第3章 CPU与主板

AM3/AM3+、Socket FM1、Socket FM2等。
（7）按应用场合（适用类型）分类，可分为桌面（台式）
版、移动版、服务器版。
3.1.1 CPU的分类与结构
2.CPU的外部结构
各个公司生产的CPU，其外观和结构都是非常相似的。
3.1.1 CPU的分类与结构
（1）CPU的基板
10.睿频技术
睿频技术可以理解为自动超频。睿频技术可以根据 实际运行的应用程序的需求，动态地增加处理器内 核的运行频率来提高处理器的运行性能。
3.1.2 CPU的主要技术参数
11.工作电压
工作电压是指CPU核心正常工作所需的电压。CPU的工 作电压是根据CPU的制造工艺而定的。
12.制造工艺
制造工艺也称为制程宽度或制程，是指制造CPU时内部 各元器件的连接线宽度，一般用m或nm表示。
13.封装技术
封装是指将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技 术。
3.2 主流CPU介绍
3.2.1 Intel公司CPU
Intel公司是X86体系CPU最大的生产厂家， 目前，Intel产品线主要包括：
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。在它上面常焊有电容和电阻，有决定CPU时钟频率的桥接 电路等。 核心（也称内核）是CPU最重要的组成部分。CPU中间凸起部分就 是核心（Die），是CPU的硅晶片部分。 在CPU编码中，用数字或符号注明了CPU的名称、型号、时钟频率 、二级缓存、总线频率、核心电压、封装方式、产地、生产日期等信 息。
微机原理及组装维护技术
本章学习目标
掌握CPU的主要技术参数 了解当前流行的CPU 掌握主板的主要技术参数及组成结构 了解当前流行的主板
目录
3.1 CPU概述 3.2 主流CPU介绍 3.3 主板概述
3.4 主板的组成结构 3.5 主板wk.baidu.com品介绍
本章结构
CPU的分类与结构 PCB基板
（2）CPU的核心

（3）CPU的编码

3.1.1 CPU的分类与结构
（4）CPU的接口 CPU需要通过接口与主板连接。目前CPU的接口主要是触点式和 针脚式 。主流CPU的接口类型如下： Intel LGA775、LGA1366、LGA1156、LGA1155、LGA2011 、LGA1150接口 ------有弹性的接触点，外观相似，但触点数量 不同，互不兼容
3.2.2 AMD公司CPU
AMD公司是全球第二大CPU生产厂家，目前， AMD产品线主要包括： ● 高端市场为FX 8000、Phenom II X6系列。
● 中端市场为FX 6000、APU A10、A8、
Phenom II X4系列。
● 低端市场为Phenom II X2、Athlon II X2、
CPU与GPU真正的融合。目前，AMD A系列主流
APU已经进化了三代，分别是Llano、Trinity和 Richland。
3.2.2 AMD公司CPU
1. AMD APU系列
Llano：第一代产品，K10.5架构CPU核心，VILW5 架构GPU核心，仅有后续部分型号支持CPU睿频加 速，GPU频率则都是固定的，使用Socket FM1接口 。 Trinity：Piledriver（打桩机）架构CPU核心， VILW4架构GPU核心，因此CPU频率提高而且都支 持睿频加速，GPU流处理器减少但是性能更强，使 用Socket FM2接口。 Richland：与Trinity相比，CPU部分依旧基于 Piledriver、32nm制造工艺，GPU部分则升级至 HD 8000系列，可与外部独立显卡组成混合交火， 使用Socket FM2接口。
Sandy Bridge-E）微架构，第四代采用Haswell（高端i7为Ivy Bridge-E）
微架构，其性能不断提高，制造工艺也由32nm（45nm）提升到22nm。其 主要性能为：采用64位多核心设计，CPU内部集成了双或三（四）通道 DDR3内存控制器，集成了PCI-E控制器（一代i7除外），采用三级全内含式
