第2课时中央处理器CPU课件.ppt

1、第2课时 中央处理器-CPU第第2课时课时 中央处理器中央处理器CPU课时安排：2学时第2课时 中央处理器-CPU本章要点 CPU的发展史 CPU的主要性能指标 两大厂商CPU的介绍 CPU的识别第2课时 中央处理器-CPU学习目标 基于CPU在电脑中具有重要地位和作用，因此在选购电脑时，CPU的选购是相当关键的。本章从个人电脑微处理器的发展史开始讲解，并介绍了两大处理器厂商的CPU，讲述了辨识CPU的方法，让用户对CPU有一个较全面的认识，以便以教高的性价比选择合适自己的CPU。第2课时 中央处理器-CPU图2-P4 CPU 第2课时 中央处理器-CPUCPU的基本组成的基本组成 CPU由运

2、算器和控制器组成。它的内部结构可以分为逻辑运算单元、控制单元和存储单元三个部分。这三部分互相协调，进行分析、判断、运算并控制计算机各个部分协调工作。CPU中的运算器主要完成各种算术运算(加、减、乘、除)和逻辑运算(逻辑加、逻辑乘和逻辑非运算)；控制器主要用来读取各种指令，并对指令进行分析，做出相应的控制。此外，在CPU中还有若干个寄存器，它是CPU内部的临时存储单元。总的来说，CPU具有三个基本功能：读数据、处理数据和写数据(即将数据写到存储器中)。它是计算机中不可缺少的重要部分，如果一台计算机没有CPU，就好像一个人没有心脏一样。第2课时 中央处理器-CPUCPU的工作原理 CPU的工作原理

3、就象一个工厂对产品的加工过程：进入工厂的原料（指令），经过物资分配部门（控制单元）的调度分配，被送往生产线（逻辑运算单元），生产出成品（处理后的数据）后，再存储在仓库（存储器）中，最后等着拿到市场上去卖（交由应用程序使用）。第2课时 中央处理器-CPUCPU的分类第2课时 中央处理器-CPUCISCCISC技术和技术和RISCRISC技术技术 复杂指令集计算机CISC（complex instruction set computer）技术和简化指令集计算机RISC（reduced instruction set computer）技术是基于不同理论和构思的两种不同的CPU设计技术，CISC技术

4、的产生和应用均早于RISC。Intel公司在Pentium之前的CPU均属于CISC体系，从Pentium开始，将CISC和RISC结合，大多数指令是简化指令，但仍然保留了一部分复杂指令，而这部分指令是采用硬件来实现的，通过取两者之长，CPU可实现更高的性能。第2课时 中央处理器-CPUCPU的生产厂家的生产厂家 在CPU市场上，Intel和AMD之间的竞争非常激烈，Intel虽然占主导地位，但也受到AMD的挑战。此外，还出现了实力大增的VIA(威盛)和异军突起的Ransemta(全美达)。下面我们就来介绍这些知名厂家的CPU。1Intel系列系列 Intel公司的奔腾系列、赛扬系列是CPU的

5、首选。现在Intel公司最具影响力的CPU非奔腾4莫属。下面我们就来介绍Intel公司的几款主流CPU。第2课时 中央处理器-CPU 1)Intel Pentium处理器 Intel Pentium也称为经典奔腾(Intel Pentium Classic)，它是真正的第五代处理器。早期的Pentium 60和66分别工作在与系统总线频率相同的60 MHz和66 MHz两种频率下，没有倍频设置，而且最初的部分产品还有浮点运算错误，因此它并没有受到人们的欢迎。后来的Pentium处理器采用了现在一直使用的“外频倍频CPU工作频率”设置，工作频率有75、90、100、120、133、150、166

6、、200 MHz等规格。早期的奔腾75120 MHz处理器使用0.6 m的半导体制造工艺，后期120 MHz频率以上的奔腾则改用0.35 m半导体制造工艺，这有助于CPU频率的进一步提高。经典奔腾的供电电压均为3.3 V。第2课时 中央处理器-CPU 2)Intel Pentium MMX处理器 这是继Pentium后Intel又一个成功的产品，其生命力也相当顽强。Pentium MMX在原Pentium的基础上进行了重大的改进，增加了片内16 KB数据缓存和16 KB指令缓存，4路写缓存以及从Pentium Pro、Cyrix而来的分支预测单元和返回堆栈技术。特别是新增加的57条MMX多媒体

