計(jì)算機(jī)維修組裝知識(shí)

1、CPU的標(biāo)識(shí)INTEL CPU編號(hào) 如圖所示：第三行2.80GHz/256/533分別代表主頻為2.80GHz，二級(jí)緩存為256KB，前端總線頻率為533MHz。 第四行SL7C7代表產(chǎn)品編號(hào)，MALAY代表產(chǎn)地為馬來(lái)西亞 第五行0422A236中的422代表某年第幾周的產(chǎn)品。422代表200422周的產(chǎn)品。最后的A236為產(chǎn)品內(nèi)部序列號(hào)。 Intel Celeron D 2.80GHz/256/533SL7C7 MALAY 0422A236Intel Pentium M 2.26GHz/512/533SL6P0 CHINA 0512B64B12.6.1 認(rèn)識(shí) Intel 公司 CPU 的編號(hào)

2、22.6.2認(rèn)識(shí)AMD公司CPU的編號(hào)第一行：AMD AthlonTM,表明該CPU是AMD公司的Athlon系列的CPU；第二行：A1000AMT3C(從左向右位數(shù)依次為第一位、第二位至第十位，具體含義見后表所示。第三行：AXIA0117MPMW，此項(xiàng)是AMD CPU在生產(chǎn)線上的編號(hào)，由此編號(hào)可獲知此款CPU的生產(chǎn)日期為01年的第17周生產(chǎn)的。第四行：Y6276750317，此項(xiàng)是CPU超頻能力的體現(xiàn)。首位為“Y”表明此款CPU的超頻能力很強(qiáng)，該位也會(huì)被9、F或Z等字母或數(shù)字所代替，不同的字母數(shù)字有不同的超頻能力（字母順序越往后表明超頻能力越強(qiáng)）。第五行：1999 AMD，表明此款CPU是A

3、MD公司的產(chǎn)品。32.6.2認(rèn)識(shí)AMD公司CPU的編號(hào)位數(shù)內(nèi)容及含義第一位A：CPU的核心為Thunderbird(雷鳥)D：CPU的核心為Duron（毒龍） AX：CPU為Athon XP第二位至第五位1000：CPU的主頻為1000MHz第六位A： CPU的封裝方式為PGA封裝 D： CPU的封裝方式為OPGA封裝第七位M： CPU的核心電壓是1.75V S： CPU的核心電壓是1.5VU： CPU的核心電壓是1.6V K： CPU的核心電壓是1.65VP： CPU的核心電壓是1.7V N： CPU的核心電壓是1.8V第八位T：CPU的工作溫度為90oC Q：CPU的工作溫度為60oCX：

4、CPU的工作溫度為65oC R：CPU的工作溫度為70oCY：CPU的工作溫度為75oC V：CPU的工作溫度為85oCS：CPU的工作溫度為95oC第九位3：CPU的二級(jí)緩存容量為256KB 1：CPU的二級(jí)緩存容量為64 KB2：CPU的二級(jí)緩存容量為128KB 4： CPU的二級(jí)緩存容量為512KB第十位C：CPU的前端總線頻率為266MHzA或B： CPU的前端總線頻率為200MHzD：CPU的前端總線頻率為333MHzE： CPU的前端總線頻率為400MHz4CPU的標(biāo)識(shí)雙核處理器 雙核心處理器，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是在一塊CPU基板上集成兩個(gè)處理器核心，并通過(guò)并行總線將各處理器核心連接起來(lái)。

5、 雙核處理器即是基于單個(gè)半導(dǎo)體的一個(gè)處理器上擁有兩個(gè)一樣功能的處理器核心。換句話說(shuō)，將兩個(gè)物理處理器核心整合入一個(gè)核中。 5 Intel和AMD之所以推出雙核心處理器，最重要的原因是原有的普通單核心處理器的頻率難于提升，性能沒有質(zhì)的飛躍。由于頻率難于提升，Intel在發(fā)布3.8GHz的產(chǎn)品以后只得宣布停止4GHz的產(chǎn)品計(jì)劃；而AMD在實(shí)際頻率超過(guò)2GHz以后也無(wú)法大幅度提升，3GHz成為了AMD無(wú)法逾越的一道坎。6雙核的優(yōu)點(diǎn):提高處理器性能和增強(qiáng)處理器功能。 處理器實(shí)際性能是處理器在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)所能處理指令數(shù)的總量，因此增加一個(gè)內(nèi)核，處理器每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可執(zhí)行的單元數(shù)將增加一倍。不過(guò)只有充分

