第3課 CPU-李老師課堂(計算機組裝維護)

第3課CPU計算機的組裝與維護李勇計算機維護與組裝3.1CPU概述3.2CPU發(fā)展歷程3.3CPU的主要性能參數(shù)3.4CPU的制造工藝3.5CPU的封裝形式以及插座規(guī)格3.6CPU的新技術(shù)簡介3.7主流CPU型號3.8CPU散熱方式3.9CPU的安裝本章內(nèi)容計算機維護與組裝

3.1CPU概述

CPU是CentralProcessingUnit——中央處理器的縮寫，它由運算器和控制器組成，CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為控制單元、邏輯單元和存儲單元三大部分，三個部分相互協(xié)調(diào)，便可以進行分析、判斷、運算并控制計算機各部分協(xié)調(diào)工作。負責計算機中所有運算操作和元件控制。計算機維護與組裝3.2CPU發(fā)展歷程CPU從最初發(fā)展至今已經(jīng)有三十多年的歷史了，這期間，按照其處理信息的字長可以分為：四位微處理器、八位微處理器、十六位微處理器、32位微處理器以及64位微處理器等8086，8088（1981） 4.77MHz80286 20MHz80386 16,20,25,33和10MHz80486 40,60,80,100MHz80586Pentium（1993） 60,66,200MHzPentiumPro（1995）,PentiumMMX,P2（1997）,PⅢ166,200,233,266,650,800,1000MHzPentium4 計算機維護與組裝3.2CPU發(fā)展歷程80286803868058680486PentiumIIPentiumIII計算機維護與組裝3.3CPU的主要性能參數(shù)1.主頻、外頻和倍頻主頻：CPU的時鐘頻率（CPUClockSpeed），表示CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度，是CPU在運算時內(nèi)部的工作頻率。外頻：系統(tǒng)總線的工作頻率，只CPU與主板之間的同步運行的速度；倍頻：指CPU外頻與主頻相差的倍數(shù)。主頻=外頻X倍頻計算機維護與組裝3.3CPU的主要性能參數(shù)2.前端總線FSB（frontsidebus）頻率指CPU和主板的北橋芯片或者內(nèi)存控制器之間的數(shù)據(jù)通道。前端總線速度=（總線頻率X數(shù)據(jù)寬度）/8100MHzX64bit/8Byte=800MB3.數(shù)據(jù)總線寬度數(shù)據(jù)總線負責整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)流量的大小。4.內(nèi)存總線速度（MemoryBusSpeed）內(nèi)存總線速度就是指CPU與二級（L2）高速緩存及內(nèi)存之間的通信速度。5.擴展總線速度（ExpansionBusSpeed）擴展總線速度指的是CPU和微機系統(tǒng)上的局部總線VESA或PCI總線接口卡的速度。

