiàn)不佳和前期研發(fā)成本大，欠下了巨額債務(wù)，員工斗志也開始低落。開始假老板還利用漲工資的方式提升員工的信心，但后來因為資金鏈緊張，公司負債累累，于是假老板開始強迫工人加班加點干活，并且持續(xù)多月沒有發(fā)工資，最終假老板在重重重壓之下，始終無法翻身，只得將公司申報倒閉，又過上了一貧如洗的生活。
給員工漲工資呢，就是睿頻，也可以說是官方的超頻，能小幅度提升CPU的性能，但是提升一般比較有限
而強迫加班加點，那就是超頻了，雖然能大幅度的提升性能，但前提是給員工施壓，或者說給CPU加電壓，如果加過頭了，那可就有超到“縮肛”的風險了。
4.
另一邊的黃老板后來的遭遇也沒好到哪里去，由于上游倉庫貨物積壓，不能及時送到工廠，經(jīng)常出現(xiàn)停工的現(xiàn)象，黃老板想要在工廠的附近建一個小倉庫作為臨時存放原料的地方，卻又因為寸土寸金的地價無法施展開來，最終積壓越來越嚴重，多次導致供貨鏈中斷，黃老板的下游廠商便漸漸的開始與之斷絕關(guān)系，這下可好，貨物沒了去路，等于是斷了黃老板的生路，眼看著形式愈發(fā)嚴峻，在一個夜黑風高的晚上，黃老板帶著他的小姨子偷偷跑路，只留下空無一人的工廠。
從這里能看出，黃老板的工廠最后無法成功經(jīng)營下去的原因就是緩存不夠，導致上游供貨斷斷續(xù)續(xù)，極大地減慢了效率，對于CPU也一樣，從內(nèi)存中提取數(shù)據(jù)運到CPU的過程中，速度遠比不上CPU的運算速度，就會造成極為嚴重的延遲，這時就需要一個中轉(zhuǎn)倉庫了。
緩存一般分為一、二、三共三級，一級緩存速度最快，容量也最小，然后依次速度減慢，容量增大。較大的緩存可以大大提升復雜任務(wù)的處理速度，降低延遲。
5.
多年以后，黃老板和假老板在街邊一間叫做粗糧雜貨店鋪的超市里相聚，里面賣的東西物美價廉，因此經(jīng)常受到顧客的搶購而導致斷貨，但這也促使曾經(jīng)小雜貨鋪越做越大，店面換了又換，現(xiàn)在已經(jīng)提供餐飲、購物、游樂等一站式服務(wù)。老友相見，回首往事話無邊，暢談許久，又覺得有點熱，假老板踱到柜臺前，對柜里說，“冰兩瓶啤酒，要幾串烤串。”便排出九文大錢，并叫人把空調(diào)調(diào)低了一點。柜臺里的人又說：“啤酒要罐裝的還是散的?”“散的吧，便宜一點“假老板回到餐桌，忽然，地面猛地一震搖動，黃老板驚慌地喊道：我編不下去了!
這邊的超市就是賣CPU的地方，提供原裝和散裝兩種形式，也就是盒裝與散片，差不多是國行正品和港版水貨的差別，但也不完全相同，兩者的性能、壽命等基本上不會有任何差別，盒裝是由廠家直接發(fā)售的版本，有原裝的紙盒，上面印有防偽序列號，擁有官方的保修，并且很多還會附送一個擺設(shè)多于實際的原裝散熱器，如果比較在意保修那么可以選購盒裝。而散片大多是商家向廠家大批量采購的，大部分沒有保修，也沒用包裝和散熱器，并且很多老的散片CPU大部分實際上是二手的。
但是散片CPU的價格會遠低于盒裝，并且由于CPU是耐用品，基本是整臺電腦中最不容易損耗的部分，一般壽命都在幾十年以上，當然前提是沒有拿去搞過大新聞，去進行極限超頻、加壓、開蓋或者物理損壞比如掉電容、PCB斷裂等。
故事結(jié)束了，但還剩余不少名詞，這里就直言不諱了
散熱：
在CPU工作時里面數(shù)十億晶體管受到歐姆定律的影響，必定要產(chǎn)生熱量，性能越高一般發(fā)熱也越大，目前主流的CPU散熱器有風冷和水冷
其中風冷又有下壓式和塔式，一般來說塔式散熱會更好一點，但低端塔式散熱反而是不如很多下壓式散熱的，下壓式更容易做成小體積，成本也較低。
水冷有一體式和分體式兩類，一體式是廠家已經(jīng)組裝好的，一般是軟管，到手后可以直接安裝。
分體式水冷就要復雜得多，尤其是硬管，一般用在高端游戲主機上，可以添加酷炫的RGB燈光效果，可定制化程度高。一般來說家用領(lǐng)域建議選擇便宜實惠的風冷散熱，如果機箱較小的話，可以使用超薄下壓式散熱或者一體式水冷。
TDP：
