CPU简介.ppt

3、倍频系数：
倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比 例关系，在相同外频下，倍频越高CPU的频率越 高。
主频、外频、倍频之间的关系
计算公式：主频=外频×倍频
例：Pentium 4 2.4G的CPU
主频 2400MHZ =外频133 ×倍频18= 2394
4、前端总线（FSB）频率
（1）前端总线频率即总线频率。其直 接影响CPU和内存的数据交换速度。
1994 年 11 月 Intel 公 司 推 出 了 服 务 器 领 域 的 32 位 微 处 理 器 Pentium Pro，从此INTER公司开始进军服务器市场 97年初Pentium MMX CPU上市，增加了57条MMX指令,加 强图象视频等处理效果。 与Pentium MMX属于同一级别的CPU有AMD K6、Cyrix 6x86 MX 、Cyrix Media、GX。
B：市场上出现了533MHZ，FSB的845E主板，便又出现 533MHZ的外频CPU，为了与主频同而FSB为400的P4 CPU区 别开，Intel又给把他们加上了字母“B”。 C：继533MHZ FSB的产品之后，推出了800MHZ 的P4，便 给他用了字母“C”。
D: Intel 将prescott核心的celeron处理器命名为 “celeron D”。Celeron D采用了90纳米的工艺,但他只拥 有533mhz，fsb和256kB L2 Cache，不支持超线程技术。
Socket 7插座: 194针.用于P/P MMX/K5/K6-2/K6-3
Socket A插座：462针脚，用于32位的Athlon XP和 Duron系列
Socket 370插座：370针脚，用于 PⅢ/CⅡ&Ⅲ
Socket 478插座 ：478针脚，用于32位的P4/C4&D
Socket 775插座 ：775针脚，用于64位的Pentium D/ Pentium EE/Celeron D
同期，除Intel公司生产CPU芯片外，AMD、Cyrix （赛瑞克斯） 、IBM、TI等公司也开始涉及CPU领 域开始生产CPU芯片。
6、Intel Pentium
（1）说明：1993年推出，Pentium 586，被称为P5。
（2）参数：32位微处理器，含有550万个晶体管， 时钟频率 为133MHz，0.25微米和0.35微米制造工艺，Cache为16KB。 随着CPU发热量增加,首次为CPU增加了散热风扇,并首次采用 了超流水线技术和超标量技术 （3）注：首次将二级缓存整合到CPU中，使其频 率与CPU 同步，第一次使用独立双总线结构 （一条连接Cache另一条 负责主存） 与Pentium属于同一级别的CPU还有AMD K1、主频 CPU运行时的时钟频率。主频直接影响 CPU的 运行速度，主频越高速度越快，但主频相同的 CPU性能不一定相同。
2、外频 CPU的基准频率，单位为MHz，外频是CPU与主 板之间同步运行的速度，也是大部分电脑内存与 主板之间同步运行的速度，可理解为，CPU的外 频直接与内存相连通，实现两者 间的同步运行状 态。
（1）说明：1982年推出。有两种工作模式: 实
模式和保护模式；其中，实模式被限制在 访问1M内存而保护模式可访问16M内存。 （2）参数：16位处理器，24位地址总线，含有 13.4万个晶体管，时钟频率为 6MHz~20MHz。
4、Intel80386
（1）1985年推出。 （2）参数：32位处理器，含有27.5万个晶体管， 最高频率为33MHz地址总线为32位。
（2）前端总线频率与外频的区别：
前端总线的速度指的是数据传输的速度。
外频,通常为系统总线的工作频率（系统时钟频率），CPU与 周边设备传输数据的频率,具体是指 CPU到芯片组之间的总 线速度。 外频是 CPU与主板之间同步运行的速度。
5、高速缓存（Cache） 缓存（Cache）又称为高速缓存，是可以进行高速数据传输的 存储器。由于CPU运行速度远远高于内存和硬盘等存储器， 因此有必要将常用的指令和数据等放进缓存，让CPU在缓存 中直接读取，以提升电脑的性能。
