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1、计算机组装与维护,中央处理器CPU,主讲：,本章内容：,CPU的概念、作用及构成 CPU的发展历史 CPU的分类 CPU的主要技术参数 CPU的工作原理 CPU的超频 识别CPU参数,一、CPU的概念、作用及构成,1、概念,CPU（Central Processing Unit），称为中央处理器或微处理器。一般是由控制器和运算器两个部件构成并集成在一块芯片上，它是计算机的核心部分。,2、作用,控制每一条指令的执行； 控制和负责算术、逻辑运算； 控制每组数据的存储与传送； 控制每个外部设备输入与输出；,3、构成,逻辑单元运算器； 控制单元控制器； 存储单元寄存器；,内部结构,CPU的外部结构,从
2、CPU外部看到的结构看，CPU主要有两个部分组成：一个是内核。另一个是基板。,Athlon XP的外观,Pentium 4的外观,二、CPU的发展历史,1971年，Intel公司推出了世界上第一块8位微处理器4004； 1973年，推出了8位CPU 8080，在电子领域中应用； 1976年，8位，8085； 1978年，16位，8086，IBM公司应用到PC上，主频小于1MB； 1982年，16位，80286，12Mbips（百万条指令/秒）； 1985年，32位，80386，612Mbips； 1989年，32位，80486，2040Mbips；（转折点） a、协处理器增加浮点运算（增加带宽
3、）； b、Cacke(高速缓存)协调内存与CPU速度差异（一级缓存）； c、Risc（精简指令集）一条指令在一个周期内完成； d、倍频（指令系数） e、主板与CPU分开,1993年，Pentium奔腾，32位，集成了310万个晶体管； 1994年，Pentium Pro（高能奔腾），首次集成了256K L2缓存； 1997年， Pentium II，首次采用SLOT1（插卡式）； 1997年， Pentium MMX（多能奔腾），集成了多媒体指令集MMX，该指令集成了57条多媒体指令，用来处理音频、视频方面的数据； 1998年，Celeron，面向低端市场； 1999年， Pentium II
4、I，Socket 370，增加了70条SSE扩展指令集，用于提高3D处理能力和影像效果； 2000年， Pentium 4（早期）， Socket 423接口； 2001年， Pentium 4（现代），Socket 478接口；,2001年英特尔发布了Itanium(安腾)处理器。Itanium处理器是英特尔第一款64位元的产品，这是为顶级、企业级服务器及工作站设计的； Pentium 4 HT（超线程），超线程（HT）技术使软件能够将一个处理器“视为”两个处理器。软件应用可被写成具有多个代码段（称为“线程”），以充分利用这项技术。 Pentium D系列，在以多核心为中心的IDF大会上，I
5、ntel官方正式将Smithfield双核心处理器命名为Pentium D。,1999年：AMD推出K6-III，集成2300万个晶体管，400MHz； 2000年：Athlon（速龙），1GHz； 2001年：Duron（毒龙或钻龙）； 2002年： Athlon XP 2800+ K5K6K6IIK6IIIK7速龙毒龙闪龙,AMD CPU的发展史,三、CPU的分类,1、按其使用的指令集,CISC：复杂指令集； RISC：精简指令集；,2、按生产商,Intel AMD,3、按使用规格,台式机使用的CPU； 笔记本电脑专用的CPU；,4、按封装类型分,封装的概念：采用特定的材料把CPU芯片和模
6、块固化在其中，以防止损坏的保护措施。 它不仅起着安放固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是联系芯片内部与外部电路的桥梁。,PGA：针栅阵列封装； SECC：即单边连接器封装； FC-PGA：反转芯片； PPGA：塑料针栅阵列封装； OPGA：有机管脚阵列；,PPGA,SECC,FC-PGA,OPGA,5、按CPU的架构,A：Scoket类 Scoket 7：321针，pentium/MMX/K5/K6/K6-II/K6-III Scoket 370：370针，P-II/C-II/P-III Scoket 423：423针，P4早期 Scoket 478：478针，P4/C4 Sco
7、ket A：462针，AMD的Athlon XP/Duron Scoket 754：754针，Athlon 64 Scoket 775：775针，P4/P4 EE/Celeron D/Pentium D /Pentium EE Scoket 939：939针，Athlon 64 /Athlon 64 FX/Athlon 64 X2 Scoket 940：940针，Opteron 2XX /Opteron 8XX,B：Slot类 Slot 1：Pentium 系列 Slot 2：奔腾Xeon（至强）系列 Slot A：AMD的K7 Athlon,Socket A(462),Slot A,四、CP
8、U的主要技术指标,1、“三”频 主频：也称为时钟频率或工作频率，以MHz为单位，用来表示CPU的运算速度。 外频：是CPU的基准频率，是CPU与主板之间同步运行的速度 。 倍频：是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高CPU的频率也越高。 2、前端总线频率 一般简写为FSB。它是CPU跟外界沟通的唯一通道，处理器必须通过它才能获得数据，也只能通过它来将运算结果传送到其他对应设备。前端总线的速度越快，CPU的数据传输就越迅速。 3、高速缓存 是可以进行高速数据交换的存储器，功能与内存相同，属于一种特殊内存。它先于内存与CPU交换数据，速度很快。,4、CPU的指令集 CPU
