最新-第二章CPU-PPT课件.ppt
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1、第二章 CPU第二章第二章 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 第二章 CPUOEM(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第二章 CPU第二章 CPU第二章 CPU第二章 CPU第二章 CPU2.1 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
2、;控制器对微型机各部件发出相应的控制信息: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。第二章 CPU2.1.1 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。第二章 CPU第二章 CPU2CPU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A
3、MD公司与Intel公司标记的形式和含义有所不同。第二章 CPU4CPU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。第二章 CPU(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。第二章 CPU(3)Socket 478插座 Socket 478插槽是采用mPGA 478的Pentium
4、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针第二章 CPU(4)Socket 754插座 Socket 754是2019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。第二章 CPU(5)Socket 939插座 Socket 939是AMD公司2019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。第二章 CPU(5)Sock
5、et T(LGA 775)插座 Socket 775又称为Socket T,如图2-41所示。第二章 CPU2.1.2 CPU的功能结构 第二章 CPUCPUCPU结构示意图结构示意图 第二章 CPUCPUCPU典型结构示意图典型结构示意图 第二章 CPU2.1.3 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
6、系结构(Architecture)第二章 CPU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CPU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。64位技术位技术 第二章 CPU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。第二章
7、 CPU2、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)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主频外频主频外频倍频系数倍频系数 第二章 CPU(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
8、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。前端总线(FSB)带宽的计算400MHz64bit400MHz/8bit=3.2GB/s533MHz64bit533MHz/8bit=4.2GB/s800MHz64bit800MHz/8bit=6.4GB/s第二章 CPU(5)超频能力(Over-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
9、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 第二章 CPU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。第二章 CPU四、工作电压(Work Voltage)CPU的工作电压分别为内核电压(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
10、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。第二章 CPU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(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,以改进系因等待低速主存所导致的延迟,以改进系统的性能。统的性能。Cache一般分为一般分为L1 Cache(一级缓存),(一级缓存),L2 Cache(二级缓存)及(二级缓存)及L3 Cache(三级缓(三级缓存)。存)。L1 Cach
11、e建立在建立在CPU内部,与内部,与CPU同同步工作,步工作,CPU工作时首先调用其中的数据,对工作时首先调用其中的数据,对性能影响较大。性能影响较大。Cache均由静态均由静态RAM组成,组成,结构较复杂。结构较复杂。第二章 CPU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 第二章 CPU2、CPU的插座类型(1)、插座形式的Socket类(2
12、)、插槽形式的Slot类 第二章 CPU第二章 CPU第一代(Socket 423 Willamette)第二代(Socket 478 Northwood)第三代(533MHz FSB and HT)第四代(800MHz FSB and HT)发布时间2000年11月2019年4月2019年11月2019年4月制造工艺内核版本晶体管数量0.18mWillamette4200万个晶体管0.13mNorthwood5500万个晶体管0.13mNorthwood5500万个晶体管0.13mNorthwood5500万个晶体管时钟频率1.42.0GHz1.82.4GHz2.43.06GHz2.43.0
13、GHz前端总线频率400MHz(Quad Pumped 100MHz)400MHz(Quad Pumped 100MHz)533MHz(Quad Pumped 133MHz)800MHz(Quad Pumped 200MHz)缓存8KB L1,256KB L28KB L1,512KB L28KB L1,512KB L28KB L1,512KB L2针脚类型Socket 423Socket 478Socket 478Socket 478超线程不支持不支持只有3.06GHz型号支持所有型号都支持第二章 CPU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
14、构、工作过程等因素的总和。CISC(Complex Instruction Set Computer,复杂指令集计算机)RISC(Reduced Instruction Set Computer,精简指令集计算机)第二章 CPU2.2 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、Athl
15、on XP和Athlon64等。第二章 CPU2.2.1 Intel系列CPU1.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。第二章 CPU2.LGA775接口的Pentium 4系列 LGA775接口的Pentium 4外观如图2-50所示。第二章 CPU3.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
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