电脑组装与维修.ppt

第3章：智慧大脑中央处理器CPU 【知识目标】 l 了解CPU的主要厂家及型号 l 掌握CPU的主要技术指标与参数 l 了解CPU的发展历史及主流型号 【技能目标】 l 学会根据不同用途选择不同档次的CPU l 了解CPU的工作原理。 31 认识CPU CPU是 Central Processing Unit 英文的缩写。中文名字是中央处理器， 在整个电脑系统中起到运算和控制的作用。在整个计算机系统中处于核心 地位，它是系统的总指挥中心。 311 CPU概述 CPU一般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元组成。在逻辑运算和控制 单元中包括一些寄存器，这些寄存器用于CPU在处理数据过程中数据的暂 时保存。CPU的内部结构可分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大部分 ，CPU常见的几个典型如图3-1和3-2所示。 图3-1 Intel 公司CPU 图3-2 AMD公司CPU 31 认识CPU 312 CPU 的物理结构 CPU经过多年的发展，其物理结构也经过许多变化，现在的CPU物理结构可 分为内核、基板、填充物、封装以及接口五部分。基板上还有控制逻辑、 贴片电容等。 1.内核 CPU中间的长方形或者正方形部分就是CPU内核的地方，由单晶硅做成 的芯片。所有的计算、接受/存储命令、处理数据都是在这里进行的。 2.基板 CPU基板就是承载CPU内核用的电路板，它负责内核芯片和外界的一切 通讯. 3.填充物 CPU内核和CPU基板之间往往还有填充物，填充物的作用是用来缓解来 自散热器的压力以及固定芯片和电路基板。 4.封装 设计制作好的CPU硅片将通过几次严格的测试，若合格就会送 至封装厂切割、划分成用于单个CPU的硅模并置入到封装中。 5.接口 计算机的各个配件都是通过某个接口与主板连接的， CPU的接 口有针脚式、引脚式、卡式、触点式等。现在CPU的接口都是针脚 式接口，有Socket478和Socket AM2 940等，如图3-3，图3-4所示 。 图3-3 SOCKET478 接口的CPU 图3-4 ATHLON 64 3800+（940针） 3. 1. 3 CPU 的新技术 31 认识CPU 众所周知，Intel和AMD是全球生产CPU的两大厂家，两大生产厂商都在 不断推出新技术，这些技术使得计算机的性能得到了极大的提高，下面将 分别介绍Intel和AMD生产的CPU中采用的新技术。 1Intel CPU采用的新技术 Enhanced SpeedStep技术 Extended Memory 64 Technology（EM64T） Execute Disable Bit技术 Intel的指令扩展技术 HyperThreading技术 双核心技术 2AMD CPU采用的新技术 AMD的64位处理器技术 3DNow! 整合内存控制器 EVP技术 Cool N Quiet节能技术 双核心技术 3. 1. 4 CPU 的性能指标 主频 主频即CPU的时钟频率，简单地说也就是CPU的工作频率，例如常 说的P4 3.0 GHz就是CPU的主频。一般来说，一个时钟周期完 成的指令数是固定的，所以主频越高，CPU的速度也就越快。 主频、外频和倍频三者的关系为：主频=外频倍频。 外频 外频即CPU的外部时钟频率，外频是CPU的基准频率，单位是MHz 。外频是CPU与主板之间同步运行的速度。 倍频 倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。例如Athlon XP 3600+的 CPU，其外频为200 MHz，所以其倍频为18倍。 前端总线（FSB）频率 前端总线（FSB）频率直接影响CPU与内存数据交换的速度。由于 数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频 率，即数据带宽（总线频率数据带宽）/8。外频与前端总 线（FSB）频率的区别是：前端总线的速度指的是数据传输的 速度，外频是CPU与主板之间同步运行的速度。 