7、指令，使得Pentium MMX即使在运行非MMX优化的程序时也比同主频的Pentium CPU要快得多。57条MMX指令专门用来处理音频、视频等数据，这些指令可以大大缩短CPU在处理多媒体数据时的等待时间，使CPU拥有更强大的数据处理能力。与经典奔腾不同，Pentium MMX采用了双电压设计，其内核电压为2.8 V，系统I/O电压仍为原来的3.3 V。第2课时 中央处理器-CPU 3)Intel Pentium处理器 Intel Pentium 是新一代的奔腾处理器，主要有233、266、300、333、350、400、450 MHz七种规格。Pentium 的发展历经了三个阶段：第一阶段

8、的Pentium 代号为“Klamath”，使用0.35 m工艺制造，CPU核心电压为2.8 V，工作在66 MHz外频下，主要频率有233、266和300 MHz三种；第二阶段的Pentium 代号为 Deschutes，采用0.25 m工艺制造，由于工艺的改进，新一代Pentium 的核心电压大幅度下降，为2.0 V，工作频率也是66 MHz，主要频率有300、333 MHz等几种；第三阶段的Pentium 代号仍为“Deschutes，采用0.25 m制造工艺，核心电压2.0 V，工作在100 MHz外频下，主要频率有350、400和450 MHz三种。第2课时 中央处理器-CPU Pe

9、ntium 与传统的奔腾处理器有了很大的不同，最大的变化就是它采用了Slot 1架构，这从外表上就可以很明显地看出来。Pentium 处理器使用SEC(单边插接)与主板相连，根据其特有的双独立总线结构(D.I.B.)，Socket 7时代主板上的二级缓存被放进了CPU卡盒中并工作在处理器核心频率的一半以下，这就使得Pentium 的性能与Pentium相比有了比较大的提高。此外，Pentium 系列也包含有MMX指令集。第2课时 中央处理器-CPU 4)Intel Celeron处理器 虽然Pentium 的性能不错，但是其昂贵的价格使不少人把目光投向了Super 7。为了抢回失去的低端市场，

10、Intel推出了Celeron(赛扬)处理器。到目前为止，赛扬的发展也经历了三个阶段。第一阶段是代号为“Covington的赛扬266和300，采用0.25 m工艺制造，Slot 1架构，没有片内L2缓存。正因为如此，其整数运算能力很差，赛扬266的整数运算能力甚至还不及奔腾MMX 233高，由于L2缓存对浮点运算影响不大，因此赛扬的浮点运算能力与P一样出色。第2课时 中央处理器-CPU 第二阶段的赛扬代号为“Mendocino，采用0.25 m工艺制造，Slot 1架构，它与Covington最大的不同便是增加了整合在CPU内部的128 KB L2缓存，并以与CPU相同的频率工作。新的赛扬尽

11、管只有128 KB L2缓存(P L2缓存的1/4)，但是由于它以与CPU相同的频率工作，因此其性能大幅提高。第三阶段的赛扬采用了Socket 370架构，由于Mendocino的缓存集成在CPU内部，使得它所带的大块电路板变成了中看不中用的累赘，为了压低成本、降低售价，Intel便推出了与谁也不兼容的Socket 370接口的赛扬333和366。有Intel ZX芯片组与其配合，与赛扬300A相比，这种Socket 370接口的赛扬只是改变了接口方式并提高了主频(但还是运行在66 MHz的外频上)，其他没有任何变化。第2课时 中央处理器-CPU 5)Intel Pentium 处理器 Pen

12、tium 处理器是Intel的新一代产品，它采用0.25 s制造工艺，使用的是Katmai内核，新的SECC2插口。P 拥有32 KB一级缓存和512 KB二级缓存(运行在芯片核心速度的一半以下)，包含MMX指令和Intel自己的“3D”指令SSE。最初发行的P有450 MHz和500 MHz两种规格，其系统总线频率为100 MHz。第2课时 中央处理器-CPU 6)Pentium-Coppermine 1999年10月底，Intel正式发布代号为“Coppermine的新一代Pentium 处理器，其系统前端总线为133 MHz，CPU主频最高达到733 MHz。Coppermine采用全新

