第三章了解CPU

1、主要内容：主要内容：认识认识CPUCPU的发展的发展CPUCPU的分类的分类CPU的性能指标的性能指标(重点和难点重点和难点)影响影响CPU性能的因素性能的因素CPU型号和产品型号和产品一、认识一、认识CPU（Central Processing Unit,中央处理器）中央处理器）1、中央处理器、中央处理器CPU又叫作微处理器，它由控制器，运算器和存储又叫作微处理器，它由控制器，运算器和存储单元三部分组成。单元三部分组成。2、职能：是整个系统的核心，也是整个系统最高的执行与控、职能：是整个系统的核心，也是整个系统最高的执行与控制单位，其执行算数和逻辑运算及控制整个系统指令的算数与制单位，其执行

2、算数和逻辑运算及控制整个系统指令的算数与逻辑运算，数据存储和传送，以及输入输出的控制！逻辑运算，数据存储和传送，以及输入输出的控制！二、二、CPU 的发展的发展1、Intel 4004（1）说明：）说明：1971年年Intel将算数运算器和逻辑运控制电路将算数运算器和逻辑运控制电路集成在了，发明了世界上第一片微处理器集成在了，发明了世界上第一片微处理器（2）参数：）参数：4位处理器，含有位处理器，含有2300个晶体管，个晶体管，108KHz的时钟频率的时钟频率2、Intel 8086/8088（1）说明：）说明：1978年和年和1979年先后推出年先后推出（2）参数：）参数：16位微处理器，含

3、有位微处理器，含有1.9万个晶体管，万个晶体管，4.77MHz时钟频率，时钟频率，地址总线为地址总线为20位，可使用位，可使用1MB内存内存（3）注：）注：1981年，年，IBM首次将首次将8088芯片用于芯片用于PC机器中，开创了全机器中，开创了全新的个人电脑时代。（新的个人电脑时代。（8086的内部总线和外部总线都是的内部总线和外部总线都是16位，而位，而8088的内部总线是的内部总线是16位，外部总线是位，外部总线是8位）位）3、Intel的的80286第三章 了解CPU（1）说明：）说明：1982年推出。其有两种工作模式：实模式和保护模式；年推出。其有两种工作模式：实模式和保护模式；其

4、中，实模式被限制在访问其中，实模式被限制在访问1M内存而保护模式下可访问内存而保护模式下可访问16M内存。内存。（2）参数：）参数：16位处理器，位处理器，24位地址总线，含有位地址总线，含有13.4万个晶体管，万个晶体管，时钟频率为时钟频率为6MHz20MHz4、Intel80386（1）1985年推出。年推出。（2）参数：）参数：32位处理器，含有位处理器，含有27.5万个晶体管，最高频率为万个晶体管，最高频率为33MHz地址总线为地址总线为32位。位。（3）注：其工作模式除了实模式和保护模式之外还增加了一个）注：其工作模式除了实模式和保护模式之外还增加了一个虚拟虚拟86的工作模式，其可以

5、模拟多个的工作模式，其可以模拟多个8086处理器，提供处理多处理器，提供处理多任务的能力。任务的能力。第三章 了解CPU（4）说明：要运行浮点运算须领购）说明：要运行浮点运算须领购80387协处理器芯片，此协处理器芯片，此时时Intel设计了设计了Cache 控制器控制器823855、Intel 80486（1）1989年推出年推出（2）参数：）参数：32位处理器，含有位处理器，含有120万个晶体管，频率从万个晶体管，频率从25MHz逐步提高到了逐步提高到了100MHz ，集成了协处理器和，集成了协处理器和8KB 的的Cache，首次采用了，首次采用了RISC（精简指令集）技术，可以在一个（精

6、简指令集）技术，可以在一个时钟内执行一条指令。时钟内执行一条指令。6、Intel Pentium（1）说明：）说明：1993年推出，被称为年推出，被称为P5第三章 了解CPU（2）参数：）参数：32位处理器，含有位处理器，含有310万个晶体管，时钟频率从万个晶体管，时钟频率从60MHz和和66MHz提高到了提高到了200MHz，采用了，采用了RISC的超标量流水线的超标量流水线（可并行执行两条或以上指令）（可并行执行两条或以上指令）16KB Cache ,采用了采用了0.8微米工艺，微米工艺，电压为电压为5v（3）1994年推出了改进型的年推出了改进型的P54，采用，采用0.6微米和微米和0.

7、35微米的制造微米的制造工艺，电压降到了工艺，电压降到了3.3V，引入了倍频系数的概念。，引入了倍频系数的概念。7、Intel Pentium Pro（1）1995年年11月，月，Intel 推出的第一块第六代微处理器。推出的第一块第六代微处理器。（2）参数：）参数：32位微处理器，含有位微处理器，含有550万个晶体管，时钟频率为万个晶体管，时钟频率为133MHz，0.25微米和微米和0.35微米制造工艺，微米制造工艺，Cache为为16KB，第三章 了解CPU（3）注：首次将二级缓存整和到）注：首次将二级缓存整和到CPU中，使其频率与中，使其频率与CPU同步，第一同步，第一次使用独立双总线结

