计算机主机21CPU.ppt

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1、2-1,第二章 计算机主机,2.1 CPU2.2 主板2.3 内存2.4 电源2.5 机箱,2-2,2.1 CPU,2.1.1 CPU的发展2.1.2 CPU性能指标2.1.3 主流CPU2.1.4 CPU选购,2-3,2.1.1 CPU的发展历程,中央处理器（CPU）：,Central Processing Unit,Intel(英特尔公司)AMD(超微公司)Cyrix(VIA)中国龙芯,4,1、Inetl(英特尔公司),4004,8080,80286,8088,80386,8086,80486,5,1、Inetl(英特尔公司),Pentium,Pentium MMX,Pentium PRO

2、,Pentium Xeon,Pentium,Pentium,6,1、Inetl(英特尔公司),Pentium 4,Celeron II,Celeron 4,Celeron D,Xeon,酷睿2,7,2、AMD(超微公司),AMD 486,AMD K5,AMD K6,AMD K6-2,AMD K6-3,8,2、AMD(超微公司),AMD Duron,Athlon XP,AMD Barton,AMD Athlon 64,9,3、Cyrix(VIA),Cyrix 6x86,Cyrix MII,Cyrix III,2-10,4、龙芯,龙芯2E(2006年9月13日)作为通用64位处理器，成为目前世界上

3、除美日之外性能最高的通用处理器，也是我国内地第一个采用90纳米设计技术的处理器，在这样一个指甲盖大小的范围内，集成了4700万个晶体管，功耗在3瓦至8瓦。,性能超过了1.5GHz奔腾处理器的水平。该处理器最高主频达到1GHz，峰值运算速度达到每秒40亿次双精度浮点运算。龙芯二号增强型芯片电脑将在今年下半年上市，价格约千元。,2-11,2.1 CPU,2.1.1 CPU的发展2.1.2 CPU性能指标2.1.3 主流CPU2.1.4 CPU选购,2-12,2.1.2 CPU的性能指标,1、主频：,CPU的主频又称CPU时钟频率，指数 字脉冲信号每秒钟震荡的次数,2、外频：,公式：主频=外频倍频,

4、CPU与主板之间同步运行的速度,4、倍频：,表示主频与外频之间的倍数,前端总线频率体现CPU与北桥芯片之 间总线的速度。,3、FSB频率：,13,数学和计算机的计数单位,14,CPU性能指标主频与运算速度,CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。主频和实际的运算速度存在一定的关系，但目前还没有一个确定的公式能够定量两者的数值关系，因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标（缓存、指令集，CPU的位数等等）。,15,CPU性能指标外频,CPU的外频就是主板提供的系统的基准工作频率，是CPU与主板之间同步运行的时钟频率。由于主板和内存的频率大大低于CPU的主频，因此为了能

5、够与主板、内存的频率保持一致，就要降低CPU的频率，即无论CPU内部的主频有多高，数据一出CPU，都将降到与主板系统总线、内存数据总线相同的频率。,2-16,2.1.2 CPU的性能指标,5、字 长：,字长是CPU与二级高速缓存、内存及输入输出设备之间一次所能交换的二进制的位数，字长数也是数据总路线宽度。,6、寻址空间：,由地址总线宽度决定，它规定了CPU可以访问的物理内存的地址空间是多大。,7、缓 存：,其功能是减少CPU因等待低速主存所导致的延迟，以改进系统的性能。Cache在CPU和主存之间起缓冲作用。,2-17,存储器的层次结构,演示flash指令执行的过程,2-18,Cache一般分

6、为L1 Cache（一级缓存）、L2 Cache（二级缓存）及L3 Cache（三级缓存）。,2-19,8、扩展指令集：,在CPU中增加扩展指令集是为了增加CPU处理多媒体和3D图形方面的应用能力。MMX、SSE、3D NOW！,9、工艺水平：,表示组成CPU芯片的电子线路宽度或元件的细致程度。,10、工作电压：,工作电压指CPU正常工作时所需的电压。,11、流水线技术：,将一条指令分步执行。,2.1.2 CPU的性能指标,2-20,12、CPU的接口方式与封装形式,接口方式:,封装形式:,是CPU与主板连接的方式。经过的四个阶段：引脚式、插卡式、针脚式和触点式。,CPU的封装是指采用特定的材