6、利用兩個(gè)內(nèi)核中的所有可執(zhí)行單元，才能使系統(tǒng)性能得到最大的發(fā)揮，但這需要靠軟件開發(fā)者的努力，而不僅僅只依靠處理器的研發(fā)。 引入雙核心架構(gòu)的另一個(gè)好處就是可以增加處理器的更多功能。雙核心處理器架構(gòu)的引入和微軟下一代操作系統(tǒng)都將在很大程度上促進(jìn)虛擬技術(shù)的發(fā)展。7CPU的標(biāo)識(shí)Intel雙核心處理器 Intel目前的桌面平臺(tái)雙核心處理器，基本上可以簡(jiǎn)單看作是把兩個(gè)Pentium 4所采用的核心整合在同一個(gè)處理器內(nèi)部，兩個(gè)核心共享前端總線，每個(gè)核心都擁有獨(dú)立的1MB二級(jí)緩存，兩個(gè)核心加起來(lái)一共擁有2MB.8 但由于處理器中的兩個(gè)內(nèi)核都擁有獨(dú)立的緩存，因此必須保證每個(gè)物理內(nèi)核的緩存信息必須保持一致，否則就會(huì)

7、出現(xiàn)運(yùn)算錯(cuò)誤。這樣一個(gè)過(guò)程就是緩存數(shù)據(jù)的一致性，也就是說(shuō)雙核心處理器需要仲裁器來(lái)作協(xié)調(diào)。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，Intel將這個(gè)協(xié)調(diào)工作交給了北橋芯片(MCH或GMCH)：兩個(gè)核心需要同步更新處理器內(nèi)緩存的數(shù)據(jù)時(shí)，需要通過(guò)前端總線再通過(guò)北橋作更新。雖然緩存的數(shù)據(jù)并不巨大，但由于需要通過(guò)北橋作出處理，無(wú)疑會(huì)帶來(lái)一定的延遲，核心之間的通信就會(huì)變得緩慢，這將大大影響處理器性能的發(fā)揮。 9 對(duì)于CPU來(lái)說(shuō)，它的工作一般可分為獲取指令、解碼、運(yùn)算、結(jié)果幾個(gè)步驟。其中前兩步由指令控制器完成，后兩步則由運(yùn)算器完成。按照傳統(tǒng)的方式，所有指令按順序執(zhí)行，先由指令控制器工作，完成一條指令的前兩步，然后運(yùn)算器工作，完成后兩步

8、，依此類推很明顯，當(dāng)指令控制器工作時(shí)運(yùn)算器基本上處于閑置狀態(tài)，當(dāng)運(yùn)算器在工作時(shí)指令控制器又在休息，這樣就造成了相當(dāng)大的資源浪費(fèi)。于是CPU借鑒了工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用的流水線設(shè)計(jì)，當(dāng)指令控制器完成了第一條指令的前兩步后，直接開始第二條指令的操作，運(yùn)算器單元也是，這樣就形成了流水線。流水線設(shè)計(jì)可最大限度地利用了 CPU資源，使每個(gè)部件在每個(gè)時(shí)鐘周期都在工作，從而提高了CPU的運(yùn)算頻率。10 Intel目前的桌面平臺(tái)雙核心處理器產(chǎn)品分為Pentium D和Pentium Extreme Edition(Pentium EE)兩大系列，其中，Pentium D包括820(2.8GHz)、830(3.0