8、构（一条连接次使用独立双总线结构（一条连接Cache另一条负责主存）另一条负责主存）8、Intel Pentium MMX（1）1997年初，在年初，在Pentium和和Pentium Pro基础上加了基础上加了57条多媒条多媒体指令，构成了体指令，构成了Pentium MMX，其采用了双电压设计，内核电压为，其采用了双电压设计，内核电压为2.8v，系统，系统I/O电压为：电压为：3.3v（2）参数：）参数：32位处理器，采用位处理器，采用0.35微米制造工艺，集成微米制造工艺，集成32KB Cache9、Pentium II（1）说明：）说明：PII第一次采用了第一次采用了slot1接口，处

9、理器采用了接口，处理器采用了sec（单边插接）（单边插接）与主板相连。与主板相连。第三章 了解CPU（2）参数：）参数：32位处理器，采用位处理器，采用0.35微米制造工艺和微米制造工艺和0.25微米微米制造工艺，集成了制造工艺，集成了32KB的一级缓存，以及的一级缓存，以及512KB的二级缓存，的二级缓存，含有含有880万个集体管。万个集体管。（3）此时，第一块）此时，第一块Celeron（1998年）推出，其去掉了二级年）推出，其去掉了二级Cache并简化了封装，加上了散热片。并简化了封装，加上了散热片。10、Intel Pentium III（1）1999年年 2月推出，其继续采用了月推

10、出，其继续采用了slot1架构，架构，10月份推出了月份推出了Socket 370接口的接口的Pentium III处理器。处理器。（2）在以往的）在以往的MMX基础上，增加了基础上，增加了70条多媒体指令条多媒体指令SSE技技术，提高了专业运行速度（术，提高了专业运行速度（3D），采用了），采用了0.25微米和微米和0.18微米制微米制造工艺，工作频率在造工艺，工作频率在500MHz以上，此时以上，此时Celeron II代产生。代产生。第三章 了解CPU11、Intel Pentium 4（1） 2000年年11月月21日日 参数：首批参数：首批P4主频为：主频为：1.5GHz和和1.4G

11、Hz，工作电压为，工作电压为1.7v（2） 2002年年Pentium4 制作工艺为制作工艺为0.13微米，微米，L2 cache加大为加大为512KB12、Athlon64 2003年美国时间年美国时间 9 月月 23 日，全球第一款桌面系统日，全球第一款桌面系统 64bit 处理器在美国正处理器在美国正式发布。式发布。 当前主流产品：当前主流产品：AMD 3800+关于关于cpu的命名的命名:A： Pentium4处理器有处理器有Willamette，Northwood和和prescott三种不三种不同芯片，其中同芯片，其中w，核心术语最早产品，采用，核心术语最早产品，采用0.18微米工艺

12、，发热大，微米工艺，发热大，频率提升困难，二级缓存频率提升困难，二级缓存256kb，性能不佳，很快被，性能不佳，很快被n,核心的取代，核心的取代，n工艺为工艺为0.13微米工艺，二级缓存微米工艺，二级缓存512kb，为了与只有，为了与只有256kb 的二级的二级缓存缓存p4区别，区别，intel在其型号后面加了一个大写字母在其型号后面加了一个大写字母“A”，第三章 了解CPUE: 继继northwood核心之后核心之后,intel又推出了又推出了90纳米工艺的纳米工艺的prescott核心的核心的p4,它采用了一级流水线设计它采用了一级流水线设计,配备配备16kb的一级数据缓存和的一级数据缓存

13、和1Mb的的L2 cache,intel又给她命名又给她命名E“. 如如: p4 2.8EC: 继继533MHZ FSB的产品之后，推出了的产品之后，推出了800MHZ 的的P4，便给他用，便给他用了字母了字母“CD: intel 将将prescott核心的核心的celeron处理器命名为处理器命名为“celeron DCeleron d 采用了采用了90纳米的工艺纳米的工艺,但他只拥有但他只拥有533mhzfsb和和256kB L2 Cache,不支持超线程技术不支持超线程技术B：市场上出现了：市场上出现了533MHZ,FSB的的845E主板，便又出现主板，便又出现533MHZ的外频的外频C

14、PU，为了与主频同而，为了与主频同而FSB为为400的的P4 CPU区别开，区别开，intel又给把他们加又给把他们加上了字母上了字母“B”P4系列：系列：A系列系列 NorthWood核心核心/478针脚针脚/0.13微米微米/512K L2/400FSB。主要型。主要型号有号有P4 2.0A，P4 2.26A。 特别注意特别注意P4 2.4A的参数如下：的参数如下：Prescott核心核心/478针脚针脚/0.09微米微米/1M L2/533FSBB系列系列 NorthWood核心核心/478针脚针脚/0.13微米微米/512K L2/533FSB。主要型。主要型号有号有P4 2.4B，P

15、4 2.53B，P4 2.66B，P4 2.8B，P4 3.06B（HT）C系列系列 NorthWood核心核心/478针脚针脚/0.13微米微米/512K L2/800FSB/HT第三章 了解CPUE系列系列 Prescott核心核心/478针脚针脚/0.09微米微米/1M L2/800FSB/HT频频率从率从3.4G及以上及以上Prescott核心核心/LGA775/0.09微米微米/1M L2/800FSB/HT 另外：另外：P4 2.8E，P43.0E，P43.2E，P43.4E这这几个型号同时存在几个型号同时存在478针脚和针脚和LGA775两种封装。特别注意：现两种封装。特别注意：