TDP的英文全稱是“Thermal Design Power”，中文直譯是“散熱設(shè)計功耗”。主要是提供給計算機系統(tǒng)廠商，散熱片/風扇廠商，以及機箱廠商等等進行系統(tǒng)設(shè)計時使用的。一般TDP主要應(yīng)用于CPU，CPU TDP值對應(yīng)系列CPU的最終版本在滿負荷(CPU利用率為100%的理論上)可能會達到的最高散熱熱量，散熱器必須保證在處理器TDP最大的時候，處理器的溫度仍然在設(shè)計范圍之內(nèi)。
制程工藝：
就像名字那樣，制程工藝是指制造CPU時的集成電路精細度
例如28nm、14nm，一般來說這個數(shù)字越小代表制造精度越好，集成電路元件體積也就越小，能在同樣的面積下塞進更多的元件，具有減少功耗和增加性能的雙重優(yōu)勢，目前主流的工藝仍是14nm。
導熱硅脂：
用于填充CPU上蓋和散熱器之間的空隙，一般來說買散熱器都有附送
涂抹導熱硅脂時只需在CPU中心擠黃豆大小一粒，然后用散熱器壓平就行，不宜涂太多，尤其是AMD送的原裝強力膠。
版本：
在很多志強和E5洋垃圾中，我們常會看見一些名詞，例如ES、QS、正顯、不顯等等
這些很多是在CPU正式定型之前的測試版本流出的樣片，部分會有bug并且不太穩(wěn)定，ES代表測試版，QS或者ES正顯基本就是正式版，而且ES正顯這種稱呼實際上是錯誤的，正顯只有QS或者正式版這兩種，正顯和不顯代表能否在系統(tǒng)中正確顯示型號，步進則是CPU研發(fā)過程中的修訂版本，所以一般推薦正式版>QS>ES
選購這類CPU時要多了解不同版本的區(qū)別，而且E5-26XX系列大多數(shù)單核性能薄弱，不適用于游戲，雖然有E5-16XX作為單核性能的補充，但是市面上的大部分X79都是寨板，雖然價格實惠但容易出現(xiàn)問題，而正規(guī)主板基本只有二手可選并且價格昂貴，更古老的X58功耗大，盡管性價比極高但如果沒有豐富的裝機經(jīng)驗，這些都不推薦
沒有豐富經(jīng)驗又想組一臺工作站，建議直接使用X99主板+E5 V3以上。并且如今AMD Ryzen R7和即將推出的線程撕裂者也是不錯的選擇。
指令集：
目前主流的指令集有X86和ARM兩種，分別叫做復雜指令集和精簡指令集，前者主要是我們的桌面端在使用，而后者則是手機、平板等Android和iOS設(shè)備使用，復雜指令集能完成很多需要巨大運算性能的工作，所以X86一般被稱為桌面級，而ARM的精簡指令集能做的工作就很少啦，不過它勝在功耗低，省電。指令集是CPU等硬件接受指令，進行運算再到輸出結(jié)果時使用的機器語言，需要硬件與軟件相互兼容，所以也是應(yīng)用程序的基礎(chǔ)，這就是你無法在Android手機上安裝Windows的緣故，除非使用虛擬機來模擬。
此外還有一些擴展指令集，例如MMX、SSE等等，一般是加強了CPU對于某種特定運算方式的支持和運行效率，和對原有指令集的擴展，例如同樣是雙核4線程的奔騰G4560比i3-7100少了AVX2.0等三個指令集，在視頻處理時會有一些影響，支持指令集的數(shù)量多也是高端CPU和新CPU的好處。
封裝：
顧名思義，封裝就是CPU外面那一層金屬和PCB
現(xiàn)在主流的封裝有PGA：針腳在CPU上，需要插入主板上的插槽，LGA，針腳在主板上，CPU上只有觸點，BGA主要使用在筆記本和移動端CPU，芯片直接焊接在主板上。相同封裝的芯片又有不同的針腳數(shù)來對應(yīng)不同的主板，例如intel第六、七代的LGA1151就只能插到針腳數(shù)相同的H110、B150、Z170、B250、Z270等主板上。但也有例外，比如說771硬改775。
二、處理器命名
先來普及兩個名詞
桌面端：就是指臺式計算機級別，一般是性能較高的。
移動端：用于筆記本、平板，功耗低性能也低。
Intel處理器命名：
作為這幾年主流的CPU廠商，目前intel的產(chǎn)品分為很多個系列，由于命名方式繁而雜，這次便先介紹目前的主流的CPU。