9、GHz)、840(3.2GHz)三個(gè)型號(hào)，采用800MHz FSB，面向主流市場(chǎng)；而Pentium EE目前只有840(3.2GHz)一個(gè)型號(hào)，同樣采用800MHz FSB，面向高端應(yīng)用。Pentium D與Pentium EE都采用0.09微米制程，LGA775接口；它們最主要的區(qū)別就是Pentium EE支持超線程技術(shù)，而Pentium D則不支持超線程技術(shù)，也就是說(shuō)在打開超線程技術(shù)的情況下Pentium EE將被操作系統(tǒng)識(shí)別為四顆處理器。 在主板芯片組方面，由于北橋芯片擔(dān)負(fù)著處理和交換不同核心緩存數(shù)據(jù)的重要作用，所以目前能夠支持Pentium D和Pentium EE的是945/955系

10、列，而915/925是不能支持的，在915/925主板上就算是能夠開機(jī)，也只能使用雙核心其中的一個(gè)核心！11CPU的標(biāo)識(shí)AMD雙核心處理器但與Intel的雙核心處理器不同的是，由于AMD的Athlon 64處理器內(nèi)部整和了內(nèi)存控制器，而且在當(dāng)初Athlon 64設(shè)計(jì)時(shí)就為雙核心做了考慮，但是仍然需要仲裁器來(lái)保證其緩存數(shù)據(jù)的一致性。AMD在此采用了SRQ(System Request Queue，系統(tǒng)請(qǐng)求隊(duì)列)技術(shù)，在工作的時(shí)候每一個(gè)核心都將其請(qǐng)求放在SRQ中，當(dāng)獲得資源之后請(qǐng)求將會(huì)被送往相應(yīng)的執(zhí)行核心，所以其緩存數(shù)據(jù)的一致性不需要通過(guò)北橋芯片，直接在處理器內(nèi)部就可以完成。與Intel的雙核心處

11、理器相比，其優(yōu)點(diǎn)是緩存數(shù)據(jù)延遲得以大大降低。 12 AMD目前的桌面平臺(tái)雙核心處理器是Athlon 64 X2，其型號(hào)按照PR值分為3800+至4800+等幾種，同樣采用0.09微米制程，Socket 939接口，支持雙通道DDR內(nèi)存技術(shù)。 由于AMD雙核心處理器的仲裁器是在CPU內(nèi)部而不是在北橋芯片上，所以在主板芯片組的選擇上要比Intel雙核心處理器要寬松得多，甚至可以說(shuō)與主板芯片組無(wú)關(guān)。理論上來(lái)說(shuō)，任何Socket 939的主板通過(guò)更新BIOS都可以支持Athlon 64 X2。對(duì)普通消費(fèi)者而言，這樣可以保護(hù)已有的投資，而不必象Intel雙核心處理器那樣需要同時(shí)升級(jí)主板。13CPU的風(fēng)扇

12、 CPU是主機(jī)內(nèi)產(chǎn)生熱的源頭，熱量由CPU內(nèi)部源源不斷的流出來(lái)，由于散熱片接觸到的是CPU的表面，所以熱量就會(huì)被帶離CPU，而傳到散熱片上，等到了散熱片以后再由風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)所造成的氣流將熱量帶走。這就是散熱的整個(gè)過(guò)程。 散熱器可拆分成兩個(gè)部分：散熱片和散熱風(fēng)扇 散熱片按材質(zhì)主要分為：鋁制和銅制 散熱風(fēng)扇的軸承有兩類：油性的和滾珠14CPU的認(rèn)購(gòu)市場(chǎng)上零售的Intel CPU主要有原包盒裝、假盒裝和散裝三種類型。 1 到有信譽(yù)的商家去購(gòu)買 2 撥打電話，查驗(yàn)CPU序列號(hào) 3. 軟件檢測(cè) :WCPUID、Intel CPU ID Utility 15CPU內(nèi)部技術(shù)綜合篇 對(duì)于CPU來(lái)說(shuō)，它的工作一般可