16、现在市场上有一款在市场上有一款P4 2.93E的的CPU，其参数如下：，其参数如下：Prescott核心核心/LGA775/0.09微米微米/1M L2/533FSBEE系列系列 NorthWood核心核心/478针脚针脚/0.13微米微米/512K L2/2M L3/800FSB/HT第三章 了解CPU第三章 了解CPU三、三、CPU的工作原理的工作原理Cpu 执行三种基本操作，读出数据，处理数据和往内存写数据，执行三种基本操作，读出数据，处理数据和往内存写数据，cpu是特别纯净的是特别纯净的硅材料上制造的一个硅材料上制造的一个cpu芯片包含上千万个晶体管，在这上面存储对应于芯片包含上千万个

17、晶体管，在这上面存储对应于0和和1的电荷，的电荷，而而0和和1组成了计算机工作采用的二进制语言和数据，成组的晶体管联合起来，可以组成了计算机工作采用的二进制语言和数据，成组的晶体管联合起来，可以存储数据，也可进行逻辑运算和数字运算，一条指令可包含按明确顺序执行的许多存储数据，也可进行逻辑运算和数字运算，一条指令可包含按明确顺序执行的许多操作，操作，cpu的工作就是执行指令，工作过程为：指令指针给指令读取器，指示存放指的工作就是执行指令，工作过程为：指令指针给指令读取器，指示存放指令的内存地址，指令读取器从内存读取指令，并送给指令译码器，而指令译码器分令的内存地址，指令读取器从内存读取指令，并送

18、给指令译码器，而指令译码器分析指令，并决定完成指令需多少步骤，如需处理，则析指令，并决定完成指令需多少步骤，如需处理，则ALU将按照指令要求工作，做将按照指令要求工作，做加减或其他运算，在加减或其他运算，在CPU解释和执行指令后，控制单元告诉指令读取器从内存中读解释和执行指令后，控制单元告诉指令读取器从内存中读取下一条指令，这个过程不断重复，产生在显示器上所看到的结果。取下一条指令，这个过程不断重复，产生在显示器上所看到的结果。第三章 了解CPU四、四、CPU的技术参数的技术参数1、主频：、主频：CPU运行时的时钟频率。主频直接影响运行时的时钟频率。主频直接影响CPU的运行速度，主频的运行速度

19、，主频越高速度越快，但主频相同的越高速度越快，但主频相同的CPU性能不一定相同。性能不一定相同。2、外频：、外频：CPU的基准频率，单位为的基准频率，单位为MHz，外频是，外频是CPU与主板之间同步运与主板之间同步运行的速度，也是大部分电脑内存与主板之间同步运行的速度，可理解为，行的速度，也是大部分电脑内存与主板之间同步运行的速度，可理解为，CPU的外频直接与内存相连通，实现两者的外频直接与内存相连通，实现两者 间的同步运行状态。间的同步运行状态。3、倍频系数：、倍频系数： 倍频系数是指倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系，在相同外频主频与外频之间的相对比例关系，在相同外频下，倍频越

20、高下，倍频越高CPU的频率越高。的频率越高。 但在实际上，在相同外频下，高倍频的但在实际上，在相同外频下，高倍频的CPU本身意义并不大，本身意义并不大，因为，因为，CPU与系统之间的数据传输速度是有限的，与系统之间的数据传输速度是有限的，CPU受其受其“瓶颈瓶颈”的影响。的影响。第三章 了解CPU4、前端总线（、前端总线（FSB）频率）频率 总线是将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线。总线是将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线。通俗的说，就是多个部件间的公共连线，用于在各个部件之间传输信息。人们常常通俗的说，就是多个部件间的公共连线，用于在各个部

21、件之间传输信息。人们常常以以MHz表示的速度来描述总线频率。总线的种类很多，前端总线的英文名字是表示的速度来描述总线频率。总线的种类很多，前端总线的英文名字是Front Side Bus，通常用，通常用FSB表示，是将表示，是将CPU连接到北桥芯片的总线。计算机的前连接到北桥芯片的总线。计算机的前端总线频率是由端总线频率是由CPU和北桥芯片共同决定的。和北桥芯片共同决定的。 北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件，并和南桥芯片连接。北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件，并和南桥芯片连接。CPU就是通过前端总线（就是通过前端总线（FSB）连接到北桥芯片，进而通过北桥芯片和内

22、存、显卡交换）连接到北桥芯片，进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。前端总线是数据。前端总线是CPU和外界交换数据的最主要通道，因此前端总线的数据传输能和外界交换数据的最主要通道，因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大，如果没足够快的前端总线，再强的力对计算机整体性能作用很大，如果没足够快的前端总线，再强的CPU也也不能明显提高计算机整体速度。数据传输最大带宽取决于所有同时传输的不能明显提高计算机整体速度。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（总线频率数据的宽度和传输频率，即数据带宽（总线频率数据位宽）数据位宽）8。 目前目前PC机上所能达到的前端总