7、料将CPU芯片模块固化在其中以防止损坏的保护措施，也可以把它理解为CPU芯片的外壳。,2-21,Socket 接口:,Socket 370、Socket A、Socket 423、Socket 478、Socket 940、Socket 775,Slot 接口:,Slot 1、Slot 2、Slot A,引脚式 插卡式 针脚式 触点式,2-22,Socket 370,Socket A/462,Socket 775,Socket 940,Socket 接口,2-23,Slot 1,Slot 2,Slot A,Slot 接口,24,CPU的封装形式,早期的封装方式:,25,CPU的封装形式,PGA

8、,S.E.E.C,BGA,LGA,26,揭开散热片后看到的核心,2-27,13、CPU 新技术,1“双核心”技术2“应变硅”技术3 3D NOW!指令集技术4 超线程技术5 CPU适用类型6 64 位技术7 制造工艺,2-28,2.1 CPU,2.1.1 CPU的发展2.1.2 CPU性能指标2.1.3 主流CPU2.1.4 CPU选购,29,主流CPU品牌及型号,Intel 酷睿i7 酷睿2四核 酷睿2双核-Core 2 Duo 奔腾双核-Pentium赛扬双核-Celeron AMD 四核羿龙 三核羿龙-Phenom双核速龙 四核速龙-Athlon,30,顶级Intel酷睿 i7 975

9、Extreme Edition 8000元 6月上市高端酷睿 i7 920(盒)d0步进 1980元 3月上市AMD羿龙 II X4 965(黑盒)2050 元 8月上市普通热门配置Intel 奔腾双核 E5200(盒)435元 08.09上市AMD速龙 II X2 250(盒)485 元 09.07上市,31,市场动向,在08年底，Intel发布了新一代的CPUCore i7，基于全新Nehalem架构，把CPU性能提升到前所未有的高度。AMD推出 Phenom II X4 与Intel Core 2双核竞争主流市场。Intel今年Core 2 Duo E7500、Core 2 Duo E7

10、600、Pentium E5400和Pentium E6300。这些产品是09年的主流产品。,32,33,数码产品查询网站,http:/http:/,2-34,2.1 CPU,2.1.1 CPU的发展2.1.2 CPU性能指标2.1.3 主流CPU2.1.4 CPU选购,2-35,2.1.4 CPU 采购要点,1、自己配置计算机的用途2、自己的“钱袋”3、CPU的厂家4、关注所选购CPU的性价比5、区分盒装CPU与散装CPU6、辨别Remark的CPU,36,认识 Intel 公司 CPU 的编号,37,第一行：AMD AthlonTM,表明该CPU是AMD公司的Athlon系列的CPU；第二

11、行：A1000AMT3C(从左向右位数依次为第一位、第二位至第十位，具体含义见备注。第三行：AXIA0117MPMW，是AMD CPU在生产线上的编号，由此编号可获知此款CPU的生产日期为01年的第17周生产的。,认识AMD公司CPU的编号,第四行：Y6276750317，是CPU超频能力的体现。“Y”表明此款CPU的超频能力很强，该位也会被9、F或Z等字母或数字所代替，（字母顺序越往后表明超频能力越强）。第五行：1999 AMD，表明此款CPU是AMD公司的产品。,38,电脑属性中查看主频,39,用CPU-Z查看参数,40,用任务管理器给多核CPU分配进程,41,习题,1什么是CPU指令集？

12、现有的扩展指令集都有哪些？（关键词：什么是CPU指令集，扩展指令集）2上网搜索有关CPU发展简史的文章。（关键词：CPU发展简史）3上网搜索介绍Core架构的文章。（关键词：Core架构）4.为什么说AMD Phenom处理器是原生的真四核？它与Intel的四核处理器有何不同？5请到计算机配件市场咨询当前主流CPU的型号、价格等商情信息。6上网搜索有关CPU选购原则的内容。假设分别要配置高档游戏型、家庭娱乐型和普及型三台微机，请分别为其选择合适的CPU型号和价格。（关键词：CPU选购原则、配置清单）7掌握CPU的型号及安装方法，了解CPU与主板的匹配情况。8用CPU-Z、WCPUID、CPUI