13、分為獲取指令、解碼、運(yùn)算、結(jié)果幾個(gè)步驟。其中前兩步由指令控制器完成，后兩步則由運(yùn)算器完成。按照傳統(tǒng)的方式，所有指令按順序執(zhí)行，先由指令控制器工作，完成一條指令的前兩步，然后運(yùn)算器工作，完成后兩步，依此類推很明顯，當(dāng)指令控制器工作時(shí)運(yùn)算器基本上處于閑置狀態(tài)，當(dāng)運(yùn)算器在工作時(shí)指令控制器又在休息，這樣就造成了相當(dāng)大的資源浪費(fèi)。于是CPU借鑒了工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用的流水線設(shè)計(jì)，當(dāng)指令控制器完成了第一條指令的前兩步后，直接開始第二條指令的操作，運(yùn)算器單元也是，這樣就形成了流水線。流水線設(shè)計(jì)可最大限度地利用了 CPU資源，使每個(gè)部件在每個(gè)時(shí)鐘周期都在工作，從而提高了CPU的運(yùn)算頻率。 第六課16CPU內(nèi)部

14、技術(shù)綜合篇流水線 流水線是Intel首次在486芯片中開始使用的。流水線的工作方式就象工業(yè)生產(chǎn)上的裝配流水線。在CPU中由56個(gè)不同功能的電路單元組成一條指令處理流水線，然后將一條指令分成56步后再由這些電路單元分別執(zhí)行，這樣就能實(shí)現(xiàn)在一個(gè)CPU時(shí)鐘周期完成一條指令，因此提高CPU的運(yùn)算速度。 超級(jí)流水線又叫做深度流水線，它是提高cpu速度通常采取的一種技術(shù)。超流水線是通過(guò)細(xì)化流水、提高主頻，使得在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成一個(gè)甚至多個(gè)操作，其實(shí)質(zhì)是以時(shí)間換取空間。例如Pentium4的流水線就長(zhǎng)達(dá)20級(jí)。將流水線設(shè)計(jì)的步(級(jí))越長(zhǎng)，其完成一條指令的速度越快，因此才能適應(yīng)工作主頻更高的CPU。但是流水

15、線過(guò)長(zhǎng)也帶來(lái)了一定副作用，很可能會(huì)出現(xiàn)主頻較高的CPU實(shí)際運(yùn)算速度較低的現(xiàn)象.一般是流水線級(jí)數(shù)越多，重疊執(zhí)行的執(zhí)行就越多，那么發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)沖突得可能性就越大，對(duì)流水線性能有一定影響。17CPU內(nèi)部技術(shù)綜合篇采用流水線技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn).優(yōu)點(diǎn)：采用增設(shè)流水線作業(yè)可有效提高單位時(shí)間的運(yùn)算能力，而CPU采用級(jí)數(shù)更多的流水線設(shè)計(jì)可使它在同一時(shí)間段內(nèi)處理更多的指令，有效提高其運(yùn)行頻率.缺點(diǎn): 工作中，指令并不是孤立的，許多指令需要按一定順序才能完成任務(wù)，一旦某個(gè)指令在運(yùn)算過(guò)程中發(fā)生了錯(cuò)誤，就可能導(dǎo)致整條流水線停頓下來(lái)，等待修正指令的修正，流水線越長(zhǎng)級(jí)數(shù)越多，出錯(cuò)的幾率自然也變得更大，旦出錯(cuò)影響也越大。在一條流水線

16、中，如果第二條指令需要用到第一條指令的結(jié)果，這種情況叫做相關(guān)，一旦某個(gè)指令在運(yùn)算過(guò)程中發(fā)生了錯(cuò)誤，與之相關(guān)的指令也都會(huì)變得無(wú)意義。18CPU內(nèi)部技術(shù)綜合篇超標(biāo)量 超標(biāo)量是通過(guò)內(nèi)置多條流水線來(lái)同時(shí)執(zhí)行多個(gè)處理器，這些流水線能夠并行處理,其實(shí)質(zhì)是以空間換取時(shí)間。這些流水線能夠并行處理. 超級(jí)標(biāo)量機(jī)能同時(shí)對(duì)若干條指令進(jìn)行譯碼，將可以并行執(zhí)行的指令送往不同的執(zhí)行部件,在程序運(yùn)行期間，由硬件(通常是狀態(tài)記錄部件和調(diào)度部件)來(lái)完成指令調(diào)度. 超級(jí)標(biāo)量機(jī)主要是借助硬件資源重復(fù)(例如有兩套譯碼器和ALU等)來(lái)實(shí)現(xiàn)空間的并行操作. 19CPU內(nèi)部技術(shù)綜合篇超線程(HyperThreading) 超線程技術(shù)就是利

