計算機(jī)硬件知識

第10章計算機(jī)硬件實(shí)例研究

下面以Pentium4為對象，介紹

Pentium4CPU的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，Pentium

4計算機(jī)主板的硬件結(jié)構(gòu)原理，i850芯

片組的特點(diǎn)及功能等。最后，對如何

進(jìn)行計算機(jī)組裝和調(diào)試作了簡要介紹。

10.1Pentium4CPU的結(jié)構(gòu)及技術(shù)特點(diǎn)

Pentium4CPU是一塊兼容現(xiàn)有X86指

令集的IA?32處理器，內(nèi)含4200萬晶體管，

采用“NetBurst”的架構(gòu)，與現(xiàn)有的P6架構(gòu)

有很大的不同。這些技術(shù)能夠使Pentium4

在網(wǎng)絡(luò)廣播、網(wǎng)絡(luò)視頻流、圖片處理、視

頻剪輯、語音、3D制圖、游戲、多媒體等

應(yīng)用中的計算能力大大增強(qiáng)。

目前常見的Pentium4處理器有兩種，

一種是Socket423結(jié)構(gòu)的老Pentium4,它

以Willamette為核心（稱SocketW）,采

用0.18jim工藝技術(shù)制造，PGA封裝。另一

種是Socket478結(jié)構(gòu)的新Pentium4,它是

以Northwood為核心（稱SocketN）,采

用0.13um工藝技術(shù)制造，MPGA封裝技術(shù)

封裝。圖10」所示為Pentium4CPU的外觀

圖。

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理器

(b)Pemium4背面

Pentium4處理器擁有全新的結(jié)構(gòu)與功

能，采用了相當(dāng)多的新技術(shù)。這些新技術(shù)的

匯集就稱為NetBurs,其主要的技術(shù)有：

1.超級流水線技術(shù)

2.無序執(zhí)行、動態(tài)分支預(yù)測和推理執(zhí)行技術(shù)

3.先行動態(tài)執(zhí)行和執(zhí)行追蹤緩存技術(shù)

4.快速執(zhí)行引擎技術(shù)

5.超強(qiáng)的工作指令集

10.2Pentium4計算機(jī)主板結(jié)構(gòu)分析

10.2.1Pentium4主板采用的新技術(shù)

1.RAMBUS內(nèi)存

使用最新內(nèi)存構(gòu)架RAMBUS（也稱

RDRAM,即RAMBUSDRAM）是I

Pentium4主板的特點(diǎn)之一。

1

點(diǎn)擊此處,

2.Inteli850芯片組

Pentium4主板的另一大特點(diǎn)就是Intel

為了適應(yīng)RAMBUS內(nèi)存構(gòu)架，推出的Intel

i850芯片組。該芯片組仍然使用了Intel的

HUB結(jié)構(gòu)，包括850MCH(Memory

ControllerHub)、ICH2(I/OController

Hub)和FWH(FirmwareHub)三部分。

3.電源模塊

為提供足夠的電力給整個Pentium4電

路系統(tǒng)，以及具有更好的向下兼容性，

Pentium4的電源沒有重新設(shè)計主板供電接

口，而是保留了原有的20管腳的ATX電源

之外，又增加了6管腳和12V、4管腳兩個

單獨(dú)的供電接口，以滿足系統(tǒng)的供電需求。

4.專用的散熱風(fēng)扇和機(jī)箱

Intel規(guī)定Pentium4主板在插座四周預(yù)

