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1、第二章 CPU,2.1 CPU概述 2.2 流行CPU简介 2.3 CPU专业术语 2.4 CPU的选购及注意事项,OEM（ Original Equipment Manufacturer）原始设备制造商,OEM是指一家厂商根据另一家厂商的要求，为其设计生产产品，打上他们的商标，而自己则做“无名英雄”。,OEM产品,硬件产品,软件产品,左图为Intel公司的赛扬处理器，右图为AMD公司的毒龙处理器,2.1 CPU概述,微型计算机的中央处理器叫做微处理器(CPU),它是微机的核心芯片。 任何CPU都包括运算器、控制器和寄存器三个主要的组成部分。 运算器完成算术和逻辑运算;控制器对微型机各部件发出
2、相应的控制信息：使它们协调一致地工作;寄存器主要用于存放程序运行过程中当前使用的数据。,2.1.1 CPU的外部结构,从外部看CPU的结构，主要由两个部分组成：一个是核心，另一个是基板。 1CPU的核心 揭开散热片后看到的核心如图2-35所示。CPU中间凸起部分是核心芯片或CPU核心（die），是CPU硅晶片部分。,2CPU的基板 CPU基板就是承载CPU核心用的电路板，它负责核心芯片和外界的数据传输。 3CPU的编码 在CPU编码中，都会注明CPU的名称、时钟频率、二级缓存、前端总线、核心电压、封装方式、产地、生产日期等信息，但是AMD公司与Intel公司标记的形式和含义有所不同。,4CPU
3、的接口 CPU需要通过某个接口与主板连接。 （1）Socket 370插座 Intel公司的Socket 370插座支持Celeron、Pentium 、Cyrix 和VIA C3。Socket 370插座如图2-36所示。,（2）Socket A插座 Socket A接口也叫Socket 462，是AMD公司为Socket A架构的Athlon处理器而设计的接口标准。Socket A插座如图2-37所示。,（3）Socket 478插座 Socket 478插槽是采用mPGA 478的Pentium 4系列处理器所采用的接口类型，如图2-38所示，针脚数为478针,（4）Socket 754
4、插座 Socket 754是2003年9月AMD 64位桌面平台最初发布时的标准插槽，是低端的Athlon 64和高端的Sempron所使用的插槽标准，如图2-39所示，具有754个CPU针脚插孔。,（5）Socket 939插座 Socket 939是AMD公司2004年6月发布的64位桌面平台标准，是目前高端的Athlon 64、Athlon 64 FX及Athlon 64 X2处理器所使用的插槽标准，如图2-40所示，具有939个CPU针脚插孔。,（5）Socket T（LGA 775）插座 Socket 775又称为Socket T，如图2-41所示。,2.1.2 CPU的功能结构,C
5、PU结构示意图,CPU典型结构示意图,2.1.3 CPU的性能指标与技术特征,一、数据宽度或字长（Data Bus Width） 二、主时钟频率（主频或内频）（Clock or Internal Frequency） 三、生产工艺 四、工作电压(Work Voltage) 五、高速缓冲存储器（Cache Memory ） 六、接口标准(Interface Standard)与封装形式 七、体系结构（Architecture）,一、数据宽度或字长（Data Bus Width）,CPU的字长是指CPU在单位时间内一次能同时处理的二进制数的位数，是表示运算器主要技术指标。 CPU的字长一般等于CP
6、U数据总线的宽度，它决定了CPU与二级高速缓存(L2 Cache)、内存以及输入/输出设备之间的一次数据传速的信息量。CPU的字长越长，运算精度就越高，处理信息的速度就越快，性能就越高。,二、主时钟频率（主频或内频）（Clock or Internal Frequency）,1、时钟和频率 PC中的“时钟”是指一个按特定频率连续发出的脉冲信号发生器。,2、主频和外频,（1）CPU的主时钟频率(CPU Clock Frequency) CPU的主时钟频率（简称为主频）即为CPU的内部工作频率，指在一秒中内发生的同步脉冲数，单位是MHz、GHz。 （2）外频(External Frequency)
7、 外频又称外部时钟频率，单位是MHz，是由主板提供的系统总线的基准工作频率，是CPU与主板之间同步运行的时钟频率。 （3）倍频系数(Frequency Ratio) CPU主频和外频之间的相对比例关系 CPU主频外频倍频系数,(4). 前端总线（Front Side Bus，FSB）频率 FSB频率是指CPU与内存数据总线直接交换数据的速度。 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，内存带宽必须要满足CPU的带宽需求： CPU需求带宽CPU前端总线位宽（主流CPU、内存均是64bit）CPU前端总线频率8 各种FSB的Pentium 4带宽需求见表。,(5) 超频能力(Ove
8、r-frequency Capability) 与锁频,超频就是在实际使用时间让CPU工作在高于额定的时钟频率上。 超频能力指CPU能够工作在其标称频率之上的能力，在一定期程度上反映了所留有的工作频率裕度。 自PENTIUM MMX以后，Intel实行锁频技术，倍频系数不能改变,三、生产工艺,制造工艺是指在硅材料上生产CPU时内部各元器件的连接线宽度，一般用 m（微米）表示。 “生产工艺”中的数据越小，生产工艺越先进，CPU的功耗和发热也就越小，还能级大地提高CPU的集成度和主频 这个数值表示的是集成电路中导线的宽度。,四、工作电压(Work Voltage),CPU的工作电压分别为内核电压(
