故障排查流程《计算机组装与维护教程》第二章CPUKCo

1、计算机组装与维护第二章 CPUn1概况：概况：n2CPU发展史发展史n3CPU的主要生产厂商和品牌：的主要生产厂商和品牌：n4CPU性能指标性能指标n5主流主流CPU及选购及选购1概况：nCPU(CentralProcessingUnit)中央处理器nCPU是计算机的心脏，包括运算部件和控制部件，是完成各种运算和控制的核心，也是决定计算机性能的最重要的部件。主要的参数主频和位数。n计算机配置的CPU的型号实际上代表着计算机的的基本性能水平。2 2CPUCPU发展史发展史8086 CPU是16位的处理器1979年，Intel公司推出 准16位8088处理器，内部数据总线16位，外部数据总线8位。

2、内含29000个晶体管，时钟频率4.77MHz，地址总线20位，寻址范围1MB。 80286 CPU16位的处理器,1982年推出。内含13.4万个晶体管，时钟频率由最初的6MHz提高到20MHz。内部和外部数据总线皆为16位，地址总线为24位，寻址范围达16MB。 80386 CPU32位处理器，1985年推出。内含27.5万个晶体管，最初的时钟频率为12.5MHz。80386的内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，寻址范围达4GB。 80486 CPU1985年推出。集成了120万个晶体管，时钟频率从开始25MHz提高到33MHz、50MHz、66MHz。首次将数学协处理器和一

3、个8KB的高速缓存集成到微处理器芯片内，并采用RISC技术，可以在一个时钟周期内执行一条指令 。 Pentium1993年Intel公司推出Pentium处理器。内含310万个晶体管，时钟频率由最初的60MHz提高到200MHz。 Pentium PRO 1996年 Intel公司推出Pentium PRO处理器，内含550万个晶体管，内部时钟频率为133MHz。一级缓存为16KB，有一个256KB的二级缓存。 Pentium MMX1996年底 Intel公司推出Pentium MMX，即内设多媒体扩展指令集（MultiMedia Extensions）。其一级缓存为32KB，含二级缓存。

4、Pentium 1997年5月 Intel公司推出Pentium ， 集成有750万个晶体管，主频有233、266、300、333MHz。赛扬-celeron32位处理器， 1998年推出高性价比CPUCeleron。Celeron的二级缓存及相关电路被抽离，图形运算功能和运行速度受影响。Pentium III32位处理器，1999年初 Intel公司推出PentiumIII，主频有450、500MHz。增加了SSE多媒体指令集。P432位的处理器，2000年11月，Intel公司发布了 P4， 400MHz的前端总线(100 x 4), SSE2指令集，256KB512KB的二级缓存，全新的

5、超管线技术以及NetBurst架构，初始主频为1.3GHz。 64位处理器Intel Prescott(Prescott 对AMD的Athlon 64 )Prescott处理器核心的像片Prescott使用0.09微米工艺制程，1011mm芯片内包含3.3亿个晶体管，是P4的7倍，L2缓存达8MB。（头发丝的直径是60微米， 90纳米工艺即其线径为0.09微米，这是头发丝直径的1/666.67。65纳米是头发丝直径的1/920）。Athlon 64 X2，双内核桌面处理器64位处理器，Athlon 64 X2采用了939针封装。双内核处理器，如可以在后台运行杀毒程序而丝毫不影响系统性能。 Pe

6、ntium D处理器n研制90纳米、4GHz Prescott CPU时，暴露出高功耗的危机。继续沿单CPU、高主频的道路研发极为困难。为此，Intel停止了4GHzCPU的开发，与AMD一道把目光放到双核心、以及多核心处理器的开发上。nPentium D的 D有三层含义：Double(双核)、Desktop(桌面）、Fourth(第四，P4)。n2005年第2季度，Intel公司推出第一款双内核PC机处理器Pentium D，取代Pentium4，处理器命名为Smithfield。 Pentium D 8系列采用90nm制程，LGA775封装，800MHz FSB，两个核心各配备有1M的L2

7、,支持EM64T,Vanderpool，XD Bit和EIST(Enhanced Intel Speedstep Technology,省电技术)。Pentium D处理器核心代号为Smithfield的台式机处理器Intel的双核心构架像一个双CPU平台，Pentium D处理器沿用Prescott架构及90nm生产工艺。Pentium D内核由两个独立的Prescott核心组成，每个核心拥有独立的1MB L2缓存及执行单元，两个核心共拥有2MB缓存。由于两个核心都拥有各自独立的缓存，必须保正每个二级缓存中的信息完全一致，否则就会出现运算错误。为了解决这一问题，Intel将两个核心之间的协调

