CPU性能指標解析及常見故障排除

摘 要 CPU是計算機進行運算的核心，主要性能指標有字長、頻率、高速緩存、前端總線頻率、超線程技術的應用、支持的擴展指令集等對整個計算機的性能起著至關重要的作用。在計算機的使用中常見的CPU超頻故障、計算機感染病毒使CPU性能大幅度下降，偶伴隨死機等現象，逐步掌握CPU主要性能與故障的排除技巧，達到舉一反三的效果。

關鍵詞 CPU 性能指標 高速緩存 顯示器黑屏 故障排除

一、計算機CPU的主要性能指標

CentralProcessingUnit，CPU通常也稱“微處理器”或“中央處理器”，是計算機進行運算的核心，在計算機系統中相當于“大腦”，主要負責計算機的數據運算和發出計算機的控制指令，是控制計算機中其他設備運行的“總指揮”。在計算機的發展過程中，CPU技術的發展一直是計算機技術發展的重點，在計算機的使用中CPU的故障排除也是一個難點，有待我們認真地研究，以加深對CPU的了解，逐步掌握CPU常見故障的排除方法與技巧，配合CPU工作，協調CPU的處理速度，在使用中達到舉一反三的效果。

CPU“字長”是表示運算器性能的主要技術指標：在計算機技術中，把CPU在單位時間內一次處理的二進制數的位數稱為“字長”。一般情況下，把單位時間內能處理為8位數據的CPU叫8位CPU。同理，64位的CPU在單位時間內能處理字長為64位的二進制數據。字長是表示運算器性能的主要技術指標，通常等于CPU數據總線的寬度。CPU字長越長，運算精度越高，信息處理速度越快，CPU性能也就越高。

CPU的頻率與CPU的外頻和倍頻的關系：CPU的頻率是指計算機運行時的工作頻率，也稱為“主頻”或“時鐘頻率”。CPU的頻率表示CPU內部數字脈沖信號振蕩的速度，代表了CPU的實際運算速度，單位是Hz。CPU的頻率越高，在一個時鐘周期內所能完成的指令數也就越多，CPU的運算速度也就越快。

倍頻越高，CPU的頻率就越高，CPU實際運行的頻率與CPU的外頻和倍頻有關，CPU的實際頻率=外頻！倍頻。外頻即CPU的基準頻率，是CPU與主板之間同步運行的速度。外頻速度越高，CPU就可以同時接受更多來自外圍設備的數據，從而使整個系統的速度進一步提高。倍頻是CPU運行頻率與系統外頻之間差距的參數，也稱為“倍頻系數”，通常簡稱為“倍頻”。在相同的外頻下，倍頻越高，CPU的頻率就越高。

主頻越高，CPU的速度也就越快，當我們使用CPU時，通常會說到“奔騰Ⅲ600”、“奔騰Ⅳ3.0”等等，其實，這些型號里面的數字“600”和“3.0”就是指CPU的主頻。CPU的主頻一般以MHz為單位，通常所說的“奔騰Ⅲ600”中的“600”實際上就是指該CPU的主頻是600MHz。但隨著CPU主頻的提高，一般以GHz（1GHz=1000MHz）為單位，如“奔騰Ⅳ3.0”中的3.0即指該CPU的工作頻率是3.0GHz，即3000MHz。一般說來，一個時鐘周期完成的指令數是固定的，因此主頻越高，CPU的速度也就越快。

緩存容量越大，性能也就越高：

緩存（Cache）的作用是為CPU和內存進行數據交換時提供一個高速的數據緩沖區。當CPU要讀取數據時，首先會在緩存中尋找，如果找到了則直接從緩存中讀取，如果在緩存中未能找到，那么CPU就從主內存中讀取數據。CPU緩存一般分為L1高速緩存和L2高速緩存。