（2）常见封装：
PDIP：塑料双列直插封装，引脚从两端引出。 Intel 8位和16位处理器使用。 PQFP：塑料四边引出扁平封装，引脚四边引 出，80386采用。
CPGA/PPGA：陶瓷/塑料针脚网格阵列封装， 引脚从底端引出，并形成了规则的阵列（用于 SOCKET处理器）。
BGA：球状网格阵列封装，常用于笔记本电脑 的处理器。 CSP：芯片级封装，芯片面积与封装面积之比 尽可能为1:1。
E：继northwood核心之后，Intel又推出了90纳米工艺的 prescott核心的P4，它采用了一级流水线设计，配备16kb 的一级数据缓存和1Mb的L2 cache，Intel又给她命名“E”. 如: P4 2.8E
三 CPU的分类
一、按接口结构分类： 1、SLOT架构： Slot 1： INTEL公司。支持采用SEC技术的PⅡ&Ⅲ和早期赛扬 处理器。共242个针脚
2000年，INTER P4正式开始上市，直到现在市场上仍然是主流地位。接口 为SOCKET423/478。而AMD公司同样推出了Athlon XP与之相抗衡。接口为 SOCKETA（462）
11、Intel Pentium 4 （1） 2000年11月21日 参数：首批P4主频为： 1.5GHz 和1.4GHz，工作电压为1.7v。 （2） 2002年Pentium4 制作工艺为0.13微米， L2 cache加大为512KB。
Socket 754插座： 754针脚， Socket 939插座：939针脚，用于Athon64，FX(高端)系列 Socket 940插座：940针脚，Athon64 2系列，为目前主流
Socket 754
Socket 939
Socket 940
二、按照CPU的封装方式分：
真正的CPU是一小块的超集成电路硅板，为 了保护CPU免受灰尘侵害和CPU散热等需要，在 电路板外部加上保护外壳，是沟通芯片内部与外 部电路的桥梁. 采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固定在 其中以防损坏，它是沟通芯片内部世界和 外部电 路的桥梁。
2、Intel 8086/8088
（1）说明：1978年和1979年先后，推出进入X86时代 （2）参数：16位微处理器，含有1.9万个晶体管， 4.77MHz时钟频率，地址总线为20位，可 使用1MB内存 （3）1981年，IBM首次将8088芯片用于PC机器 中，开创了全新的个人电脑时代。
3、Intel的80286
1999年6月14日，AMD公司推出划时代的产品——AMD Athlon（速龙）, 接口为SLOT A，128K L1，512K L2，三通道技术。3D NOW指令。同时，AMD 为了和INTER抢夺低端市场推出了Duron（毒龙）系列，与同型号Athlon相 比，L2Cache是Athlon的一半
计算机组装与维护
主讲：胡小丹
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第2章 CPU
主要知识点： 一、认识CPU 二、CPU 的发展 三、CPU的工作原理 四、CPU的技术参数 五、CPU的分类 六、CPU的型号和品牌 （掌握） （掌握） （掌握） （了解） （掌握） （了解）
七、CPU的超频
（了解）
CPU
CPU内部构造 CPU内部可分为三大部分： 算术运算 运算器 逻辑运算 控制器 CPU 寄存器 存储单元 缓存
9、Pentium II （1）说明：PII第一次采用了slot1接口，处理器 采 用了sec（单边插接）与主板相连。 （2）参数：32位处理器，采用0.35微米制造工艺 和 0.25微米制造工艺，集成了32KB的一级 缓存，以及512KB的二级缓存，含有880万 个集体管。
（3）此时，第一块Celeron（1998年）推出,去掉 了二级Cache并简化了封装，加了散热片。
