《计算机CPU学习》ppt课件

1、一、CPU的根本概念二、CPU的开展历史三、CPU的品牌引见四、CPU的接口分类五、CPU选购六、CPU散热器七、CPU安装八、CPU超频九、CPU参数检查和常见缺点十、CPU任务原理总结图1.什么CPU2.CPU的外观构造3.CPU的任务原理4.CPU主要的性能目的5.CPU主要的性能目的 总结CPU 全称 Central Processing Unit中央处置器、中央处置单元 CPU是整个计算机系统中最重要的部件，它由控制器和运算器构成。控制器担任对数据进展算术运算和逻辑运算操作；运算器主要担任对程序所执行的指令进展分析，并协调计算机各部件进展任务。基板基板接口接口封装封装电路板电路板内核

2、内核 CPU的制造过程 纯真硅化学的方法蚀刻或光刻数百万晶体管 CPU的任务原理 首先，CPU的内部构造可以分为控制单元，逻辑运算单元和存储单元(包括内部总线及缓冲器)三大部分。CPU的任务原理就像一个工厂对产品的加工过程:进入工厂的原料(程序指令)，经过物资分配部门(控制单元)的调度分配，被送往消费线(逻辑运算单元)，消费出废品(处置后的数据)后，再存储在仓库(存储单元)中，最后等着拿到市场上去卖(交由运用程序运用)。在这个过程中，我们留意到从控制单元开场，CPU就开场了正式的任务，中间的过程是经过逻辑运算单元来进展运算处置，交到存储单元代表任务的终了。CPU是整个计算机系统的中心，其性能可

3、以反映出所配置计算机系统的性能，直接影响计算机的运转速度，接下来我们简单引见一下CPU主要的性能目的。主频、倍频、外频前端总线(FSB)频率 缓存多中心任务电压制造工艺位宽 主频(Clock Speed) 也叫时钟频率，表示在CPU内数字脉冲信号振荡的速度，也就是CPU运算时的任务频率，其单位是MHz。当然CPU的速度也就越快了。不过由于各种各样的CPU它们的内部构造也不尽一样，所以并非一切的时钟频率一样的CPU的性能都一样 外频是系统总线的一直频率，简称总线频率，也就是CPU与主板之间同步运转的速度，其单位是MHz。外频主要由主板决议，外频越高，CPU就可以同时接纳更多的来自外围设备的数据，

4、从而使整个系统的速度进一步提高。 倍频那么是指CPU外频与主频相差的倍数。三者是有非常亲密的关系的：主频=外频x倍频。 前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算，即数据带宽(总线频率数据带宽)/8，数据传 输最大带宽取决于一切同时传输的数据的宽度和传输频率。比如，如今的支持64位的至强Nocona，前端总线是800MHz，按照公式，它的数据传输最大 带宽是6.4GB/秒。 外频与前端总线(FSB)频率的区别：前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是CPU与主板之间同步运转的速度。也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一千万

5、次；而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是 100MHz64bit8Byte/bit=800MB/s。 缓存大小也是CPU的重要目的之一，而且缓存的构造和大小对CPU速度的影响非常大，CPU内缓存的运转频率极高，普通是和处置器同频运作，任务效率远远大于系统内存和硬盘。实践任务时，CPU往往需求反复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上寻觅，以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和本钱的要素来思索，缓存都很小。 目前的缓存分为一级缓存、二级缓存、三级缓存 L1Cache(一级缓存) 是CPU 第一层高速缓存，

6、分为数据缓存和指令缓存。内置的L1高速缓存的容量和构造对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，构造较复杂， 在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不能够做得太大。普通效力器CPU的L1缓存的容量通常在32256KB。 L2Cache(二级缓存) 是CPU的第二层高速缓存，分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运转速度与主频一样，而外部的二级缓存那么只需主频的一半。L2高速缓存容量也会影响CPU的性能，原那么是越大越好，如今家庭用CPU容量最大的是512KB，而效力器和任务站上用CPU的L2高速缓存更高达256-1MB，有的高达2MB或者3MB。 L3Ca

7、che(三级缓存) 分为两种，早期的是外置，如今的都是内置的。而它的实践作用即是，L3缓存的运用可以进一步降低内存延迟，同时提升大数据量计算时处置器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算才干对游戏都很有协助。而在效力器领域添加L3缓存在性能方面依然有显著的提升。比如具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效，故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处置更多的数据恳求。具有较大L3缓存的处置器提供更有效的文件系统缓存行为及较短音讯和处置器队列长度。 L1、L2、L3区别 指的都是CPU的缓存，他们比内存快，但是很昂贵，所以用作缓存，CPU查找数据的时候首先在L1，然后看L2，假设还没有，就到内存查找。

8、CPU要读取一个数据时，首先从Cache中查找，假设找到就立刻读取并送给CPU处置；假设没有找到，就用相对慢的速度从内存中读取并送给CPU处置，同时把这个数据所在的数据块调入Cache中，可以使得以后对整块数据的读取都从Cache中进展，不用再调用内存。总的来说，CPU读取数据的顺序是先Cache后内存。 多核是1个CPU采用多个中心，相比同时采用多个CPU，多中心在不同中心间交换数据更快，减小电路延迟，性能会比多 CPU 更高幅度不会很大，价钱上，芯片制造本钱和主板本钱、功耗本钱更低 任务电压Supply Voltage指的也就是CPU正常任务所需的电压。 早期的CPU286486时代制造工