23、线频率有机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz几种，前端总线频率越大，代表着几种，前端总线频率越大，代表着CPU与北桥芯片之间与北桥芯片之间的数据传输能力越大，更能充分发挥出的数据传输能力越大，更能充分发挥出CPU的功能。现在的的功能。现在的CPU技术发展技术发展很快，运算速度提高很快，而足够大的前端总线可以保障有足够的数据供很快，运算速度提高很快，而足够大的前端总线可以保障有足够的数据供给给给给CPU，较低的前端总线将无法供给足够的数据给，较低的前端总线将无法供给足够的数据给CPU，这样就限制了，这样就限制了CPU性能得发挥，成为系统

24、瓶颈。性能得发挥，成为系统瓶颈。 前端总线的速度指的是前端总线的速度指的是CPU和北桥芯片间总线的速度，更实质性的表示了和北桥芯片间总线的速度，更实质性的表示了CPU和和外界数据传输的速度。而外频的概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的，外界数据传输的速度。而外频的概念是建立在数字脉冲信号震荡速度基础之上的，也就是说，也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一万万次，它更多的影外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一万万次，它更多的影响了响了PCI及其他总线的频率。之所以前端总线与外频这两个概念容易混淆，主要及其他总线的频率。之所以前端总线与外频这两个概念容易混淆，主要的原因是在以

25、前的很长一段时间里（主要是在的原因是在以前的很长一段时间里（主要是在Pentium 4出现之前和刚出现出现之前和刚出现Pentium 4时），前端总线频率与外频是相同的，因此往往直接称前端总线为外时），前端总线频率与外频是相同的，因此往往直接称前端总线为外频，最终造成这样的误会。随着计算机技术的发展，人们发现前端总线频率需要频，最终造成这样的误会。随着计算机技术的发展，人们发现前端总线频率需要高于外频，因此采用了高于外频，因此采用了QDR（Quad Date Rate）技术，或者其他类似的技术实）技术，或者其他类似的技术实现这个目的。这些技术的原理类似于现这个目的。这些技术的原理类似于AGP的

26、的2X或者或者4X，它们使得前端总线的频，它们使得前端总线的频率成为外频的率成为外频的2倍、倍、4倍甚至更高，从此之后前端总线和外频的区别才开始被人们倍甚至更高，从此之后前端总线和外频的区别才开始被人们重视起来。重视起来。 外频与前端总线频率的区别：外频与前端总线频率的区别：第三章 了解CPU5、高速缓存（、高速缓存（Cache）（1）缓存是一种比主存更快的存储器（一般为静态）缓存是一种比主存更快的存储器（一般为静态RAM组成），它组成），它优先于内存和优先于内存和CPU交换数据。交换数据。（2）L1 Cache集成在集成在CPU内部，速度与内部，速度与CPU同步，同步，L2 Cache在新款

27、在新款 CPU中也集成在了内部，一般以中也集成在了内部，一般以1/2CPU的速度运行（与的速度运行（与CPU同步的同步的L2Cache为全速二级高速缓存）。为全速二级高速缓存）。L1为为CPU内部指令集和数据的内部指令集和数据的交换区，交换区，L2为为CPU与内存间的交换区。与内存间的交换区。（3）作用：为了缓解高速设备和低速设备数据传输的瓶颈。）作用：为了缓解高速设备和低速设备数据传输的瓶颈。（4）工作过程：）工作过程：CPU需要数据时，首先查找需要数据时，首先查找Cache，如果没有找到，如果没有找到再查找内存，找到后直接送到再查找内存，找到后直接送到CPU并在并在Cache中做备份。中做

28、备份。第三章第三章 了解了解CPU6、CPU扩展指令集扩展指令集（1）指令集就是）指令集就是CPU中所有指令的集合（中所有指令的集合（CPU的运行其实是一个的运行其实是一个个独立的指令（微指令）执行的结果），基本上每个指令都可以在个独立的指令（微指令）执行的结果），基本上每个指令都可以在一个执行周期内完成（如果，指令集中无直接的单一指令，则需多一个执行周期内完成（如果，指令集中无直接的单一指令，则需多个指令共同完成，速度变慢）个指令共同完成，速度变慢）（2）常见指令集有：）常见指令集有：MMX（多媒体扩展指令集，（多媒体扩展指令集，Intel）、）、SSE（因特网数据流单指令扩展，（因特网数据

29、流单指令扩展，Intel）、）、3DNOW!（AMD）MMX指令集指令集 MMX（Multi Media Extensions，多媒体扩展）指令集是，多媒体扩展）指令集是Intel公司在公司在1996年推出的一项多媒体指令增强技术。它包括年推出的一项多媒体指令增强技术。它包括57条多媒体指令，通过这些指令可以条多媒体指令，通过这些指令可以一次处理多个数据，甚至还可以在处理结果超过实际处理能力的时候也能进行正一次处理多个数据，甚至还可以在处理结果超过实际处理能力的时候也能进行正常处理。常处理。SSE指令集指令集 SSE（Streaming SIMD Extensions，单指令多数据流扩展）指令

30、集是，单指令多数据流扩展）指令集是Intel公公司在司在Pentium III处理器中推出的，其主要作用是加速处理器中推出的，其主要作用是加速CPU的的3D运算能力。它包含运算能力。它包含了了70条指令，其中包含提高条指令，其中包含提高3D图形运算效率的图形运算效率的50条条SIMD（单指令多数据技术）（单指令多数据技术）浮点运算指令、浮点运算指令、8条优化内存连续数据块传输指令和条优化内存连续数据块传输指令和12条条MMX整数运算增强指令。整数运算增强指令。SSE 2指令集指令集 SSE 2（Streaming SIMD Extensions，单指令多数据流扩展）指令集是，单指令多数据流扩展

