CPU和主板技術(shù)用語詳解

1、.CPU和主板技術(shù)用語詳解首先是CPU篇一、適用類型CPU適用類型是指該處理器所適用的應(yīng)用類型，針對不同用戶的不同需求、不同應(yīng)用范圍，CPU被設(shè)計成各不一樣的類型，即分為嵌入式和通用式、微控制式。嵌入式CPU主要用于運行面向特定領(lǐng)域的專用程序，裝備輕量級操作系統(tǒng)，其應(yīng)用極其廣泛，像挪動 、DVD、機頂盒等都是使用嵌入式CPU。微控制式CPU主要用于汽車空調(diào)、自動機械等自控設(shè)備領(lǐng)域。而通用式CPU追求高性能，主要用于高性能個人計算機系統(tǒng)即PC臺式機、效勞器工作站以及筆記本三種。臺式機的CPU，就是平常大部分場合所提到的應(yīng)用于PC的CPU，平常所說Intel的奔騰4、賽揚、AMD的AthlonXP

2、等等都屬于此類CPU。應(yīng)用于效勞器和工作站上的CPU，因其針對的應(yīng)用范圍，所以此類CPU在穩(wěn)定性、處理速度、同時處理任務(wù)的數(shù)量等方面的要求都要高于單機CPU。其中效勞器工作站CPU的高可靠性是普通CPU所無法比較的，因為大多數(shù)的效勞器都要滿足每天24小時、每周7天的滿符合工作要求。由于效勞器工作站數(shù)據(jù)處理量很大，需要采用多CPU并行處理構(gòu)造，即一臺效勞器中安裝2、4、8等多個CPU，需要注意的是，并行構(gòu)造需要的CPU必須為偶數(shù)個。對于效勞器而言，多處理器可用于數(shù)據(jù)庫處理等高負(fù)荷高速度應(yīng)用；而對于工作站，多處理器系統(tǒng)那么可以用于三維圖形制作和動畫文件編碼等單處理器無法實現(xiàn)的高處理速度應(yīng)用。另外許

3、多CPU的新技術(shù)都是率先開發(fā)應(yīng)用于效勞器工作站CPU中。在最早期的CPU設(shè)計中并沒有單獨的筆記本CPU，均采用與臺式機的CPU，后來隨著筆記本電腦的散熱和體積成為開展的瓶頸時，才逐漸消費出筆記本專用CPU。受筆記本內(nèi)部空間、散熱和電池容量的限制，筆記本CPU在外觀尺寸、功耗耗電量方面都有很高的要求。筆記本電池性能是非常重要的性能，CPU的功耗大小對電池使用時間有著最直接的影響，所以為了降低功耗筆記本處理器中都包含有一些節(jié)能技術(shù)。在無線網(wǎng)絡(luò)將要獲得更多應(yīng)用的如今，筆記本CPU還增加了一些定制的針對無線通信的功能。效勞器CPU和筆記本CPU都包含有各自獨特的專有技術(shù)，都是為了更好的在各自的工作條件

4、下發(fā)揮出更好的性能。比方效勞器的多CPU并行處理，以及多核多線程技術(shù)；筆記本CPU的SpeedStep可自動調(diào)整工作頻率及電壓節(jié)能技術(shù)。封裝方式三者也有不同之處，筆記本CPU是三者中最小最薄的一種，因為筆記本處理器的體積需要更小，耐高溫的性能要更佳，因此在制造工藝上要求也就更高。三者在穩(wěn)定性中以效勞器CPU最強，因為其設(shè)計時就要求有極低的錯誤率，部分產(chǎn)品甚至要求全年滿負(fù)荷工作，故障時間不能超過5分鐘。臺式機CPU工作電壓和功耗都高于筆記本CPU，通常臺式機CPU的測試溫度上限為75攝氏度，超過75攝氏度，工作就會不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)問題；而筆記本CPU的測試溫度上限為100攝氏度；效勞器CPU需要