9、Core Voltage)和I/O电压两种，其中内核电压根据CPU生产工艺的线宽（单位为微米）而定，一般微米数值越小，内核工作电压就越低；I/O工作电压一般都在3V左右，具有数值根据各厂家各自的CPU型号规格确定。,五、高速缓冲存储器（Cache Memory）,Cache（高速缓冲存储器，简称高速缓存）是一种速度比主存更快的存储器，其功能是减少CPU因等待低速主存所导致的延迟，以改进系统的性能。 Cache一般分为L1 Cache（一级缓存），L2 Cache（二级缓存）及L3 Cache（三级缓存）。L1 Cache建立在CPU内部，与CPU同步工作，CPU工作时首先调用其中的数据，对性能
10、影响较大。Cache均由静态RAM组成，结构较复杂。,六、接口标准(Interface Standard) 与封装形式,（ 1 ）PGA（pin grid array）插针网格阵列式 （ 2 ） SECC(Single Edge Contact Cartridge ）单边接触卡盒，SECC是Intel公司的一种新型的CPU包装技术,1、CPU的封装形式,2、CPU的插座类型,（ 1 ）、插座形式的Socket类 （2）、插槽形式的Slot类,七、体系结构（Architecture）体系结构是指CPU内部处理指令和数据的方式、内部结构、工作过程等因素的总和。,CISC（Complex Instr
11、uction Set Computer, 复杂指令集计算机） RISC（Reduced Instruction Set Computer,精简指令集计算机）,2.2 流行CPU简介,目前，在个人电脑上采用的CPU主要由Intel和AMD两大公司生产。前面已经提到Intel公司的处理器有Pentium、Pentium II、Pentium III、Pentium IV和Celeron A、Celeron II、Tualatin Celeron、Celeron D等，而AMD公司的处理器有K6、Athlon、Duron、Athlon XP和Athlon64等。,2.2.1 Intel系列CPU,1
12、. Socket 478接口的Pentium 4系列 Pentium 4产品都采用Socket 478接口，其外观都一样，如图2-49所示。,2. LGA775接口的Pentium 4系列 LGA775接口的Pentium 4外观如图2-50所示。,3. Celeron D系列 转到PCI-E平台后，Intel开始陆续推出采用LGA 775接口的Celeron D处理器，除接口不同外，其他均与Socket 478产品相同，如型号、频率、缓存以及核心等。 在命名上，LGA 775接口Celeron D的编号一般比Socket 478接口Celeron D多了个“J”，如Celeron D 330
13、表示Socket 478，而Celeron D 330J则代表LGA 775。Celeron D J系列加入了Intels Execute Disable Bit（硬件防病毒功能）及Thermal Monitor 2（防CPU烧死）功能。,4. 64位Pentium 4 Intel于2005年2月推出了支持EM64T技术的64位处理器，Intel除了在Pentium 4 5XX系列中加入了支持EM64T的5X1（用1表示）外，还推出了全面支持64位计算的全新系列Pentium 4 6XX系列。64位的6XX系列Pentium 4处理器将取代5XX系列处理器。,5. 64位Celeron D I
14、ntel发布的拥有EM64T技术Celeron D处理器的型号编号是326、331、336、341、346、351和355，时钟频率分别是2.53GHz、2.66GHz、2.80GHz、2.93GHz、3.06GHz、3.20Hz和3.33GHz。这种赛扬处理器采用了Socket 775架构，同样采用Proscott核心，0.09m制造工艺，使用了533MHz处理器系统总线以及集成了256KB二级缓存。具有64位功能新的Celeron D将同Celeron D J一样支持EDB防毒技术。64位Celeron D与32位Celeron D没有太大区别，只是内建EM64T指令集，架构以及大多数参数
15、没有改变。另外，Celeron D还完全兼容AMD64指令集。,6Pentium D和Pentium Extreme Edition Pentium D和Pentium Extreme Edition处理器的外观，如图2-51所示。,2.2.2 AMD系列CPU,1. Athlon XP系列 Athlon XP系列和Duron（钻龙，俗称毒龙）系列处理器的外观，如图2-52所示。,2. Socket A接口的Sempron系列 Socket 462 Sempron(闪龙)与Athlon XP的架构是相同的，也是基于Barton核心。Socket A Sempron的外观如图2-53所示。,3.
16、 Socket 754接口的Athlon 64系列 2003年9月，AMD公司发布了面向台式机的64位处理器Athlon 64。 Socket 754 Athlon 64的外观如图2-54所示。,4. Socket754接口的Sempron系列 Socket 754 Sempron有三个核心版本：一个是Paris核心，0.13m制造工艺，不支持64位运算；第二个是Palermo核心，是在Winchester核心的基础上演变而来，采用0.09m制造工艺，同样集成内存控制器，只是在二级缓存容量方面有所精减，并且不支持X86-64运算；第三个是Venice-128核心，是在最新Venice核心的基础上演变而来，0.09m制造工艺，相对于Palermo核心，最大改进之处就是支持SSE3及64位运算技术。,Socket 754接口64位Sempron的外观，如图2-55所示。,5. Socket 939接口的Sempron系列 AMD还推出了Socket 939接口的Sempron，0.09m SOI制程，集成双