賽揚和奔騰主打入門級消費市場，其中奔騰又強于賽揚?？犷Ｏ盗惺悄壳爸髁餍阅艿腃PU，也是目前最常見的，比如說常見的i3、i5、i7等等。志強是專門為服務(wù)器和工作站開發(fā)的處理器，目前主流是志強E系，由于酷睿i系最常見，便先由他講起。
酷睿i系：
酷睿i系列的命名方式還是比較簡單的
目前酷睿i系列分為i3、i5、i7、i7至尊、i9這五個系列，性能由低到高排列。需要注意的是，這些不同前綴的處理器所需的主板也不同，這些后面會提到。目前大多數(shù)的桌面級i3為雙核四線程，i5為四核四線程，i7為四核八線程以上，根據(jù)核心數(shù)也能大致區(qū)分性能。
需要注意的是，由于目前很多游戲的多核優(yōu)化還是一般，所以甚至會出現(xiàn)i3-7350k這樣單核性能強多核性能弱的CPU在游戲幀數(shù)上秒掉不能超頻的非K i7的現(xiàn)象，所以只玩游戲的話，單核性能較強，多核也不差的i5是不錯的選擇。據(jù)說第八代的i5、i7還會上到6核。大大增強了多核性能，對于多開、直播，視頻剪輯等都大有好處。
迭代，數(shù)字越大，型號越新，一般性能也會越強，目前最新的是7系，這個數(shù)字也要對應(yīng)正確的主板芯片組型號
性能等級是后三位數(shù)字，同樣數(shù)字越大性能越強。
后綴，K代表不鎖倍頻，可以隨意超頻，X代表高性能，一般用在i7至尊處理器中，是同代CPU中的旗艦，性能和價格都是數(shù)一數(shù)二的。后綴S低功耗版，T超低功耗版，P無核顯版，M移動版，一般都是雙核心，性能較低，U移動超低電壓版，這個后綴的性能一般是最弱的，但功耗小，至于Y后綴……那就真的只能當上網(wǎng)本了。在選購筆記本時要千萬注意M、U、Y這幾個后綴，同型號性能遠弱于桌面級。很多筆記本的什么i7、i5處理器實際上都是低壓的U后綴版。不過到了6代以后就不存在M后綴了。HQ、MQ、QM代表移動四核版，在保持低功耗的同時兼顧了多核性能，不過由于主頻低仍然是弱于桌面端的，MX、XM代表移動極致性能版，一般是筆記本電腦上除直接上桌面端外的頂配。發(fā)熱量也很感人。
所以這里可以簡單區(qū)分一些CPU，比如說i7-7700K是指i7系列第七代定位高端不鎖倍頻的處理器，i7-7500u就是指i7系列定位中端的低電壓處理器
但由于是不同平臺，i7-7500u的性能甚至弱于i3-7100
志強：
主要是使用在工作站，服務(wù)器上的，分為E3、E5、E7三個系列，而且很多沒有核顯，E3是和前面酷睿系列一樣的LGA115X接口，而E5、E7則要使用LGA2011接口的主板了。E3大多數(shù)是四核八線程，幾乎就是鎖了倍頻關(guān)了核顯(E3-1285L除外)的i7，所以前幾年的性價比非常高，但是現(xiàn)在已經(jīng)不太值得購買。性能同樣是按數(shù)字依次增強。
第一位數(shù)字代表同一主板上的CPU路數(shù)，簡單說就是一塊主板上能插幾枚CPU
其中還有一些小規(guī)律，比如E5的1開頭的顯著特征就是核心少，主頻高，就像四核八線程的E5-1620，2開頭核心多主頻低。比如十四核二十八線程的E5-2683 V3。至于其他型號由于比較少見就不深入了。
第二、三位數(shù)字代表性能等級，同代數(shù)字越大性能越強。
最后一位數(shù)字代表有無核顯，0為無核顯，5為有核顯，也有部分代表性能等級
后綴L代表低功耗，后面的V加上一個數(shù)字就是迭代版本了。但同樣是LGA2011接口，不同版本的E5、E7需要的主板也是不同的，無后綴和后綴為V2的使用X79主板，后綴V3及以上的使用X99主板
新的賽揚和奔騰都以G開頭，大部分是雙核雙線程，少部分雙核四線程，主打入門和低端市場，由于命名規(guī)律十分繁雜，而且目前值得購買的只有G4560、G4620這些雙核四線程的CPU，所以就不詳細敘述了，需要的請自行查閱表格。
至于老的酷睿和志強賽揚奔騰，由于LGA775、771接口已經(jīng)很老了，并且我也對這塊不熟悉，比較遺憾不能分析