5、長時間的穩(wěn)定工作，在散熱方面的要求就更高了。在選購整機尤其是有特定功能的計算機如筆記本、效勞器等時，需要注意CPU的適用類型，選用不適宜的CPU類型，一方面會影響整機的系統(tǒng)性能，另一方面會加大計算機的維護(hù)本錢。單獨選購CPU時候也要注意CPU的適用類型，建議按照詳細(xì)應(yīng)用的需求來購置CPU。二、系列型號CPU廠商會給屬于同一系列的CPU產(chǎn)品定一個系列型號，而系列型號那么是用于區(qū)分CPU性能的重要標(biāo)示。英特爾公司的主要CPU系列型號有Pentium、Pentium Pro、Pentium II、Pentium III、Pentium 4、Pentium 4EE、Pentium-m、Celeron、

6、Celeron II、Celeron III、Celeron IV、Celeron D、Xeon等等。而AMD公司那么有K5、K6、K6-2、Duron、Athlon XP、Sempron、Athlon 64、Opteron等等。三、接口類型我們知道，CPU需要通過某個接口與主板連接的才能進(jìn)展工作。CPU經(jīng)過這么多年的開展，采用的接口方式有引腳式、卡式、觸點式、針腳式等。而目前CPU的接口都是針腳式接口，對應(yīng)到主板上就有相應(yīng)的插槽類型。CPU接口類型不同，在插孔數(shù)、體積、形狀都有變化，所以不能互相接插。Socket 775 Socket 775又稱為Socket T，是目前應(yīng)用于Intel L

7、GA775封裝的CPU所對應(yīng)的接口，目前采用此種接口的有LGA775封裝的Pentium 4、Pentium 4EE、Celeron D等CPU。與以前的Socket 478接口CPU不同，Socket 775接口CPU的底部沒有傳統(tǒng)的針腳，而代之以775個觸點，即并非針腳式而是觸點式，通過與對應(yīng)的Socket 775插槽內(nèi)的775根觸針接觸來傳輸信號。Socket 775接口不僅可以有效提升處理器的信號強度、提升處理器頻率，同時也可以進(jìn)步處理器消費的良品率、降低消費本錢。隨著Socket 478的逐漸淡出，Socket 775將成為今后所有Intel桌面CPU的標(biāo)準(zhǔn)接口。Socket 754

8、 Socket 754是2003年9月AMD64位桌面平臺最初發(fā)布時的CPU接口，目前采用此接口的有低端的Athlon 64和高端的Sempron，具有754根CPU針腳。隨著Socket 939的普及，Socket 754最終也會逐漸淡出。Socket 939 Socket 939是AMD公司2004年6月才推出的64位桌面平臺接口標(biāo)準(zhǔn)，目前采用此接口的有高端的Athlon 64以及Athlon 64 FX，具有939根CPU針腳。Socket 939處理器和與過去的Socket 940插槽是不能混插的，但是，Socket 939仍然使用了一樣的CPU風(fēng)扇系統(tǒng)形式，因此以前用于Socket

9、940和Socket 754的風(fēng)扇同樣可以使用在Socket 939處理器。Socket 940 Socket 940是最早發(fā)布的AMD64位接口標(biāo)準(zhǔn)，具有940根CPU針腳，目前采用此接口的有效勞器/工作站所使用的Opteron以及最初的Athlon 64 FX。隨著新出的Athlon 64 FX改用Socket 939接口，所以Socket 940將會成為Opteron的專用接口。Socket 603 Socket 603的用處比較專業(yè)，應(yīng)用于Intel方面高端的效勞器/工作站平臺，采用此接口的CPU是Xeon MP和早期的Xeon，具有603根CPU針腳。Socket 603接口的CPU

10、可以兼容于Socket 604插槽。Socket 604與Socket 603相仿，Socket 604仍然是應(yīng)用于Intel方面高端的效勞器/工作站平臺，采用此接口的CPU是533MHz和800MHz FSB的Xeon。Socket 604接口的CPU不能兼容于Socket 603插槽。Socket 478 Socket 478接口是目前Pentium 4系列處理器所采用的接口類型，針腳數(shù)為478針。Socket 478的Pentium 4處理器面積很小，其針腳排列極為嚴(yán)密。英特爾公司的Pentium 4系列和P4賽揚系列都采用此接口。Socket ASocket A接口，也叫Socket