9、艺相对落后，任务电压普通为5V，导致CPU的发热量太大，弄得寿命减短。随着CPU的制造工艺与主频的提高，如今CPU的任务电压逐渐下降，普通为1.5V2.0V，处理了发热过高的问题，延伸了CPU运用寿命。 制造工艺虽然不会直接影响CPU的性能，但它可以可以极大地影响CPU的集成度和任务频率，制造工艺越精细，CPU可以到达的频率越高，集成的晶体管就可以更多。从早期的0.5微米到如今的0.35微米、 0.25微米、0.18微米、0.13微米甚至更小。 1(um)微米=1000(nm)纳米 位宽是CPU在一个时钟周期内所能处置数据的位数，位数越大那么瞬间所能处置的数据量越大，这是CPU的重要参数之一。

10、 CPU的性能究竟取决于什么？ 我们终究如何选择CPU？酷睿酷睿i5 750奔腾奔腾E5300酷睿酷睿2 E8400酷睿酷睿2 Q8200中心数量中心数量四核双核双核四核热设计功耗热设计功耗95W65W65W95W制造工艺制造工艺45纳米45纳米45纳米45纳米晶体管数目晶体管数目7.74亿2.28亿4.1亿4.56亿主频主频2660MHz2600MHz3000MHz2330MHz外频外频133MHz200MHz333MHz333MHz倍频倍频20倍13倍9倍7倍总线频率总线频率3200MHz800MHz1333MHz1333MHz一级缓存一级缓存128KB64KB64KB128KB二级缓存二

11、级缓存1MB2MB6MB4MB三级缓存三级缓存8MB无无无价钱价钱￥0￥430￥1120￥925 第一阶段：19711973年，微处置器有4004、4040、8008、1971年INTEL公司研制出MCS-4微型计算机，CPU为4040，四位机后来推出从8008为中心的MCS-8型。 第二阶段：19731977年，微型计算机的开展和改良阶段，微处置器有8080、8085、M6800、280、初期产品有INTEL公司的MCS-80型CPU为8080，八位机后期有TRS-80型CPU为286和APPLE-II型CPU为6502的微型计算机在八十年代初期曾一度风靡世界。 第三阶段：是从1978198

12、3年，十六位微型计算机的开展阶段，微处置器8086、8088、80186、80286、M68000、28000代表产品IBM-PCCPU为8086，本阶段的顶峰产品是APPLE公司的MACINTOSH1984年和IBM公司的PC/AT2861986年微机。 第四阶段：是从19832003年，为32位微型计算机的开展阶段，微处置器相继推出80386、80486、386、486、Pentium等。 第五阶段：2003年至今，为64位微型计算机开展阶段。 由于CPU属于高科技产品，所以可以消费CPU的厂家不多。英特尔INTEL超微AMD英特尔Intel奔腾系列：Pentium、奔2、奔3、奔4、奔腾

13、D塞扬系列：Celeron、CeleronD超微AMDK6系列：AMD K6-2、AMD K6-3K7系列：Sempron(闪龙)、Athlon(速龙)、Duron(毒龙)、Athlon XP 英特尔Intel赛扬双核、奔腾双核、酷睿2、酷睿i5、酷睿i7、酷睿i3超微AMD速龙64、羿龙、速龙II、羿龙II目前主流CPU从封装方式来看主要分为两大类：针脚式的Socket类型插卡式的Slot类型(早期运用)INTELAMDSocket AM 939、 Socket AM2940Socket AM2+940、Socket AM3938早期：早期： Socket 7,Socket 370主流：主流

14、： Socket 478、LGA 775、1156、6早期：早期： Socket 7、Socket A(462)、Socket 754主流：主流：Socket 754Socket 478(P4)939940Socket 370认清频率和性能的关系性能频率单位时钟任务才干(IPC)按需选购CPU普通家用 办公运用 游戏玩家 多媒体运用 图形设计CPU和主板要兼容CPU和内存要兼容 CPU散热器根据任务原理不同可以分为: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,但常用的散热器依然是风冷式 风冷散热方式的任务原理是:CPU产生的热量经过热传导传送到散热片,风扇高速转动将绝大部分热量经

15、过对流(强迫对流和自然对流)的方式带走,只需极少部分的热量经过辐射方式直接分发.风冷散热器的制造本钱低,可操作性强,运用起来也方便平安,所以成为如今最常用的散热方式. .Intel CPU和AMD CPU散热器不同选购适宜的散热器盒装CPU赠送原装散热器尽量购买品牌较好的散热器关注散热器的技术参数Intel CPU的散热器的散热器AMD CPU的散热器的散热器安装留意：CPU阵脚主要引见Intel：Socket 478、 LAG 775AMD：Socket 940 超频原理 电脑的超频就是经过人为的方式将CPU、显卡等硬件的任务频率提高，让它们在高于其额定的频率形状下稳定任务。提升CPU的主频可以经过改动CPU的倍频或者外频来实现。 超频方法 硬件设置方法 跳线设置超频 BIOS设置超频 用软件实现超频 超频的本卷