计算机组装调试与维护 教学课件 作者 代贤文 第03章.ppt

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1、第3章：智慧大脑——中央处理器CPU【知识目标】了解CPU的主要厂家及型号掌握CPU的主要技术指标与参数了解CPU的发展历史及主流型号【技能目标】学会根据不同用途选择不同档次的CPU了解CPU的工作原理。3．1认识CPUCPU是CentralProcessingUnit英文的缩写。中文名字是中央处理器，在整个电脑系统中起到运算和控制的作用。在整个计算机系统中处于核心地位，它是系统的总指挥中心。3．1．1CPU概述CPU一般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元组成。在逻辑运算和控制单元中包括一些寄存器，这些寄存器用于CPU在处理数据过程中数据的暂时保存。CPU的内部

2、结构可分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大部分，CPU常见的几个典型如图3-1和3-2所示。图3-1Intel公司CPU图3-2AMD公司CPU3．1认识CPU3．1．2CPU的物理结构CPU经过多年的发展，其物理结构也经过许多变化，现在的CPU物理结构可分为内核、基板、填充物、封装以及接口五部分。基板上还有控制逻辑、贴片电容等。1.内核CPU中间的长方形或者正方形部分就是CPU内核的地方，由单晶硅做成的芯片。所有的计算、接受/存储命令、处理数据都是在这里进行的。2.基板CPU基板就是承载CPU内核用的电路板，它负责内核芯片和外界的一切通讯.3.填充物CPU内核

3、和CPU基板之间往往还有填充物，填充物的作用是用来缓解来自散热器的压力以及固定芯片和电路基板。4.封装设计制作好的CPU硅片将通过几次严格的测试，若合格就会送至封装厂切割、划分成用于单个CPU的硅模并置入到封装中。5.接口计算机的各个配件都是通过某个接口与主板连接的，CPU的接口有针脚式、引脚式、卡式、触点式等。现在CPU的接口都是针脚式接口，有Socket478和SocketAM2940等，如图3-3，图3-4所示。图3-3SOCKET478接口的CPU图3-4ATHLON643800+（940针）3.1.3CPU的新技术3．1认识CPU众所周知，Intel和

4、AMD是全球生产CPU的两大厂家，两大生产厂商都在不断推出新技术，这些技术使得计算机的性能得到了极大的提高，下面将分别介绍Intel和AMD生产的CPU中采用的新技术。1．IntelCPU采用的新技术①EnhancedSpeedStep技术②ExtendedMemory64Technology（EM64T）③ExecuteDisableBit技术④Intel的指令扩展技术⑤HyperThreading技术⑥　双核心技术2．AMDCPU采用的新技术①AMD的64位处理器技术②3DNow!③整合内存控制器④EVP技术⑤Cool‘N’Quiet节能技术⑥　双核心技术3

5、.1.4CPU的性能指标主频主频即CPU的时钟频率，简单地说也就是CPU的工作频率，例如常说的P43.0GHz就是CPU的主频。一般来说，一个时钟周期完成的指令数是固定的，所以主频越高，CPU的速度也就越快。主频、外频和倍频三者的关系为：主频=外频×倍频。外频外频即CPU的外部时钟频率，外频是CPU的基准频率，单位是MHz。外频是CPU与主板之间同步运行的速度。倍频倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。例如AthlonXP3600+的CPU，其外频为200MHz，所以其倍频为18倍。前端总线（FSB）频率前端总线（FSB）频率直接影响CPU与内存数据交换的速度。

6、由于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，即数据带宽＝（总线频率×数据带宽）/8。外频与前端总线（FSB）频率的区别是：前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是CPU与主板之间同步运行的速度。CPU的缓存缓存就是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU交换数据，因此速度极快，所以又被称为高速缓存。与处理器相关的缓存一般分为两种。即L1缓存（内部缓存）和L2缓存（外部缓存）。内部缓存（L1Cache）封闭在CPU芯片内部的高速缓存，用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据，存取速度与CPU主频一致，L1缓存的容量单位一般为KB。L1

7、缓存越大，CPU工作时与存取速度较慢的L2缓存和内存间交换数据的次数越少，相对电脑的运算速度可以提高。外部缓存（L2Cache）CPU外部的高速缓存，现在处理器的L2Cache是和CPU运行在相同频率下。CPU的工作电压CPU的工作电压指的就是CPU正常工作所需的电压，与制作工艺及集成的晶体管数相关。正常工作的电压越低，功耗越低，发热减少。3.1.4CPU的性能指标制造工艺制造工艺对CPU的频率影响很大，良好的制造工艺将大大提高CPU的频率，封装形式则影响CPU的耐用度。早期的处理器都是使用0.5μm工艺制造出来的，随着CPU频率的增加，原有的工艺已无法满足产品

8、的要求，现在，采用0.0