11、462，是目前AMD公司Athlon XP和Duron處理器的插座接口。Socket A接口具有462插空，可以支持133MHz外頻。Socket 423 Socket 423插槽是最初Pentium 4處理器的標(biāo)準(zhǔn)接口，Socket 423的外形和前幾種Socket類的插槽類似，對應(yīng)的CPU針腳數(shù)為423。Socket 423插槽多是基于Intel 850芯片組主板，支持1.3GHz1.8GHz的Pentium 4處理器。不過隨著DDR內(nèi)存的流行，英特爾又開發(fā)了支持SDRAM及DDR內(nèi)存的i845芯片組，CPU插槽也改成了Socket 478，Socket 423接口也就銷聲匿跡了。Sock

12、et 370 Socket 370架構(gòu)是英特爾開發(fā)出來代替SLOT架構(gòu)，外觀上與Socket 7非常像，也采用零插拔力插槽，對應(yīng)的CPU是370針腳。英特爾公司著名的銅礦和圖拉丁系列CPU就是采用此接口。SLOT 1SLOT 1是英特爾公司為取代Socket 7而開發(fā)的CPU接口，并申請的專利。這樣其它廠商就無法消費SLOT 1接口的產(chǎn)品。SLOT1接口的CPU不再是大家熟悉的方方正正的樣子，而是變成了扁平的長方體，而且接口也變成了金手指，不再是插針形式。SLOT 1是英特爾公司為Pentium系列CPU設(shè)計的插槽，其將PentiumCPU及其相關(guān)控制電路、二級緩存都做在一塊子卡上，多數(shù)Slo

13、t 1主板使用100MHz外頻。SLOT 1的技術(shù)構(gòu)造比較先進(jìn)，能提供更大的內(nèi)部傳輸帶寬和CPU性能。此種接口已經(jīng)被淘汰，市面上已無此類接口的產(chǎn)品。SLOT 2SLOT 2用處比較專業(yè)，都采用于高端效勞器及圖形工作站的系統(tǒng)。所用的CPU也是很昂貴的Xeon至強系列。Slot 2與Slot 1相比，有許多不同。首先，Slot 2插槽更長，CPU本身也都要大一些。其次，Slot 2可以勝任更高要求的多用處計算處理，這是進(jìn)入高端企業(yè)計算市場的關(guān)鍵所在。在當(dāng)時標(biāo)準(zhǔn)效勞器設(shè)計中，一般廠商只能同時在系統(tǒng)中采用兩個Pentium處理器，而有了Slot 2設(shè)計后，可以在一臺效勞器中同時采用8個處理器。而且采用

14、Slot 2接口的PentiumCPU都采用了當(dāng)時最先進(jìn)的0.25微米制造工藝。支持SLOT 2接口的主板芯片組有440GX和450NX。SLOT ASLOT A接口類似于英特爾公司的SLOT 1接口，供AMD公司的K7 Athlon使用的。在技術(shù)和性能上，SLOT A主板可完全兼容原有的各種外設(shè)擴展卡設(shè)備。它使用的并不是Intel的P6 GTL+總線協(xié)議，而是Digital公司的Alpha總線協(xié)議EV6。EV6架構(gòu)是種較先進(jìn)的架構(gòu)，它采用多線程處理的點到點拓?fù)錁?gòu)造，支持200MHz的總線頻率。四、針腳數(shù)目前CPU都采用針腳式接口與主板相連，而不同的接口的CPU在針腳數(shù)上各不一樣。CPU接口類

15、型的命名，習(xí)慣用針腳數(shù)來表示，比方目前Pentium 4系列處理器所采用的Socket 478接口，其針腳數(shù)就為478針；而Athlon XP系列處理器所采用的Socket 462接口，其針腳數(shù)就為462針。接口類型針腳數(shù)SOCKET 775 775 SOCKET 939 939 SOCKET 940 940 SOCKET 754 754 SOCKET A462462 SOCKET 478 478 SOCKET 604 604 SOCKET 603 603 SOCKET 423 423 SOCKET 370 370五、主頻在電子技術(shù)中，脈沖信號是一個按一定電壓幅度，一定時間間隔連續(xù)發(fā)出的脈沖信

