朋友吃鸡时反映,他的笔记本CPU占用率总是100%,这是什么原因呢?笔者这里为其解释了CPU的工作原理,同时分析了游戏时CPU占用率虚高应该怎么解决。最终,重装了系统之后,他的笔记本被修好了。
CPU是怎么工作的?
我们都知道CPU是电脑的大脑,它可以控制管理整个电脑的运行。根据百度百科,CPU也称中央管理器,这块芯片的内部其实是一块超大规模的集成电路,它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU内部其实有这么几块区域,包括运算器,全称算术逻辑运算单元,也叫ALU;还有高速缓冲存储器(Cache),以及实现运算器和存储器联系的数据、控制及状态的总线(Bus)。从物理构造来看,CPU的内部由物理部件、寄存器和控制部件组成。其实,CPU的内部构造一直在不断改进中,可增加的区域、模块越来越多。这里只是说了一些主要构造,也就是说,CPU工作时,所需的部件就是那么几块。
Haswell核心架构图(图片来源:网络)
CPU在工作的时候,一般会先进行指令的提取。指令的提取是从高速存储器中提取的,随后CPU会将将指令放入指令寄存器,对指令译码。编码的过程,在解码阶段,指令被拆解为有意义的片段,通过一种算法,使指令形成CPU能读懂的语言。提取和解码阶段之后,就是执行指令的阶段了。该阶段中,ALU等计算部件就开始工作了,它会将指令进行输入输出,最终得出一个结论。那么,结论得出后该怎么保存呢?CPU会通过写回,以一定格式将执行阶段的结果简单的存至寄存器。
CPU占用率是什么?
说到系统应用为啥对CPU占用率那么高,我们先搞清一个问题:CPU占用率指的是什么?
资源管理器中显示的CPU利用率
当CPU占用率为100%的时候,是占满了CPU的Time。如果将CPU比作一个人,那么应用就相当于你的领导,领导给你安排了100%的任务,占据了你的所有时间,使你不得不完成这些工作。如果CPU占用率一直处在100%,那就说明领导安排的这个任务已经处在死循环状态,你无法解决它,只能一直重复工作着。当然,人可以选择放弃,芯片则不会。
但是呢,任务占用了你的所有时间,并不代表这些任务已经占用了你的脑容量。CPU在处理这些应用的指令时,也和人脑一样,只有一部分晶体管在运作,大部分晶体管平时都保持在闲置状态。你想想,如果CPU内部的所有晶体管都在同时运作,虽然计算速度飞快,但是高负荷运算最终带来的肯定是晶体管的提前退休。
所以,CPU占用率高的原因,就是某些应用希望能让CPU利用自己全部的时间来处理它们的指令。在这种情况下,其他应用就会被晾在一边了。游戏亦是如此,游戏中的很多指令确实会占用CPU不少时间,这个时候CPU只能为游戏“打工”,而不能为其他应用程序干活。
吃鸡这款游戏也会占用CPU不少时间,因为游戏中同屏人数一多,考验CPU的性能时候就到了,这时候CPU占用率高也可以理解。而且游戏这类占用的硬件资源可不止CPU,内存、显卡等硬件都会保持在高占用的状态。可能因为游戏内的大部分运算都是放在内存上进行的,吃鸡对内存的要求比CPU还高。由此我们可以看出,如果硬件性能不足,或者电脑就会卡顿、死机。
看到这里有人会想,如果想解决CPU占用率过高的问题,我将这些应用、游戏关掉不就行了。但是也有人发现,即使关闭了这些占用CPU时间的程序,CPU依旧还在为某些程序辛苦地工作,这是什么情况呢?
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