9、依靠指令来计算和控制系统，指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分。主要有：MMX指令集、3D NOW！指令集、SSE指令集、SSE2指令集、SSE3指令集。 5、内存总线速度 指CPU的L2高速缓存和内存之间的通信速度。 6、数据总线宽度 数据总线负责整个系统数据流量的大小，而数据总线宽度则决定了CPU与二级高速缓存，内存以及输入输出设备之间一次数据传输的信息量。 7、超线程技术 简写为HT，是一种同步多线程执行技术，采用此技术的CPU内部集成了两个逻辑处理器单元，相当于两个处理器实体，可以同时处理两个独立的线程。,8
10、、工作电压 指CPU正常工作所需要的电压。 9、地址总线宽度 地址总张宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间，简单地说就是CPU到底能够使用多大容量的内存。地址总线宽度为32位的处理器，最多可以直接访问4096MB的物理空间。 10、迅驰技术（主要用于笔记本） INTEL公司首次将一系列技术用一个名字来命名。迅驰有两大特点：与PENTIUM4相比，迅驰具备无线连接，流动通信功能，利用安装迅驰的笔记本电脑，用户可在安装无线连接点的地方无线上网；第二个特点是延长电池供电时间，一次充电后最长供电时间可达7小时。,什么是SSE指令集 SSE（单指令多数据流扩展）指令集是Intel在Pentium II
11、I处理器中率先推出的。 而最终推出的SSE指令集也就是所谓胜出的“互联网SSE“指令集。SSE指令集包括了70条指令，其中包含提高3D图形运算效率的50条SIMD（单指令多数据技术）浮点运算指令、12条MMX 整数运算增强指令、8条优化内存中连续数据块传输指令。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。S SE指令与3DNow!指令彼此互不兼容，但SSE包含了3DNow!技术的绝大部分功能，只是实现的方法不同。SSE兼容MMX指令，,五、CPU的工作原理,一个工厂对产品的加工过程： 进入工厂的原料（程序指令），结过物资分配部门
12、（控制单元）的调度分配，被送往生产线（逻辑运算单元），生产出的成品（处理后的数据）后，再存储在仓库（存储单元）中，最后等着拿到市场上去卖（交由应用程序使用）。,从控制单元开始，CPU就开始了正式工作，中间的过程是通过逻辑运算单元来进行运算处理，交到存储单元代表工作结束。首先，指令指针会通知CPU，将要执行的指令放置在内存中的存储位置。因为内存中的每个存储单元都有编号（称为地址），可以根据这些地址把数据取出，通过地址总线送到控制单元中，指令译码器从指令寄存器IR中拿来指令，翻译成CPU可以执行的形式，然后决定完成该指令需要哪些必要的操作，它将告诉算术逻辑单元（ALU）什么时候计算，告诉指令读取器
13、什么时候取数值，告诉指令译码器什么时候翻译指令等等。,超频是在指在某种特定的条件下强迫半导体芯片在高于额定频率下运行以获得更高的性能。 CPU超频一般是指对CPU的工作频率进行超频。目前Intel和AMD将CPU的倍频进行了锁定，因此现在超频主要是对外频而言。,六、CPU超频,1、CPU超频的基本常识,（1）软件超频：在BIOS中进行超频设置； （2）跳线超频：利用跳线帽或DIP Switch开关；,2、CPU超频的方法,有利之处： 提高了整个电脑的性能，让用户享受更快的速度和更高的性能。 弊端： （1）超频会缩短CPU以及其他器件的寿命； （2）不正确的超频使系统工作的稳定性变差； （3）超
14、频有可能对硬件系统造成永久的损坏；,3、CPU超频的利与弊,内存条的质量； 主板的稳定性； BIOS的设置； 机箱对散热的影响； CPU的散热； CPU的品质； 硬盘、板卡对超频的影响； 电源的影响；,4、超频应注意的问题,例1：Intel 英特尔注册产权 Celeron 赛扬系列 MALAY 马来西亚（产地） 900 / 128 / 100 / 1-75 主频 L1缓存 前端总线FSB 工作电压 Q226A126-0288 SL 序列号,七、识别CPU参数,例2：Pentium 4 560 5XX代表1MB L2的P4。从P4 520（2.8GHz）P4 571（3.8GHz），均为800M
15、Hz FSB，1MB L2 cache，支持HT超线程技术。中间数字2、3、4、5、6、7分别代表2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8GHz的频率。末尾数字为0的是原始版本（0之后如果还有J的代表支持XD防病毒技术），末尾数1的支持EM64T和XD。,例如：AMD-K7 800MPR52B A表示的意义： AMD-K7：代表AMD Athlon产品系列 800 ：代表CPU的主频 M ：代表封装方式（M=卡匣式，P=PGA，其他为TBD） P或T：代表工作电压（一般为1.032.05V） R ：代表工作温度 （如果前面一个字母为T，那么R的最大值是70摄氏度） 5 ：代表二级缓存容量（5=512KB，1=1MB，2=2MB） 2 ：代表缓存分类（1=全速，2=12速） B ：代表最大总线频率（B=200MHz） A ：代表保留特性(前面有三个空格，A=0.18微米制造工艺，C=0.25微米制造工艺)。,本章总结,重点：CPU的分类和技术参数 难点：CPU的工作原理,课后作业,认真复习本章所讲内容，掌握本章中所讲的重难知识点，了解CPU的发展历史，熟悉CPU的技术指标和工作原理，能够正确的识别CPU的参数。 预习下节课内容：认识内存,谢谢欣赏，再见！,