16、號。脈沖信號之間的時間間隔稱為周期；而將在單位時間如1秒內(nèi)所產(chǎn)生的脈沖個數(shù)稱為頻率。頻率是描繪周期性循環(huán)信號包括脈沖信號在單位時間內(nèi)所出現(xiàn)的脈沖數(shù)量多少的計量名稱；頻率的標(biāo)準(zhǔn)計量單位是Hz赫。電腦中的系統(tǒng)時鐘就是一個典型的頻率相當(dāng)準(zhǔn)確和穩(wěn)定的脈沖信號發(fā)生器。頻率在數(shù)學(xué)表達(dá)式中用f表示，其相應(yīng)的單位有：Hz赫、kHz千赫、MHz兆赫、GHz吉赫。其中1GHz=1000MHz，1MHz=1000kHz，1kHz=1000Hz。計算脈沖信號周期的時間單位及相應(yīng)的換算關(guān)系是：s秒、ms毫秒、s微秒、ns納秒，其中：1s=1000ms，1 ms=1000s，1s=1000ns。CPU的主頻，即CPU內(nèi)核

17、工作的時鐘頻率CPU Clock Speed。通常所說的某某CPU是多少兆赫的，而這個多少兆赫就是CPU的主頻。很多人認(rèn)為CPU的主頻就是其運行速度，其實不然。CPU的主頻表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度，與CPU實際的運算才能并沒有直接關(guān)系。主頻和實際的運算速度存在一定的關(guān)系，但目前還沒有一個確定的公式可以定量兩者的數(shù)值關(guān)系，因為CPU的運算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標(biāo)緩存、指令集，CPU的位數(shù)等等。由于主頻并不直接代表運算速度，所以在一定情況下，很可能會出現(xiàn)主頻較高的CPU實際運算速度較低的現(xiàn)象。比方AMD公司的AthlonXP系列CPU大多都能已較低的主頻，到達(dá)英特爾公

18、司的Pentium 4系列CPU較高主頻的CPU性能，所以AthlonXP系列CPU才以PR值的方式來命名。因此主頻僅是CPU性能表現(xiàn)的一個方面，而不代表CPU的整體性能。CPU的主頻不代表CPU的速度，但進(jìn)步主頻對于進(jìn)步CPU運算速度卻是至關(guān)重要的。舉個例子來說，假設(shè)某個CPU在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條運算指令，那么當(dāng)CPU運行在100MHz主頻時，將比它運行在50MHz主頻時速度快一倍。因為100MHz的時鐘周期比50MHz的時鐘周期占用時間減少了一半，也就是工作在100MHz主頻的CPU執(zhí)行一條運算指令所需時間僅為10ns比工作在50MHz主頻時的20ns縮短了一半，自然運算速度也就快了一

19、倍。只不過電腦的整體運行速度不僅取決于CPU運算速度，還與其它各分系統(tǒng)的運行情況有關(guān)，只有在進(jìn)步主頻的同時，各分系統(tǒng)運行速度和各分系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸速度都能得到進(jìn)步后，電腦整體的運行速度才能真正得到進(jìn)步。進(jìn)步CPU工作主頻主要受到消費工藝的限制。由于CPU是在半導(dǎo)體硅片上制造的，在硅片上的元件之間需要導(dǎo)線進(jìn)展聯(lián)接，由于在高頻狀態(tài)下要求導(dǎo)線越細(xì)越短越好，這樣才能減小導(dǎo)線分布電容等雜散干擾以保證CPU運算正確。因此制造工藝的限制，是CPU主頻開展的最大障礙之一。六、封裝技術(shù)所謂封裝技術(shù)是一種將集成電路用絕緣的塑料或陶瓷材料打包的技術(shù)。以CPU為例，我們實際看到的體積和外觀并不是真正的CPU內(nèi)核的大