31、）指令集是Intel公司在公司在SSE指令集的基础上扩展而成的。该指令集包括指令集的基础上扩展而成的。该指令集包括144条新的条新的128位多位多媒体指令，它由媒体指令，它由SSE和和MMX两个不同的部分所组成。前者主要负责处理浮点两个不同的部分所组成。前者主要负责处理浮点数，后者则专门负责计算整数。使用它们能够加快许多应用程序的运行。数，后者则专门负责计算整数。使用它们能够加快许多应用程序的运行。SSE 3指令集指令集SSE 3（Streaming SIMD Extensions，单指令多数据流扩展）指令集是，单指令多数据流扩展）指令集是Intel公公司在最新的司在最新的Pentium 4

32、Prescott处理器中为了增强处理器中为了增强Pentium 4 CPU在多媒体方面在多媒体方面的性能而新增加的一组指令集合。的性能而新增加的一组指令集合。SSE 3指令集中包括一条专门针对视频解码的指令和两条针对线程处理的指指令集中包括一条专门针对视频解码的指令和两条针对线程处理的指令，不仅有助于增加令，不仅有助于增加Intel CPU的超线程功能的处理能力，而且支持更复杂的的超线程功能的处理能力，而且支持更复杂的算术运算。算术运算。3DNow！指令集！指令集3DNow！指令集广泛应用于！指令集广泛应用于AMD公司的公司的K6-2，K6-3以及以及Athlon（K7）处理器）处理器中。该指

33、令集其实是中。该指令集其实是21条机器码的扩展指令集，主要针对三维建模、坐标变换条机器码的扩展指令集，主要针对三维建模、坐标变换和效果渲染等三维应用场合。在软件的配合下，可以大幅度提高和效果渲染等三维应用场合。在软件的配合下，可以大幅度提高3D处理性能。处理性能。在在CPU的发展过程中，的发展过程中，3DNow！指令集是最早的三维指令集。！指令集是最早的三维指令集。7、内存总线速度：内存和、内存总线速度：内存和L2之间的通讯速度。之间的通讯速度。8、CPU工作电压工作电压 从从586CPU开始，开始，CPU工作电压分成内核电压和工作电压分成内核电压和I/O电压两种，电压两种，其中内核电压根据生

34、产工艺而定，一般制作工艺越小，内核工作电其中内核电压根据生产工艺而定，一般制作工艺越小，内核工作电压越低；压越低；I/O电压一般都在电压一般都在1.6v3v，低电压能解决功耗和发热大的，低电压能解决功耗和发热大的问题。问题。第三章第三章 了解了解CPU9、制造工艺、制造工艺 指硅材料上生产指硅材料上生产CPU时内部各元器件的连接宽度，一般用微米表示，微米值时内部各元器件的连接宽度，一般用微米表示，微米值越小，制作工艺越先进，越小，制作工艺越先进，CPU可达到的频率越高，集成的晶体管的数量就越多，可达到的频率越高，集成的晶体管的数量就越多，目前，目前，Intel和和AMD以达到以达到0.13微米

35、，今年微米，今年Intel将达到将达到0.09微米的制造工艺微米的制造工艺10、封装（最后一道工序）、封装（最后一道工序）（1）采用特定的材料将）采用特定的材料将CPU芯片或芯片或CPU模块固定在其中以防损坏，模块固定在其中以防损坏， 它它 是沟通芯片内部世界和外部电路的桥梁。是沟通芯片内部世界和外部电路的桥梁。（2）常见封装：）常见封装：PDIP：塑料双列直插封装，引脚从两端引出。：塑料双列直插封装，引脚从两端引出。Intel 8位和位和16位处理器使用。位处理器使用。PQFP：塑料四边引出扁平封装，引脚四边引出，：塑料四边引出扁平封装，引脚四边引出，80386采用。采用。DIPBGAPGA

36、 目前常见的封装：OPGA、MPGA、CPGA、FC-PGAOPGAMPGACPGASocket 370Socket 462Socket 478Socket 754Socket 775CPGA/PPGA：陶瓷：陶瓷/塑料针脚网格阵列封装，引脚从底端引出，塑料针脚网格阵列封装，引脚从底端引出，并形成了规则的阵列（用于并形成了规则的阵列（用于SOCKET处理器）处理器）BGA：球状网格阵列封装，常用于笔记本电脑的处理器。：球状网格阵列封装，常用于笔记本电脑的处理器。CSP：芯片级封装，芯片面积与封装面积之比尽可能为：芯片级封装，芯片面积与封装面积之比尽可能为1：1第三章 了解CPU11、地址、地址