13、的核心设计，内置256 KB与CPU主频同步运行的二级缓存，并率先采用0.18 m的制造工艺。由于制造工艺的提高，新一代的Coppermine处理器的集成度大为提高，它的核心集成了2800万个晶体管，远远超过原来Katmai处理器的900万个晶体管数量。制造工艺的改进也使得单位面积的晶体管数量更多，CPU硅芯片可以做得更小，从而使芯片面积更小，功耗大为减小，成本也得以降低，这样，更适用于笔记本电脑使用。另外，它先进的缓存转换架构，使其在数据传输的带宽、系统响应周期等方面都比Katmai要快得多，因而整体性能比同频的Katmai有明显的提高。第2课时 中央处理器-CPU 奔腾4处理器除了将以前的

14、MMX和SSE加入指令集外，还增加了144个SIMD指令(也就是所谓的资料流SIMD延伸指令集2，即SSE2)。这些指令都支持128位的整数运算以及倍准度浮点运算，可以使CPU在处理相同的数据量时，仅仅需要一半的指令即可完成运算。这样就提高了微处理器处理数据的速度。第2课时 中央处理器-CPU 7)奔腾4 奔腾4以代号Willamette作为其核心，采用全新的NetBurst架构，在加速指令集方面增加了第二代的SSE2指令集，同时强调在Internet、平面处理、多媒体以及3D运行与处理上，可以发挥更好的效能。在封装结构上，奔腾4采用新改良的OLGA(Organic Land Gird Arr

15、ay)封装方式，与FC-PGA封装相当类似，同样都是采用Flip-Clip的方式，将芯片以镶嵌的方式固定在OLGA的电路基板上，而基板的底座则是采用423根脚位的PGA(Pin GridA Array)。为了避免FC-PGA的弱点，奔腾4处理器在芯片上盖了一层保护金属，这样可以避免CPU核心部分的芯片由于散热风扇摆动的压力而导致损坏。第2课时 中央处理器-CPU 2AMD系列系列 AMD成立于1969年，是世界上除了Intel公司之外的第二大CPU生产厂家。AMD的586级CPU代号为K5，产品型号为5k86。K5与Intel的奔腾系列CPU兼容，可以直接安装在一般P54C类主板上。对于586

16、类电脑来说，选择这种CPU经济实惠。K5处理器也是为了同奔腾处理器竞争而推出的产品，虽然K5推出的时间较晚，但在性能上比同档次的奔腾CPU要好。K5处理器具有24 KB的L1缓存，它的L2缓存存放于主板上，与系统的总线频率同步工作。K5的整数运算能力不如Cyrix的6x86，但比奔腾略强；浮点运算能力远不如奔腾，但比Cyrix强。除了K5之外，AMD公司又相继推出了K6、K6-2、K6-以及K7处理器。下面我们来介绍这几款AMD公同的主流CPU。第2课时 中央处理器-CPU 1)AMD K6处理器 AMD K6处理器是与Pentium MMX同档次的产品，其由原来的NexGen公司的686改装

17、而来，包含了全新的MMX指令以及64 KB L1缓存(比奔腾MMX整整大了一倍)，因此K6的整体性能要优于奔腾MMX。据测试，K6比相同速度的奔腾MMX快，基本相当于同主频P的水平。其弱点是需要使用MMX或浮点运算的应用程序时，与Intel相比速度较慢。K6采用的是双电压供电方式，K6-166、K6-200的内核电压为2.9 V，K6-233的内核电压是3.2 V。第2课时 中央处理器-CPU 2)AMD K6-2处理器 K6-2是AMD的拳头级产品，为了打败Intel，K6-2在K6的基础上做了大幅度的改进，其中最重要的一条便是支持3DNow!指令。3DNow!指令是对x86体系结构的重大突

18、破，它大大加强了处理3D图形和多媒体所需要的密集浮点运算能力。3DNow!技术优秀的3D表现，更加真实地重现3D图像以及大屏幕的声像效果。K6-2同时支持超标量MMX技术，100 MHz总线频率，这意味着系统与L2缓存和内存的传输速率提高将近50%，从而大大提高了整个系统的性能。此外，K6-2采用最新的0.25 m工艺制造，内含930万个晶体管(比K6多出了50万个)，核心电压为2.2 V；低电压使K6-2的发热量大幅降低。K6-2有266、300、333、350、380、400、450 MHz等不同频率的产品，与其相应的CPU外部频率也有66、95、100 MHz等几种。第2课时 中央处理器

