计算机维修课件.ppt

1、第5章 CPU故障维修,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第2页 共23页,1971年11月，英特尔公司的特德霍夫（Ted Hoff）设计出世界上第一个微处理器芯片4004。 4004 CPU用8位指令处理4位数据，指令和数据存储是分开的，分别有4096个4位宽的指令存储单元和1KB 4位宽的数据存储单元，最大寻址范围是640字节。4004 CPU有46条指令，工作时钟为108KHz。核心大小为34mm，有2250个晶体管，晶体管的线宽为10um，每秒运算6万次，市场售价200美元左右。,5.1 CPU发展与分类,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第3页 共23页,5.1 CPU发展与

2、分类,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第4页 共23页,CPU组成 Pentium 4 CPU由半导体硅芯片、转接基板、有机底板、针脚、电容、导热材料、散热金属壳等部件组成。 Northwood核心的Pentium 4 CPU由5500万个硅晶体管组成，核心尺寸为12121mm，CPU内部线宽为0.13um，线路之间采用铜线连接，核心内部共有6层线路。,5.1 CPU发展与分类,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第5页 共23页,5.1 CPU发展与分类,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第6页 共23页,英特尔目前将同一代 CPU产品细分为： 赛扬（Celeron）、 奔腾（P

3、entium）、 至强（Xeon）、 迅驰（Centrino） 它们在设计技术上 差异不大，主要用 于不同的商业市场。,5.1 CPU发展与分类,失败的产品,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第7页 共23页,Pentium 4 CPU包含 总线接口单元、一级高速缓存、二级高速缓存、指令关联存储器、分支预测单元、解码单元、算术逻辑单元、浮点处理单元等。,5.2 CPU基本结构,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第8页 共23页,P4 CPU系统结构,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第9页 共23页,CPU指令系统 X86指令集，1978年，166条汇编指令。 MMX指令集，199

4、7年，主要用于多媒体信息处理。 SIMD技术，使用一条指令对多个数据进行同时处理。 SSE指令集，1999年，并行处理多个浮点数据。 SSE2指令集，引入了新的数据格式。 3DNow! 扩展指令集， 1998年， AMD公司推出。,5.3 CPU系统设计技术,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第10页 共23页,高速缓存技术 对局部范围的内存地址频繁访问，而对此范围以外的地址则访问则较少，称为存储器局部性原理。 高速缓存（Cache）是基于程序访问的局部性原理。,5.3 CPU系统设计技术,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第11页 共23页,流水线技术 将一条指令的执行过程分解为多个

5、工步，当CPU完成了第一条指令的第1个工步后，CPU马上进行第二条指令的第1个工步操作，并不需要等待指令执行完成后再进行，这就形成了一条流水线作业系统。,5.3 CPU系统设计技术,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第12页 共23页,超线程技术 超线程技术使一个物理CPU当做两个逻辑CPU来使用，这种技术能将CPU性能提高30%左右。,5.3 CPU系统设计技术,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第13页 共23页,CPU始终围绕着速度与兼容两个目标进行设计。 CPU的技术指标相当多，如各种性能参数、电气参数、工艺参数、兼容指标等。 从用户的角度看，主要有：工作频率、工作电压、插座类

6、型等几个主要参数。,5.4 CPU主要技术性能,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第14页 共23页,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第15页 共23页,CPU工作频率 8088 CPU工作频率只有4.77MHz，Pentium 4 CPU工作频率可 达3.8GHz，提高CPU工作频率主要受到生产工艺的限制。 高速缓存容量 微机从80486开始采用Cache技术。Cache容量从4KB增加到目 前的1MB，甚至更高。 Cache已经成为评价CPU的一个重要性能指标。,5.4 CPU主要技术性能,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第16页 共23页,CPU工作电压 CPU工作电压指

7、CPU核心正常工作所需的电压。80486及以下 CPU工作电压为5V。从Pentium 75开始，CPU工作电压为3.3V。 Pentium 4 CPU的核心工作电压仅为1.6V或更低。 CPU工作功率 CPU工作频率越高，它的工作功率越大。这会造成CPU温度升高，工作不稳定等一系列问题，CPU的工作功率实际上就是发热功率。,5.4 CPU主要技术性能,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第17页 共23页,CPU线宽 它指在硅材料上内部各元器件间的连接线宽度，线宽越小，生 产工艺越先进，CPU内部功耗和发热量就越小。目前生产工艺 已经达到90nm的加工精度。 CPU插座 CPU插座有DIP

8、（双列直插）、 Slot、Socket、LGA等形式。,5.4 CPU主要技术性能,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第18页 共23页,英特尔公司对微机的散热要求 在室温35下，机箱内部温度不超过45。 根据测试，英特尔Pentium 4的最大稳定工作温度为72，高于这个温度时，将导致系统降频运行。温度达到95时，将导致系统死机。 CPU发热的原因 硅晶体管的栅极氧化物绝缘层制作得越薄，晶体管开关状态转换速度越快，但是电流泄漏也越厉害。栅极氧化物绝缘层电流泄漏产生的能耗，已经成为目前CPU发热的最大来源之一。,5.5 CPU散热技术,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第19页 共23

9、页,为了检测到准确的CPU核心温度，所有主板都在CPU插座中设 计了热敏电阻。 风冷散热系统 热有三种传递方式： 传导、对流、辐射。 散热片表面积越大， 散热效果越好。 风扇风力越强，越能 加速热循环运动。,5.5 CPU散热技术,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第20页 共23页,5.6 CPU故障案例分析,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第21页 共23页,【案例5.1】：CPU风扇散热不良，导致运行小软件正常，运行 大软件死机。 故障现象：微机配置为 Pentium 42.0GHz的CPU，Intel 845主板，128MB DDR内存。不料几天后运行速度开始降低，开机时一切正常，运行大约1个小时后，不但Windows XP启动缓慢，而且运行大型软件和3D游戏更是和开始时大不相同，但是运行小软件正常。,5.6 CPU故障案例分析,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第22页 共23页,【案例5.3】：错误安装的CPU标签导致死机。 故障现象：一台兼容机，用户反映机器运行不稳定，在使用过 程中经常出现蓝屏，报告“Adress xxx:xxx”出错信息后死机。,5.6 CPU故障案例分析,主讲：易建勋,第5章 CPU故障维修,第23页 共23页,讨论 1 讨论CP