3.1.1 CPU的分类与结构
1.CPU的分类
CPU有多种分类方法，主要按以下来分类。 （1）按CPU的生产厂家分类，可分为Intel CPU、 AMD CPU、IBM CPU、SUN CPU、中科院计算所 龙芯CPU等，现PC机市场的主流CPU是Intel和AMD
的CPU。
（2）按CPU的字长分类，可分为4位、8位、16位、
有所差异，以适应不同应用和不同档次的消费群体。
（5）按CPU的功能分类，可分为是否集成显卡功能、是否
支持睿频技术等
3.1.1 CPU的分类与结构
（6）按CPU的接口分类，可分为触点式、针脚式、引脚式 、卡式等，现PC机市场的主流CPU接口为：触点式Intel LGA1155、LGA2011、LGA1150，针脚式AMD Socket
与主板之间同步运行的时钟频率，主要体现了系统的I/O性能。
5.倍频
CPU的倍频，全称是倍频系数，是指CPU主频与外频二者的倍
数。 主频、外频、倍频具有以下关系：
CPU的主频（核心运行的频率）= 外频×倍频（系数）
通过提高外频或倍频可以提升CPU的主频，即所谓“超频”。
3.1.2 CPU的主要技术参数
32位和64位，现PC机市场的主流CPU是64位CPU。
3.1.1 CPU的分类与结构
（3）按CPU的核心数量分类，按CPU的核心（内核）数量 ，可分为单核、双核、三核、四核、六核、八核等，未来 CPU的核心数量还将增加，现PC机市场的主流CPU是多核
CPU。
（4）按CPU的系列分类，不同系列的CPU其性能和价格亦
3.2.2 AMD公司CPU
2. AMD FX系列
FX系列CPU，采用全新的第一代Bulldozer（推土机） 和第二代Piledriver（打桩机）微架构，在核心架构、 功能与效能上都有很大改进，以全面取代羿龙II系列处 理器。（1）全新模块化设计，更高效，核心扩展更容易 。（2）32nm SOI制作工艺，功耗控制更出色。（3） 集群的多线程架构，多线程运算更高效。（4）指令4发 射（以前K10只有3发射）及AVX指令，整数/浮点运算 更强，单核心性能提升。（5）第二代Turbo Core技术 ，更好地适应各种应用环境。全系列均不集成显卡功能 ，使用Socket AM3+接口。
3.1.1 CPU的分类与结构
AMD Socket AM3/AM3+、Socket FM1、 Socket FM2接口 ----针脚，AM3和AM3+外观相 似，FM1和FM2外观相似，AM3+兼容AM3， Socket AM、FM1、FM2互不兼容
3.1.2 CPU的主要技术参数
1.字长
主板的组成结构
主板产品介绍
时钟发生器 机箱前置面板接口
其他外设接口
3.1 CPU概述
CPU（Central Processing Unit）是现代
计算机的核心部件，又称为微处理器
（Microprocessor）。对于微机而言，CPU
的规格与频率常被用来作为衡量一台微机性能
强弱的最重要指标，人们常以它来判定微机的 档次。作为微机中最重要的部件，CPU一直 扮演着核心角色，CPU技术的发展无时不带 动着PC的整体发展，甚至影响着业界的发展 方向。
● 高端市场为Core i7系列。
● 中端市场为Core i5、Core i3系列
● 低端市场为Pentium G系列。
3.2.1 Intel公司CPU
1.Intel Core i（一代~四代）系列
Core i系列CPU，第一代采用Nehalem或Westmere（改进的Nehalem）微 架构，第二代采用Sandy Bridge微架构，第三代采用Ivy Bridge（高端i7为
CPU的主频也叫CPU核心工作的时钟频率（CPU Clock
Speed），单位是MHz、GHz（1GHz=1000MHz，
1MHz=1000kHz，1kHz=1000Hz）。
3.1.2 CPU的主要技术参数
4.外频
CPU的外频通常为系统总线的工作频率（系统时钟频率），单
位是MHz，是由主板提供的系统总线的基准工作频率，是CPU
3.2.1 Intel公司CPU
2.Intel Pentium G系列