20、小和相貌，而是CPU內(nèi)核等元件經(jīng)過封裝后的產(chǎn)品。封裝對于芯片來說是必須的，也是至關(guān)重要的。因為芯片必須與外界隔離，以防止空氣中的雜質(zhì)對芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降。另一方面，封裝后的芯片也更便于安裝和運輸。由于封裝技術(shù)的好壞還直接影響到芯片自身性能的發(fā)揮和與之連接的PCB印制電路板的設(shè)計和制造，因此它是至關(guān)重要的。封裝也可以說是指安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼，它不僅起著安放、固定、密封、保護(hù)芯片和增強導(dǎo)熱性能的作用，而且還是溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路的橋梁?芯片上的接點用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印刷電路板上的導(dǎo)線與其他器件建立連接。因此，對于很多集成電路產(chǎn)品而言，封裝技

21、術(shù)都是非常關(guān)鍵的一環(huán)。目前采用的CPU封裝多是用絕緣的塑料或陶瓷材料包裝起來，能起著密封和進(jìn)步芯片電熱性能的作用。由于如今處理器芯片的內(nèi)頻越來越高，功能越來越強，引腳數(shù)越來越多，封裝的外形也不斷在改變。封裝時主要考慮的因素：芯片面積與封裝面積之比為進(jìn)步封裝效率，盡量接近1：1引腳要盡量短以減少延遲，引腳間的間隔 盡量遠(yuǎn)，以保證互不干擾，進(jìn)步性能基于散熱的要求，封裝越薄越好作為計算機的重要組成部分，CPU的性能直接影響計算機的整體性能。而CPU制造工藝的最后一步也是最關(guān)鍵一步就是CPU的封裝技術(shù)，采用不同封裝技術(shù)的CPU，在性能上存在較大差距。只有高品質(zhì)的封裝技術(shù)才能消費出完美的CPU產(chǎn)品。CP

22、U芯片的封裝技術(shù)：DIP技術(shù)QFP技術(shù)PFP技術(shù)PGA技術(shù)BGA技術(shù)目前較為常見的封裝形式：OPGA封裝mPGA封裝CPGA封裝FC-PGA封裝FC-PGA2封裝OOI封裝PPGA封裝S.E.C.C.封裝S.E.C.C.2封裝S.E.P.封裝PLGA封裝CuPGA封裝七、核心類型核心Die又稱為內(nèi)核，是CPU最重要的組成部分。CPU中心那塊隆起的芯片就是核心，是由單晶硅以一定的消費工藝制造出來的，CPU所有的計算、承受/存儲命令、處理數(shù)據(jù)都由核心執(zhí)行。各種CPU核心都具有固定的邏輯構(gòu)造，一級緩存、二級緩存、執(zhí)行單元、指令級單元和總線接口等邏輯單元都會有科學(xué)的布局。為了便于CPU設(shè)計、消費、銷售

23、的管理，CPU制造商會對各種CPU核心給出相應(yīng)的代號，這也就是所謂的CPU核心類型。不同的CPU不同系列或同一系列都會有不同的核心類型例如Pentium 4的Northwood，Willamette以及K6-2的CXT和K6-2+的ST-50等等，甚至同一種核心都會有不同版本的類型例如Northwood核心就分為B0和C1等版本，核心版本的變更是為了修正上一版存在的一些錯誤，并提升一定的性能，而這些變化普通消費者是很少去注意的。每一種核心類型都有其相應(yīng)的制造工藝?yán)?.25um、0.18um、0.13um以及0.09um等、核心面積這是決定CPU本錢的關(guān)鍵因素，本錢與核心面積根本上成正比、核心

24、電壓、電流大小、晶體管數(shù)量、各級緩存的大小、主頻范圍、流水線架構(gòu)和支持的指令集這兩點是決定CPU實際性能和工作效率的關(guān)鍵因素、功耗和發(fā)熱量的大小、封裝方式例如S.E.P、PGA、FC-PGA、FC-PGA2等等、接口類型例如Socket 370，Socket A，Socket 478，Socket T，Slot 1、Socket 940等等、前端總線頻率FSB等等。因此，核心類型在某種程度上決定了CPU的工作性能。一般說來，新的核心類型往往比老的核心類型具有更好的性能例如同頻的Northwood核心Pentium 41.8A GHz就要比Willamette核心的Pentium 41.8GHz