19、-CPU 3)AMD K6-处理器 K6-是AMD公司在Socket 7领域的最后一款CPU，之后AMD全力转到K7和Slot A架构上去。K6-原来并不叫这个名字，而是顺延K6-2的名字叫K6-3，后来AMD为了和Intel的Pentium 相抗衡，才把K6-3改名为K6-。K6-依然基于K6-2的CTX内核，但和K6-2最大的不同就是K6-内部整合了256 KB的L2缓存，也就是说，K6-中L2缓存的运行速度与CPU核心速度相同。L2缓存的速度对系统性能影响非常大，Socket 7架构都把L2缓存做在主板上，使用66 MHz或100 MHz的速度运行，这与CPU动辄300、400 MHz的

20、速度相比，实在是瓶颈，Intel正是看到了这一不足，才在P、P 和赛扬内部整合L2缓存的。400、450和500 MHz三个版本的K6-依然采用0.25 m工艺制造，外频100 MHz，核心电压2.4 V。第2课时 中央处理器-CPU 4)AMD Athlon K7处理器 AMD公司的Athlon处理器又称K7，它不再使用Scoket 7架构而采用自己的Slot A架构。它包含2180万个晶体管，包含3DNow!和MMX指令集，使用025 m和0.18 m两种制造工艺。它拥有128 KB L1缓存(64 KB用于指令，另外64 KB用于数据，是Pentiun、Pentium 的32 KB Ll

21、缓存的四倍)、512 KB的L2缓存，其速度为处理器时钟频率的一半。K7的最大特点是采用了Digital Alpha CPU的EV6总线技术，总线设计速度达到200 MHz，而且还可能达到400 MHz或者更高。在理论上，它允许主板支持2个处理器。K7处理器的时钟频率为500850 MHz，并且在2000年3月AMD推出了1 GHz的Athlon(速龙)处理器。从Athlon 700开始，AMD开始采用0.18 m制造工艺(也有部分产品使用0.25 m制造工艺)，仍使用Slot A架构，核心电压是1.6 V或者1.7 V。第2课时 中央处理器-CPUCPU的封装技术 所谓封装是指安装半导体集成

22、电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁。第2课时 中央处理器-CPU封装形式 所谓CPU封装是CPU生产过程中的最后一道工序，封装是采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块固化在其中以防损坏的保护措施。从大的分类来看通常采用Socket插座进行安装的CPU使用PGA（栅格阵列）方式封装，而采用Slotx槽安装的CPU则全部采用SEC（单边接插盒）的形式封装。现在还有PLGA（PlasticLandGridArray）、OLGA（OrganicLandGridArray）等封装技术。第2课时 中央处理器-CPUCPU外观

23、的组成 当前的CPU如果从它的物理结构和外观上就可将其分为内核、基板、填充物、封装和接口等5个部分 第2课时 中央处理器-CPUCPU外观的组成基板接口封装电路板内核第2课时 中央处理器-CPUCPU的架构针脚式针脚式SocketSocket架构的架构的CPUCPUSocket 423插槽示意图第2课时 中央处理器-CPU插卡式的插卡式的SlotSlot架构的架构的CPUCPUSlot 1Slot 1架构的架构的CPUCPU插槽插槽Slot 1架构的插槽第2课时 中央处理器-CPU7、MIDI接口：声卡的MIDI接口和游戏杆接口是共用的。接口中的两个针脚用来传送MIDI信号，可连接各种MIDI

24、设备，例如电子键盘等。CPU就是我们所说的就是我们所说的“中央处理器中央处理器”英文全称英文全称Central Processing Unit 它是一块超大规模集成电路芯片，内部有几千万个到几亿个晶体管元件组成的十分复杂的电路，其中包括运算器、寄存器、控制器和总线（包括数据、控制、地址总线）等。它通过指令来进行运算和控制系统，它是整个系统的核心元件。我们知道，CPU需要通过某个接口与主板连接的才能进行工作。CPU经过这么多年的发展，采用的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。而目前CPU的接口都是针脚式接口，对应到主板上就有相应的插槽类型。CPU接口类型不同，在插孔数、体积、形状都有变化，

