《計算機CPU學(xué)習(xí)》ppt課件

1、一、CPU的根本概念二、CPU的開展歷史三、CPU的品牌引見四、CPU的接口分類五、CPU選購六、CPU散熱器七、CPU安裝八、CPU超頻九、CPU參數(shù)檢查和常見缺點十、CPU任務(wù)原理總結(jié)圖1.什么CPU2.CPU的外觀構(gòu)造3.CPU的任務(wù)原理4.CPU主要的性能目的5.CPU主要的性能目的 總結(jié)CPU 全稱 Central Processing Unit中央處置器、中央處置單元 CPU是整個計算機系統(tǒng)中最重要的部件，它由控制器和運算器構(gòu)成?？刂破鲹?dān)任對數(shù)據(jù)進展算術(shù)運算和邏輯運算操作；運算器主要擔(dān)任對程序所執(zhí)行的指令進展分析，并協(xié)調(diào)計算機各部件進展任務(wù)?；寤褰涌诮涌诜庋b封裝電路板電路板內(nèi)核

2、內(nèi)核 CPU的制造過程 純真硅化學(xué)的方法蝕刻或光刻數(shù)百萬晶體管 CPU的任務(wù)原理 首先，CPU的內(nèi)部構(gòu)造可以分為控制單元，邏輯運算單元和存儲單元(包括內(nèi)部總線及緩沖器)三大部分。CPU的任務(wù)原理就像一個工廠對產(chǎn)品的加工過程:進入工廠的原料(程序指令)，經(jīng)過物資分配部門(控制單元)的調(diào)度分配，被送往消費線(邏輯運算單元)，消費出廢品(處置后的數(shù)據(jù))后，再存儲在倉庫(存儲單元)中，最后等著拿到市場上去賣(交由運用程序運用)。在這個過程中，我們留意到從控制單元開場，CPU就開場了正式的任務(wù)，中間的過程是經(jīng)過邏輯運算單元來進展運算處置，交到存儲單元代表任務(wù)的終了。CPU是整個計算機系統(tǒng)的中心，其性能可

3、以反映出所配置計算機系統(tǒng)的性能，直接影響計算機的運轉(zhuǎn)速度，接下來我們簡單引見一下CPU主要的性能目的。主頻、倍頻、外頻前端總線(FSB)頻率 緩存多中心任務(wù)電壓制造工藝位寬 主頻(Clock Speed) 也叫時鐘頻率，表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號振蕩的速度，也就是CPU運算時的任務(wù)頻率，其單位是MHz。當然CPU的速度也就越快了。不過由于各種各樣的CPU它們的內(nèi)部構(gòu)造也不盡一樣，所以并非一切的時鐘頻率一樣的CPU的性能都一樣 外頻是系統(tǒng)總線的一直頻率，簡稱總線頻率，也就是CPU與主板之間同步運轉(zhuǎn)的速度，其單位是MHz。外頻主要由主板決議，外頻越高，CPU就可以同時接納更多的來自外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)，

4、從而使整個系統(tǒng)的速度進一步提高。 倍頻那么是指CPU外頻與主頻相差的倍數(shù)。三者是有非常親密的關(guān)系的：主頻=外頻x倍頻。 前端總線(FSB)頻率(即總線頻率)是直接影響CPU與內(nèi)存直接數(shù)據(jù)交換速度。有一條公式可以計算，即數(shù)據(jù)帶寬(總線頻率數(shù)據(jù)帶寬)/8，數(shù)據(jù)傳 輸最大帶寬取決于一切同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寬度和傳輸頻率。比如，如今的支持64位的至強Nocona，前端總線是800MHz，按照公式，它的數(shù)據(jù)傳輸最大 帶寬是6.4GB/秒。 外頻與前端總線(FSB)頻率的區(qū)別：前端總線的速度指的是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，外頻是CPU與主板之間同步運轉(zhuǎn)的速度。也就是說，100MHz外頻特指數(shù)字脈沖信號在每秒鐘震蕩一千萬

5、次；而100MHz前端總線指的是每秒鐘CPU可接受的數(shù)據(jù)傳輸量是 100MHz64bit8Byte/bit=800MB/s。 緩存大小也是CPU的重要目的之一，而且緩存的構(gòu)造和大小對CPU速度的影響非常大，CPU內(nèi)緩存的運轉(zhuǎn)頻率極高，普通是和處置器同頻運作，任務(wù)效率遠遠大于系統(tǒng)內(nèi)存和硬盤。實踐任務(wù)時，CPU往往需求反復(fù)讀取同樣的數(shù)據(jù)塊，而緩存容量的增大，可以大幅度提升CPU內(nèi)部讀取數(shù)據(jù)的命中率，而不用再到內(nèi)存或者硬盤上尋覓，以此提高系統(tǒng)性能。但是由于CPU芯片面積和本錢的要素來思索，緩存都很小。 目前的緩存分為一級緩存、二級緩存、三級緩存 L1Cache(一級緩存) 是CPU 第一層高速緩存，

