CPU信息电子工程系熊永胜PPT课件

1、信息电子工程系 熊永胜第1页/共18页第4章 CPUu学习目标1. 掌握CPU的基本概念2. 理解CPU的工作原理3. 了解CPU的外观与构造4. 掌握CPU的性能指标5. 掌握CPU的选购方法6. 了解CPU散热系统第2页/共18页一、CPU概述CPU（Central Processing Unit）又叫中央处理器，是计算机系统的核心部件，在整个电脑系统中起到运算和控制的作用。它是由数量众多的晶体管组成的超大规模集成电路，控制着整个计算机系统的运行。第3页/共18页二、CPU的工作原理1、CPU的生产过程 用化学方法蚀刻或光刻方式在高纯度的晶体硅上产生若干的晶体管。2、CPU的内部结构 算术

2、逻辑单元 控制单元 寄存器 总线第4页/共18页二、CPU的工作原理三、CPU的工作过程 读取数据 处理数据 写数据 指令指令1 1指令指令2 2第5页/共18页三、CPU的外观构造 内核 基板 填充物 封装 接口第6页/共18页四、CPU的性能指标CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长 。 CPU的主频也称为内频，是指CPU内部的工作频率或时钟频率，单位为MHz（兆赫兹）或GHZ（吉赫兹）。表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。主频的高低直接影响CPU的运算速度，一般来说，主频越高，一个时钟周期里完成的指令数也越多，当然CPU的速度也就越快了。 计算公式：主频外频倍频

3、系数第7页/共18页四、CPU的性能指标 CPU外部工作频率称为外频，是指CPU与外部设备（内存或主板芯片组）之间的数据交换速度 倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高CPU的频率也越高。 第8页/共18页四、CPU的性能指标 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所有同时传输的数据的宽度和传输频率。 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与主板之间同步运行的速度。也就是说，100MHz外频特指数字脉

4、冲信号在每秒钟震荡一千万次；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。 第9页/共18页四、CPU的性能指标第10页/共18页四、CPU的性能指标第11页/共18页四、CPU的性能指标第12页/共18页五、CPU的选购 1CPU与主板的匹配 2CPU与内存的匹配 3按需选购CPU第13页/共18页六、CPU散热系统1、风冷 顾名思义就是通过散热风扇将CPU发出的热量带走，它的散热介质是空气 。风冷散热器一般分成两个部分，和CPU直接接触的部分为散热片，它负责将CPU发出的热量引出；风扇用来给散热片强制降温。第14页/共18页六、CPU散热系统2、水冷水冷就是通过水将CPU发出的热量带走，它的散热介质是水一类的液体，其效率比风冷高，但是它有一个致命的弱点，就是制冷设备复杂，而且还有漏水的隐患，所以目前尚不能进入大面积实用阶段。 第15页/共18页六、CPU散热系统3、半导体制冷 半导体制冷就是利用一种特制的半导体制冷片在通电时产生温差来制冷，它的制冷温度低，冷面温度可以达到零下10以下，但是成本太高，而且可能会因温度过低导致CPU结露以致造成短路。 第16页/共18页六、CPU散热系统4、化学制剂 使用一些超低温化学物质，利用它们在融化的时候吸收大量的热量来降低温度，比如使用干冰可以将温度降低到