6.地址總線寬度地址總線寬度決定了CPU可以訪問的物理地址空間計算機維護與組裝3.3CPU的主要性能參數(shù)7.工作電壓（SupplyVoltage）工作電壓指的就是CPU正常工作所需的電壓。早期的CPU（386、486）工作電壓是5V，奔騰系列的為3.5V，3.3V，2.8V，奔4系列的為1.2V8.流水線（pipeline）在CPU中將多個不同功能的電路單元同時分步完成一條指令不同的部分，9.超標量超標量是指在一個時鐘周期內(nèi)CPU可以執(zhí)行多條指令計算機維護與組裝3.4CPU的制造工藝制造工藝：又稱制程，指在一快硅晶片上集成的晶體管之間的連線寬度，一般用微米或者納米作為衡量單位，一般說來，線路和組件越小，芯片的體積就越小，所需的工作電壓，耗電量月低，早期的CPU采用0.25微米的工藝，2002年INTEL發(fā)布了0.13微米工藝的P4處理器，2004年推出了采用90納米工藝生產(chǎn)的P4處理器，該處理器集成了1億2500萬個晶體管。目前市場上大部分使用的是90納米工藝的CPU。計算機維護與組裝3.5CPU的封裝形式以及插座規(guī)格（1）DIP（DualIn-linePackage）雙列直插式封裝。DIP是指采用雙列直插形式封裝的集成電路芯片，是絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路采用的封裝形式。（2）PQFP（PlasticQuadFlatPackage）塑料方型扁平式封裝和PFP（PlasticFlatPackage）塑料扁平組件式封裝。采用PQFP封裝技術(shù)的芯片的引腳間距離很小，管腳很細，一般只有大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路采用這種封裝形式，其引腳數(shù)一般都在100以上。（3）PGA（PinGridArrayPackage）插針網(wǎng)格陣列封裝。PGA芯片封裝能夠更方便地安裝和拆卸。（4）BGA（BallGridArrayPackage）球柵陣列封裝。采用觸點式連接，必須將CPU焊接在主板上，常用于筆記本計算機處理器（5）LGA（LandGridArray）岸面柵格陣列封裝。類似于PGA封裝，但是沒有針角，改用觸點代替計算機維護與組裝3.5CPU的封裝形式以及插座規(guī)格DIPPQFPPGABGAQFPLGA計算機維護與組裝3.5CPU的封裝形式以及插座規(guī)格Socket插座486CPU：Socket2，Socket3Pentium60,66,75等：Socket4，Socket5Pentium，PentiumMMX：Socket7PentiumPro：Socket8AMDK6-2、3：Socket7Celeron：Socket370Pentium4：Socket423，Socket478，socket754，socket775，socket939/940計算機維護與組裝3.5CPU的封裝形式以及插座規(guī)格Slot插槽Pentium2,Pentium3：Slot1IntelXeron：Slot2AMDAthlon：SlotALGA775接口底部采用金屬觸點，沒有針腳，用一個扣架固定在CPU插座的彈性觸針上。計算機維護與組裝3.5CPU的封裝形式以及插座規(guī)格SlotASlot1Slot2計算機維護與組裝3.5CPU的封裝形式以及插座規(guī)格Socket423Socket478socket754SocketLGA775socket940socket939計算機維護與組裝3.5CPU的封裝形式以及插座規(guī)格LGA775接口計算機維護與組裝3.6CPU的新技術(shù)簡介3.6.1超線程技術(shù)系統(tǒng)只使用一塊CPU，利用特殊的指令把CPU模擬成2個CPU，讓操作系統(tǒng)誤以為系統(tǒng)中含有2個CPU，并同時向兩個CPU發(fā)送兩條指令，從而提高計算機的的性能。但是打算能夠兩的線程需要同一個資源時，其中一個要暫時停止。需要條件：1.處理器支持2.主板支持3.操作系統(tǒng)支持（XP以上版本）