25、所以不能互相接插。Socket 478Socket 478接口是目前Pentium 4系列处理器所采用的接口类型，针脚数为478针。Socket 478的Pentium 4处理器面积很小，其针脚排列极为紧密。英特尔公司的Pentium 4系列和P4 赛扬系列都采用此接口。第2课时 中央处理器-CPUSocket ASocket A接口，也叫Socket 462，是目前AMD公司Athlon XP和Duron处理器的插座接口。Socket A接口具有462插空，可以支持133MHz外频。Socket 423Socket 423插槽是最初Pentium 4处理器的标准接口，Socket 423的外

26、形和前几种Socket类的插槽类似，对应的CPU针脚数为423。Socket 423插槽多是基于Intel 850芯片组主板，支持1.3GHz1.8GHz的Pentium 4处理器。不过随着DDR内存的流行，英特尔又开发了支持SDRAM及DDR内存的i845芯片组，CPU插槽也改成了Socket 478，Socket 423接口也就销声匿迹了。第2课时 中央处理器-CPU Socket 370 Socket 370架构是英特尔开发出来代替SLOT架构，外观上与Socket 7非常像，也采用零插拔力插槽，对应的CPU是370针脚。英特尔公司著名的“铜矿”和”图拉丁”系列CPU就是采用此接口。SL

27、OT 1 SLOT 1是英特尔公司为取代Socket 7而开发的CPU接口，并申请的专利。这样其它厂商就无法生产SLOT 1接口的产品。SLOT1接口的CPU不再是大家熟悉的方方正正的样子，而是变成了扁平的长方体，而且接口也变成了金手指，不再是插针形式。SLOT 1是英特尔公司为Pentium 系列CPU设计的插槽，其将Pentium CPU及其相关控制电路、二级缓存都做在一块子卡上，多数Slot 1主板使用100MHz外频。SLOT 1的技术结构比较先进，能提供更大的内部传输带宽和CPU性能。此种接口已经被淘汰，市面上已无此类接口的产品。第2课时 中央处理器-CPUSLOT 2 SLOT 2

28、用途比较专业，都采用于高端服务器及图形工作站的系统。所用的CPU也是很昂贵的Xeon(至强)系列。Slot 2与Slot 1相比，有许多不同。首先，Slot 2插槽更长，CPU本身也都要大一些。其次，Slot 2能够胜任更高要求的多用途计算处理，这是进入高端企业计算市场的关键所在。在当时标准服务器设计中，一般厂商只能同时在系统中采用两个 Pentium 处理器，而有了Slot 2设计后，可以在一台服务器中同时采用 8个处理器。而且采用Slot 2接口的Pentium CPU都采用了当时最先进的0.25微米制造工艺。支持SLOT 2接口的主板芯片组有440GX和450NX。SLOT A SLOT

29、 A接口类似于英特尔公司的SLOT 1接口，供AMD公司的K7 Athlon使用的。在技术和性能上，SLOT A主板可完全兼容原有的各种外设扩展卡设备。它使用的并不是Intel的P6 GTL+总线协议，而是Digital公司的Alpha总线协议EV6。EV6架构是种较先进的架构，它采用多线程处理的点到点拓扑结构，支持200MHz的总线频率。第2课时 中央处理器-CPU 活动活动2CPU的主要性能指标的主要性能指标 CPU品质的高低直接决定了一个计算机系统的档次，而CPU的主要技术指标可以反映出CPU的大致性能。下面介绍CPU的主要性能指标。第2课时 中央处理器-CPU 1)位、字节和字长 CP

30、U可以同时处理的二进制数据的位数是其最重要的一个标志。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。人们通常所说的16位机、32位机就是指该微机中的CPU可以同时处理16位、32位的二进制数据。早期有代表性的IBM PC/XT、IBM PC/AT与286机是16位机，386机和486机是32位机，586机则是64位的高档微机。通常将8 bit称为一个字节。字节的长度是固定的，而字长的长度是不固定的，对于不同的CPU，字长的长度也不一样。8 bit的CPU一次只能处理一个字节，而32 bit的CPU一次就能处理4个字节，字长为64 bit的CPU一次可以处理8个字节。第2课时

