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1、第3课CPU 计算机的组装与维护 李勇 计算机维护与组装 3 1CPU概述3 2CPU发展历程3 3CPU的主要性能参数3 4CPU的制造工艺3 5CPU的封装形式以及插座规格3 6CPU的新技术简介3 7主流CPU型号3 8CPU散热方式3 9CPU的安装 本章内容 计算机维护与组装 3 1CPU概述 CPU是CentralProcessingUnit 中央处理器的缩写 它由运算器和控制器组成 CPU的内部结构可以分为控制单元 逻辑单元和存储单元三大部分 三个部分相互协调 便可以进行分析 判断 运算并控制计算机各部分协调工作 负责计算机中所有运算操作和元件控制 计算机维护与组装 3 2CPU
2、发展历程 CPU从最初发展至今已经有三十多年的历史了 这期间 按照其处理信息的字长可以分为 四位微处理器 八位微处理器 十六位微处理器 32位微处理器以及64位微处理器等8086 8088 1981 4 77MHz8028620MHz8038616 20 25 33和10MHz8048640 60 80 100MHz80586Pentium 1993 60 66 200MHzPentiumPro 1995 PentiumMMX P2 1997 P 166 200 233 266 650 800 1000MHzPentium4 计算机维护与组装 3 2CPU发展历程 80286 80386 80
3、586 80486 PentiumII PentiumIII 计算机维护与组装 3 3CPU的主要性能参数 1 主频 外频和倍频主频 CPU的时钟频率 CPUClockSpeed 表示CPU内数字脉冲信号震荡的速度 是CPU在运算时内部的工作频率 外频 系统总线的工作频率 只CPU与主板之间的同步运行的速度 倍频 指CPU外频与主频相差的倍数 主频 外频X倍频 计算机维护与组装 3 3CPU的主要性能参数 2 前端总线FSB frontsidebus 频率指CPU和主板的北桥芯片或者内存控制器之间的数据通道 前端总线速度 总线频率X数据宽度 8100MHzX64bit 8Byte 800MB3
4、 数据总线宽度数据总线负责整个系统数据流量的大小 4 内存总线速度 MemoryBusSpeed 内存总线速度就是指CPU与二级 L2 高速缓存及内存之间的通信速度 5 扩展总线速度 ExpansionBusSpeed 扩展总线速度指的是CPU和微机系统上的局部总线VESA或PCI总线接口卡的速度 6 地址总线宽度地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间 计算机维护与组装 3 3CPU的主要性能参数 7 工作电压 SupplyVoltage 工作电压指的就是CPU正常工作所需的电压 早期的CPU 386 486 工作电压是5V 奔腾系列的为3 5V 3 3V 2 8V 奔4系列的为1 2
5、V8 流水线 pipeline 在CPU中将多个不同功能的电路单元同时分步完成一条指令不同的部分 9 超标量超标量是指在一个时钟周期内CPU可以执行多条指令 计算机维护与组装 3 4CPU的制造工艺 制造工艺 又称制程 指在一快硅晶片上集成的晶体管之间的连线宽度 一般用微米或者纳米作为衡量单位 一般说来 线路和组件越小 芯片的体积就越小 所需的工作电压 耗电量月低 早期的CPU采用0 25微米的工艺 2002年INTEL发布了0 13微米工艺的P4处理器 2004年推出了采用90纳米工艺生产的P4处理器 该处理器集成了1亿2500万个晶体管 目前市场上大部分使用的是90纳米工艺的CPU 计算机
6、维护与组装 3 5CPU的封装形式以及插座规格 1 DIP DualIn linePackage 双列直插式封装 DIP是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片 是绝大多数中小规模集成电路采用的封装形式 2 PQFP PlasticQuadFlatPackage 塑料方型扁平式封装和PFP PlasticFlatPackage 塑料扁平组件式封装 采用PQFP封装技术的芯片的引脚间距离很小 管脚很细 一般只有大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式 其引脚数一般都在100以上 3 PGA PinGridArrayPackage 插针网格阵列封装 PGA芯片封装能够更方便地安装和拆卸 4 BGA
7、BallGridArrayPackage 球栅阵列封装 采用触点式连接 必须将CPU焊接在主板上 常用于笔记本计算机处理器 5 LGA LandGridArray 岸面栅格阵列封装 类似于PGA封装 但是没有针角 改用触点代替 计算机维护与组装 3 5CPU的封装形式以及插座规格 DIP PQFP PGA BGA QFP LGA 计算机维护与组装 3 5CPU的封装形式以及插座规格 Socket插座486CPU Socket2 Socket3Pentium60 66 75等 Socket4 Socket5Pentium PentiumMMX Socket7PentiumPro Socket8A