AMD處理器命名：
前幾年AMD不爭氣的推土機架構(gòu)招了不少黑，但好在這次Ryzen的發(fā)布不再是360°翻身了，性價比相當高。
目前AMD的CPU主要分四個系列最新的Ryzen系列、霄龍系列、推土機等農(nóng)機架構(gòu)FX、核顯十分強大的A系列，還有老的羿龍、速龍系列。
Ryzen系列的命名方式非常簡單，甚至可以說是和intel一樣，擁有4個系列，Ryzen R3、R5、R7、Threadripper，最高端的已經(jīng)達到了16核32線程，即使最低端的R3也是四核四線程。分別對標intel的i3、i5/i7、i7至尊、i9，有趣的是，無論是哪個系列，AMD的大部分CPU都要比intel多兩個核心或者多個超線程，無疑是想從多核性能上碾壓同級別的iu，也彌補了AMD的GF格羅方德半導體(global foundries) 家晶圓超頻性能差導致單核薄弱的問題。
第一個數(shù)字代表迭代，目前Ryzen是第一代
接下去三個數(shù)字代表性能等級，700~800屬于R7,800以上屬于Threadripper，400~600屬于R5,400以下屬于R3，性能區(qū)分非常明確。
最后的后綴X表示這是一塊默認主頻更高的CPU，并且支持完整的XFR擴頻技術(shù)(R7-1700也支持但并不完整)，目前也只有這一個后綴，值得注意的是，Ryzen系列全線解鎖倍頻，支持超頻
推土機架構(gòu)
AMD的FX系列使用的是推土機(Bulldozer)架構(gòu)，32nm工藝，核心多，主頻高，支持超頻，但是功耗巨大，單核性能薄弱，實際游戲表現(xiàn)也就和i5持平，但是多核性能強于i5如果預算不高但是需要視頻剪輯、多開等多核性能要求高的應(yīng)用，可以考慮，如今的性價比還是不錯的。
第一個數(shù)字代表核心數(shù)(數(shù)字9也是8核)，比如FX8350是八核，F(xiàn)X6300是六核，剩下三個數(shù)字代表性能等級，數(shù)字越大性能越強。
APU中，前面的A加上一個數(shù)字是系列，也代表定位，第一個數(shù)字代表迭代，后面3位數(shù)字代表性能等級，后綴K代表更高的頻率。APU的核顯性能強悍，可以媲美部分入門獨顯，但是CPU性能薄弱，是極低預算下玩LOL之類游戲的不錯選擇
AMD的羿龍、速龍系列前綴代表核心數(shù)，比如X4 955是四核，X2 240是雙核，后面的數(shù)字基本就代表性能等級，具體還有很多細分的命名規(guī)則，但篇幅限制就不講了。
三、CPU選購推薦
在選擇適合自己的CPU之前呢，首先你需要掏出自己的錢包，所以其實買什么不是由我們決定的，而是錢包……
建議大家把60%的錢用在CPU和顯卡上，想要查看顯卡可以查看上期(鏈接)，如果是老機器升級那么先按照我說的做，百度并下載CPU-Z，安裝后打開，找到CPU型號和接口型號，接著把接口型號輸入百度，找合適的CPU
如果你的整機預算在10000上下，希望在游戲和專業(yè)應(yīng)用上都獲得頂級的體驗，那么i7-7700k搭配Z270主板和R7-1700(X)、R5-1600X搭配B350主板都是不錯的選擇，主板+CPU在3000元左右。
如果只是想玩3A大作不在乎很多費多線程性能的多開、專業(yè)應(yīng)用，總預算在5000元上下，那么i5-7500或者i5-7600k搭配B250主板，R5-1400X搭配B350主板能獲得不錯的游戲體驗，CPU+主板價格在2000元上下，剩下的錢買張顯卡。
如果你的預算比較低，總預算在2500上下，并且要玩游戲，那么可以考慮老平臺或者入門級CPU，G4560這枚媲美i3的CPU+H110主板，i5-3470或者E3-1230 V2搭配B75雖然升級潛力不高主板也能有不錯的體驗，或者即將上市的R3-1200+A320主板CPU+主板在1000元上下