31、中央处理器-CPU 2)主频、外频和倍频 主频(CPU Clock Speed)也叫时钟频率，表示在CPU内数字脉冲信号振荡的速度。主频越高，CPU在一个时钟周期里所能完成的指令数也就越多，CPU的运算速度也就越快。CPU主频的高低与CPU的外频和倍频有关，其计算公式为：主频=外频倍频。外频是CPU与主板之间同步运行的速度，而且目前绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间同步运行的速度。在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接影响内存的访问速度，外频越高，CPU就可以同时接受更多的来自外围设备的数据，从而使整个系统的速度进一步提高。第2课时 中央处理器-CPU 倍频就是CPU的运行频率与整个系

32、统外频之间的倍数。在相同的外频下，倍频越高，CPU的频率也越高。实际上，在相同外频的前提下，高倍频的CPU本身意义并不大，单纯的一味追求高倍频而得到的高主频的CPU，就会出现明显的瓶颈(CPU从系统中得到的数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度)效应,可想而知,这无疑是一种浪费。从有关计算可以得知，CPU的外频在58倍的时候，其性能能够得到比较充分的发挥，如果超出这个数值,则都不是很完善。偏低还好说,不过是CPU本身运算速度慢而已，可高了以后就会出现显著的瓶颈效应，系统与CPU之间进行数据交换的速度跟不上CPU的运算速度，从而浪费CPU的计算能力。倍频是由主板设计时提供的，现在的主板已经从1

33、倍频提高到了9倍频。第2课时 中央处理器-CPU 主频主频是CPU的时钟频率或者说是内部工作频率。外频外频是系统总线的工作频率。倍频倍频是指CPU外频与主频相差的倍数。主频=倍频*外频第2课时 中央处理器-CPU 锁频是指CPU生产厂家在生产CPU时将CPU的倍频数锁定，现在的CPU基本上都锁定了倍频。超频是指将外频或倍频(由于现在的CPU被锁定倍频，超频时很少有人使用此项)人为地提高，使其工作频率超过额定的主频，从而提高其性能。第2课时 中央处理器-CPU 3)制造工艺 制造工艺是CPU发展史中一门重要的技术，在生产CPU的过程中，要进行加工各种电路和电子元件，制造导线连接各个元器件。其生产

34、的精度以微米来表示，精度越高，生产工艺越先进。早期的CPU大多采用0.5 m的制作工艺，后来随着CPU频率的提高，0.25 m制造工艺被普遍采用。在1999年底，Intel公司推出了采用0.18 m制作工艺的Pentium处理器，即Coppermine(铜矿)处理器。其更精细的工艺使得原有晶体管门电路更大限度地缩小了，能耗越来越低，CPU也就更省电。第2课时 中央处理器-CPU 4)内存总线速度 内存总线速度(Memory-Bus Speed)也就是系统总线速度，一般等同于CPU的外频。CPU处理的数据都由主存储器提供，主存储器就是内存。一般我们放在外存(磁盘或者各种存储介质)上面的资料都要通

35、过内存，再进入CPU进行处理，所以与内存之间的通道(也就是内存总线的速度)对整个系统的性能就显得尤为重要。由于内存和CPU之间的运行速度或多或少会有差异，因此便出现了二级缓存来协调两者之间的差异。内存总线速度是指CPU二级高速缓存和内存之间的通信速度。第2课时 中央处理器-CPU 5)缓存 缓存又称为高速缓存，是一块存储器，其容量和工作速率对提高计算机的速度有重要的作用。CPU的缓存分为两种，即Ll Cache(一级缓存)和L2 Cache(二级缓存)。Ll Cache指封装在CPU芯片内部的高速缓存，它用来暂时存储CPU运算器里的部分指令和数据。内部缓存的存取速度与CPU主频相同，容量单位一

36、般为KB。L2 Cache指CPU外部的高速缓存，用于协调CPU与内存的速度的差异。CPU的L2 Cache可以分为芯片内部和芯片外部两种。在CPU芯片内部的L2 Cache的运行速度与主频相同，而安装在CPU芯片外部的L2 Cache运行频率一般只有主频的1/2。第2课时 中央处理器-CPU 6)工作电压 工作电压(Supply Voltage)即CPU正常工作所需的电压。早期的CPU(286、386、486)由于制作工艺落后，因此工作电压较大，一般为5 V(奔腾是3.5 V、3 V、2.8 V等)左右，导致CPU的发热过高而影响CPU的寿命。现在随着CPU制作工艺的提高，工作电压一般为1.