13、nfo、HWiNFO32等测试程序，测试所使用CPU的信息。9热管散热器的工作原理是什么？请用图示表示。（关键词：热管工作状况示意图）,42,2.4 CPU散热器,2.4.1 CPU散热器的分类CPU散热器根据散热原理可分为风冷式、热管散热式、水冷式、半导体制冷和液态氮制冷等几种。最常用的散热器采用风冷式，如图2-58所示。热管散热器也有一定范围的使用，如图2-59所示。,43,2.4.2 风冷、热管散热器的结构和基本工作原理1风冷散热器的外部结构和基本工作原理风冷散热器主要由散热片、风扇和扣具构成，如图2-60所示。其中风扇电源插头大多是两芯的，一红一黑，红色是+12V，黑色为地线。有些是三

14、芯，是在原来两线基础上加入了一条蓝线（或白线），主要用于侦测风扇的转速。,44,2热管散热器的外部结构和基本工作原理热管散热器分为有风扇主动式和无风扇被动式散热器两种，其结构如图2-61所示。,45,2.4.3 CPU散热器的主要参数1风扇风扇对整个散热效果起决定性的作用，其质量的好坏往往决定了散热器的效果、噪声和使用寿命。散热风扇由轴承（电机）和叶片两大部分组成，常见风扇的外观如图2-62所示。,46,风扇轴承类型：风扇的轴承是散热器的关键部件，风扇的轴承和叶片的设计，直接影响到散热器的噪音大小。常见的风扇轴承类型主要有单滚珠轴承（1Ball+1Sleeve）、双滚珠轴承（2 Ball Be

15、aring）、液压轴承（Hydraulic）、磁悬浮轴承（Magnetic Bearing）、纳米陶瓷轴承（NANO Ceramic Bearing）、来福轴承（Rifle Bearing）、汽化轴承（VAPO Bearing）、流体保护系统轴承（Hypro Wave Bearing）等。常见风扇轴承类型的标签如图2-63所示。,47,风扇口径：即风扇的通风面积，风扇的口径越大，排风量也就越大。风扇转速：同样尺寸的风扇，转速越高，风量也越大，冷却效果就越好。风扇排风量：即体积流量，是指单位时间内流过的气体的体积，排风量越大越好。风扇的噪声：风扇转速越高、风量越大，产生的噪声也会越大。风扇电机转

16、速也是决定噪音大小的重要因素。散热技术发展到现在，塞铜技术、热导管的引入等，都能大大提高散热器的散热效率，而不再依靠提高风扇转速来提升散热速度。近年来市场越来越注重静音性，所以主流散热器风扇转速都控制在20003000r/min（转/分）之间。,48,2散热块散热块由底座和鳍片（或称鳃片）两个部分组成。通过散热块的底座把CPU核心处的热量传导到面积巨大的鳍片上，最终将热量散发到空气中。散热块的材料主要为铜和铝。铝及铝合金的散热性能好，铜的导热性能好，把这两种材质有机地结合起来，使整体散热效能获得提升。另外，为了防止铜材氧化，还使用了新的镀镍技术。常见的散热块如图2-64所示。,49,散热片的制

17、造工艺主要有铝挤压工艺、塞铜技术、折叶技术、回流焊接技术和热管工艺，如图2-65所示。,50,3扣具散热器的扣具是固定散热片和CPU插槽的散热器重要配件之一，扣具设计的优劣将直接影响到安装的难易、散热的效果。由于CPU的封装不同，散热器扣具设计是随CPU类型而定的。散热器底部和CPU表面所形成的压力越大，扣具越紧密，散热片与CPU表面的接触面积就越大，散热效果也越好。常见的散热器的扣具有三种设计，如图2-66所示。第一种是LGA775平台的原装散热器扣具，安装拆卸都很简便，但是压力不够；第二种是经过改进的“背板+螺丝固定”扣具，散热效果比第一种好；第三种是AMD散热器的扣架，这种设计形成的压力

18、比较适中，安装拆卸都很方便，所以AMD处理器都普遍采用这种设计。,51,2.4.4 CPU散热器的选购随着热管和各种优秀技术的引入，风冷散热器近两年获得了很大的进步，某些高端产品在效能上还可以媲美水冷散热器，所以风冷散热器依然是大家的首选产品。选购散热器的注意事项如下。目前桌面级处理器的主流平台主要有Intel LGA775和AMD Socket AM2，这两种平台要使用各自的散热器。LGA775接口类型比较简单，外端只有散热器固定孔而并没有安装支架。AMD AM2用4个螺钉将支架固定于主板之上。在购买散热器时必须特别注意，以免购入不合适的产品而无法使用。其次要明确主要用途。例如，用于超频的，