如果你的總預算較低而且需要運行考驗多線程的專業(yè)應(yīng)用和多開，那么AMD的FX8350+970主板或者E3-1230 V2加上B75主板可以獲得不錯的性能，CPU+主板大約1000元，E5系列+X79寨板也可以考慮，但是風險比較大
如果你的總預算已經(jīng)低到2000元以下，并且先不買顯卡，那么可以選擇APU最新的A8-9600或者加錢A12-9800搭配B350主板，LOL等游戲有不錯的體驗并且AM4接口有升級Ryzen的潛力，CPU+主板在1100左右，i3-7100和G4560的核顯也不錯并且升級潛力大。
如果預算在1000元以下，就沒有新u可選了，AMD的X4-955搭配880主板只要500元，X4-740搭配A55主板只要200元，X4-860K性價比也很高，可以搭配AMD專用條使用，價格十分低廉。
CPU介紹
中央處理器(CPU，Central Processing Unit)是一塊超大規(guī)模的集成電路，是一臺計算機的運算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數(shù)據(jù)。
中央處理器主要包括運算器(算術(shù)邏輯運算單元，ALU，Arithmetic Logic Unit)和高速緩沖存儲器(Cache)及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)(Data)、控制及狀態(tài)的總線(Bus)。它與內(nèi)部存儲器(Memory)和輸入/輸出(I/O)設(shè)備合稱為電子計算機三大核心部件。
物理結(jié)構(gòu)
CPU包括運算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等。
邏輯部件
英文Logic components;運算邏輯部件?？梢詧?zhí)行定點或浮點算術(shù)運算操作、移位操作以及邏輯操作，也可執(zhí)行地址運算和轉(zhuǎn)換。
寄存器
寄存器部件，包括寄存器、專用寄存器和控制寄存器。 通用寄存器又可分定點數(shù)和浮點數(shù)兩類，它們用來保存指令執(zhí)行過程中臨時存放的寄存器操作數(shù)和中間(或最終)的操作結(jié)果。 通用寄存器是中央處理器的重要部件之一。
控制部件
英文Control unit;控制部件，主要是負責對指令譯碼，并且發(fā)出為完成每條指令所要執(zhí)行的各個操作的控制信號。
其結(jié)構(gòu)有兩種：一種是以微存儲為核心的微程序控制方式;一種是以邏輯硬布線結(jié)構(gòu)為主的控制方式。
微存儲中保持微碼，每一個微碼對應(yīng)于一個最基本的微操作，又稱微指令;各條指令是由不同序列的微碼組成，這種微碼序列構(gòu)成微程序。中央處理器在對指令譯碼以后，即發(fā)出一定時序的控制信號，按給定序列的順序以微周期為節(jié)拍執(zhí)行由這些微碼確定的若干個微操作，即可完成某條指令的執(zhí)行。
簡單指令是由(3～5)個微操作組成，復雜指令則要由幾十個微操作甚至幾百個微操作組成。
主要功能
處理指令
英文Processing instructions;這是指控制程序中指令的執(zhí)行順序。程序中的各指令之間是有嚴格順序的，必須嚴格按程序規(guī)定的順序執(zhí)行，才能保證計算機系統(tǒng)工作的正確性。
執(zhí)行操作
英文Perform an action;一條指令的功能往往是由計算機中的部件執(zhí)行一系列的操作來實現(xiàn)的。CPU要根據(jù)指令的功能，產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號，發(fā)給相應(yīng)的部件，從而控制這些部件按指令的要求進行動作。
控制時間
英文Control time;時間控制就是對各種操作實施時間上的定時。在一條指令的執(zhí)行過程中，在什么時間做什么操作均應(yīng)受到嚴格的控制。只有這樣，計算機才能有條不紊地工作。