6、分為數(shù)據(jù)緩存和指令緩存。內(nèi)置的L1高速緩存的容量和構(gòu)造對CPU的性能影響較大，不過高速緩沖存儲器均由靜態(tài)RAM組成，構(gòu)造較復(fù)雜， 在CPU管芯面積不能太大的情況下，L1級高速緩存的容量不能夠做得太大。普通效力器CPU的L1緩存的容量通常在32256KB。 L2Cache(二級緩存) 是CPU的第二層高速緩存，分內(nèi)部和外部兩種芯片。內(nèi)部的芯片二級緩存運轉(zhuǎn)速度與主頻一樣，而外部的二級緩存那么只需主頻的一半。L2高速緩存容量也會影響CPU的性能，原那么是越大越好，如今家庭用CPU容量最大的是512KB，而效力器和任務(wù)站上用CPU的L2高速緩存更高達256-1MB，有的高達2MB或者3MB。 L3Ca

7、che(三級緩存) 分為兩種，早期的是外置，如今的都是內(nèi)置的。而它的實踐作用即是，L3緩存的運用可以進一步降低內(nèi)存延遲，同時提升大數(shù)據(jù)量計算時處置器的性能。降低內(nèi)存延遲和提升大數(shù)據(jù)量計算才干對游戲都很有協(xié)助。而在效力器領(lǐng)域添加L3緩存在性能方面依然有顯著的提升。比如具有較大L3緩存的配置利用物理內(nèi)存會更有效，故它比較慢的磁盤I/O子系統(tǒng)可以處置更多的數(shù)據(jù)懇求。具有較大L3緩存的處置器提供更有效的文件系統(tǒng)緩存行為及較短音訊和處置器隊列長度。 L1、L2、L3區(qū)別 指的都是CPU的緩存，他們比內(nèi)存快，但是很昂貴，所以用作緩存，CPU查找數(shù)據(jù)的時候首先在L1，然后看L2，假設(shè)還沒有，就到內(nèi)存查找。

8、CPU要讀取一個數(shù)據(jù)時，首先從Cache中查找，假設(shè)找到就立刻讀取并送給CPU處置；假設(shè)沒有找到，就用相對慢的速度從內(nèi)存中讀取并送給CPU處置，同時把這個數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)塊調(diào)入Cache中，可以使得以后對整塊數(shù)據(jù)的讀取都從Cache中進展，不用再調(diào)用內(nèi)存?？偟膩碚f，CPU讀取數(shù)據(jù)的順序是先Cache后內(nèi)存。 多核是1個CPU采用多個中心，相比同時采用多個CPU，多中心在不同中心間交換數(shù)據(jù)更快，減小電路延遲，性能會比多 CPU 更高幅度不會很大，價錢上，芯片制造本錢和主板本錢、功耗本錢更低 任務(wù)電壓Supply Voltage指的也就是CPU正常任務(wù)所需的電壓。 早期的CPU286486時代制造工

9、藝相對落后，任務(wù)電壓普通為5V，導(dǎo)致CPU的發(fā)熱量太大，弄得壽命減短。隨著CPU的制造工藝與主頻的提高，如今CPU的任務(wù)電壓逐漸下降，普通為1.5V2.0V，處理了發(fā)熱過高的問題，延伸了CPU運用壽命。 制造工藝雖然不會直接影響CPU的性能，但它可以可以極大地影響CPU的集成度和任務(wù)頻率，制造工藝越精細，CPU可以到達的頻率越高，集成的晶體管就可以更多。從早期的0.5微米到如今的0.35微米、 0.25微米、0.18微米、0.13微米甚至更小。 1(um)微米=1000(nm)納米 位寬是CPU在一個時鐘周期內(nèi)所能處置數(shù)據(jù)的位數(shù)，位數(shù)越大那么瞬間所能處置的數(shù)據(jù)量越大，這是CPU的重要參數(shù)之一。