关于CPU的命名: A：Pentium4处理器有Willamette，Northwood和 Prescott三种不同芯片，其中w，核心术语最早产品，采用 0.18微米工艺，发热大，频率提升困难，二级缓存256kb， 性能不佳，很快被n，核心的取代，n工艺为0.13微米工艺， 二级缓存512kb，为了与只有256kb 的二级缓存P4区别， Intel在其型号后面加了一个大写字母“A”，
二 CPU 的发展

第一代计算机（1946—1958）：电子管时代 第二代计算机（1959—1964）：晶体管时代 第三代计算机（1965—1970）：集成电路时代 第四代计算机（1971—至今 ）：大规模集成电路时代 微型计算机（微机）属于第四代产品
1、 Intel 4004
（1）1971年Intel将算数运算器和逻辑控制 电路集成了，发明了世界上第一片微处 理器。 （2）其参数为8位处理器，含有2300个晶体 管，108KHz的时钟频率。 后来相继发明了：Intel 8008 8位处理器 Intel 8080 Intel 8085 8位(1973/1976)
1998年4月16日，英特尔第一个支持100MHz额定外频的CPU正式推出 (Intel PentiumⅡ) 。采用全新的SLOT1接口，并集成了32KL1,512KL2。 同时，为了占领底端市场，推出了简化版Celeron 。由于早期的Celeron没 有L2缓存，性能较差 1999年春节刚过，英特尔公司又一次的推出新微处理器—PentiumⅢ。 受 AMD公司K6-2影响，在CPU中增加了70条SSE扩展指令，主要用于提高 3D处理能力。早期的P3使用SLOT1接口，后来全部使用Socket370接口. 同期具有128K L2 Cache的 CeleronⅡ面市
10、Intel Pentium III （1）1999年 2月推出，其继续采用slot1架构，10 月份推出了Socket 370接口的Pentium III处 理器。 （2）在以往的MMX基础上，增加了70条多媒体 指令——SSE技术，提高了专业运行速度采 用了0.25微米和0.18微米制造工艺，工作频 率在500MHz以上，此时Celeron II代产生。
（3）说明：要运行浮点运算须购80387协处理器 芯片，此时Intel设计了Cache 控制器82385
5、Intel 80486 （1）1989年推出 （2）参数：32位处理器，含有120万个晶体管，频 率从25MHz逐步提高到了100MHz ，首次将协 处理器和缓存Cache集成在CPU内部(8KB) ， 首 次采用了RISC（精简指令集）技术，可以在一 个时钟内执行多条指令。
一 认识CPU（Central Processing Unit,中央处理器）
CPU是电脑中最重要的组成部分，它相当于人的大 脑，是整个电脑系统的核心。它负责电脑系统指令的执 行、数学与逻辑运算、数据存储、以及输入/输出等控 制。 其内部结构可分为控制单元、逻辑单元和存储单 元3大部分，其工作原理就像一个工厂对产品的加工过 程：进入工厂的原料（指令），经过物资管理部门（控 制单元）的调度分配，被送往生产线（逻辑运算单元）， 生产出成品（处理后的数据）后，再存储在仓库（存储 器）中，等着拿到市场上去交易（交由应用程序使用）
三、按照CPU使用的指令集划分

CISC（ Complex Instruction Set Computing ）： 即复杂指令集。为了便于编程和提高内存访问效率而设计 的芯片体系。 目前INTEL与AMD都采用 RISC（ Reduced Instruction Set Computing ）： 即精简指令集。为了提高处理器运算的速度而设计的芯片 体系。 苹果电脑采用。现INTEL新型CPU已加入部分该指令的特 征
Slot2: 主要用于早期INTER XEON（高端工作站和服务器）系 列。采用 Slot2结构的主板一般有两个或两个以上的 CPU插 座，以供处理器同时工作。 SlotA: 只支持AMD公司的K7，不支持Intel主板
2、Socket结构：
采用方形多针脚零插拔力插座，即ZIF(Zero Insert Force)插座。扁平状CPU，针孔式接口