37、总线总线宽度宽度 CPU一次发出的地址信息的位数，其决定了一次发出的地址信息的位数，其决定了CPU能访问的最大地址容量能访问的最大地址容量空间。（空间。（32位，位，4GB空间）空间）12、数据总线宽度、数据总线宽度CPU与二级高速缓冲存储器、内存、输入输出设备之间一次实际传输数据的位数与二级高速缓冲存储器、内存、输入输出设备之间一次实际传输数据的位数英特尔酷睿双核处理器英特尔酷睿双核处理器 1.60GHz, 2MB L2缓存缓存,533MHz前端总线前端总线 他是在一个他是在一个CPU基板上集成了两个基板上集成了两个1.60GHz, 533MHz前端总线的前端总线的CPU，他们，他们共享共享

38、2MB L2缓存。在主频上，他和单核是一样的，都是缓存。在主频上，他和单核是一样的，都是1.60GHz，但是性能，但是性能不能理解为两个不能理解为两个CPU之和，受任务排列与处理的算法及其他因素的限制，双核之和，受任务排列与处理的算法及其他因素的限制，双核比单核性能要高出比单核性能要高出3070，但不是，但不是100。 前端总线依然是前端总线依然是533MHz。什么是双核处理器呢什么是双核处理器呢?双核处理器背后的概念蕴涵着什么意义呢双核处理器背后的概念蕴涵着什么意义呢?简而言之，双简而言之，双核处理器即是基于单个半导体的一个处理器上拥有两个一样功能的处理器核心。核处理器即是基于单个半导体的一

39、个处理器上拥有两个一样功能的处理器核心。换句话说，将两个物理处理器核心整合入一个核中。企业换句话说，将两个物理处理器核心整合入一个核中。企业IT管理者们也一管理者们也一双核及多核技术：双核及多核技术：直坚持寻求增进性能而不用提高实际硬件覆盖区的方法。多核处理器解决方案针对直坚持寻求增进性能而不用提高实际硬件覆盖区的方法。多核处理器解决方案针对这些需求，提供更强的性能而不需要增大能量或实际空间。这些需求，提供更强的性能而不需要增大能量或实际空间。 双核心处理器技术的引入是提高处理器性能的有效方法。因为处理器实际性能是处双核心处理器技术的引入是提高处理器性能的有效方法。因为处理器实际性能是处理器在

40、每个时钟周期内所能处理器指令数的总量，因此增加一个内核，处理器每个理器在每个时钟周期内所能处理器指令数的总量，因此增加一个内核，处理器每个时钟周期内可执行的单元数将增加一倍。在这里我们必须强调一点的是，如果你想时钟周期内可执行的单元数将增加一倍。在这里我们必须强调一点的是，如果你想让系统达到最大性能，你必须充分利用两个内核中的所有可执行单元让系统达到最大性能，你必须充分利用两个内核中的所有可执行单元:即让所有执即让所有执行单元都有活可干行单元都有活可干! 虽然双核甚至多核芯片有机会成为处理器发展史上最重要的改进之一。需要指出的虽然双核甚至多核芯片有机会成为处理器发展史上最重要的改进之一。需要指

41、出的是，双核处理器面临的最大挑战之一就是处理器能耗的极限是，双核处理器面临的最大挑战之一就是处理器能耗的极限!性能增强了，能量消性能增强了，能量消耗却不能增加。根据著名的汤氏硬件网站得到的文件显示，代号耗却不能增加。根据著名的汤氏硬件网站得到的文件显示，代号Smithfield的的CPU热设计功耗高达热设计功耗高达130瓦瓦第三章 了解CPU13、超线程技术超线程技术（ Hyper-Threading，简称，简称“HT”）” :一颗实体处理器中放入两个逻辑处理单元一颗实体处理器中放入两个逻辑处理单元,让多线程软件可在系统平台上平行让多线程软件可在系统平台上平行处理多项任务处理多项任务,并提升处

42、理器执行资源的使用率并提升处理器执行资源的使用率,使用此技术可是处理器的资源使用此技术可是处理器的资源利用率提升利用率提升40%,大大增加了处理的传输量大大增加了处理的传输量,超线程是同时多线程技术的一种超线程是同时多线程技术的一种,此此技术可经由复制处理上的机构状态技术可经由复制处理上的机构状态,让同一个处理器上的多个线程同步执行并让同一个处理器上的多个线程同步执行并共享处理器的执行资源共享处理器的执行资源.对支持多处理功能的应用程序而言对支持多处理功能的应用程序而言,超线程处理器被视超线程处理器被视为两个分离的逻辑处理器为两个分离的逻辑处理器,应用程序不须修正就可使用这两个逻辑处理器应用程

43、序不须修正就可使用这两个逻辑处理器,同时同时每个逻辑处理器都可独立响应中断每个逻辑处理器都可独立响应中断,第一逻辑处理器可追踪一个软件线程第一逻辑处理器可追踪一个软件线程,而第而第二个逻辑处理器可同时追踪另一个软件线程二个逻辑处理器可同时追踪另一个软件线程第三章 了解CPUSocket370：370针，针，Pentium III、CeleronIISocket423/478/775：423/478针（针（423使用使用RDRAM,478使用使用RDRAM或或SDRAM,775面向面向Celeron D），），P4、Celeron4、P4EESocket754：AMD Athlon64（面向大众