8、工作交给外部的北桥（MCH）芯片。 3CPU的主要生产厂商和品牌的主要生产厂商和品牌主要生产厂商英特尔（Intel）、AMD、VIA（Cyrix）当前主流和主要产品：Intel系列：高端产品PentiumD8XX、9XX系列（双核）（LGA775）64位处理器最高产品PentiumD930工作频率3GHzFSB800MHz3CPU的主要生产厂商和品牌的主要生产厂商和品牌中端产品Pentium46XX、5XX系列（LGA775）64位处理器最高产品Pentium4630工作频率3GHzFSB6XX系列800MHz5XX系列533MHz低端产品CeleronD3XX（LGA775）64位处理器最高

9、产品Celeron356D工作频率3.33GHzFSB533MHz3CPU的主要生产厂商和品牌的主要生产厂商和品牌其他产品Celeron4（478pin）32位处理器移动产品讯驰系列PentiumM32位处理器服务器产品至强（Xeon）处理器64位处理器即将上市Conroe（酷睿）系列64位处理器AMD系列：高端产品Athlon642双核系列、FX系列64位处理器最高产品Athlon6424800+、FX-60工作频率2.4GHzFSB 1GHz3CPU的主要生产厂商和品牌的主要生产厂商和品牌中端产品Athlon64（939pin、754pin）（速龙）64位处理器最高产品Athlon3500

10、+工作频率2.2GHzFSB 1GHz/800MHz低端产品Sempron（闪龙）（754pin）64位处理器最高产品Sempron3000+工作频率1.8GHzFSB 800MHz移动产品Turion（炫龙）（754pin）64位处理器服务器产品Opteron（皓龙）（940pin）64位处理器即将上市全系列速龙、闪龙（AM2接口）64位处理器4CPU性能指标 1）主频CPU主频也叫时钟频率，是CPU内核（整数和浮点运算器）电路的实际运行频率，英文全拼为CPUClockSpeed，时钟频率的单位是MHz（兆赫） 2）CPU的字长计算机技术中对CPU在单位时间内（同一时间）能一次处理的二进制数

11、的位数称为字长。 3）前端总线前端总线的英文名字是FrontSideBus，通常用FSB表示，是将CPU连接到北桥芯片的总线。计算机的前端总线频率是由CPU和北桥芯片共同决定的。 目前PC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CPU与北桥芯片之间的数据传输能力越大，更能充分发挥出CPU的功能。 4CPU性能指标4）外频外频是CPU乃至整个计算机系统的基准频率，单位是MHz（兆赫兹）。外频与前端总线（FSB）频率很容易被混为一谈。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CPU和外界数

12、据传输的速度。 也可这样认为，前端总线的频率有两个概念：一就是总线的物理工作频率（即我们所说的外频），二就是有效工作频率（即我们所说的FSB频率）它直接决定了前端总线的数据传输速度！ INTEL处理器的两者的关系是：FSB频率=外频X4；而AMD的就是：FSB频率=外频X2。 注意：以上AMD芯片是以K7为例，K8由于内置有内存控制器（原来是在北桥芯片中），所以没用前端总线频率的概念，取而代之是HyperTransport总线频率 。4CPU性能指标5）倍频CPU的倍频，全称是倍频系数。CPU的核心工作频率与外频之间存在着一个比值关系，这个比值就是倍频系数，简称倍频。CPU主频的计算方式变为：

13、主频=外频x倍频。也就是倍频是指CPU和系统总线之间相差的倍数，当外频不变时，提高倍频，CPU主频也就越高。6）制作工艺通常我们所说的CPU的“制作工艺”指得是在生产CPU过程中，要进行加工各种电路和电子元件，制造导线连接各个元器件。通常其生产的精度以微米（长度单位，1微米等于千分之一毫米）来表示，未来有向纳米（1纳米等于千分之一微米）发展的趋势，精度越高，生产工艺越先进。 芯片制造工艺在1995年以后，从0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.13微米、0.09微米，而0.065微米（65纳米）的制造工艺将是下一代CPU的发展目标。 4CPU性能指标7）二级缓存容量CPU缓

14、存（CacheMemoney）位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小但交换速度快。这样整个内存储器（缓存+内存）就变成了既有缓存的高速度，又有内存的大容量的存储系统了。 CPU产品中，一级缓存的容量基本在4KB到64KB之间，二级缓存的容量则分为128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一级缓存容量各产品之间相差不大，而二级缓存容量则是提高CPU性能的关键。 8）核心电压CPU的工作电压（SupplyVoltage），即CPU正常工作所需的电压。工作电压是指CPU正常工作时所需的电压。早期CPU的工作电压一般为5V，随着CPU主频的提高，CPU工作电压有逐步下降的趋势，

