CPU基礎(chǔ)講解課件

電腦的大腦—CPU

//Z7U

■CPU,全稱“CentralProcessingUnit"，中文

名為“中央處理器”，在大多數(shù)人的印象中，

CPU只是一個方形配件，正面是金屬蓋，背面是

一些密密麻麻的針腳或觸點(diǎn)，可以說毫無美感可

言。但在這個小塊頭的東西上，卻是匯聚了無數(shù)

的人類智慧在里面，我們今天能上網(wǎng)、工作、玩

游戲等全都離不開這個小小的東西，它可謂是小

塊頭宥大智慧。

■作為普通而戶，我們并不需要解讀CPU里的所

有“大智慧”，但CPU既然是電腦中最重要的配

件、并且直接決定電腦的性能，了解它里面的部

分知識還是有必要的。下面將給大家介紹CPU里

最重要的基礎(chǔ)知識，讓大家對CPU有新的認(rèn)識。

CPU的外部結(jié)構(gòu)

CPU的夕卜部結(jié)構(gòu)

i______________I______________?______________1_______

CPU基板CPU核心CPU缺口CPU接口

___Jv___JL____Jk_____________>

Q

CPU的外部結(jié)構(gòu)

?CPU基板

CPU基板是承載CPU內(nèi)核用的電路板，基板負(fù)責(zé)

內(nèi)核芯片和外界的一切通訊和CPU的基本功能。

?CPU核心

核心又稱內(nèi)核，是CPU的重要組成部分。

CPU中心那塊隆起的方形芯片就是核心。

它是由單晶體硅制成。所有的計算、接受/

存儲命令、處理數(shù)據(jù)都在這里進(jìn)行。目前

的CPU的表面都具有一個鐵蓋保護(hù)著核心。

■

?CPU缺角

缺角就是CPU安裝方向的標(biāo)識，安裝CPU

時應(yīng)與主板CPU插槽上的標(biāo)識保持一致。

?CPU接口

CPU接口是與CPU中上億晶體管連接的外

部電路元件，是CPU與主板交換數(shù)據(jù)的通

道，同時也起到固定在插座上的作用。

?主頻

CPU的主頻是指CPU運(yùn)行時的工作頻率，

單位為MH乙它代表了CPU的實際運(yùn)算速度。

主頻和實際的運(yùn)算速度是有關(guān)的，但是目

前還沒有一個確定的公式循夠體現(xiàn)兩者之

間的藪倡關(guān)系，而且CPU犒運(yùn)算速度還要

看CPU流水線上的各方面的性能指標(biāo)。由

于主頻并不直接代本運(yùn)算速度，所以在一

定情況下，很可能會出現(xiàn)主頻較圖的CPU

實際運(yùn)算能力較低的現(xiàn)象。因此，主頻僅

僅是CPU性能表現(xiàn)的一個方面，而不代表

CPU的整體性能。

?外頻

外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率，單位為MHz。外

頻是CPU與主板之間同步運(yùn)行的速度。在

臺式機(jī)中，我們所說的超頻，就是超CPU

的外頻。

?倍頻

倍頻的全稱是倍頻系數(shù)，是指CPU與外頻之

間的相對比例關(guān)系。從理論上講，倍頻是

從1.5一直到無限的，它是0.5為一個間隔單

位。

CPU主頻、倍頻和外頻之間的關(guān)系是：

主頻二外頻X倍頻

?前端總線

是指CPU與主板北橋之間的數(shù)據(jù)通道，前

端總線也稱為CPU總線，是PC系統(tǒng)中最快

的總線。CPU就是通過前端總線與北橋芯

片連接，并通過北橋芯片與內(nèi)存、顯卡進(jìn)

行數(shù)據(jù)交換。所以，前端總線頻率越大，

表示CPU與內(nèi)存之間數(shù)據(jù)傳輸能力越大，

就更能充分發(fā)揮CPU的功能。

?高速緩存

高速緩存即Cache,其全稱是高速緩沖存儲

器，是位于CPU與內(nèi)存之間的臨時存儲器,

是一種容量比內(nèi)存小但速度比內(nèi)存快得多

的存儲器，其讀寫速度僅次于CPU。當(dāng)內(nèi)