37、52.0 V，低电压使耗电过大和发热过高问题得到了很好的解决。第2课时 中央处理器-CPU7）扩展总线速度 扩展总线速度是指CPU与扩展设备之间的数据传输速度。扩展总线是CPU与外部设备的桥梁。第2课时 中央处理器-CPU8）地址总线宽度 地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间，简单地说就是可以使用的内存空间。例如，386以上的微机系统，地址总线的宽度为32位，最多可以直接访问4GB 的物理空间，Intel酷睿I 7的地址总线宽度为64位，则可以访问的物理空间为16GB.计算公式为：地址总线宽度为n 位，则可以访问的物理空间为2n第2课时 中央处理器-CPU9）数据总线宽度数据总线负责

38、整个系统数据流量的大小，而数据总线宽度则决定了CPU与二级高速缓存、内存以及输入与输出设备之间一次数据传输信息量。第2课时 中央处理器-CPU 10)支持的指令集 为了提高计算机在多媒体、3D图形方面的应用能力，大量的处理器指令集应运而生，其中最著名的三种便是Intel的MMX、SSE和AMD的3DNow!指令集。MMX(Multi Media eXtension，多媒体扩展)指令集：是Intel公司于1996年推出的一项多媒体指令增强技术。MMX指令集中包括有57条多媒体指令，通过这些指令可以一次处理多个数据，在处理结果超过实际处理能力时也能进行正常处理。第2课时 中央处理器-CPU SSE

39、(Streaming SIMD Extensions，单指令多数据流扩展)指令集：是Intel公司在Pentium 处理器中率先推出的。SSE指令集包括了70条指令，其中包含提高3D图形运算效率的50条SIMD(单指令多数据技术)浮点运算指令、12条MMX整数运算增强指令、8条优化内存中连续数据块传输指令。理论上，这些指令对目前流行的图像处理、浮点处理、3D运算、视频处理、音频处理等诸多多媒体应用起到全面强化的作用。SSE指令与3DNow!指令彼此互不兼容，但SSE包含了3DNow!技术的绝大部分功能，只是实现的方法不同。第2课时 中央处理器-CPUSSE2指令集 SSE2指令就是增强的SSE

40、指令集的扩展，它在原来SSE指令集的基础上增加了一些指令，包括144条128位全新SIMD浮点管理指令，使得其P4处理器性能有大幅度提高。SSE2涉及了在多重的数据目标上立刻执行单个的指令（即SIMD简称单指令多数据流指令）。最重要的是SSE2能处理128位和两倍精密浮点运算。第2课时 中央处理器-CPUSSE3指令集 SSE3指令是目前规模最小的指令集，它只有13条指令。它共划分为五个应用层，分别为数据传输命令、数据处理命令、特殊处理命令、优化命令、超线程性能增强五个部分，其中超线程性能增强是一种全新的指令集，它可以提升处理器的超线程的处理能力，大大简化了超线程的数据处理过程，使处理器能够更

41、加快速的进行并行数据处理。第2课时 中央处理器-CPU 3DNow!指令集：AMD公司提出的3DNow!指令集出现在SSE指令集之前，并被AMD广泛应用于其K6-2、K6-3以及Athlon(K7)处理器上。3DNow!指令集技术其实就是21条机器码的扩展指令集。与Intel公司的MMX技术侧重于整数运算有所不同，3DNow!指令集主要针对三维建模、坐标变换和效果渲染等三维应用场合，在软件的配合下，可以大幅度提高3D处理性能。现在生产的所有x86的CPU都支持MMX，但Intel公司的CPU只支持SSE，AMD公司的CPU只支持3DNow!。第2课时 中央处理器-CPU 11)协处理器 协处理

42、器也叫数学协处理器，主要负责浮点运算。8088、286、386等微机CPU的浮点运算性能都相当落后。自从486以后，CPU一般都内置了协处理器，协处理器的功能也不再局限于增强浮点运算，含有内置协处理器的CPU，可以加快特定类型的数值计算，某些需要进行复杂计算的软件系统，如Auto CAD就需要协处理器支持。协处理器是一种芯片，可以减轻处理器的特定任务。第2课时 中央处理器-CPUCPU新技术新技术 1.超线程（Hyperthreading Technology）技术:一种可以将CPU内部暂时闲置处理资源充分“调动”起来的技术。2.LGA封装方式:用金属触点式封装取代了以往的针状插脚。.迅驰移动

