第3課 CPU-李老師課堂(計算機(jī)組裝維護(hù))

第3課CPU計算機(jī)的組裝與維護(hù)李勇計算機(jī)維護(hù)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(jī)維護(hù)與組裝

3.1CPU概述

CPU是CentralProcessingUnit——中央處理器的縮寫，它由運(yùn)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(jìn)行分析、判斷、運(yùn)算并控制計算機(jī)各部分協(xié)調(diào)工作。負(fù)責(zé)計算機(jī)中所有運(yùn)算操作和元件控制。計算機(jī)維護(hù)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(jī)維護(hù)與組裝3.2CPU發(fā)展歷程80286803868058680486PentiumIIPentiumIII計算機(jī)維護(hù)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(yùn)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(yùn)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(jī)維護(hù)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(fù)責(zé)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(kuò)展總線速度（ExpansionBusSpeed）擴(kuò)展總線速度指的是CPU和微機(jī)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(jī)維護(hù)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(biāo)量超標(biāo)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(jī)維護(hù)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(jī)維護(hù)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(xì)，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(diǎn)式連接，必須將CPU焊接在主板上，常用于筆記本計算機(jī)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(diǎn)代替計算機(jī)維護(hù)與組裝3.5CPU的封裝形式以及插座規(guī)格DIPPQFPPGABGAQFPLGA計算機(jī)維護(hù)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(jī)維護(hù)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(diǎn)，沒有針腳，用一個扣架固定在CPU插座的彈性觸針上。計算機(jī)維護(hù)與組裝3.5CPU的封裝形式以及插座規(guī)格SlotASlot1Slot2計算機(jī)維護(hù)與組裝3.5CPU的封裝形式以及插座規(guī)格Socket423Socket478socket754SocketLGA775socket940socket939計算機(jī)維護(hù)與組裝3.5CPU的封裝形式以及插座規(guī)格LGA775接口計算機(jī)維護(hù)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(jī)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(jī)維護(hù)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(dú)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(jī)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(hù)機(jī)制可以防止內(nèi)存溢出類病毒對CPU及計算機(jī)其他硬件的破壞。計算機(jī)維護(hù)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(dāng)CPU不是全速運(yùn)行時可降低它的工作頻率增強(qiáng)的掛起模式CIE：當(dāng)計算機(jī)空閑時，降低CPU的工作頻率和核心電壓熱溫監(jiān)控（TM2）：當(dāng)溫度達(dá)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(jī)的實(shí)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(jī)維護(hù)與組裝3.6CPU的新技術(shù)簡介3.6.464位運(yùn)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(yùn)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(jī)維護(hù)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(kuò)展（MULTIMEIDIAEXTENSION）MMX，共57條指令,增強(qiáng)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(kuò)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(diǎn)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(diǎn)運(yùn)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(qiáng)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(diǎn)運(yùn)算。它主要針對三維建模,坐標(biāo)變換,效果渲染等三維應(yīng)用領(lǐng)域計算機(jī)維護(hù)與組裝3.7主流CPU型號標(biāo)志品名標(biāo)志品名IntelCeleron賽揚(yáng)IntelCeleron賽揚(yáng)DIntelCeleron賽揚(yáng)MIntelCeleron賽揚(yáng)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(qiáng)

Intel系列計算機(jī)維護(hù)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(jī)維護(hù)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(jī)維護(hù)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(jī)維護(hù)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(jìn)行散熱的方式叫做被動散熱，也叫自然風(fēng)冷卻。在CPU上安裝專門的散熱風(fēng)扇，風(fēng)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(qiáng)制風(fēng)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(jī)制冷壓縮機(jī)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)