處理數(shù)據(jù)
即對數(shù)據(jù)進行算術(shù)運算和邏輯運算，或進行其他的信息處理。
其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數(shù)據(jù)， 并執(zhí)行指令。在微型計算機中又稱微處理器，計算機的所有操作都受CPU控制，CPU的性能指標直接決定了微機系統(tǒng)的性能指標。CPU具有以下4個方面的基本功能：數(shù)據(jù)通信，資源共享，分布式處理，提供系統(tǒng)可靠性。運作原理可基本分為四個階段：提取(Fetch)、解碼(Decode)、執(zhí)行(Execute)和寫回(Writeback)。
工作過程
CPU從存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令，放入指令寄存器，并對指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，然后發(fā)出各種控制命令，執(zhí)行微操作系列，從而完成一條指令的執(zhí)行。指令是計算機規(guī)定執(zhí)行操作的類型和操作數(shù)的基本命令。指令是由一個字節(jié)或者多個字節(jié)組成，其中包括操作碼字段、一個或多個有關(guān)操作數(shù)地址的字段以及一些表征機器狀態(tài)的狀態(tài)字以及特征碼。有的指令中也直接包含操作數(shù)本身。
提取
第一階段，提取，從存儲器或高速緩沖存儲器中檢索指令(為數(shù)值或一系列數(shù)值)。由程序計數(shù)器(Program Counter)指定存儲器的位置。(程序計數(shù)器保存供識別程序位置的數(shù)值。換言之，程序計數(shù)器記錄了CPU在程序里的蹤跡。)
解碼
CPU根據(jù)存儲器提取到的指令來決定其執(zhí)行行為。在解碼階段，指令被拆解為有意義的片段。根據(jù)CPU的指令集架構(gòu)(ISA)定義將數(shù)值解譯為指令。一部分的指令數(shù)值為運算碼(Opcode)，其指示要進行哪些運算。其它的數(shù)值通常供給指令必要的信息，諸如一個加法(Addition)運算的運算目標。
執(zhí)行
在提取和解碼階段之后，緊接著進入執(zhí)行階段。該階段中，連接到各種能夠進行所需運算的CPU部件。
例如，要求一個加法運算，算術(shù)邏輯單元(ALU，Arithmetic Logic Unit)將會連接到一組輸入和一組輸出。輸入提供了要相加的數(shù)值，而輸出將含有總和的結(jié)果。ALU內(nèi)含電路系統(tǒng)，易于輸出端完成簡單的普通運算和邏輯運算(比如加法和位元運算)。如果加法運算產(chǎn)生一個對該CPU處理而言過大的結(jié)果，在標志暫存器里可能會設(shè)置運算溢出(Arithmetic Overflow)標志。
寫回
最終階段，寫回，以一定格式將執(zhí)行階段的結(jié)果簡單的寫回。運算結(jié)果經(jīng)常被寫進CPU內(nèi)部的暫存器，以供隨后指令快速存取。在其它案例中，運算結(jié)果可能寫進速度較慢，但容量較大且較便宜的主記憶體中。某些類型的指令會操作程序計數(shù)器，而不直接產(chǎn)生結(jié)果。這些一般稱作“跳轉(zhuǎn)”(Jumps)，并在程式中帶來循環(huán)行為、條件性執(zhí)行(透過條件跳轉(zhuǎn))和函式。許多指令會改變標志暫存器的狀態(tài)位元。這些標志可用來影響程式行為，緣由于它們時常顯出各種運算結(jié)果。例如，以一個“比較”指令判斷兩個值大小，根據(jù)比較結(jié)果在標志暫存器上設(shè)置一個數(shù)值。這個標志可藉由隨后跳轉(zhuǎn)指令來決定程式動向。在執(zhí)行指令并寫回結(jié)果之后，程序計數(shù)器值會遞增，反覆整個過程，下一個指令周期正常的提取下一個順序指令。