25、性能要高，但這也不是絕對的，這種情況一般發(fā)生在新核心類型剛推出時，由于技術(shù)不完善或新的架構(gòu)和制造工藝不成熟等原因，可能會導(dǎo)致新的核心類型的性能反而還不如老的核心類型的性能。例如，早期Willamette核心Socket 423接口的Pentium 4的實際性能不如Socket 370接口的Tualatin核心的Pentium III和賽揚，如今的低頻Prescott核心Pentium 4的實際性能不如同頻的Northwood核心Pentium 4等等，但隨著技術(shù)的進(jìn)步以及CPU制造商對新核心的不斷改進(jìn)和完善，新核心的中后期產(chǎn)品的性能必然會超越老核心產(chǎn)品。CPU核心的開展方向是更低的電壓、更低的

26、功耗、更先進(jìn)的制造工藝、集成更多的晶體管、更小的核心面積這會降低CPU的消費本錢從而最終會降低CPU的銷售價格、更先進(jìn)的流水線架構(gòu)和更多的指令集、更高的前端總線頻率、集成更多的功能例如集成內(nèi)存控制器等等以及雙核心和多核心也就是1個CPU內(nèi)部有2個或更多個核心等。CPU核心的進(jìn)步對普通消費者而言，最有意義的就是能以更低的價格買到性能更強的CPU。在CPU漫長的歷史中伴隨著紛繁復(fù)雜的CPU核心類型，以下分別就Intel CPU和AMD CPU的主流核心類型作一個簡介。主流核心類型介紹僅限于臺式機CPU，不包括筆記本CPU和效勞器/工作站CPU，而且不包括比較老的核心類型。INTEL核心Tualat

27、in這也就是大名鼎鼎的圖拉丁核心，是Intel在Socket 370架構(gòu)上的最后一種CPU核心，采用0.13um制造工藝，封裝方式采用FC-PGA2和PPGA，核心電壓也降低到了1.5V左右，主頻范圍從1GHz到1.4GHz，外頻分別為100MHz賽揚和133MHzPentium III，二級緩存分別為512KBPentium III-S和256KBPentium III和賽揚，這是最強的Socket 370核心，其性能甚至超過了早期低頻的Pentium 4系列CPU。Willamette這是早期的Pentium 4和P4賽揚采用的核心，最初采用Socket 423接口，后來改用Socket

28、478接口賽揚只有1.7GHz和1.8GHz兩種，都是Socket 478接口，采用0.18um制造工藝，前端總線頻率為400MHz，主頻范圍從1.3GHz到2.0GHzSocket 423和1.6GHz到2.0GHzSocket 478，二級緩存分別為256KBPentium 4和128KB賽揚，注意，另外還有些型號的Socket 423接口的Pentium 4居然沒有二級緩存！核心電壓1.75V左右，封裝方式采用Socket 423的PPGA INT2，PPGA INT3，OOI 423-pin，PPGA FC-PGA2和Socket 478的PPGA FC-PGA2以及賽揚采用的PPGA

29、等等。Willamette核心制造工藝落后，發(fā)熱量大，性能低下，已經(jīng)被淘汰掉，而被Northwood核心所取代。Northwood這是目前主流的Pentium 4和賽揚所采用的核心，其與Willamette核心最大的改進(jìn)是采用了0.13um制造工藝，并都采用Socket 478接口，核心電壓1.5V左右，二級緩存分別為128KB賽揚和512KBPentium 4，前端總線頻率分別為400/533/800MHz賽揚都只有400MHz，主頻范圍分別為2.0GHz到2.8GHz賽揚，1.6GHz到2.6GHz400MHz FSB Pentium 4，2.26GHz到3.06GHz533MHz FSB

