CPU基础讲解课件

电脑的大脑—CPU

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■CPU,全称“CentralProcessingUnit"，中文

名为“中央处理器”，在大多数人的印象中，

CPU只是一个方形配件，正面是金属盖，背面是

一些密密麻麻的针脚或触点，可以说毫无美感可

言。但在这个小块头的东西上，却是汇聚了无数

的人类智慧在里面，我们今天能上网、工作、玩

游戏等全都离不开这个小小的东西，它可谓是小

块头宥大智慧。

■作为普通而户，我们并不需要解读CPU里的所

有“大智慧”，但CPU既然是电脑中最重要的配

件、并且直接决定电脑的性能，了解它里面的部

分知识还是有必要的。下面将给大家介绍CPU里

最重要的基础知识，让大家对CPU有新的认识。

CPU的外部结构

CPU的夕卜部结构

i______________I______________।______________1_______

CPU基板CPU核心CPU缺口CPU接口

___Jv___JL____Jk_____________>

Q

CPU的外部结构

•CPU基板

CPU基板是承载CPU内核用的电路板，基板负责

内核芯片和外界的一切通讯和CPU的基本功能。

•CPU核心

核心又称内核，是CPU的重要组成部分。

CPU中心那块隆起的方形芯片就是核心。

它是由单晶体硅制成。所有的计算、接受/

存储命令、处理数据都在这里进行。目前

的CPU的表面都具有一个铁盖保护着核心。

■

•CPU缺角

缺角就是CPU安装方向的标识，安装CPU

时应与主板CPU插槽上的标识保持一致。

•CPU接口

CPU接口是与CPU中上亿晶体管连接的外

部电路元件，是CPU与主板交换数据的通

道，同时也起到固定在插座上的作用。

•主频

CPU的主频是指CPU运行时的工作频率，

单位为MH乙它代表了CPU的实际运算速度。

主频和实际的运算速度是有关的，但是目

前还没有一个确定的公式循够体现两者之

间的薮倡关系，而且CPU犒运算速度还要

看CPU流水线上的各方面的性能指标。由

于主频并不直接代本运算速度，所以在一

定情况下，很可能会出现主频较图的CPU

实际运算能力较低的现象。因此，主频仅

仅是CPU性能表现的一个方面，而不代表

CPU的整体性能。

•外频

外频是CPU的基准频率，单位为MHz。外

频是CPU与主板之间同步运行的速度。在

台式机中，我们所说的超频，就是超CPU

的外频。

•倍频

倍频的全称是倍频系数，是指CPU与外频之

间的相对比例关系。从理论上讲，倍频是

从1.5一直到无限的，它是0.5为一个间隔单

位。

CPU主频、倍频和外频之间的关系是：

主频二外频X倍频

•前端总线

是指CPU与主板北桥之间的数据通道，前

端总线也称为CPU总线，是PC系统中最快

的总线。CPU就是通过前端总线与北桥芯

片连接，并通过北桥芯片与内存、显卡进

行数据交换。所以，前端总线频率越大，

表示CPU与内存之间数据传输能力越大，

就更能充分发挥CPU的功能。

•高速缓存

高速缓存即Cache,其全称是高速缓冲存储

器，是位于CPU与内存之间的临时存储器,

是一种容量比内存小但速度比内存快得多

的存储器，其读写速度仅次于CPU。当内

存的速度满足不了CPU速度的要求时，速

度比内存更快的缓存就可以为CPU和内存

之间提供一个高速的数据缓冲区域。

所以，缓存的作用就是暂时存储CPU要读

取的数据，减少内存的压力。

高速缓存

Cache

一级缓存二级缓存三级缓存

L1CacheL2CacheL3Cache

_______J_______J

•多媒体指令集

CPU依靠指令来计算和控制系统，每款

CPU在设计是就规定了一系列与其硬件电

路相配合的指令系统。指令的强弱也是

CPU的重要指标，指令集是提高微处理器

效率的最有效工具之一。指令集可分为复

杂指令集和精简指令集。从具体应用看，

如Intel的MMX、SSE、SEE2、和AMD的

3DNow!等都是CPU的扩展指令集，分别增

强了CPU的多媒体、图形图像和Internet等

的处理能力。

•CPU的封装技术

CPU的封装技术是指采用特定材料将CPU的内核

和其他元件固化在其中以防损坏的保护措施。

目前采用的CPU封装多采用绝缘的塑料或陶瓷材

料包装起来能起着密封和提高芯片电器性能的作

用。由于现在处理器芯片的内频越来越高，功能

越来越强，引脚数越来越多，封装的外形也不断

在改变。目前主流的CPU封装技术有mPGA、

OPGA、CPGA、FC-PGA2等。IntelCPU大多数

采用LGA封装技术，AMDCPU多采用mPGA封装

技术。

•制造工艺

CPU制造工艺又叫做CPU制程，它的先进与否

决定了CPU的性能优劣。平时我们所听到的

65纳米、90纳米指芯片内电路与电路之间的

距离。制造工艺的趋势是向密集度越高的方

向发展。密集度愈高的芯片电路设计，意味

着在相同大小面积的芯片中，可以拥有密度

更高的、功能更复杂的电路设计。

芯片的制造工艺在1995年后，从0.5微米、

0.35微米、625微米、0.18微米、0、15微

米、0.13微米、90纳米，再到65纳米和45

纳米。目前，最新的CPU已经发展到了32

纳米工艺。

CPU的选购技巧

V)rDriv«rs2驱动之痉

AMD〃

Thefutureisfusion

IntelCPU

(intei)(jntei)

