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全国中等职业学校计算机类通用教材Chapter02中央处理器——CPU本课件的文字及图片版权均为南京凤凰康轩所有本章学习重点2-1CPU的基本产品知识2-2了解AMDCPU2-3了解IntelCPU2-4CPU常见故障2-1CPU的基本产品知识2-1-1CPU的长相CPU的体积是计算机零部件中最小的，它内含数以千万计的晶体管。一面为银色的金属盖，里面有整合式散热片用来保护内部芯片核心，另一面是密密麻麻的针脚（pin），不过，Intel最新推出的CPU已经取消针脚的设计，改为“接触点”，减少针脚意外断裂的风险。2-1CPU的基本产品知识2-1-2CPU的名称Intel的Pentium43.6GHz、Celeron2.0GHz等、以及AMD的Athlon643000+等，都是CPU的名称。把名字分解来看，Intel的Pentium、Celeron，AMD的Athlon64，是其CPU的系列名称；而每个系列都有不同的性能等级，系列名称之后紧接的就是“主频数”，代表CPU的等级，一般，数字越大，CPU的运算性能越好。现在的科技进步很快，CPU厂商的技术不同，有时候频率相同的CPU，运算性能却大不相同，因此以同频率的CPU来比较性能已经不准确。但人们习惯用频率的高低来衡量CPU的性能。2-1CPU的基本产品知识2-1-3CPU核心研发代号CPU的名称并不是厂商一开始在设计与生产计划时就正式命名的，而是使用一个暂时的名称，成为“研发代号”或“核心代号”，例如AMD的Newcastle、Venice或Intel的Prescott、Northwood等。等到CPU正式推出销售之后，就会以正式名称，如IntelPentium4531，来取代研发代号，这样便于辨认CPU等级。2-1-4CPU的制造工艺CPU是一块芯片，内部是密密麻麻的细微电路，称为核心。在芯片成形之前，是在一个圆形盘上生成核心的电路，这个大圆盘称为“晶圆”；制成后才被切割成一片片小小的芯片，再经过封装操作，就成为大家所看到的CPU。2-1CPU的基本产品知识2-1-5CPU的封装CPU原本是一片薄薄的芯片，如果不给予适当的外壳保护，电子电路很容易损坏，所以要使用塑料或陶瓷等材料，将芯片保护起来；而且芯片不能直接与主板连接，需要另外加工，植入一根根针脚，才能正常安装在主板上。如此加工过程就成为封装。2-1-6CPU的速度单位HzHz是频率的计数单位，是Hertz的缩写，中文为“赫兹”，它代表一秒钟可执行周期现象的次数。近年来技术发展快速，则是以GHz（G为Giga，十亿）为单位。2-1CPU的基本产品知识2-1-732位与64位的CPU数字电路都是采用二进制，用0或1来表示，每一个数字叫以“位”（bit）。因此，所谓32位的CPU(32bits)，就是CPU一次使用32位的二进制数来进行运算，64位CPU的运算性能优于32位的CPU，不过，使用64位的CPU必须要64位的操作系统（OS）和应用软件来配合。2-1-8多核（MultiCore）CPU简单来说，就是一个CPU中包含多个CPU芯片（运算核心架构），能提供更好的分工运算，减少CPU负荷，增加运算性能。2-1CPU的基本产品知识2-1-10CPU的主频、外频与倍频主频（InternalClock）：CPU内部核心的工作频率或运算速度。外频（ExternalClock）：CPU外部与主板系统芯片传输的频率，也称为基本频率，要注意，CPU外频不等于FSB的频率。倍频（ClockMultiplierFactor）：全名称为倍频系数，是内频与外频之间的倍率。2-1-9CPU针脚与CPU插槽CPU必须通过底部的针脚（又称接点或接脚）与主板上的CPU插槽相连，才可以顺利运作。不同的CPU品牌与型号，其针脚数量也不同；不同的CPU针脚都要搭配特定的CPU插槽，购买时需要注意。因此，当外频或倍频改变，就会影响CPU的主频性能。2-1CPU的基本产品知识“前端总线”的英文名字是FrontSideBus,通常用FSB表示，是将CPU连接到北桥芯片的总线。2-1-11前端总线(FSB)2-1CPU的基本产品知识2-1-12L2高速缓存（L2CacheMemory）高速缓存（L2CacheMemory）是整合在CPU内部中，影响CPU执行速度的重要因素之一，它能提供CPU在运算时快速存取数据的暂存区，它的容量越大，对提升计算机性能的帮助也越大。目前一般的CPU提供的提供的L2容量都在512MB之间，当然大容量的L2，CPU的价格可能也比较高。2-1-13CPU的工作电压CPU的工作电压（SupplyVoltage）,就是CPU的用电的电压，随着现在CPU技术的发展，所需电压有越来越低的趋势，不但减少了热量，也能达到省电的效果。2-1CPU的基本产品知识2-1-14CPU指令集CPU通过指令来控制计算机系统，将许多指令集成在CPU中，可以简化血多发杂的运算，减少CPU的执行周期，提升多媒体、图形运算的能力，这就是CPU指令集的功用。2-1-15平价版的CPU一般的CPU厂商都会讲CPU风味高端等级与平价等级产品。高端等级的CPU价格也比较贵。而平价版CPU，则提供较少的L2高速缓存、指令集等，还降低一点主频（有些与高端版相同），这样在上网、文本处理等没有复杂运算工作时，也能顺畅快速的运行，当然在价格上较为经济，通常仅需高端等级三分之一甚至更少的费用。