CPU概述

CPU概述NB1基板工程课CPU（CentralProcessingUnit中央處理器）世界上第一台PC机中的CPU－i8086是美國IBM公司1981年推出的﹒其執行指令為X86指令集﹒同時為提高浮點運算能力，增加X87指令集，以后的X86及X87統稱為X86指令集﹒該指令集一直沿用到的.CPU主要參數位字節字長通常我們提到的16位﹐32位机是指CPU可以同時處理16位﹐32位的二進制据﹒CPU按照其處理信息的字長可分為8位微處理器﹐16位微處理器32位微處理器及64位微處理器.CPU:CentralProcessingUnit，中央处理器中央处理器在计算机中的功能如同人的大脑，是电脑中的核心。在笔记本电脑内部产生热量的大户，除了硬盘之外就是ＣＰＵ了，而使用低电压工作的ＣＰＵ所产生的热量比较少，计算机也比较稳定，所以即使同为PentiumIV的CPU，台式机与笔记本电脑所用的中央处理器也不同。笔记本电脑使用低电压的CPU。有些高档机型使用的是专为笔记本电脑设计的Pentium－M中央处理器。中央处理器，是计算机的头脑，90%以上的数据信息都是由它来完成的。它的工作速度快慢直接影响到整部电脑的运行速度。CPU集成上万个晶体管，可分为控制单元（ControlUnit；CU）、逻辑单元（ArithmeticLogicUnit；ALU）、存储单元（MemoryUnit；MU）三大部分。以内部结构来分可分为：整数运算单元，浮点运算单元，MMX单元，L1Cache单元和寄存器等。主频CPU内部的时钟频率，是CPU进行运算时的工作频率。一般来说，主频越高，一个时钟周期里完成的指令数也越多，CPU的运算速度也就越快。但由于内部结构不同，并非所有时钟频率相同的CPU性能一样。外频即系统总线，CPU与周边设备传输数据的频率，具体是指CPU到芯片组之间的总线速度。倍频原先并没有倍频概念，CPU的主频和系统总线的速度是一样的，但CPU的速度越来越快，倍频技术也就应允而生。它可使系统总线工作在相对较低的频率上，而CPU速度可以通过倍频来无限提升。那么CPU主频的计算方式变为：主频=外频x倍频。也就是倍频是指CPU和系统总线之间相差的倍数，当外频不变时，提高倍频，CPU主频也就越高。缓存（Cache）CPU进行处理的数据信息多是从内存中调取的，但CPU的运算速度要比内存快得多，为此在此传输过程中放置一存储器，存储CPU经常使用的数据和指令。这样可以提高数据传输速度。可分一级缓存和二级缓存。一级缓存即L1Cache。集成在CPU内部中，用于CPU在处理数据过程中数据的暂时保存。由于缓存指令和数据与CPU同频工作，L1级高速缓存缓存的容量越大，存储信息越多，可减少CPU与内存之间的数据交换次数，提高CPU的运算效率。但因高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在有限的CPU芯片面积上，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。二级缓存即L2Cache。由于L1级高速缓存容量的限制，为了再次提高CPU的运算速度，在CPU外部放置一高速存储器，即二级缓存。工作主频比较灵活，可与CPU同频，也可不同。CPU在读取数据时，先在L1中寻找，再从L2寻找，然后是内存，在后是外存储器。所以L2对系统的影响也不容忽视。内存总线速度：（Memory-BusSpeed）是指CPU内存之间数据交流的速度。扩展总线速度：（Expansion-BusSpeed）是指CPU与扩展设备之间的数据传输速度。扩展总线就是CPU与外部设备的桥梁。地址总线宽度简单的说是CPU能使用多大容量的内存，可以进行读取数据的物理地址空间。数据总线宽度数据总线负责整个系统的数据流量的大小，而数据总线宽度则决定了CPU与二级高速缓存、内存以及输入/输出设备之间一次数据传输的信息量。MMX（MultiMediaExtensions，多媒体扩展指令集）英特尔开发的最早期SIMD指令集，可以增强浮点和多媒体运算的速度。专门用来处理音频,视频等数据.SSE(StreamingSIMDExtensions，单一指令多数据流扩展)英特尔开发的第二代SIMD指令集，有70条指令，可以增强浮点和多媒体运算的速度。Intel于2003年5月10日正式推出了全新的三款IntelPentiumM处理器，采用Dothan核心，频率分别是1.7GHz、1.8GHz、2.0GHz，皆采用90纳米的制程技术，具备了更快的频率速度，及各项加强型设计，并崁入更大容量的高速缓存（L2Cache），来创造出更高的运算性能。目前推出的735、745、755的DothanCPU支持FSB400MHz、DDR333/266MHz。Dothan核心的CPU脚位定义兼容于Banias核心的CPU，因此目前采用Banias核心CPU的笔记本电脑，可以相当容易升级成Dothan核心的CPU，十分便利。