CPU的缓存 缓存就是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU交 换数据，因此速度极快，所以又被称为高速缓存。与处理器相关的缓存 一般分为两种。即L1缓存（内部缓存）和L2缓存（外部缓存）。 内部缓存（L1 Cache） 封闭在CPU芯片内部的高速缓存，用于暂时存储CPU运算时的部分指 令和数据，存取速度与CPU主频一致，L1缓存的容量单位一般为KB。L1 缓存越大，CPU工作时与存取速度较慢的L2缓存和内存间交换数据的次 数越少，相对电脑的运算速度可以提高。 外部缓存（L2 Cache） CPU外部的高速缓存，现在处理器的L2 Cache是和CPU运行在相同频 率下。 CPU的工作电压 CPU的工作电压指的就是CPU正常工作所需的电压，与制作工艺及集 成的晶体管数相关。正常工作的电压越低，功耗越低，发热减少。 3. 1. 4 CPU 的性能指标 制造工艺 制造工艺对CPU的频率影响很大，良好的制造工艺将大大提高CPU的频率 ，封装形式则影响CPU的耐用度。 早期的处理器都是使用0.5 m工艺制造出来的，随着CPU频率的增加，原 有的工艺已无法满足产品的要求，现在，采用0.09 m和0.065 m制造的 处理器产品是市场上的主流， 封装形式 CPU的封装方式取决于CPU安装形式和器件集成设计，从大的分类来看通 常采用Socket插座进行安装的CPU使用PGA（栅格阵列）方式封装，现在 还有PLGA（Plastic Land Grid Array），OLGA（Organic Land Grid Array ）等封装技术。由于市场竞争日益激烈，目前CPU封装技术的发展方向以 节约成本为主。 指令集 为了提高计算机在多媒体、3D图形方面的应用能力，许多处理器指令集应 运而生，其中最著名的3种便是Intel的MMX，SSE/SSE2和AMD的3D Now ！指令集。理论上这些指令对目前流行的图像处理、浮点运算、3D运算、 视频处理、音频处理等诸多多媒体应用起到全面强化的作用。 内存总线速度 内存总线速度(Memory-Bus Speed) 指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之 间的通信速度。 3. 1. 4 CPU 的性能指标 32 CPU的选购 Intel公司主流CPU型号 1、Pentium4系列编号 2、Pentium D处理器系列编号 3、Celeron D系列编号 4、Core 2 Duo系列处理器编号 321 CPU的主要产品及厂家 AMD公司主流CPU型号 1、AM2 Athlon 64单核系列 2、Athlon 64 X2系列处理器 产产 品频频 率L2核心倍频频功耗 Athlon 64 X2 4200+2.2GHz2512 KBWindsor 90nmx1189W Athlon 64 X2 4400+2.2GHz21024 KBWindsor 65nmx1165W Athlon 64 X2 4600+2.4GHz2512 KBWindsor 90nmx1265W Athlon 64 X2 4800+2.4GHz21024 KBWindsor 90nmx1265W Athlon 64 X2 5000+2.6GHz2512 KBWindsor 90nmx1389W Athlon 64 X2 5200+2.6GHz21024 KBWindsor 90nmx1389W Athlon 64 X2 5400+2.8GHz2512 KBWindsor 90nmx1489W Athlon 64 X2 5600+2.8GHz21024 KBWindsor 65nmx1489W Athlon 64 X2 6000+3.0GHz21024 KBWindsor 65nmx15 125W 321 CPU的主要产品及厂家 322 CPU的选购原则 1、买电脑的学问很多，并不是CPU最快的电脑 就是最快的。 2、只买对的，不选贵的 实战演练学会安装CPU 总结提升 本章主要讲解了CPU的一些详细性能参数以及以Intel 公司和AMD公司为代表的主流CPU产品。通过本章的 学习，使广大读者对CPU的基本性能参数有所了解。 结合目前市场主流CPU动态，为广大电脑爱好者选购 CPU提供参考，并能学会安装C