17、用特殊的硬件指令，把兩個(gè)邏輯內(nèi)核模擬成兩個(gè)物理芯片，讓單個(gè)處理器都能使用線程級(jí)并行計(jì)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(shí)間，提高CPU的運(yùn)行效率。 采用超線程可在同一時(shí)間里，應(yīng)用程序可以使用芯片的不同部分。雖然單線程芯片每秒鐘能夠處理成千上萬(wàn)條指令，但是在任一時(shí)刻只能夠?qū)σ粭l指令進(jìn)行操作。而超線程技術(shù)可以使芯片同時(shí)進(jìn)行多線程處理，使芯片性能得到提升。 超線程技術(shù)是在一顆CPU同時(shí)執(zhí)行多個(gè)程序而共同分享一顆CPU內(nèi)的資源，理論上要像兩顆CPU一樣在同一時(shí)間執(zhí)行兩個(gè)線程，P4處理器需要多加入一個(gè)Logical CPU Pointer（邏輯處理單元）。因此新一代的P4 HT的die

18、的面積比以往的P4增大了5%。而其余部分如ALU（整數(shù)運(yùn)算單元）、FPU（浮點(diǎn)運(yùn)算單元）、L2 Cache（二級(jí)緩存）則保持不變，這些部分是被分享的。 雖然采用超線程技術(shù)能同時(shí)執(zhí)行兩個(gè)線程，但它并不象兩個(gè)真正的CPU那樣，每個(gè)CPU都具有獨(dú)立的資源。當(dāng)兩個(gè)線程都同時(shí)需要某一個(gè)資源時(shí)，其中一個(gè)要暫時(shí)停止，并讓出資源，直到這些資源閑置后才能繼續(xù)。因此超線程的性能并不等于兩顆CPU的性能。 20CPU內(nèi)部技術(shù)綜合篇HT總線 HT是HyperTransport的簡(jiǎn)稱。HyperTransport技術(shù)是一種高速點(diǎn)對(duì)點(diǎn)總線技術(shù)，每個(gè)HyperTransport具有兩個(gè)單向的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈接. HyperTran

19、sport本質(zhì)是一種為主板上的集成電路互連而設(shè)計(jì)的端到端總線技術(shù)，目的是加快芯片間的數(shù)據(jù)傳輸速度。HyperTransport技術(shù)在AMD平臺(tái)上使用后，是指AMD CPU到主板芯片之間的連接總線（如果主板芯片組是南北橋架構(gòu)，則指CPU到北橋），即HT總線。HyperTransport能夠提供400MHz的I/O工作頻率和800MHz的CPU到CPU工作頻率，這被稱為double pumped，實(shí)際上就是在時(shí)鐘的上升沿和下降沿同時(shí)傳輸信號(hào),Intel平臺(tái)目前還沒采用HyperTransport技術(shù)。 HT總線頻率=CPU外頻HT倍頻 我們?cè)趯?duì)CPU進(jìn)行超頻后，HT總線的外頻也會(huì)隨著CPU外頻的升

20、高而升高。這樣當(dāng)HT總線頻率超過(guò)一定的閥值時(shí)就會(huì)引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定(這個(gè)閥值的高低主要由主板芯片組的體質(zhì)以及主板做工的好壞決定)。目前主板廠商都建議用戶不要將HT總線頻率升高到1GHz以上,了解了HT總線對(duì)性能的影響后，我們就可以通過(guò)降低HT總線倍頻來(lái)達(dá)到降低HT總線頻率的目的，從而讓CPU能夠工作在高外頻下，而不用擔(dān)心系統(tǒng)性能受到影響21CPU內(nèi)部技術(shù)綜合篇多核心 多核心，也指單芯片多處理器（Chip multiprocessors，簡(jiǎn)稱CMP）。CMP是由美國(guó)斯坦福大學(xué)提出的，其思想是將大規(guī)模并行處理器中的SMP（對(duì)稱多處理器）集成到同一芯片內(nèi)，各個(gè)處理器并行執(zhí)行不同的進(jìn)程。與CMP比較，

