电脑组装维修反病毒-第二章

电脑组装·维修·反病毒授课：柴守立E-mail:[e-mail]2020年1月29日2电脑组装·维修·反病毒第二章ＣＰＵ２.１ＣＰＵ的接口标准２.２主要技术指标２.３Ｐ４ＣＰＵ的技术特点２.４主流ＣＰＵ产品２.５ＣＰＵ指令集２.６ＣＰＵ的散热装置２.７选购ＣＰＵ2020年1月29日3电脑组装·维修·反病毒Intel酷睿2四核Q6700Intel酷睿2双核E6550AMD速龙X2BE-2350AMD速龙643200+(AM2盒)2020年1月29日4电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ什么是ＣＰＵ？ＣＰＵ就是中央处理器，英文为centralprocessingunit。ＣＰＵ是电脑中的核心配件，只有火柴盒那么大，几十张纸那么厚，但它却是一台计算机的运算核心和控制核心。电脑中所有操作都由ＣＰＵ负责读取指令，对指令译码并执行指令的核心部件。2020年1月29日5电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ中央处理器ＣＰＵ包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件。中央处理器从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码。它把指令分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执行。指令是计算机规定执行操作的类型和操作数的基本命令。2020年1月29日6电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ２.１ＣＰＵ的接口标准因为CPU需要通过某个接口与主板连接的才能进行工作。所以CPU在这么多年的发展过程中，采用了引脚式、卡式、触点式、针脚式等接口方式。而目前CPU的接口都是针脚式接口，对应到主板上就有相应的插槽类型。CPU接口类型不同，在插孔数、体积、形状都有变化，所以不能互相接插。2020年1月29日7电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ现在的CPU接口一般是针脚式接口，称为Socket，Socket接口的CPU有数百个针脚一一对应插在主板CPU插座的针孔上。CPU的接口和主板插座必须完全吻合，否则CPU无法用。CPU的接口有以下的型式。2020年1月29日8电脑组装·维修·反病毒socket4：支持Intel60mhz-66mhzp5t系列cpu。socket5：支持Intel75mhz-166mhzp54c/p54cs系列cpu。socket6：Intel80486dx4/奔腾系列cpu。socket7：支持Intel75mhz-200mhzp54c/p54cs/p55c系列cpu、支持AMDk5/k6-2/k6-3。socket8：支持Intel150mhz-200mhzpentuimpro系列cpu。SLOT1：SLOT1接口技术结构比较先进，能提供更大的内部传输带宽和CPU性能，随着Socket370结构主板的普及，SLOT1结构的主板目前销量已大不如前。SLOT2：SLOT2的用途比较专业：服务于高端服务器及图形工作站的系统。所用的CPU也是很昂贵的Xeon（至强）系列。采用SLOT2接口的主板多有两个以上的CPU插槽，以供多处理器同时工作。2020年1月29日9电脑组装·维修·反病毒SLOTA：SLOTA接口在技术和性能上，SLOTA主板可完全兼容原有的各种外设扩展卡设备。它使用的是Digital公司的Alpha总线协议EV6。EV6架构是目前最先进的架构，它采用多线程处理的点到点拓扑结构，支持200MHz的总线频率，给K7打下了一个良好的速度基础。为了降低制造成本和CPU设计生产周期，AMD又开发出最新的SocketA系列主板，采用462针脚接口设计，支持最新的新Athlon（雷鸟）和DuronCPU。SocketA：SocketA就是现在AMD对抗Intel的有力武器，AMD借助其最新的产品加强了他们在市场上地位。AMD虽然在CPU市场中的份额较小，但是他们凭借着其K7家族的处理器，已经是很很地将了Intel一军。Super7：Super7接口直接支持100MHz总线频率和AGP图形加速端口，延长了Socket7接口主板的寿命。2020年1月29日10电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ２.２主要技术指标ＣＰＵ的主要性能指标包括频率、高速缓存、封装结构和工作电压等。２.２.１频率ＣＰＵ的频率包括主频、外频、倍频。所谓主频，就是咱们通常所说的频率，也就是CPU正常工作时的时钟频率，从理论上讲CPU的主频越高，它的速度也就越快，因为频率越高，单位时钟周期内完成的指令就越多，从而速度也就越快了，但是由于各种CPU内部结构的差异。并不是时钟频率相同速度就相同，比如PIII和赛扬，雷鸟和DURON，赛扬和DURON，PIII与雷鸟，在相同主频下性能都不同程度的存在着差异。目前主流CPU的主频都在600MHz以上，而频率最高（注意，并非最快）的P4已经达到1.7GHz，AMD的雷鸟也已经达到了1.3GHz，而且还会不断提升。2020年1月29日11电脑组装·维修·反病毒Pentium42GHzCPU标识2020年1月29日12电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ1.主频主频即CPU的时钟频率(CPUClockSpeed)，也就是CPU运算时的工作频率。一般来说，主频越高，一个时钟周期里面完成的指令数也越多，当然CPU的速度也就越快。不过，由于各种各样CPU的内部结构不尽相同，所以并非所有的时钟频率相同的CPU的性能都一样。2020年1月29日13电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ以P42.0为例，它的主频为2.0Ghz（1Ghz=1000MHz），2.0Ghz意味着每秒钟会产生20亿个时钟脉冲信号，每个时钟信号周期为0.5ns（1秒=1,000,000,000纳秒）。而P4有四条流水线运算单元，那么ＣＰＵ在一个时钟周期内可以进行四个二进制加法运算，即每秒钟可以执行80亿条二进制加法运算。2020年1月29日14电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵAthlon64PR频率换算公式如下：Frequence（实际频率）=(P-Rating/3)*2-266P-Rating（PR标称值）=(Frequence*3)/2+400Thoroughbred核心PR值换算公式：实际运行频率×3÷2－500＝PR值Barton核心PR值标换算公式：实际运行频率×3÷2－200＝PR值2020年1月29日15电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ2、外频外频，又称外部时钟频率，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，而且目前的绝大部分电脑系统中外频，也是内存与主板之间的同步运行的速度。