一級高速緩存與二級高速緩存對CPU的性能影響L1高速緩存也稱為一級高速緩存（L1Cache）用于暫存部分指令和數據，以使CPU能迅速地得到所需要的數據。L1高速緩存與CPU同步運行，其緩存容量大小對CPU的性能影響較大。L2高速緩存也稱為二級高速緩存（L2Cache）的容量和頻率對CPU的性能影響也較大，其作用就是協調CPU的運行速度與內存存取速度之間的差異。L2高速緩存是CPU晶體管總數中占得最多得一部分，由于L2高速緩存得成本很高，因此L2高速緩存得容量大小一般用來作為高端和低端CPU產品得分界標準。目前CPU的L2高速緩存有低至64KB的，也有高達4MB的。

前端總線頻率比外頻更具代表性：前端總線頻率是AMD公司在推出K7CPU時提出的概念，一直以來很多人都誤認為這個名詞是外頻的一個別稱。其實，通常所說的外頻是指CPU與主板的連接速度，這個概念建立在數字脈沖信號振蕩速度的基礎之上，而前端總線頻率指的是數據傳輸的實際速度，即每秒鐘CPU可以接收的數據傳輸量。例如100MHz外頻是指數字脈沖信號在每秒鐘振蕩1000萬次，而1001MHz前端總線頻率則是指CPU每秒鐘可接受的數據傳輸量是100MHz！64bit/8bit/Byte=800MB。就處理器速度而言，前端總線比外頻更具代表性。

CPU的制造工藝直接關系到CPU的性能：

CPU在更高的頻率下工作，線路寬度越小，CPU的功耗和發熱量就越低目前Inter公司的主流產品的制造工藝已經達到0.065m級別。由于CPU制造完成后，是一塊不到1cm2的硅晶片（或集成電路），還要對其進行封裝，并安裝引腳（或稱為“針”）后才能插到主板上、通常所說的Socket478和Socket939中的數值的就是指該CPU的引腳數，CPU的封裝一般有陶瓷封裝和樹脂封裝兩種。

超線程技術的應用超線程（Hyper-Threading，HT）是Inter公司為Pentium4專門設計的一項技術。超線程是一種同步多線執行技術，一款應用超線程技術的IntelCPU可以在邏輯上被模擬成兩個任務。當計算機系統應用超線程技術后，可使整機性能提高25%以上。

二、計算機使用中CPU常見故障的排除

故障現象：一般說來，CPU是不容易出現故障的，但由于超頻或者電壓工作不穩定和CPU的制造工藝的不同等原因，會導致CPU不能正常工作，顯示器突然黑屏，重啟后無效，更嚴重者會燒壞CPU。（1）CPU超頻是DIY族最喜歡干的事情，有的CPU本身不具備超頻能力卻硬要超頻，有的CPU超頻的余量很小，卻讓它超出額定頻率較大的范圍工作，其結果將導致電腦工作不正常，經常出現死機現象。因為CPU超頻使用，而且是硬超，有可能是超頻不穩定引起的故障。如開機后用手摸一下CPU，發現非常燙，則故障就可能在此。解決的方法是：用戶可以找到CPU的外頻與倍頻跳線，逐步降頻后，啟動電源，系統恢復正常，顯示器也就有了顯示。也有可能是過度超頻之后，電腦啟動時可能出現散熱風扇轉動正常，但硬盤指示燈只亮了一下便沒有反應了，顯示器也維持待機狀態的故障。由于此時不能進入BIOS設置選項，因此只能給CPU降頻。具體方法是打開機箱并在主板上找到給CMOS放電的跳線，給CMOS放電后重啟系統即可。值得注意的是內存大小、硬盤速度、顯卡速度，特別是CPU的性能指標，對整個計算機的性能無不起著至關重要的作用，因此盲目追求CPU一級高速緩存與二級高速緩存、前端總線頻率的高速并不可取。（2）電壓不正常導致CPU燒壞。常見的故障現象是開機后黑屏，只聽到CPU風扇在轉動，沒有開機自檢。解決方法：根據故障現象可以排除電源的故障，開機后風扇在轉動，說明計算機是通電的。但是不能自檢，也就不能聽到“滴”的一聲響，此時懷疑是主板或CPU的故障，初步判斷后，采用替換法進行確認。首先找一臺同等配置的好的計算機，把此臺計算機的CPU拆下，換到有故障的計算機上，開機后如果能啟動并正常進入系統，說明該臺計算機的故障就是CPU有問題，仔細查看CPU，發現針角處有發黑的地方，說明是由于電壓不穩定導致CPU被燒壞。