Pentium G系列CPU，先后采用Sandy Bridge和Ivy Bridge微
架构，制造工艺也由32nm提升到22nm。其主要性能为：采用 64位双核心设计，CPU内部集成了双通道DDR3内存控制器和
PCI-E控制器，采用三级全内含式Cache设计（L1每核心指令+数
CPU插座
主板芯片组 内存插槽
CPU概述
CPU的主要技术参数
Intel公司CPU
主流CPU介绍
AMD公司CPU
SATA和IDE接口
BIOS与CMOS
扩展插槽
CPU性能比较
CPU与主板
主板概述
主板的功能与分类
主板的主要技术参数
电源插座及主板供电单元 音频转换芯片 网络控制芯片 IEEE 1394控制芯片 I/O及硬件监控芯片
X3系列。
3.2.2 AMD公司CPU
1. AMD APU系列
APU（加速处理器）系列CPU，是AMD“融聚未来 ”理念的产品。它综合了CPU和GPU的优势，单个 硅片上把一个可编程x86 CPU和一个矢量处理的 GPU“融聚”为一体，同时具有高性能处理器和最 新独立显卡的处理性能，支持DX11游戏和最新应用 的“加速运算”，大幅提升了电脑运行效率，实现了
字长是CPU能一次同时处理的二进制数的位数。它由CPU内
部寄存器、ALU和数据总线的位数决定。
2.核心类型与数量
为了便于对CPU设计、生产、销售的管理，CPU制造商会对
各种CPU核心给出相应的代号，这也就是所谓的CPU核心类 型。
多核心处理器，就是在一颗CPU上集成多个核心。
3.主频
3.2.1 Intel公司CPU
Core i系列的命名方式：四位型号数字中第一位 表示第几代。如Core i5 4570，“Core”是处
理器品牌，“i5”是定位标识，“4570”中的
“4”表示第四代，“570”是具体型号。
Core i7/i5/i3大致的区分方法：八线程及以上的
均为Core i7，四线程且支持Turbo Boost技术 的为Core i5，不支持Turbo Boost技术的则为 Core i3。
据缓存，L2采用超低延迟的设计，L3采用共享式设计3MB）， 支持MMX（+）、SSE（1，2，3，3S，4.1，4.2）等多媒体指
令集，具备EM64T 64位扩展运算指令集，支持Intel VT虚拟化
技术，（部分）支持睿频加速（Turbo Boost）技术，（部分） 集成显卡功能，使用LGA1155接口。
8.超线程技术
超线程技术是一个CPU单核模拟成两个物理芯片同时进行线程 级并行运算，且共同分享一颗CPU内的资源。 虽然采用超线程技术能同时执行两个线程，但它并不像两个真 正的CPU那样，每个CPU都具有独立的资源。
3.1.2 CPU的主要技术参数
9.虚拟化技术
CPU的虚拟化技术（简称VT技术）就是单CPU模 拟多CPU并行工作，允许一个物理平台同时运行多 个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空 间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作 效率。
6.高速缓存（Cache）
高速缓存（高速缓冲存储器，简称Cache）是一种速度比主存 更快的存储器（SRAM构成），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。
7.指令集
Intel X86系列及其兼容CPU（如AMD的CPU）都使用X86指 令集，所以就形成了今天庞大的X86系列及其兼容CPU阵容。
Cache设计（L1每核心指令+数据缓存，L2采用超低延迟的设计，L3采用共
享式设计），支持MMX（+）、SSE（1，2，3，3S，4.1，4.2）等多媒体 指令集，具备EM64T 64位扩展运算指令集，支持Intel VT虚拟化技术，（部 分）支持超线程技术，（部分）支持睿频加速（Turbo Boost）技术，（部分 ）集成显卡功能，先后使用LGA1156（一代）、LGA1155（二/三代）、 LGA1150（四代）接口，高端i7先后使用LGA1366（一代）、LGA2011（ 三/四代）接口。