10、 CPU的性能究竟取決于什么？ 我們終究如何選擇CPU？酷?？犷5 750奔騰奔騰E5300酷?？犷? E8400酷?？犷? Q8200中心數(shù)量中心數(shù)量四核雙核雙核四核熱設(shè)計功耗熱設(shè)計功耗95W65W65W95W制造工藝制造工藝45納米45納米45納米45納米晶體管數(shù)目晶體管數(shù)目7.74億2.28億4.1億4.56億主頻主頻2660MHz2600MHz3000MHz2330MHz外頻外頻133MHz200MHz333MHz333MHz倍頻倍頻20倍13倍9倍7倍總線頻率總線頻率3200MHz800MHz1333MHz1333MHz一級緩存一級緩存128KB64KB64KB128KB二級緩存二

11、級緩存1MB2MB6MB4MB三級緩存三級緩存8MB無無無價錢價錢￥0￥430￥1120￥925 第一階段：19711973年，微處置器有4004、4040、8008、1971年INTEL公司研制出MCS-4微型計算機，CPU為4040，四位機后來推出從8008為中心的MCS-8型。 第二階段：19731977年，微型計算機的開展和改良階段，微處置器有8080、8085、M6800、280、初期產(chǎn)品有INTEL公司的MCS-80型CPU為8080，八位機后期有TRS-80型CPU為286和APPLE-II型CPU為6502的微型計算機在八十年代初期曾一度風(fēng)靡世界。 第三階段：是從1978198

12、3年，十六位微型計算機的開展階段，微處置器8086、8088、80186、80286、M68000、28000代表產(chǎn)品IBM-PCCPU為8086，本階段的頂峰產(chǎn)品是APPLE公司的MACINTOSH1984年和IBM公司的PC/AT2861986年微機。 第四階段：是從19832003年，為32位微型計算機的開展階段，微處置器相繼推出80386、80486、386、486、Pentium等。 第五階段：2003年至今，為64位微型計算機開展階段。 由于CPU屬于高科技產(chǎn)品，所以可以消費CPU的廠家不多。英特爾INTEL超微AMD英特爾Intel奔騰系列：Pentium、奔2、奔3、奔4、奔騰

13、D塞揚系列：Celeron、CeleronD超微AMDK6系列：AMD K6-2、AMD K6-3K7系列：Sempron(閃龍)、Athlon(速龍)、Duron(毒龍)、Athlon XP 英特爾Intel賽揚雙核、奔騰雙核、酷睿2、酷睿i5、酷睿i7、酷睿i3超微AMD速龍64、羿龍、速龍II、羿龍II目前主流CPU從封裝方式來看主要分為兩大類：針腳式的Socket類型插卡式的Slot類型(早期運用)INTELAMDSocket AM 939、 Socket AM2940Socket AM2+940、Socket AM3938早期：早期： Socket 7,Socket 370主流：主流

14、： Socket 478、LGA 775、1156、6早期：早期： Socket 7、Socket A(462)、Socket 754主流：主流：Socket 754Socket 478(P4)939940Socket 370認清頻率和性能的關(guān)系性能頻率單位時鐘任務(wù)才干(IPC)按需選購CPU普通家用 辦公運用 游戲玩家 多媒體運用 圖形設(shè)計CPU和主板要兼容CPU和內(nèi)存要兼容 CPU散熱器根據(jù)任務(wù)原理不同可以分為:風(fēng)冷式,熱管散熱式,水冷式,半導(dǎo)體制冷和液態(tài)氮制冷等幾種,但常用的散熱器依然是風(fēng)冷式 風(fēng)冷散熱方式的任務(wù)原理是:CPU產(chǎn)生的熱量經(jīng)過熱傳導(dǎo)傳送到散熱片,風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)動將絕大部分熱量經(jīng)

15、過對流(強迫對流和自然對流)的方式帶走,只需極少部分的熱量經(jīng)過輻射方式直接分發(fā).風(fēng)冷散熱器的制造本錢低,可操作性強,運用起來也方便平安,所以成為如今最常用的散熱方式. .Intel CPU和AMD CPU散熱器不同選購適宜的散熱器盒裝CPU贈送原裝散熱器盡量購買品牌較好的散熱器關(guān)注散熱器的技術(shù)參數(shù)Intel CPU的散熱器的散熱器AMD CPU的散熱器的散熱器安裝留意：CPU陣腳主要引見Intel：Socket 478、 LAG 775AMD：Socket 940 超頻原理 電腦的超頻就是經(jīng)過人為的方式將CPU、顯卡等硬件的任務(wù)頻率提高，讓它們在高于其額定的頻率形狀下穩(wěn)定任務(wù)。提升CPU的主頻可以經(jīng)過改動CPU的倍頻或者外頻來實現(xiàn)。 超頻方法 硬件設(shè)置方法 跳線設(shè)置超頻 BIOS設(shè)置超頻 用軟件實現(xiàn)超頻 超頻的本卷