43、技术 迅驰移动计算技术是英特尔的无线移动计算技术品牌。此品牌是最出色的英特尔笔记本电脑技术。该技术基于新的移动处理器微体系结构和无线功能，旨在获得超长电池寿命、轻薄外形参数和突破性移动性能的功能。第2课时 中央处理器-CPU活动活动3.CPU的选购的选购 前面我们对CPU的基本知识、接口标准和性能指标做了详细介绍，在选购CPU时，还应注意下面的问题。(1)首先应明确两点：一是自己买电脑是用来做什么工作的，二是自己的经济实力。从目前的情况来看，大多数的家庭用户购买电脑主要用来播放多媒体、玩游戏等，这样不防选择Intel的赛扬系列CPU或AMD的K7 CPU。如果用户对CPU性能有着较高要求，可以

44、选择Intel的奔腾4和AMD的Athlon。CPU的时钟频率越高，性能越好，价格也越贵。一般来说，新上市的产品价格较高，随着产量的扩大，价格会逐渐下降。第2课时 中央处理器-CPU (2)选择盒装还是散装。盒装的CPU包装美观漂亮，内部装有详细的说明书和质量保证书等相关证明，但是要比散装的价格高。购买盒装的CPU，可以保证售后服务，一般不会有假货。我们在购买盒装的CPU时，要注意商家提供的包装是否完整。购买时要当场打开包装，取出产品清单或说明书，认真核对其中说明的配件，并且要让商家在质量保证书上盖章，以防产品出了问题时商家赖账。散装的CPU一般是成批进货，不需要精美的包装或厂家说明。为了节省

45、开支，选购散装CPU也未尝不可。不过一定要慎重，小心上当受骗。第2课时 中央处理器-CPU (3)辨识CPU标识。在购买CPU时，认识其上面的编号是非常重要的。在CPU的背面标识了该CPU的主频、L2缓存、外频、核心电压、芯片编号、生产日期和产地等，像K6-3等CPU上还会看到I/O电压、倍频等。(4)防止购买假的CPU。我们在购买CPU时一定要注意Remark过的CPU。Remark指的是用较低额定工作频率的CPU冒充较高频率的CPU，也就是将其被动超频。第2课时 中央处理器-CPU (5)选购合适的CPU风扇。除了选购一块好的适合自己需要的CPU以外，一定不要忘了看看CPU的风扇是否合适。

46、CPU风扇是CPU自带的一个散热装置。在购买盒装的CPU时，一般都有与之配套的风扇。CPU风扇是由散热片和散热风扇两部分组成的，有时为了加强散热的效果，还在散热片上涂一层散热膏。一般的散装CPU不带散热风扇，在购买散装CPU后，不要忘了买一个合适的与CPU配套的风扇。例如，Socket 7 CPU要使用Socket 7专用风扇，Slot A CPU使用Slot A专用风扇，这样可以大大发挥CPU风扇的散热功能。CPU风扇的作用主要是将CPU在运行过程中产生的热量传导给紧贴CPU背面的散热片，然后通过CPU风扇的转动将热量散发出去，并将冷空气灌入散热片表面。如果CPU的散热装置不好或风扇损坏，C

47、PU就可能积蓄大量的热量，经常出现死机现象，严重时还会烧坏CPU。第2课时 中央处理器-CPU本章详细讲述了本章详细讲述了CPU的发展、性能参数和类型。的发展、性能参数和类型。CPU的的更新发展太快，因此用户在选购更新发展太快，因此用户在选购CPU的时候要本着够用和稍的时候要本着够用和稍微超前一点的原则，不能期望一步到位，因为新的微超前一点的原则，不能期望一步到位，因为新的CPU速度速度增加很快，而增加很快，而CPU又是整个计算机的核心，并且价格不菲，又是整个计算机的核心，并且价格不菲，因此对广大用户来说，应该根据计算机的实际用途和自己的因此对广大用户来说，应该根据计算机的实际用途和自己的实际情况，选购所需的实际情况，选购所需的CPU。