第3章 中央处理器

第3章中央处理器•知识要点●了解中央处理器发展史中的典型产品●认识各型CPU对应的插座●掌握检测CPU各项性能的方法【案例3.1】CPU的基础知识•中央处理器CPU（CentralProcessingUnit），也被称为MPU（MicroProcessingUnit，即微处理器），它是计算机的大脑，能进行算术运算和逻辑运算，对指令进行分析并产生操作和控制信号。•认识CPU结构特点（1）CPU的内部结构分为控制器、运算器和存储器三个部分，其工作原理可理解为CPU将应用程序发出的指令经过控制器进行分配，然后被传送到运算器进行处理，再将处理后的信息存储在存储器中，供其它应用程序调用。（2）CPU外形是一个正方形的片状结构，基板通常采用绿色或褐色的多层电路板，正面中间小小的硅晶片就是超大规模集成电路的CPU核心（英文名DIE）。图3-1IntelCPU外形图图3-4CPU背面的针脚（3）由于CPU在工作时发热量很大，因此通常安装在主板上的CPU部分由CPU及散热器组成，CPU散热器如图3-2所示。图3-2CPU散热器•了解CPU的发展•了解决定CPU性能的参数指标（1）主频、外频、倍频及三者间的关系主频=外频×倍频主频是CPU的标称运行频率，外频是系统总线的工作频率，倍频是外频与主频相差的倍数（2）缓存与CPU性能的关系①Cache（缓存）分为一级缓存L1Cache和二级缓存L2Cache。CPU硬件由CPU内核、L1、L2两级高速缓存以及相应的辅助电路组成。②CPU内核的工作速度（即主频）与两级缓存的容量和速度是影响CPU性能的重要因素，理论上L2Cache时钟频率越高，容量越大，CPU的性能越高。（3）前端总线频率与CPU性能的关系①CPU与北桥芯片间的通道被称为前端总线。②其工作频率（即前端总线频率，或称为FSB）越高，则数据传输率越高。（4）核心工作电压与CPU性能的关系①CPU的核心电压通常在1.5V至1.75V间。②提高核心电压可以提高CPU工作频率，其实质是通过提升核心电压来提高CPU的信号强度，这是超频时常采用的一种办法，但这样会使CPU发热量增加，因此一般超频时主要考虑超外频或倍频。（5）CPU的制造工艺与CPU性能的关系①CPU的制造工艺实际是指CPU在加工中核心电路的线宽，通常采用微米来度量。②目前主流CPU的制造工艺已达到了0.09μm，线宽越小，则可以提高集成度，使CPU的体积更小，耗电更少，性能更高。【案例小结】•CPU是影响计算机性能最重要的部件之一，因此它能够体现计算机配置的性能水平。本案例主要讲解了CPU的发展进程和主要生产厂商，介绍了Intel和AMD的CPU产品是目前主流CPU市场中的代表，以及各自推出的相应产品。还介绍了决定CPU性能的各种参数指标。【知识回顾与延伸】•CPU产品标识图3-5IntelPentium4产品标识图3-6CPU产品标识【案例3.2】认识CPU插座•要求如下：1．了解CPU接口的种类。2．识别主板上CPU插座。•主流CPU的接口有Socket370、Socket423、Socket478、SocketA（或称Socket462）、LGA775，以及随64位CPU出现的Socket603、Socket754等。采用ZIF的Socket接口和采用插槽式的SLOT1接口如图所示。图3-7采用ZIF的Socket370接口图3-8采用插槽式的SLOT1接口【案例小结】•本案例重点介绍了识别CPU插座，以及了解各类CPU插座之间的异同，知道不同插座能适用的CPU型号。由于CPU在发展进程中所采用的架构上的差异，使得PentiumⅡ开始以后的两大系列CPU不能在同一主板上使用，因此在CPU的购买及安装过程必须考虑CPU的接口方式。【案例3.3】检测CPU性能指标的方法•要求如下：1．掌握IntelCPU专用CPU测试软件的使用。2．掌握CPU测试软件WCPUID的使用。•IntelProcessorFrequencyIDUtility的使用（1）启动IntelProcessorFrequencyIDUtility软件后，单击“frequencyTest”按钮，即可检测CPU的主频，如图3-9所示。图3-9ProcessorFrequencyIDUtility检测CPU主频（3）单击“CPUIDData”按钮，即可检测CPU的特征属性，从窗口中可以看到检测到的CPU特征信息和对多媒体指令集的支持情况，如图3-10所示。图3-10检测CPU的特征属性•WCPUID的使用运行WCPUID软件，将会弹出“WCPUID/CPUStatus”窗口，如图所示图3-11WCPUID/CPUStatus窗口【案例小结】•本案例介绍了使用WCPUID和ProcessorFrequencyIDUtility两种工具软件检测CPU性能的方法，通过这两个检测工具软件，能更容易和详尽地了解当前CPU的性能数。