19、就必须将散热器的性能放在第一位，噪声以及功耗作为次要的选择。如果是一位音乐爱好者或者需要长时间工作者，噪声、功耗才是首先需要考虑的。如果购买的是盒装CPU，其包装中一般都会附带一个原装散热器，只要不超频使用CPU，完全不需要另外购买散热器。,52,2.5 实训CPU的安装、拆卸与检测,2.5.1 Socket A、Socket 370架构CPU的安装和拆卸Socket插座是方形、多针孔的插座，插座上有一根拉杆，在安装和更换CPU时只要将拉杆向上拉出，就可以轻易地插进或取出CPU芯片。下面以安装Socket A架构的CPU为例，介绍CPU的安装方法。其他架构的CPU安装方法几乎相同。安装步骤如下

20、：（1）将CPU插槽的拉杆轻轻地翘起来，把CPU的斜角对准插槽相应的位置，插入插槽，如图2-67所示。然后把CPU插槽的拉杆放平，固定好，如图2-68所示。,53,（2）在CPU的核心上涂散热硅胶，不需要太多，涂上一层就可以了（如果散热片上带有散热硅胶，则不用另外涂了）。（3）把散热器与CPU的核心接触在一起，先把一边的扣子扣在CPU插槽的突出的位置上，再扣上另一边，如图2-69所示。（4）最后，把CPU风扇的电源插头插在主板的风扇插座上，CPU和风扇安装完成，效果如图2-70所示。,54,2.5.2 Socket 478、Socket 754/939/AM2架构CPU的安装和拆卸Socket

21、 478、Socket 754/939/AM2插座外端都有安装支架，其安装方法相同。CPU与CPU插座的接触都是通过扣具与CPU插座周围的底座固定的。下面以安装Socket 478架构的Pentium 4 CPU为例，介绍安装方法。（1）稍向外、向上拉开CPU插座上的拉杆，拉到与插座垂直的位置，如图2-71所示。（2）然后将CPU上针脚有缺针的部位对准插座上的缺口，如图2-72所示。（3）CPU只能在方向正确时才能够被插入插座中，然后按下拉杆，如图2-73所示。,55,（4）在CPU的核心上均匀涂上足够的导热硅胶。注意不要涂得太多，只要均匀地涂上薄薄一层即可。值得注意的是，导热硅胶绝不能省去，

22、否则可能导致无法正常运行甚至烧毁CPU。（5）将散热片妥善定位在支撑机构上，把散热风扇安装在散热片的顶部，向下压风扇，直到它的4个卡子嵌入支撑机构对应的孔中。再将两个压杆按下以固定风扇，如图2-74所示。需要注意的是，每个压杆都只能沿一个方向按下。（6）最后将CPU风扇的电源线接到主板的2针或3针接头上，如图2-75所示。,56,2.5.3 LGA 775架构CPU的安装和拆卸下面以安装LGA 775架构的Pentium 4 CPU为例，介绍安装方法。（1）首先扳开固定杆，将上盖打开，如图2-76所示。,57,（2）取下Socket T插槽上的黑色塑料保护盖，如图2-77所示。（3）把CPU平

23、放在Socket T插槽内，如图2-78所示。由于有防呆缺口，所以方向不正确是放不进去的。,58,（4）把上盖盖上，并且扣上固定杆，如图2-79所示，CPU的安装就完成了。（5）安装散热器。Socket T的固定方式是以4根塑料卡榫直接扣在主机板上，因此 LGA775 CPU插座周围并没有散热器的固定座，只有4个孔预留在PCB上面，如图2-80所示。,59,（6）将风扇盖在CPU上方，并将散热器扣环压入主机板孔位，向下压紧扣环，以锁定散热器，如图2-81所示。,60,（7）最后将风扇电源线安装在主机板上。CPU、风扇安装完成。若需取下散热器和CPU，先要用一字旋具把扣环依逆时针方向转动以移除风扇，然后再按与安装相反的顺序取下CPU。,