44、）（面向大众）Socket939：AMD Athlon64FX-51（面向高端）（面向高端）五、五、CPU的分类的分类按接口结构分类按接口结构分类1、Socket结构：结构：Socket7：196针，针，Pentium/MMX，AMD的的K 6、K 6-2第三章 了解CPU2、slot结构结构Slot1：242个接口，个接口，SEC单边接触单边接触PII、PIIISlot2：主要用于高端工作站和服务器（至强）系列。采用：主要用于高端工作站和服务器（至强）系列。采用Slot2结构的主板一般有两个或两个以上的结构的主板一般有两个或两个以上的CPU插座，以供处理器同时插座，以供处理器同时工作。工作。

45、Slot A：只支持：只支持AMD公司的公司的K7，不支持，不支持Intel主板。主板。按使用的指令分：按使用的指令分：CISC：复杂指令集。便于编程和提高内存的访问效率。：复杂指令集。便于编程和提高内存的访问效率。RISC：精简指令集，提高处理器的运行速度。：精简指令集，提高处理器的运行速度。第三章 了解CPU六、六、CPU的型号和品牌的型号和品牌1、Intel 公司：奔腾公司：奔腾Pentium系列，系列，Celeron系列，安腾（系列，安腾（Itanium）系列，）系列，2、AMD（超微）公司：（超微）公司：K系列，系列，Duron（毒龙）（毒龙）（64KB L2)，Thunderbir

46、d（雷鸟）（雷鸟）（256KB L2），），Athlon系列系列 3、VIA（威盛）：其收购了（威盛）：其收购了Cyrix CPU 生产厂家，生产厂家，Cyrix系列系列CPU七、七、CPU超频超频1、超频，将、超频，将CPU的工作频率强行提升的操作。的工作频率强行提升的操作。2、超频的利弊：利，提升性能。弊，缩短器件的寿命，烧坏器件稳定性差、超频的利弊：利，提升性能。弊，缩短器件的寿命，烧坏器件稳定性差3、超频的方法：超外频、倍频和电压。、超频的方法：超外频、倍频和电压。4、超频的注意事项：内存质量，主板稳定性，、超频的注意事项：内存质量，主板稳定性，BIOS设置，散热，设置，散热，CPU的

47、品质，硬盘和板卡的影响及电源。的品质，硬盘和板卡的影响及电源。第三章 了解CPU八、八、CPU风扇风扇1、CPU散热过程及原理散热过程及原理（1）CPU产生的热，送到散热片上，通过风扇的转动造成气产生的热，送到散热片上，通过风扇的转动造成气流将把热带走。热传递的方式：传导、辐射和对流。这里用到流将把热带走。热传递的方式：传导、辐射和对流。这里用到的是传导和对流。的是传导和对流。2、CPU风扇选购风扇选购注意它的功率，口径，转速、材质、噪声、形状、排风量等。注意它的功率，口径，转速、材质、噪声、形状、排风量等。九、作业九、作业第三章 了解CPU1、CPU的作用是什么？的作用是什么？2、CPU的内

48、部组成有哪几部分？的内部组成有哪几部分？3、主频、外频、倍频系数的关系。、主频、外频、倍频系数的关系。4、CPU超频应注意什么超频应注意什么?5、CPU风扇的散热过程和原理是什么？风扇的散热过程和原理是什么？6、CPU 有哪些品牌？有哪些品牌？Cpu编号知识编号知识: Intel篇篇 :首先我们从头开始，你看到最上面的首先我们从头开始，你看到最上面的“celeron(tm)”这个单词了吗？这就代表这个单词了吗？这就代表这这个这这个CPU的名字，很显然这款的名字，很显然这款CPU的名字叫的名字叫“赛扬赛扬”，在名字旁边的几个大，在名字旁边的几个大写的字母写的字母“MALAY”，这代表这款，这代表

49、这款CPU的产地，面图片中的这款赛扬的产地，面图片中的这款赛扬II产自马产自马来西亚，当然相应的还会有来西亚，当然相应的还会有“COSTARICA(哥斯达黎加哥斯达黎加)”、“Philippines(菲菲律宾律宾)”、“Ireland爱尔兰爱尔兰”；接下来的一行；接下来的一行“533A/128/66/1.5V”代表这款代表这款CPU是是533A，128K二级缓存，二级缓存，66外频，核心电压是外频，核心电压是1.5V。最低下一行的。最低下一行的“Q013A307-0389 SL46S”其中其中“Q”代表的是产地，后面的代表的是产地，后面的013代表的是生产代表的是生产的年份和周次，这里面的的年

50、份和周次，这里面的0代表是代表是2000年年(依此类推依此类推1，就是，就是2001年年)13代代表第表第13周。接下来的那段周。接下来的那段307-0389是是CPU的内部序列号的内部序列号AMD 编号知识编号知识： (64位位cpu) intel cpu命名方法命名方法5XX代表代表1MB L2的的presccot核心核心P4。零售版从。零售版从P4 520（2.8GHz）P4 571（3.8GHz），均为），均为800MHz FSB，1MB L2 cache，支持，支持HT超线程技术。中间数字超线程技术。中间数字2、3、4、5、6、7分别代表分别代表2.8、3.0、3.2、3.4、3.6