2-2了解AMDCPU2-2-1为AMD稳固市的Athlon64X22-2了解AMDCPU2-2-2AMD羿龙（Phenom）来袭2007年11月，AMD发布了真四核羿龙（PhenomX4）处理器，从Windows系统的设备管理器当中，已经可以看到PhenomX4处理器采用了4个物理核心。PhenomX4处理器是AMD桌面四核平台的开山之作，它不仅预示着DIY市场将迎来更具活力的四核时代，也预示着未来CPU发展将坚定不移地朝多核技术迈进。2-2-3AMD的新宠羿龙Ⅱ（PhenomⅡ）2009年1月，在美国拉斯维加斯国际消费电子产品展（CES）上，AMD发布首批基于45纳米工艺制程的桌面处理器PhenomⅡX4。2009年2月，AMD又推出五款采用最新接口技术的SocketAM3的PhenomⅡ处理器，2-2了解AMDCPU2-2-4AMDCPU的技术3DNow！指令集：AMD推出21条的3DNow！指令集，针对3D图形运算环境所设计的指令集，并增强多媒体应用的浮点运算性能。Enhanced3DNow!指令集：AMD将3DNow！指令集增加52个指令，称为Enhanced3DNow!，新增了多媒体的整体运算、语音辨识、视频处理以及增强数字讯号运算等。3DNow!Professional指令集：比Enhanced3DNow!多出了51项指令，涵盖SSE（StreamingSIMDExtensions）延伸指令集，除了支持更多软件之外，也增强更多图形、多媒体数据的运算能力。HyperTransportTechnology（HT）：由AMD和许多厂商共同研发，可有效增加芯片与芯片之间的传输速度，已经用于FSB（前端总线）以及南北桥芯片之间。通过HT技术，可以将带宽放大X2、X3、X4、X5等倍率，提供比传统更大的传输带宽，2-3了解IntelCPU早在1971年，Intel公司就研发出第一个处理器，并且持续制订、研发计算机许多新规格和架构，计算机逐渐普及之时，Intel就已经占居领导者的地位，从最早的Pentium、PentiumⅡ、PentiumⅢ到现在的Pentium4、PentiumD、PentiumXE双核，再到Core系列。2-3-1双核PentiumD、PentiumXEPentiumD、PentiumXE（PentiumeXtremeEdition，别称PentiumEE）是Intel推出占据双核市场的武器，两者都是将两个CPU芯片结合在一个CPU的DualCore双核。目前PentiumD、PentiumXE都有Smithfield、Presler两种核心代号，前者为90纳米，后者为65纳米技术。2-3了解IntelCPU2-3-2IntelCPU系列“Core（酷睿）”Intel推出新一代CPU取名为“Core”，中文名为“酷睿”，是Intel现在主推的CPU系列，强调高性能与绝佳的低耗电，此系列CPU可以应用在服务器、台式计算机和笔记本电脑上。2-3-3Intel四核处理器Core2Quad、Corei72-3了解IntelCPU2-3-4IntelCPU的技术MMX指令集：MultiMediaeXtension，多媒体扩展指令集是Intel公司在1996年推出的增强多媒体运算的指令集，共有57条指令。一般计算机在执行多媒体运算时，大都为文字、图片、声音等，MMX就可以提升这些数据的运算能力。SSE指令集：为StreamingSIMDExtension的简写，现在很多人在计算机中处理3D影像，SSE就可以提升此部分的运算能力。SSE2指令集：StreamingSIMDExtension2是针对CPU在当时流行的3D影像、高画质图像、音效、编译码及诸多科学应用方面，提出更多的优化指令，让运算能力再提升。SSE3指令集：StreamingSIMDExtension3指令集比SSE2多了13道指令，是Intel针对网络多媒体应用而推出的，并且将之前的SSE指令集做优化。2-3了解IntelCPUHyperThreadingTechnology（HT）：由Intel提出，将一颗实体的CPU仿真成类似两颗CPU在同时运作，其原理是将CPU所有运算资源做最佳调配。EIST（EnhancedIntelSpeedStepTechnology）：EIST可以有效达到省电、降低热能的功用，进而降低风扇转速，降低噪音。一般只有高端的IntelCPU才有此功能。VT（IntelVirtualizationTechnology）：是Intel推出的虚拟化技术，可以在一台计算机上，同时执行多个操作系统和应用程序，就像计算机拥有多个虚拟系统的分身。为何Intel的CPU型号后有个“J”？：代表此CPU支持了XD-bit功能，通过计算机BIOS执行启动的XD-bit技术，再配合WindowsXPSP2以上版本的操作系统，就可以防止病毒的侵袭、避开黑客程序的威胁。SSE4指令集：StreamingSIMDExtensions4，流式单指令多数据流扩张。SSE4.1指令增强了CPU在视频编码/解码、图形处理以及游戏等多媒体应用上的性能。2-4CPU常见故障计算机工作不稳定，会频繁死机；有时没进入系统就死机了，有时能运行一会儿就死机。计算机工作不稳定，有时运行一会就死机。计算机无法正常进入系统，变成蓝屏或是黑屏。Windows系统中看到的CPU型号与实际不符。