21、SMT處理器結(jié)構(gòu)的靈活性比較突出。但是，當(dāng)半導(dǎo)體工藝進(jìn)入0.18微米以后，線延時(shí)已經(jīng)超過(guò)了門延遲，要求微處理器的設(shè)計(jì)通過(guò)劃分許多規(guī)模更小、局部性更好的基本單元結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行。相比之下，由于CMP結(jié)構(gòu)已經(jīng)被劃分成多個(gè)處理器核來(lái)設(shè)計(jì)，每個(gè)核都比較簡(jiǎn)單，有利于優(yōu)化設(shè)計(jì)，因此更有發(fā)展前途。多核處理器可以在處理器內(nèi)部共享緩存，提高緩存利用率，同時(shí)簡(jiǎn)化多處理器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。 22CPU內(nèi)部技術(shù)綜合篇SMP對(duì)稱多處理結(jié)構(gòu) SMP(Symmetric Multi-Processing)，對(duì)稱多處理結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)稱，是指在一個(gè)計(jì)算機(jī)上匯集了一組處理器(多CPU),各CPU之間共享內(nèi)存子系統(tǒng)以及總線結(jié)構(gòu)。在高性能服務(wù)器

22、和工作站級(jí)主板架構(gòu)中比較常見?？梢院?jiǎn)單的理解為多CPU的系統(tǒng)。 構(gòu)建一套SMP系統(tǒng)的必要條件是：支持SMP的硬件包括主板和CPU；支持SMP的系統(tǒng)平臺(tái)，如WINNT、LINUX、以及UNIX操作系統(tǒng)；再就是支持SMP的應(yīng)用軟件。 為了能夠使得SMP系統(tǒng)發(fā)揮高效的性能，操作系統(tǒng)必須支持SMP系統(tǒng)，如WINNT、LINUX、以及UNIX等等32位操作系統(tǒng)。即能夠進(jìn)行多任務(wù)和多線程處理。多任務(wù)是指操作系統(tǒng)能夠在同一時(shí)間讓不同的CPU完成不同的任務(wù)；多線程是指操作系統(tǒng)能夠使得不同的CPU并行的完成同一個(gè)任務(wù)。 要組建SMP系統(tǒng)，對(duì)所選的CPU有很高的要求，首先、CPU內(nèi)部必須內(nèi)置APIC單元。Inte

23、l 多處理規(guī)范的核心就是高級(jí)可編程中斷控制器的使用；再次，相同的產(chǎn)品型號(hào)，同樣類型的CPU核心，完全相同的運(yùn)行頻率；最后，盡可能保持相同的產(chǎn)品序列編號(hào)，因?yàn)閮蓚€(gè)生產(chǎn)批次的CPU作為雙處理器運(yùn)行的時(shí)候，有可能會(huì)發(fā)生一顆CPU負(fù)擔(dān)過(guò)高，而另一顆負(fù)擔(dān)很少的情況，無(wú)法發(fā)揮最大性能，更糟糕的是可能導(dǎo)致死機(jī)。 23CPU內(nèi)部技術(shù)綜合篇亂序執(zhí)行與分枝預(yù)測(cè)技術(shù) 所謂亂序執(zhí)行技術(shù)就是允許指令按照不同于程序中指定的順序發(fā)送給執(zhí)行部件的一套方法，通過(guò)把不能立刻執(zhí)行的指令擱置在一邊而把能立刻執(zhí)行的后續(xù)指令提前處理，可以避免拖延處理器的運(yùn)行，縮短程序的執(zhí)行時(shí)間。每執(zhí)行完一條指令時(shí)，剩下的指令又重新組合為適當(dāng)?shù)男蛄?。采用亂序執(zhí)行技術(shù)的目的是為了使CPU內(nèi)部電路滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)并相應(yīng)提高