8、MDK6 2 3 Socket7Celeron Socket370Pentium4 Socket423 Socket478 socket754 socket775 socket939 940 计算机维护与组装 3 5CPU的封装形式以及插座规格 Slot插槽Pentium2 Pentium3 Slot1IntelXeron Slot2AMDAthlon SlotALGA775接口底部采用金属触点 没有针脚 用一个扣架固定在CPU插座的弹性触针上 计算机维护与组装 3 5CPU的封装形式以及插座规格 SlotA Slot1 Slot2 计算机维护与组装 3 5CPU的封装形式以及插座规格 Soc
9、ket423 Socket478 socket754 SocketLGA775 socket940 socket939 计算机维护与组装 3 5CPU的封装形式以及插座规格 LGA775接口 计算机维护与组装 3 6CPU的新技术简介 3 6 1超线程技术系统只使用一块CPU 利用特殊的指令把CPU模拟成2个CPU 让操作系统误以为系统中含有2个CPU 并同时向两个CPU发送两条指令 从而提高计算机的的性能 但是打算能够两的线程需要同一个资源时 其中一个要暂时停止 需要条件 1 处理器支持2 主板支持3 操作系统支持 XP以上版本 计算机维护与组装 3 6CPU的新技术简介 3 6 2双核心技
10、术每个CPU都有独立的执行资源和结构状态 虽然在主频上没有突破但是可以在同一时间内处理两个任务 从而使计算机的性能大幅度提升 而且双核心处理器可以同时支持超线程技术 3 6 2内存保护机制可以防止内存溢出类病毒对CPU及计算机其他硬件的破坏 计算机维护与组装 3 6CPU的新技术简介 3 6 3处理的节电降温技术EIST技术 当CPU不是全速运行时可降低它的工作频率增强的挂起模式CIE 当计算机空闲时 降低CPU的工作频率和核心电压热温监控 TM2 当温度达到预先设定的温度时 让CPU的频率降低CNQ技术 可以根据计算机的实际需求调整CPU的频率和工作电压 并可以自动调整散热器的速度 计算机维
11、护与组装 3 6CPU的新技术简介 3 6 464位运算指处理器内部寄存器的数据宽度为64位 即处理器一次可以运行64位数据 通过相关技术可以兼容32位程序 3 6 5处理器内部集成内存控制器CPU中整合了内存控制器 可将CPU 北桥 内存 北桥 CPU的过程简化为CPU 内存 CPU 计算机维护与组装 3 6CPU的新技术简介 3 6 6指令集CPU可以通过一些指令系统增加新的功能支持 1 MMX和SSE StreamingSIMDExtensions 1997年 Intel为传统X86指令集增加了一系列新指令 多媒体扩展 MULTIMEIDIAEXTENSION MMX 共57条指令 增强
12、CPU了对多媒体的支持 1999年推出了数据流单指令序列扩展SSE指令集 共70条指令 2 SSE2指令集SSE2包括144条新的SIMD 单指令多数据 指令 能处理128位 SIMD的整数和双精度浮点数据 还有一些缓存和内存控制指令 大幅度提高CPU的浮点运算能力 充分满足了各种商业软件和3D游戏的需求 3 3DNow 技术3DNow 技术指令集是AMD公司为加强K6系列对图像 游戏的处理能力而专门推出的指令系列 它包括21个指令 支持SIMD的浮点运算 它主要针对三维建模 坐标变换 效果渲染等三维应用领域 计算机维护与组装 3 7主流CPU型号 Intel系列 计算机维护与组装 3 7主流
13、CPU型号 Amd系列 其他 计算机维护与组装 3 7主流CPU型号 Intel系列CPU的主要接口类型 SOCKET478 LGA775 计算机维护与组装 3 7主流CPU型号 AMD系列CPU的主要接口类型 SOCKET754 SOCKET939 SOCKET940 计算机维护与组装 3 8CPU散热方式 1 被动散热与主动散热利用空气自然对流进行散热的方式叫做被动散热 也叫自然风冷却 在CPU上安装专门的散热风扇 风扇旋转时将空气吸入并吹到CPU散热片上 加快了空气的流动 从而增加了热量散发的速度 这种叫做主动型强制风冷散热 2 水冷散热完整的CPU水冷散热器应该包括水箱 水泵 水管 C
14、PU散热组和热交换器 也可以用其他液体代替水做冷却液 例如变压油 防冻油等 3 压缩机制冷压缩机制冷是根据物质状态发生变化吸收或释放热量的物理原理来工作的4 半导体制冷电流流过经过特殊加工的两种不同的半导体材料时 会产生吸热和放热的现象 利用这种现象 可以制造半导体制冷器为CPU散热 5 热管散热现在民用的热管技术主要用于移动计算机的CPU散热 计算机维护与组装 3 8CPU散热方式 散热风扇 水冷散热 压缩机制冷 热管散热 计算机维护与组装 3 9CPU的安装 计算机维护与组装 3 9CPU的安装 计算机维护与组装 3 9CPU的安装 计算机维护与组装 3 9CPU的安装 计算机维护与组装 3 9CPU的安装 计算机维护与组装 3 9CPU的安装 计算机维护与组装 3 9CPU的安装