30、 Pentium 4和2.4GHz到3.4GHz800MHz FSB Pentium 4，并且3.06GHz Pentium 4和所有的800MHz Pentium 4都支持超線程技術(shù)Hyper-Threading Technology，封裝方式采用PPGA FC-PGA2和PPGA。按照Intel的規(guī)劃，Northwood核心會很快被Prescott核心所取代。Prescott這是Intel新的CPU核心，最早使用在Pentium 4上，如今低端的賽揚D也大量使用此核心，其與Northwood最大的區(qū)別是采用了0.09um制造工藝和更多的流水線構(gòu)造，初期采用Socket 478接口，以后會全

31、部轉(zhuǎn)到LGA 775接口，核心電壓1.25-1.525V，前端總線頻率為533MHz不支持超線程技術(shù)和800MHz支持超線程技術(shù)，主頻分別為533MHz FSB的2.4GHz和2.8GHz以及800MHz FSB的2.8GHz、3.0GHz、3.2GHz和3.4GHz，其與Northwood相比，其L1數(shù)據(jù)緩存從8KB增加到16KB，而L2緩存那么從512KB增加到1MB，封裝方式采用PPGA。按照Intel的規(guī)劃，Prescott核心會很快取代Northwood核心并且很快就會推出Prescott核心533MHz FSB的賽揚。Prescott 2M Prescott 2M是Intel在臺式

32、機上使用的核心，與Prescott不同，Prescott 2M支持EM64T技術(shù)，也就說可以使用超過4G內(nèi)存，屬于64位CPU，這是Intel第一款使用64位技術(shù)的臺式機CPU。Prescott 2M核心使用90nm制造工藝，集成2M二級緩存，800或者1066MHz前端總線。目前來說P4的6系列和P4EE CPU使用Prescott 2M核心。Prescott 2M本身的性能并不是特別出眾，不過由于集成了大容量二級緩存和使用較高的頻率，性能仍然有提升。此外Prescott 2M核心支持增強型IntelSpeedStep技術(shù)EIST，這技術(shù)完全與英特爾的挪動處理器中節(jié)能機制一樣，它可以讓Pen

33、tium 46系列處理器在低負(fù)載的時候降低工作頻率，這樣可以明顯降低它們在運行時的工作熱量及功耗。AMD CPU核心Athlon XP的核心類型Athlon XP有4種不同的核心類型，但都有共同之處：都采用Socket A接口而且都采用PR標(biāo)稱值標(biāo)注。Palomino這是最早的Athlon XP的核心，采用0.18um制造工藝，核心電壓為1.75V左右，二級緩存為256KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻率為266MHz。Thoroughbred這是第一種采用0.13um制造工藝的Athlon XP核心，又分為Thoroughbred-A和Thoroughbred-B兩種版本，核心電壓1.6

34、5V-1.75V左右，二級緩存為256KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻率為266MHz和333MHz。Thorton采用0.13um制造工藝，核心電壓1.65V左右，二級緩存為256KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻率為333MHz。可以看作是屏蔽了一半二級緩存的Barton。Barton采用0.13um制造工藝，核心電壓1.65V左右，二級緩存為512KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻率為333MHz和400MHz。新Duron的核心類型AppleBred采用0.13um制造工藝，核心電壓1.5V左右，二級緩存為64KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻率為266MHz。沒有采

35、用PR標(biāo)稱值標(biāo)注而以實際頻率標(biāo)注，有1.4GHz、1.6GHz和1.8GHz三種。Athlon 64系列CPU的核心類型Sledgehammer Sledgehammer是AMD效勞器CPU的核心，是64位CPU，一般為940接口，0.13微米工藝。Sledgehammer功能強大，集成三條HyperTransprot總線，核心使用12級流水線，128K一級緩存、集成1M二級緩存，可以用于單路到8路CPU效勞器。Sledgehammer集成內(nèi)存控制器，比起傳統(tǒng)上位于北橋的內(nèi)存控制器有更小的延時，支持雙通道DDR內(nèi)存，由于是效勞器CPU，當(dāng)然支持ECC校驗。Clawhammer采用0.13um制