HfflOCore™2J

CeleronPentium"

Dual-CoreinsideDual-Coreinside'"Duo/

inside7"

insideinside

COREi7

COREi3CORE15

AMDCPU

]AMD〃[AMDnAMD

SempromAthlomAthlon^U

X2

AMDH

Phenom^H

X6

PentiumE5800

■基本参数

■CPU主频：3200MHz

■外频：200MHz

■倍频16倍

■总线频率:800MHz

■CPU插槽插槽类型:LGA775

■针脚数目：775pin

■核心数量:双核心

■线程数:双线程

■制作工艺:45纳米

■热设计功耗：（TDP）65W

■内核电压:0.85-1.3625V

■晶体管数量：228百万

■核心面积：82平方毫米

■CPU缓存:一级缓存2X64KB,二级缓存2MB

■技术参数指令集:MMX,SSE,SSE2,SSE3,SSSE3,

AthlonllX2255

AthlonllX2255

■CPU主频:3100MHz

■夕卜频:200MHz

■倍频:15.5倍

■总线频率:2000MHz

■CPU插槽插槽类型:SocketAM3

■针脚数目938pin

■CPU架构:K10.5

■核心数量:双核心

■制作工艺:45纳米热

■设计功耗(TDP):65W

■内核电压0.85-1.425V

■CPU缓存:一级缓存2X128KB二级缓存2MB

■技术参数指令集:MMX(+),3DNOW!(+),SSE,

SSE2,SSE3,SSE4A

■CPU主频:3100MHz

■夕卜频:100MHz

■倍频：31倍

■总线频率50GT/S

-CPU插槽插槽类型LGA1155

■针脚数目:1155pin

■CPU内核核心代号:SandyBridge

■CPU架构:SandyBridge

■核心数量:双核心线程数四线程

■制作工艺:32纳米

■热设计功耗(TDP)65W

■内核电压:1.152V

-CPU缓存:一级缓存2X64KB,二级缓存2X256KB，三级缓存3MB

■技术参数指令集MMX,SSE(1,2,3,3S,4.1,4.2)，EM64T,VT-x,

AES,AVX

-显卡参数:集成显卡

■显卡基本频率:850MHz

■显卡最大动态频率1.1GHz

■超线程技术（Hyper-Threading,简称HT）,

最早出现在2002年的Pentium4上，它是利

用特殊的硬件指令，把单个物理核心模拟

成两个核心（逻辑核心），让每个核心都

能使用线程级并行计算，进而兼容多线程

操作系统和软件，减少了CPU的闲置时间，

提高CPU的运行效率。Corei7/i5八3再次引

入超线程技术，使四核的Corei7可同时处

理八个线程操作，而双核的Corei5600、

Corei3也可同时处理四线程操作，大幅增

强它们多线程性能。

英特尔®超线程技术实现更好的多任务处理2

•让您做更多工作，更

少等待

•像是一条拥有多车道

而不是单车道的高速

公路

•有了多车道后，更多

的车可跑得更快

英特尔,明统程技术使体报的处理耦援程

数目加倍,实现替能化多任务处理

■超线程技术只需要消耗很小的核心面积代

价，就可以在多任务的情况下提供显著的

性能提升，比起完全再添加一个物理核心

来说要划算得多。相比Pentium4的第一代

HT,Corei7八5/i3的优势是有更大的缓存和

更大的内存带宽，能更有效地发挥多线程

的作用。根据评测结果显示，支持Core

i7/i5八3开启HT后，多任务性能提升20-30%。

K平洋电弛刖F

PhenomllX4955

CPU主频3200MHz

夕卜频200MHz

倍频16倍

总线总线频率2000MHz

CPU插槽插槽类型SocketAM3

针脚数目938pin

CPU内核核心代号Deneb

CPU架构K10核心

数量四核心

制作工艺45纳米

热设计功耗(TDP)125W

内核电压0.875".5V

CPU缓存一级缓存4X128KB二级缓存4X512KB三级缓存6MB技术

参数指令集MMX(+)，3DN0W!(+)，SSE,SSE2,SSE3,

SSE4A

PhenomllX61090T

4口PhenomllX61090T

/CPU-ZX1

处理器|缓存|主板］内存|SPD|显卡|关于］

处理器

名字AMDPhenomIIX81095T

代号Thuban商行I

插槽SocketAM3(938)

工艺45纳米核心电压1440V

妮格AMDPhenom(tnn)IIX61090TProcessor

系列F型号A步进

扩展系列10扩展型号A修订

指令集3DNow*(+XSSE(1,2,3,4A),x86-64,AMD-V

时钟（核心#0）缓存

核心速度3612.0MHz一级数据6x64KBytes2-way

倍频x18.0一级指令6x64KBytes2-way

总线速度200.7MHz二级6x512KBytes16-way

前段总线20067MHz三级6MBytes4B-way

已选择।处理器目