存的速度滿足不了CPU速度的要求時，速

度比內(nèi)存更快的緩存就可以為CPU和內(nèi)存

之間提供一個高速的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域。

所以，緩存的作用就是暫時存儲CPU要讀

取的數(shù)據(jù)，減少內(nèi)存的壓力。

高速緩存

Cache

一級緩存二級緩存三級緩存

L1CacheL2CacheL3Cache

_______J_______J

?多媒體指令集

CPU依靠指令來計算和控制系統(tǒng)，每款

CPU在設(shè)計是就規(guī)定了一系列與其硬件電

路相配合的指令系統(tǒng)。指令的強(qiáng)弱也是

CPU的重要指標(biāo)，指令集是提高微處理器

效率的最有效工具之一。指令集可分為復(fù)

雜指令集和精簡指令集。從具體應(yīng)用看，

如Intel的MMX、SSE、SEE2、和AMD的

3DNow!等都是CPU的擴(kuò)展指令集，分別增

強(qiáng)了CPU的多媒體、圖形圖像和Internet等

的處理能力。

?CPU的封裝技術(shù)

CPU的封裝技術(shù)是指采用特定材料將CPU的內(nèi)核

和其他元件固化在其中以防損壞的保護(hù)措施。

目前采用的CPU封裝多采用絕緣的塑料或陶瓷材

料包裝起來能起著密封和提高芯片電器性能的作

用。由于現(xiàn)在處理器芯片的內(nèi)頻越來越高，功能

越來越強(qiáng)，引腳數(shù)越來越多，封裝的外形也不斷

在改變。目前主流的CPU封裝技術(shù)有mPGA、

OPGA、CPGA、FC-PGA2等。IntelCPU大多數(shù)

采用LGA封裝技術(shù)，AMDCPU多采用mPGA封裝

技術(shù)。

?制造工藝

CPU制造工藝又叫做CPU制程，它的先進(jìn)與否

決定了CPU的性能優(yōu)劣。平時我們所聽到的

65納米、90納米指芯片內(nèi)電路與電路之間的

距離。制造工藝的趨勢是向密集度越高的方

向發(fā)展。密集度愈高的芯片電路設(shè)計，意味

著在相同大小面積的芯片中，可以擁有密度

更高的、功能更復(fù)雜的電路設(shè)計。

芯片的制造工藝在1995年后，從0.5微米、

0.35微米、625微米、0.18微米、0、15微

米、0.13微米、90納米，再到65納米和45

納米。目前，最新的CPU已經(jīng)發(fā)展到了32

納米工藝。

CPU的選購技巧

V)rDriv?rs2驅(qū)動之痙

AMD〃

Thefutureisfusion

IntelCPU

(intei)(jntei)

HfflOCore?2J

CeleronPentium"

Dual-CoreinsideDual-Coreinside'"Duo/

inside7"

insideinside

COREi7

COREi3CORE15

AMDCPU

]AMD〃[AMDnAMD

SempromAthlomAthlon^U

X2

AMDH

Phenom^H

X6

PentiumE5800

■基本參數(shù)

