《CPU基础知识》课件.ppt

1、CPU的基础知识，什么是CPU？ 中央处理单元(CPU )是整个计算机系统中最重要的组件，由控制器和运算器组成。控制器负责对数数据的算术运算和逻辑运算的运算器主要对程序执行的指令进行分析，并使修正运算器各部分协调动作。 CPU的工作原理、CPU的工作原理是，进入工厂的原料(指令)经由物资分配部门(控制单元)的安排分配，送到生产线(逻辑运算单元)，生产完成品(处理后的数据)，并存储在仓库(处理后的数据)中，如同对工厂产品的加工过程一样SSE(KNI)SIMD扩展指令集RISC紧凑指令集RISC紧凑指令系统CISC复杂指令系统、CPU概念、COB COD PSN处理器序列号Identify标识号R

2、emark芯片频率标识、CPU性能指标和CPU是整个校准器系统的核心另外，主频率、主频率(Clock Speed )也称为时钟频率，表示CPU内数字脉冲信号产生的速度即CPU运算时的动作频率，其单位为MHz。 一般来说，主频率越高，CPU的速度越快，机械整体的速度越快。 外频、外频是系统总线的常时频率，简单地是总线频率，也就是CPU和主板之间的同步运转的速度，其单位为MHz。 外接频率主要由主机板决定，外接频率越高，CPU可以同时接收更多周边设备的资料，进一步提高整个系统的速度。 倍频、倍频是指CPU外频率和主频率不同的倍数。 三者关系非常密切：主频率=外倍频。 高速缓存、高速缓存也称为高速缓

3、存，是可交换高速缓存数据的内存。 CPU的缓存被分成一次缓存(L1 Cache )和二次缓存(L2 Cache )。 初期的CPU内部仅集成了L1 Cache，通过将L2 Cache放置在主板上，集成到CPU内部，以与CPU相同的速度运行。 被称为全速二次缓存。 内存总线速度、内存总线速度(Memory-Bus Speed，即系统总线速度)是CPU的辅助高速缓存和内存之间的通信速度，主要用于调整内存和CPU之间的动作速度差。 扩展总线、扩展总线是指安装在计算机系统上的本地总线，如ISA或PCI总线，如果打开计算机，则看起来像插槽。 它们是扩展插槽，扩展总线是CPU连接这些外部设备的桥梁。 协处

4、理器、协处理器也称为数学协处理器，主要负责浮点运算。 486以后，CPU一般内置协处理器，协处理器的功能也不限于强化浮点运算，包括内置协处理器的CPU在内，可以加快特定类型的数值修正运算。 地址总线宽度和地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间，即CPU可以使用多少内存容量。 386以上的微机系统，地址线宽为32位，可直接存取最多4096 MB(4GB )的物理空间。 数据总线宽度、数据总线负责整个系统的数据通信量的大小，数据总线宽度决定CPU和辅助高速缓存、内存以及输入输出设备之间的一次数据传输的信息量。 动作电压、动作电压是指CPU正常动作所需的电压。 初期的CPU(286486时代

5、)的制造工艺相对滞后，工作电压一般为5V，CPU的发热量过大，寿命缩短。 随着CPU制造技术和主频率的提高，目前CPU工作电压逐步下降到1.5V2.0V，解决了发热过高的问题，延长了CPU的使用寿命。 动态处理、动态处理是应用于高能量奔腾处理器的新技术，创造性地融合了为提高处理器对数据的操作效率而修改的3项技术。这三种技术是多分流预测、数据流量分析、推测执行。 动态处理不是简单地执行一系列指令，而是通过处理数据来提高处理器的生产效率。 管线、管线(pipeline )的结构类似于工业生产上的装配管线。 在CPU中，一个指令处理线由56个具有不同功能的电路单元组成，然后通过将一个X86指令分成5

6、6个步骤，然后在这些电路单元中分别执行，可以在一个CPU时钟周期内完成一个指令，从而提高了CPU的运算速度。超标量、超标量是指CPU能够以1个时钟周期执行1个以上的指令。 这在486以前的CPU中是无法想象的，只有奔腾级以上的CPU具有该超标量结构。 这是因为现代CPU越来越采用RISC技术，存在超量的CPU。 MMX指令集MMX (多媒体扩展)是英特尔公司于1996年发布的多媒体指令扩展技术。 添加了57条MMX命令，使CPU能够同时并行处理2、4或8条数据，大大提高了处理多媒体的能力。 3d新！ 指令集，3D Now！ 是AMD公司开发的第一套3D加速指令。 1个时钟周期可以同时处理4个浮

7、点运算指令或2个MMX指令，在3D处理能力方面3D Now！ 他的威力很强。SSE指令集、串流SIMD延伸、单一指令多串流延伸指令集(SSE )是Intel corporation首次在Pentium III处理器上发布。 包含了合订70条命令。 50个SIMD (singleinstructionmultipledata )浮点指令，主要用于3D处理的12条新的MMX指令和8条系统内存数据流传输优化指令，它们与旧的MMX指令一起加快系统整数运算速度。 从软件的实际动作效果来看SSE比3D Now！ 更优选的是，制造工艺、制造工艺虽然不直接影响CPU的性能，但它可以很大程度上影响CPU的集成度