15、以解决发热过高的问题。内核电压的高低主要取决于CPU的制造工艺，也就是上面所说的“0.18m”或“0.13m”等4CPU性能指标9）接口类型是指CPU的引脚。目前主要的接口类型有Socket370、Socket423、Socket478、Socket A、754、939 、Socket T等。10）封装方式所谓“封装”，说简单些就是将CPU套上外衣，这样就能保证CPU核心与空气隔离开来，避免尘埃的侵害。好的封装设计还有助于CPU芯片散热，并很好地让CPU与主板连接。4CPU性能指标11）64位技术这里的64位技术是相对于32位而言的，这个位数指的是CPUGPRs（General-Purpose

16、Registers，通用寄存器）的数据宽度为64位，64位指令集就是运行64位数据的指令，也就是说处理器一次可以运行64bit数据。 目前主流CPU使用的64位技术主要有AMD公司的AMD64位技术、Intel公司的EM64T技术。12）超线程技术超线程技术就是利用特殊的硬件指令，把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片，减少了CPU的闲置时间，提高的CPU的运行效率。4CPU性能指标13）MMXMMX是英语“多媒体指令集”的缩写，是Intel公司第一次对自1985年就定型的X86指令集进行的扩展。MMX主要用于增强CPU对多媒体信息的处理，提高CPU处理3D图形、视频和音频信息能力。14）SSE和S

17、SE2SSE是英语“因特网数据流单指令序列扩展/internetStreamingSIMDExtensions”的缩写。它是Intel公司首次应用于Pentium中的。不但涵括了原MMX和3DNow！指令集中的所有功能，而且特别加强了SIMD浮点处理能力。15）3DNow！和3DNow！增强版AMD公司开发的多媒体扩展指令集，针对MMX指令集没有加强浮点处理能力的弱点，重点提高了AMD公司K6系列CPU对3D图形的处理能力。5主流CPU及选购 Intel系列产品型号产品型号主频主频构架构架核心核心制程制程前端总线前端总线(MHz)L2缓存缓存(B)特色技术特色技术(GHz)(微米微米)Cele

18、ronD3202.40478Prescott0.09533256K/-SSE3CeleronD325J2.53775Prescott0.09533256K/-EDB/SSE3CeleronD3302.66478Prescott0.09533256K/-SSE3CeleronD3312.66775Prescott0.09533256K/-EM64T/EDB/SSE3CeleronD335J2.80775Prescott0.09533256K/-EDB/SSE3CeleronD3402.93478Prescott0.09533256K/-SSE3CeleronD3412.93775Prescott

19、0.09533256K/-EM64T/EDB/SSE3CeleronD345J3.06775Prescott0.09533256K/-EDB/SSE3CeleronD3503.20478Prescott0.09533256K/-SSE3Pentium4 5202.80775Prescott0.098001M/-EM64T/EDB/SSE3Pentium4 5303.00775Prescott0.098001M/-HT/SSE3Pentium4 5403.20775Prescott0.098001M/-HT/SSE3Pentium4 5503.40775Prescott0.098001M/-HT

20、/SSE3Pentium4 5603.60775Prescott0.098001M/-HT/SSE3Pentium4 5713.80775Prescott0.098001M/-EM64T/HT/EDB/SSE3Pentium4 6303.00775Prescott0.098002M/-EM64T/HT/EDB/SSE3Pentium4 6503.40775Prescott0.098002M/-EM64T/HT/EDB/SSE3Pentium4 6703.80775Prescott0.098002M/-EM64T/HT/EDB/SSE3PentiumD 8202.80775Smithfield0

21、.0980021M/-EM64T/EDB/SSE3PentiumD 8403.20775Smithfield0.0980021M/-EM64T/EDB/SSE35主流CPU及选购 AMD系列品型号品型号主频主频构架构架制程制程前端总线前端总线(M)L1/L2缓存缓存(B)特色技术特色技术(GHz)(微米微米)Sempron2400+1.66mPGA4620.13333128K/256KHT/3DNow!/SSESempron2600+1.83mPGA4620.13333128K/256KHT/3DNow!/SSESempron3000+2.00mPGA4620.13333128K/512KHT/3DNow!/SSESempron2800+1.60mPGA7540.09800128K/128KHT/3DNow!/SSESempron3100+1.80mPGA7540.09800128K/256KHT/3DNow!/SSESempron3400+2.00mPGA7540.09800128K/256KHT/3DNow!/SSESempron2600+1.60mPGA7540.09800128K/128KAMD64/HT/CoolnQuiet/SSE3Sempron3000+1.8