■CPU主頻：3200MHz

■外頻：200MHz

■倍頻16倍

■總線頻率:800MHz

■CPU插槽插槽類型:LGA775

■針腳數(shù)目：775pin

■核心數(shù)量:雙核心

■線程數(shù):雙線程

■制作工藝:45納米

■熱設(shè)計功耗：（TDP）65W

■內(nèi)核電壓:0.85-1.3625V

■晶體管數(shù)量：228百萬

■核心面積：82平方毫米

■CPU緩存:一級緩存2X64KB,二級緩存2MB

■技術(shù)參數(shù)指令集:MMX,SSE,SSE2,SSE3,SSSE3,

AthlonllX2255

AthlonllX2255

■CPU主頻:3100MHz

■夕卜頻:200MHz

■倍頻:15.5倍

■總線頻率:2000MHz

■CPU插槽插槽類型:SocketAM3

■針腳數(shù)目938pin

■CPU架構(gòu):K10.5

■核心數(shù)量:雙核心

■制作工藝:45納米熱

■設(shè)計功耗(TDP):65W

■內(nèi)核電壓0.85-1.425V

■CPU緩存:一級緩存2X128KB二級緩存2MB

■技術(shù)參數(shù)指令集:MMX(+),3DNOW!(+),SSE,

SSE2,SSE3,SSE4A

■CPU主頻:3100MHz

■夕卜頻:100MHz

■倍頻：31倍

■總線頻率50GT/S

-CPU插槽插槽類型LGA1155

■針腳數(shù)目:1155pin

■CPU內(nèi)核核心代號:SandyBridge

■CPU架構(gòu):SandyBridge

■核心數(shù)量:雙核心線程數(shù)四線程

■制作工藝:32納米

■熱設(shè)計功耗(TDP)65W

■內(nèi)核電壓:1.152V

-CPU緩存:一級緩存2X64KB,二級緩存2X256KB，三級緩存3MB

■技術(shù)參數(shù)指令集MMX,SSE(1,2,3,3S,4.1,4.2)，EM64T,VT-x,

AES,AVX

-顯卡參數(shù):集成顯卡

■顯卡基本頻率:850MHz

■顯卡最大動態(tài)頻率1.1GHz

■超線程技術(shù)（Hyper-Threading,簡稱HT）,

最早出現(xiàn)在2002年的Pentium4上，它是利

用特殊的硬件指令，把單個物理核心模擬

成兩個核心（邏輯核心），讓每個核心都

能使用線程級并行計算，進(jìn)而兼容多線程

操作系統(tǒng)和軟件，減少了CPU的閑置時間，

提高CPU的運(yùn)行效率。Corei7/i5八3再次引

入超線程技術(shù)，使四核的Corei7可同時處

理八個線程操作，而雙核的Corei5600、

Corei3也可同時處理四線程操作，大幅增

強(qiáng)它們多線程性能。

英特爾?超線程技術(shù)實現(xiàn)更好的多任務(wù)處理2

?讓您做更多工作，更

少等待

?像是一條擁有多車道

而不是單車道的高速

公路

?有了多車道后，更多

的車可跑得更快

英特爾,明統(tǒng)程技術(shù)使體報的處理耦援程

數(shù)目加倍,實現(xiàn)替能化多任務(wù)處理

■超線程技術(shù)只需要消耗很小的核心面積代

價，就可以在多任務(wù)的情況下提供顯著的

性能提升，比起完全再添加一個物理核心

來說要劃算得多。相比Pentium4的第一代

HT,Corei7八5/i3的優(yōu)勢是有更大的緩存和

更大的內(nèi)存帶寬，能更有效地發(fā)揮多線程

的作用。根據(jù)評測結(jié)果顯示，支持Core

i7/i5八3開啟HT后，多任務(wù)性能提升20-30%。

K平洋電弛刖F

PhenomllX4955

CPU主頻3200MHz

夕卜頻200MHz

倍頻16倍

總線總線頻率2000MHz

CPU插槽插槽類型SocketAM3

針腳數(shù)目938pin

CPU內(nèi)核核心代號Deneb

CPU架構(gòu)K10核心

數(shù)量四核心

制作工藝45納米

熱設(shè)計功耗(TDP)125W

內(nèi)核電壓0.875".5V

CPU緩存一級緩存4X128KB二級緩存4X512KB三級緩存6MB技術(shù)

參數(shù)指令集MMX(+)，3DN0W!(+)，SSE,SSE2,SSE3,

SSE4A

PhenomllX61090T

4口PhenomllX61090T

/CPU-ZX1

處理器|緩存|主板］內(nèi)存|SPD|顯卡|關(guān)于］

處理器

名字AMDPhenomIIX81095T

代號Thuban商行I

插槽SocketAM3(938)

工藝45納米核心電壓1440V

妮格AMDPhenom(tnn)IIX61090TProcessor

系列F型號A步進(jìn)

擴(kuò)展系列10擴(kuò)展型號A修訂

指令集3DNow*(+XSSE(1,2,3,4A),x86-64,AMD-V

時鐘（核心#0）緩存

核心速度3612.0MHz一級數(shù)據(jù)6x64KBytes2-way

倍頻x18.0一級指令6x64KBytes2-way

總線速度200.7MHz二級6x512KBytes16-way

前段總線20067MHz三級6MBytes4B-way

已選擇?處理器目