計算機感染病毒，CPU性能大幅度下降，偶伴隨死機現象：（1）該故障原因可能是感染了病毒，或磁盤碎片過多或CPU溫度過高。解決方法是首先可以使用殺毒軟件查殺病毒，然后使用Windows附帶的“磁盤碎片整理”程序進行整理。如果還不能解決問題，則打開機箱，查看CPU散熱器的風扇通電后是否轉動，如果不轉動，則更換新散熱器即可。（2）蠕蟲病毒發作使CPU占用率為何高達100%。故障現象：即開機使用一段時間后，硬盤指示燈不停地閃，同時系統運行速度變得非常慢，“任務管理器”窗口中顯示CPU地占用率100%。只有重新啟動才能繼續使用。但過一段時間后又是如此。從故障描述可知，計算機系統感染了某種蠕蟲病毒。在正常情況下，在不運行大型的程序時，CPU在瞬間的占用率不可能為100%。而蠕蟲病毒發作的時候就會將剩余的系統資源占滿。這時，用戶可以在“任務管理器”窗口中查看哪個程序占用的CPU資源最多，如果是一個陌生的程序，建議用戶使用殺毒軟件（最好使用最新的殺毒庫）對系統進行徹底的檢查。如果還無法解決該問題，最好重新安裝操作系統，并且安裝病毒防火墻。這樣，能徹底解決問題。

CPU風扇不轉導致計算機死機：故障現象：一臺計算機開機進入系統后不久就死機，重新啟動計算機后故障依舊。解決方法：打開機箱，查看機箱內各設備的運行情況，發現CPU風扇轉動的很慢，處于似轉非轉的狀態，由此想到造成重啟的原因可能是由于CPU風扇不能正常運轉而導致CPU無法散熱，從而使CPU溫度急劇上升，最后出現死機。因為是突然黑屏，可能是硬件有松動而引起接觸不良。可打開機箱把硬件重新插一遍后開機，有可能是顯卡有問題，因為從顯示器的指示燈來判斷無信號輸出，使用“替換法”檢查，顯卡沒問題，那么此時有可能是顯示器有故障，使用“替換法”再檢查，同樣沒有發現問題，接著檢查CPU，發現CPU的針腳有點發黑和綠斑，這是生銹的跡象。看來問題就在此處，因為制冷片有結露的現象，一定是制冷片的表面溫度過低而結露，導致CPU長期處于潮濕的環境中，日積月累，就會產生太多銹斑，造成接觸不良，從而發生此故障。找到問題的所在點后，要拆掉CPU風扇，給風扇添加潤滑油并清理風扇上的灰塵，再重新安裝CPU風扇。開機后CPU風扇轉動正常，死機現象也就消除了。還可以取出CPU，用橡皮仔細地把每一個針腳都擦一遍，然后把散熱片上的制冷片取下，清潔干凈，最后裝好CPU和制冷片開機，即可正常啟動。

三、小結

計算機由于各種原因總會出現一些故障。特別當遇到CPU常見故障時，我們應該對CPU的主要性能指標有充分的了解，分析故障原因，掌握常用的排除方法與技巧，避免CPU故障造成計算機黑屏、死機等麻煩。

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（作者單位：江西外語外貿職業學院）