51、、3.8GHz的频率。末尾数字为的频率。末尾数字为0的是的是原始版本（原始版本（0之后如果还有之后如果还有J的代表支持的代表支持XD防病毒技术），末尾数防病毒技术），末尾数1的支持的支持EM64T和和XD。除零售版外，除零售版外，OEM版还有版还有2.66GHz的的P4 505和和506，均为，均为533MHz FSB，并且不支持，并且不支持HT超线程，但超线程，但506支持支持EM64T和和XD。6XX代表代表2MB L2的新核心的新核心P4（包括（包括presccot 2M核心和还未推出的核心和还未推出的65纳米纳米cedar mill核心），从核心），从P4 630（3.0GHz）P4

52、672（3.8GHz），），6系列全部支持系列全部支持EM64T、XD防防病毒、病毒、EIST节能等新技术，其中末尾数为节能等新技术，其中末尾数为0的原始版本均不支持的原始版本均不支持VT虚拟化技术，末尾虚拟化技术，末尾数为数为1、2、3的为支持的为支持VT或采用了或采用了cedar mill核心的版本。核心的版本。6XX系列中间数字代表的频系列中间数字代表的频率和率和5XX系列一样，就不赘述了。系列一样，就不赘述了。7XX7XX代表代表2MB L22MB L2和和1066MHz FSB1066MHz FSB的的P4EEP4EE。目前有且仅有一款。目前有且仅有一款P4EE 720P4EE 72

53、0（3.73GHz3.73GHz），使用），使用presccotpresccot 2M 2M核心，取代了之前进化自核心，取代了之前进化自xeonxeon的的galatingalatin核心，取消了核心，取消了2MB2MB的的L3 cacheL3 cache，将，将L1L1数据缓存从数据缓存从8KB8KB提高到提高到16KB16KB，L2L2从从512KB512KB提高到提高到2MB2MB。大家注意，和。大家注意，和P4 6XXP4 6XX系列一样，系列一样，P4EEP4EE也是支持也是支持EM64TEM64T、XDXD、EISTEIST技术的（不排除会有一些早期的工程版不支持）。技术的（不排除

54、会有一些早期的工程版不支持）。8XX8XX系列，由于进化到双核心，系列，由于进化到双核心，intelintel称之为称之为Pentium XEPentium XE或或Pentium DPentium D，注意，已经不叫，注意，已经不叫P4P4了哦。了哦。XEXE和和D D的区别是的区别是XEXE支持支持HTHT，操作系统可以显示为，操作系统可以显示为4 4颗逻辑处理器。以后有机会再颗逻辑处理器。以后有机会再介绍。介绍。最后解释一下相关新技术的含义：最后解释一下相关新技术的含义：* *VTVT：支持虚拟化（：支持虚拟化（Virtualization TechnologyVirtualizatio

55、n Technology）技术）技术* *HTHT：支持超线程（：支持超线程（Hyper-ThreadingHyper-Threading）技术）技术* *EISTEIST：支持增强型：支持增强型speedstepspeedstep节能技术节能技术* *EM64TEM64T：支持：支持Intel 64Intel 64位技术位技术* *XDXD：支持：支持XD BitXD Bit防病毒功能（防病毒功能（5XX5XX系列系列P4P4中支持中支持XDXD技术的后缀为技术的后缀为J J）当今市场主流CPU接口:1、 Socket AM2Socket AM2是2006年5月底发布的支持DDR2内存的AM

56、D64位桌面CPU的插槽标准。是目前低端的Sempron、中端的Athlon 64、高端的Athlon 64 X2以及顶级的Athlon 64 FX等全系列AMD桌面CPU所对应的插槽标准。Socket AM2具有940个CPU针脚插孔，支持200MHz外频和1000MHz的HyperTransport总线频率，支持双通道DDR2内存，其中Athlon 64 X2以及Athlon 64 FX最高支持DDR2 800，Sempron和Athlon 64最高支持DDR2 667。虽然同样都具有940个CPU针脚插孔，但Socket AM2与原有的Socket 940在针脚定义以及针脚排列方面都不相

57、同，并不能互相兼容。按照AMD的规划，Socket AM2将逐渐取代原有的Socket 754和Socket 939，从而实现桌面平台CPU插槽标准的统一。广大主板厂商也迅速跟进，Socket AM2的配套主板目前也在逐渐增多。 2、Socket S1 Socket S1是是2006年年5月底发布的支持月底发布的支持DDR2内存内存的的AMD64位移动位移动CPU的插槽的插槽标准。是目前低端的标准。是目前低端的Mobile Sempron和高端的和高端的Turion 64 X2所对应的插槽标准，所对应的插槽标准，具有具有638个个CPU针脚插孔，支持针脚插孔，支持200MHz外频和外频和800

58、MHz的的HyperTransport总线频总线频率，并且支持双通道率，并且支持双通道DDR2内存。按照内存。按照AMD的规划，的规划，Socket S1将逐渐取代原有的将逐渐取代原有的Socket 754从而成为从而成为AMD移动平台的标准移动平台的标准CPU插槽。插槽。 3、Socket 775Socket 775又称为又称为Socket T，目前采用此种插槽的有，目前采用此种插槽的有LGA775封装的单核心的封装的单核心的Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D以及双核心的以及双核心的Pentium D和和Pentium EE等等CPU，Core架构的架构的Cornoe核心处理器也继续采用核心处理器也继续采用Socket 775插槽。插槽。Socket 775插槽与目前广泛采用的插槽与目前广泛采用的Socket 478插槽明