厂商将目前的笔记本电脑升级，已经购买了笔记本电脑的消费者，也有十足的升级弹性Dothan核心和先前Banias核心的CPU大小相仿，但是晶体管数多了一倍，频率也提高了，高速缓存（L2Cache）并由1MB提升至2MB，而最大散热功率（TDP，ThermalDesignPower）21W，较Banias的24.5W低。因此Intel表示，多了一倍晶体管的DothanCPU，耗电量仅和Banias核心CPU相当，但却可提升整体效能达17％。架构方面来看，Dothan核心的CPU有专属堆栈管理（DedicatedStackManager）、微处理作业融合（Micro-opsFusion）、Intel笔记本电脑电压调整技术（IntelMVPIV，MobileVoltagePositioning）、强化IntelSpeedStep技术，支持先进电信运算架构（ATCA，AdvancedTelecomComputingArchitecture）机板的设计，加入了先进队列存取管理（EnhancedRegisterAccessManager）、先进数据预存取（EnhancedDataPrefacer）、应变型硅组件处理技术、强化缓存器存取技术。强化IntelSpeedStep技术可动态调整电压与频率，进一步延长了电池的续航力，且在省电模式下可以最低600MHz的频率运行。Dothan的最好伙伴应该是Intel915系列系列芯片组（Alviso），配合IntelPro/Wireless2915ABG无线模块共通组成最新的Sonoma移动平台，这才是众望所归的CentrinoII。但由于Dothan的延期，与之搭配的915系列芯片组也随之延期，Intel预计在今年三四季度时才会发布Sonoma移动平台的其它组件，因此5月9日Dothan上市之后，使用Dothan处理器的新机型也只能叫准迅驰II，因为这时的Dothan将依旧与400Mhz总线频率的855系列芯片组搭配.CPU插槽:CPU插槽主要分Socket和Slot两种。Socket插槽包括IntelPentium、PentiumMMX、AMDK6-2和K6-3等CPU专用的Socket7插座;IntelPentiumⅢcoppermine,CeleronⅡ(这不是Intel的官方命名，但为了和以前的两款Celeron相区别，我们暂时这样称呼).CyrixⅢ等专用的Socket370;AMDDuron和Thunderbird用的SocketA.Slot插槽包括IntelPentiumⅡ和PentiumⅢCPU的技術參數CPU中有“技術參數“﹐如“0.35µM“或“0.25µM“﹐技術參數的數据越小表明CPU的生產技術越先進﹐目前CPU主要采用CMOS（互補金屬氧化物半導体）技術﹒第一代的CPU是采用0.65µM工藝﹐后來逐向﹐0.35,0.25現在INTEL﹐AMD﹐CYRIX的等公司已經有0.18µM工藝產生，主要是采用銅技術﹐2001年已有0.13µM的工藝產生﹐采用銅制造工藝有以下优點﹕電阻小﹐發熱量小﹐整個CPU的体積小﹐集成度高﹐有效提高了CPU的速度﹒小结：迅驰平台是一个革命性的架构变化，相反，Dothan却仅仅是一个处理器的变化，它并不是第二代迅驰平台，真正的第二代迅驰平台应该是533MHz外频的Dothan、i915GM/PM(Alviso)系列芯片组和IntelPRO/Wireless2915AGB无线网卡三者的结合。这个Sonoma移动平台的出现，才能够从整体上使笔记本电脑的性能有大幅度的提升。CPU作为电脑的心脏，它从电脑启动到关闭都不停地作，对它的保养显得尤为重要，以利电脑勤快工作1.散热至上CPU的工作伴随着热量的产生，散热工夫不可少，CPU的正常工作温度为35～65℃，具体根据不同的CPU和不同的主频而定。散热风扇质量要够好，并且带有测速功能，这样与主板监控功能配合监测风扇工作情况。散热片的底层要厚的为佳，这样有利于储热，从而易于风扇主动散热。保障机箱内外的空气流通顺畅。散热好了，一部分不明原因的死机亦会减少。2.减压和避震CPU死于散热风扇扣具压力的惨剧时有所闻，主要表现在CPU的Die（即内核）被压毁。注意在安装散热风扇时用力要均匀，扣具的压力亦要适中，具体的可根据实际需要仔细调整扣具。另外现在风扇的转速可达6000转/分，这时出现了一个共振的问题，长期如此，CPU的Die有被磨坏的可能、CPU与CPU插座接触不良，解决的办法就是选择正规厂家出产的散热风扇，转速适当，扣具安装须正确。3.超频要合理现在主流的CPU频率都达1GHz以上了，这时超频的意义已不大。更多考虑的应是延长CPU寿命。如确实有需要超频，可考虑降电压超频。4.勤除灰尘、用好硅脂及其它灰尘要勤清除，不能让其积聚在CPU的表面上，以免造成短路烧毁CPU。硅脂在使用时要涂于CPU表面内核上，薄薄一层就可以，过量会有可能渗到CPU表面和插槽，造成毁坏。硅脂在使用一段时间后会干燥，这时可以除净后再重新涂上硅脂。改良的硅脂更要小心使用，因改良的硅脂通常是以加入碳粉（如铅笔笔芯粉末）和金属粉末，这时的硅脂有了导电的能力，在电脑运行时渗到CPU表面的电容上和插槽后果不堪设想。平时在摆弄CPU时要注意身体上的静电，特别在秋冬季节，消除方法可以是事前洗洗手或双手接触一会儿金属水管之类的导体，以保安全。结束