8、和工作频率，制造工艺越细致，CPU可达到的频率越高，集成的晶体管可以更多。 从最初的0.5微米到现在的0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.13微米以下。 CPU的种类为外观上长方形卡型Slot构造正方形片型Pentium IV、CPU封装形式、封装概念封装厚度封装类型1、DIP 2、PQFP 3、PGA 4、BGAPentiumII、III等5、CSP、计算机按照生产技术，最初的8088集成了29000个晶体管，奔腾集成度超过2810万个晶体管的CPU的运行速度，以MIPS (百万个指令每秒)为单位，8088为0.75MIPS，到高能量奔腾为止为1088 常见的CPU主流品牌，英特尔

9、(INTEL )、超细微(AMD )、英特尔(Intel )CPU、奔腾(Pentium )、奔腾(Pentium )是英特尔公司，其次英特尔是使用MMX技术的Pentium 、英特尔CPU、奔腾正面、奔腾背面、英特尔CPU、奔腾MMX正面、英特尔CPU、奔腾ii正面、peetium CPU内置了64K的l1高速缓存，512K的l2高速缓存仍然安装在SLOT 1的磁带盒中。英特尔CPU、奔腾3插槽1、奔腾3套接字370、英特尔CPU、奔腾4内部集成8kbl1高速缓存、256KB高速缓存。 英特尔(Intel )CPU、奔腾4 (奔腾4 )正面、奔腾4 (奔腾4 )背面、英特尔(Intel )C

10、PU、奔腾4 (奔腾4 )正面。 赛扬是奔腾的低价版本，最初删除奔腾ii处理器的辅助高速缓存，简化包装形式，然后包括128K辅助高速缓存。 Intel (Intel ) CPU、celeron(Celeron )早期产品、celeron(Celeron )晚期产品、Pentium 4显示，Intel的处理器在市场份额与商业利润方面均占据了AMD的重要优势，尤其是优势更大市场主要有针对低端市场的赛扬4系列处理器和针对中端高端的奔腾4 a/b/c/e系列处理器。 Willamette-128核心的Celeron4系列、Willamette-128核心的Celeron4系列，目前最常见的是1.7G和

11、1.8G的CPU，过程是比较慢的0.18微米的过程，而且是128K的L2 Northwood-128核心的Celeron4，此系列处理器是Intel的低端主力产品，基本上采用P4架构，将L2缩小到仅128K，因此性能远迟于相同频率的P4系列，耗电量为P4 Northwood-128核心低频处理器的超频性能仍然很好，但是英特尔全部锁定倍频，超频只能超频，这个系列只有128K的L2，性能极小，但是英特尔的洛对于喜欢英特尔处理器的低端用户来说，这是理想的选择，但性能一般，超频也没有什么惊人的表现！Northwood-128核心的Celeron4、Northwood核心的Pentium4 A/B系列、

12、Northwood核心的P4 A/B系列、0.13程序、512K的l2、400。 但是现在的Athlon XP完全可以对抗！ 功耗也不低，与Athlon XP相比没有什么好处。 这个系列的低频版超频性能还不错。 到目前为止，价格几乎没有变化，性价比一般，对价格不太敏感，适合选择喜欢英特尔产品的中端消费者。 Northwood核心Pentium4 A/B系列，Northwood核心Pentium4 C系列，此系列是Intel的中端产品，与P4 A/B系列相比，依然是Northwood核心，最大的区别在于前端但是最大的缺点是功耗比较大，比相同频率的P4 A/B系列和Athlon XP高，发热大，所

13、以必须准备比较好的风扇。 本系列是目前Intel产品中最值得购买的处理器，具备高效能、超频功能以及经济实惠的价格。Northwood核心的Pentium4 C系列、Prescott核心的最新Pentium4系列、Prescott核心的P4 E系列与P4 C系列相同，或者采用Socket 478的介面类型，以相同的200MHZ频率， 采用800MHZ更先进的0.09微米制造工艺，核心面积从Northwood核心的131平方毫米减少到112平方毫米，体积大幅减少。 L2也增加到了1024K，还采用了第2代超线程、SSE3等新技术。 但价格也不高，几乎和P4 C系列一样。 此处理器的最大缺点是功耗相

14、对较大，发热量可怕，必须注意散热。唯一醒目的是，超频能力优于相同频率的P4 C系列，如果散热进行得顺利，则超频电位大。 Prescott核心的最新奔腾4系列、微(AMD)CPU、AMD K6-2和AMD K6-2与AMD (微)公司推出的奔腾ii相比，是面向低端市场的处理器。 一组指令，大幅增强处理3D图形和多媒体所需的高密度浮点运算功能。 超小型(AMD)CPU、AMD K6-2、超小型(AMD)CPU、AMD K6-III、AMD K6-III是K6-2的加速版，同样支持“3DNow”。 指令集的性能比K6-2显着提高。 K6-III采用三级高速缓存结构，内核内置64KB高速缓存和256KB高速缓存，主板还配置了512KB2MB高速缓存。 超微细(AMD)CPU、AMD K6-III、超微细(AMD)CPU、AMD Athlon (速龙)、符号K7的Athlon处理器是AMD推出的革命性产品，采用了Slot A接口标准。 Athlon具备超标量、超流水线、多流水线的RISC (3向超级核心)核心，内置128KB的全速缓存、256KB的l2缓存。超微细(AMD)CPU、AMD Athl