計算機維護與組裝3.6CPU的新技術(shù)簡介3.6.2雙核心技術(shù)每個CPU都有獨立的執(zhí)行資源和結(jié)構(gòu)狀態(tài)，雖然在主頻上沒有突破但是可以在同一時間內(nèi)處理兩個任務(wù)，從而使計算機的性能大幅度提升。而且雙核心處理器可以同時支持超線程技術(shù)。3.6.2內(nèi)存保護機制可以防止內(nèi)存溢出類病毒對CPU及計算機其他硬件的破壞。計算機維護與組裝3.6CPU的新技術(shù)簡介3.6.3處理的節(jié)電降溫技術(shù)EIST技術(shù)：當CPU不是全速運行時可降低它的工作頻率增強的掛起模式CIE：當計算機空閑時，降低CPU的工作頻率和核心電壓熱溫監(jiān)控（TM2）：當溫度達到預(yù)先設(shè)定的溫度時，讓CPU的頻率降低CNQ技術(shù)：可以根據(jù)計算機的實際需求調(diào)整CPU的頻率和工作電壓，并可以自動調(diào)整散熱器的速度計算機維護與組裝3.6CPU的新技術(shù)簡介3.6.464位運算指處理器內(nèi)部寄存器的數(shù)據(jù)寬度為64位，即處理器一次可以運行64位數(shù)據(jù)。通過相關(guān)技術(shù)可以兼容32位程序。3.6.5處理器內(nèi)部集成內(nèi)存控制器CPU中整合了內(nèi)存控制器，可將CPU-北橋-內(nèi)存-北橋-CPU的過程簡化為CPU-內(nèi)存-CPU計算機維護與組裝3.6CPU的新技術(shù)簡介3.6.6指令集CPU可以通過一些指令系統(tǒng)增加新的功能支持。1.MMX和SSE（StreamingSIMDExtensions）1997年，Intel為傳統(tǒng)X86指令集增加了一系列新指令——多媒體擴展（MULTIMEIDIAEXTENSION）MMX，共57條指令,增強CPU了對多媒體的支持。1999年推出了數(shù)據(jù)流單指令序列擴展SSE指令集,共70條指令.2.SSE2指令集SSE2包括144條新的SIMD（單指令多數(shù)據(jù)）指令，能處理128位、SIMD的整數(shù)和雙精度浮點數(shù)據(jù)，還有一些緩存和內(nèi)存控制指令,大幅度提高CPU的浮點運算能力,充分滿足了各種商業(yè)軟件和3D游戲的需求。3.3DNow!技術(shù)3DNow!技術(shù)指令集是AMD公司為加強K6系列對圖像、游戲的處理能力而專門推出的指令系列，它包括21個指令，支持SIMD的浮點運算。它主要針對三維建模,坐標變換,效果渲染等三維應(yīng)用領(lǐng)域計算機維護與組裝3.7主流CPU型號標志品名標志品名IntelCeleron賽揚IntelCeleron賽揚DIntelCeleron賽揚MIntelCeleron賽揚IntelPentium奔騰4IntelPentium奔騰4HT超線程IntelPentium奔騰DIntelPentium奔騰極品版IntelPentium奔騰MIntelCentrino迅馳IntelCoreduo雙核迅馳酷睿1IntelCoreduo2雙核迅馳酷睿2CentrinoAtom迅馳凌動凌動IntelAtanium安騰2

IntelXeon至強

Intel系列計算機維護與組裝3.7主流CPU型號AMDAthlon

速龍64位AMDAthlon

速龍64位FXAMDAthlon

速龍64位雙核AMDAthlon

速龍64位XP版AMDDuron

毒龍AMDSempron

閃龍64位AMDTurion

炫龍64位AMDOpteron

皓龍64位AMDPhenom

羿龍64位4核Godson龍芯（國產(chǎn)）Amd系列其他計算機維護與組裝3.7主流CPU型號Intel系列CPU的主要接口類型:SOCKET478LGA775計算機維護與組裝3.7主流CPU型號AMD系列CPU的主要接口類型:SOCKET754SOCKET939SOCKET940計算機維護與組裝3.8CPU散熱方式1.被動散熱與主動散熱利用空氣自然對流進行散熱的方式叫做被動散熱，也叫自然風冷卻。在CPU上安裝專門的散熱風扇，風扇旋轉(zhuǎn)時將空氣吸入并吹到CPU散熱片上，加快了空氣的流動，從而增加了熱量散發(fā)的速度。這種叫做主動型強制風冷散熱。2.水冷散熱完整的CPU水冷散熱器應(yīng)該包括水箱、水泵、水管、CPU散熱組和熱交換器。也可以用其他液體代替水做冷卻液。例如變壓油、防凍油等。3.壓縮機制冷壓縮機制冷是根據(jù)物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化吸收或釋放熱量的物理原理來工作的4.半導(dǎo)體制冷電流流過經(jīng)過特殊加工的兩種不同的半導(dǎo)體材料時，會產(chǎn)