外频越高CPU的运算速度越快。CPU的外频主要有：100、133、150、200MHz等四种，而最新的CPU外频有的已经达到400MHz。2020年1月29日16电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ3.倍频CPU的倍频，全称是倍频系数。CPU的核心工作频率与外频之间存在着一个比值关系，这个比值就是倍频系数，简称倍频。一般情况下，这个比值是由CPU生产厂商在生产CPU芯片时确定。主频（实际运行频率）=倍频系数×外频超频就是通过提高倍频系数或外频，从而提高CPU的主频。2020年1月29日17电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ4.系统前端总线频率与外频的关系前端总线（frontsidebus,FSB）是连接CPU和北桥芯片之间的线路。前端总线频率是指CPU和北桥芯片之间的数据出速率，不是指CPU与北桥芯片之间的工作频率。外频指CPU与主板之间与主板之间同步运行的工作频率，这个概念是建立在主板的晶体振荡器的震荡频率的基础上的，也就是说，100MHZ外频特指晶体振荡器在每秒钟振荡一千万次。2020年1月29日18电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ2.2.2数据总线宽度数据总线负责整个系统的数据流量的速度，而数据总线宽度则决定了CPU与二级高速缓存、内存以及输入/输出设备之间一次数据传输的信息量。数据总线宽度就好比公路的宽度，道路越宽，一次通过的汽车越多。如果汽车中装载着信息量，显而易见，公路越宽，一次通过的信息量就越多。2020年1月29日19电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ2.2.3扩展总线宽度扩展总线宽度是指安装在主板上的总线，是CPU与外部设备的桥梁。2.2.4地址总线宽度地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间，简单的说是CPU能使用多大容量的内存，可以进行读取数据的物理地址空间。2020年1月29日20电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ2.2.5高速缓存高速缓存（Cache）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，速度极快。它一般集成于芯片内部，用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据。2020年1月29日21电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ2.2.6工作电压工作电压是指CPU正常工作所需的电压。早期CPU的工作电压一般为5V，那是因为当时的制造工艺相对落后，以致于CPU的发热量太大，使得寿命减短。随着CPU的制造工艺与主频的提高，近年来各种CPU的工作电压有逐步下降的趋势，以解决发热过高的问题。但也有例外，高电压的CPU是为了提升运行稳定性。2020年1月29日22电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ2.3P4CPU的技术特点目前在市面上有两种规格的Pentium4CPU：较早的Socket423和最新的Socket478，如下图所示。前者是Intel为推广Pentium4但又受阻于技术而生产的过渡性产品，而后者则是Intel为进一步普及Pentium4以及生产技术成熟后的稳定型产品，而且今后的Pentium4处理器最终都是Socket478形式。Socket478的Pentium4更率先将CPU的时钟频率推至2GHz的历史新高峰。2020年1月29日23电脑组装·维修·反病毒Intel公司生产的Celeron芯片Intel公司生产的Pentium芯片AMD公司生产的AthlonCPUVIA(威盛)公司生产的C3CPU2020年1月29日24电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ这是Socket423规格的Pentium4CPU这是Socket478规格的Pentium4CPU2020年1月29日25电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ2.3.1主要特点P4处理器除了具有较高的主频外，还具有以下特点。①P4CPU的核心为Willamette、Northwood和新上市的Prescott，支持内存为SDRAMHEDDR。②P4CPU采用0.18微米和0.13微米的工艺技术，包含4200万个晶体管，具有400MHZ和533MHZ的系统前段总线频率、高速执行引擎、超长管道技术、跟踪执行缓存等技术。2020年1月29日26电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ③P4CPU有Socket423和Socket478两种结构，它们都采用相同的Willamette核心技术生产。当前的P4CPU都采用Northwood核心技术。从性价比上考虑，应该选择P42.8GHz或3.0GHz。Intel奔腾43.0GHz市场报价：4502020年1月29日27电脑组装·维修·反病毒AMDAthlon64X26400+AM2市场报价：15002020年1月29日28电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ④核心为Willamette的P4CPU设计了容量为256KBDE全速二级缓存，而采用Northwood核心的P4CPU二级缓存已经达到512KB。2.3.2超线程技术CPU生产商为了提高CPU的性能，通常做法是提高CPU的时钟频率和增加缓存容量。不过目前CPU的频率越来越快，如果再通过提升CPU频率和增加缓存的方法来提高性能，往往会受到制造工艺上的限制以及成本过高的制约。2020年1月29日29电脑组装·维修·反病毒第２章ＣＰＵ实际上在应用中基于很多原因，CPU的执行单元都没有被充分使用。如果CPU不能正常读取数据（总线/内存的瓶颈），其执行单元利用率会明显下降。另外就是目前大多数执行线程缺乏ILP（Instruction