留安裝、鎖定散熱風(fēng)扇扣具的鑼絲孔，讓

散熱風(fēng)扇以90°角方式覆蓋在CPU插座上,

再利用扣具以鑼絲貫穿主板，直接固定在

機(jī)箱上。另外，標(biāo)準(zhǔn)的Pentium4計算機(jī)必

須要配合Pentium4專用機(jī)箱，否則無法扣

上散熱風(fēng)扇。

10.2.2某品牌Pentium4主板簡介

為了對計算機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu)有更深入和

詳細(xì)的了解，以某品牌Pentium4主板為例進(jìn)行

說明。

某品牌Pentium4主板如圖10.2所示。

圖

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板

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該品牌Pentium4主板是采用i850芯片

組的一款主板，采用了6層PCB板設(shè)計，支

持423管腳的Pentium4處理器，有獨(dú)特的

主板布局設(shè)計。

芯片組方面，該主板使用了標(biāo)準(zhǔn)的

Intel82850和Intel82801BA的組合。

總線接口方面，該主板提供了5個

全長的PCI接口和一個AGP接口，這個

AGP接口在原有AGP4X格式的情況下,

還可以支持最新的AGPPro模式，支持

最新的L5VAGP顯示卡，給用戶提供

更好的升級空間。

主板的3種供電接口（20管腳

ATXPWR、6管腳AUXPWR、4管腳

ATX12V）位置比較集中，都處于主板

的左上部，IDE接口的周圍。

該主板的IDE和軟驅(qū)接口位于

82850MCH芯片的前方，這樣一來就

不會妨礙任何擴(kuò)展槽。在USB配置上,

該主板采用雙USB集成配置，緊靠鼠

標(biāo)/鍵盤接口的不是常見的USB接口,

而是串/并口。USB接口被挪到串/并

口的另一側(cè)，位置與串/并口有一段

距離，占據(jù)于原集成聲卡接口的位

置,如圖如.3所示。

PS/2鼠標(biāo)接口并行接口

PS/2鍵盤接口串行接口USB接口

圖10.3后面板接口小意圖

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映一VI合I〉

該主板提供了強(qiáng)大的超頻能力，采用

JumperFree免跳線技術(shù)是其特色之一。外

頻可以選擇100、103、105、108、110、

112、115、118、120、122、125、128、

130和133MHz,這些頻率的設(shè)置在BIOS內(nèi)

部即可完成。而額外的136?156MHz的11

個選項，則是通過該主板保留的一組DIP

開關(guān)，通過硬跳線來完成超額設(shè)置。

另外，該主板在MCH芯片上加裝了

一套新型的散熱工具來確保MCH工作在可

接受的溫度范圍內(nèi)，這個散熱片的尺寸比

常見的北橋芯片上的散熱片要大得多，如

圖10.5所示。主板上使用了專用的ASIC硬

件監(jiān)控芯片，ASIC支持從BIOS內(nèi)讀取三

種溫度和三種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)。主板上還

設(shè)計了一組測溫探針，用來連接外部測溫

器，可以測取系統(tǒng)內(nèi)的任何溫度。

10.3i850芯片組

i850(Tehama)芯片組是由Intel公司專門為

Pentium4(Willamette)CPU設(shè)計的，使用的是

Intel第三代使用的directRDRAM的芯片組。第

一代和第二代是i820和i840芯片組，它們都是針

對PentiumIII設(shè)計的核心組，其中i820芯片組是

針對桌面PC的；i840是針對服務(wù)器設(shè)計的芯片組,

主要是增加了雙CPU和64位PCI支持。i850芯片

組含有三個組成部分：MCH、ICH2和FWH,如

圖10.4所示。

InterPentkHTT4

Processor圖

X2Ga*o10

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芯

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組

InldHub}Aruhlleclurv內(nèi)

部

結(jié)

構(gòu)

示

意

圖

合IM

內(nèi)存控制器集成器82850MCH的結(jié)構(gòu)如圖

10.5所示。它支持(AssistedGunningTransceiver

Logic,AGTL)和二級管線緩存，采用100MHz的

系統(tǒng)總線，數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到400MHz。向上支持

2GB的內(nèi)存條，包括4條RIMM插槽，可采用

256MBW/O糾錯碼或288MBW糾錯碼。有兩種

可選的糾錯碼類型：Ibit檢驗并糾錯和2bit檢驗

并糾錯。具有32位系統(tǒng)總線尋址功能，2倍速尋

址可達(dá)200MHz,同時支持L5V低功耗的AGP4X

圖形加速卡。

i850芯片組采用82801BAI/O控制芯片

(ICH2),如圖10.6所示。ICH2支持2

條ATA/100IDE通道、4個USBL1接口、

SMBUS從接口和6個PCI接口等。ICH2和

MCH之間通過帶寬為266MB/s的HUB相

連接。

i850芯片組的第三大組成部分是FWH,

也稱為軟硬件集成器，它包含硬件隨機(jī)數(shù)

產(chǎn)生器和FlashBIOS兩部分功能。

花藝JBAICHe冷艇也

i850芯片組的第三大組成部分是FWH,

也稱為軟硬件集成器，它包含硬件隨機(jī)數(shù)

產(chǎn)生器和FlashBIOS兩部分功能。

10.4組裝與調(diào)試技術(shù)

1.組裝