36、造工藝，核心電壓1.5V左右，二級緩存為1MB，封裝方式采用mPGA，采用Hyper Transport總線，內(nèi)置1個128bit的內(nèi)存控制器。采用Socket 754、Socket 940和Socket 939接口。Newcastle其與Clawhammer的最主要區(qū)別就是二級緩存降為512KB這也是AMD為了市場需要和加快推廣64位CPU而采取的相對低價政策的結(jié)果，其它性能根本一樣。Wincheste Wincheste是比較新的AMD Athlon 64CPU核心，是64位CPU，一般為939接口，0.09微米制造工藝。這種核心使用200MHz外頻，支持1GHyperTransprot總

37、線，512K二級緩存，性價比較好。Wincheste集成雙通道內(nèi)存控制器，支持雙通道DDR內(nèi)存，由于使用新的工藝，Wincheste的發(fā)熱量比舊的Athlon小，性能也有所提升。閃龍系列CPU的核心類型Paris Paris核心是Barton核心的繼任者，主要用于AMD的閃龍，早期的754接口閃龍部分使用Paris核心。Paris采用90nm制造工藝，支持iSSE2指令集，一般為256K二級緩存，200MHz外頻。Paris核心是32位CPU，來源于K8核心，因此也具備了內(nèi)存控制單元。CPU內(nèi)建內(nèi)存控制器的主要優(yōu)點在于內(nèi)存控制器可以以CPU頻率運行，比起傳統(tǒng)上位于北橋的內(nèi)存控制器有更小的延時。

38、使用Paris核心的閃龍與Socket A接口閃龍CPU相比，性能得到明顯提升。Palermo Palermo核心目前主要用于AMD的閃龍CPU，使用Socket 754接口、90nm制造工藝，1.4V左右電壓，200MHz外頻，128K或者256K二級緩存。Palermo核心源于K8的Wincheste核心，不過是32位的。除了擁有與AMD高端處理器一樣的內(nèi)部架構(gòu)，還具備了EVP、CoolnQuiet；和HyperTransport等AMD獨有的技術(shù)，為廣闊用戶帶來更冷靜、更高計算才能的優(yōu)秀處理器。由于脫胎與ATHLON64處理器，所以Palermo同樣具備了內(nèi)存控制單元。CPU內(nèi)建內(nèi)存控制

39、器的主要優(yōu)點在于內(nèi)存控制器可以以CPU頻率運行，比起傳統(tǒng)上位于北橋的內(nèi)存控制器有更小的延時。八、64位技術(shù)這里的64位技術(shù)是相對于32位而言的，這個位數(shù)指的是CPU GPRsGeneral-Purpose Registers，通用存放器的數(shù)據(jù)寬度為64位，64位指令集就是運行64位數(shù)據(jù)的指令，也就是說處理器一次可以運行64bit數(shù)據(jù)。64bit處理器并非如今才有的，在高端的RISCReduced Instruction Set Computing，精簡指令集計算機很早就有64bit處理器了，比方SUN公司的UltraSparc、IBM公司的POWER5、HP公司的Alpha等。64bit計算主

40、要有兩大優(yōu)點：可以進(jìn)展更大范圍的整數(shù)運算；可以支持更大的內(nèi)存。不能因為數(shù)字上的變化，而簡單的認(rèn)為64bit處理器的性能是32bit處理器性能的兩倍。實際上在32bit應(yīng)用下，32bit處理器的性能甚至?xí)鼜?，即使?4bit處理器，目前情況下也是在32bit應(yīng)用下性能更強。所以要認(rèn)清64bit處理器的優(yōu)勢，但不可迷信64bit。目前主流CPU使用的64位技術(shù)主要有AMD公司的AMD64位技術(shù)、Intel公司的EM64T技術(shù)、和Intel公司的IA-64技術(shù)。其中IA-64是Intel獨立開發(fā)，不兼容如今的傳統(tǒng)的32位計算機，僅用于Itanium安騰以及后續(xù)產(chǎn)品Itanium 2，一般用戶不會涉

41、及到，因此這里僅對AMD64位技術(shù)和Intel的EM64T技術(shù)做一下簡單介紹。AMD64位技術(shù)AMD64的位技術(shù)是在原始32位X86指令集的根底上參加了X86-64擴展64位X86指令集，使這款芯片在硬件上兼容原來的32位X86軟件，并同時支持X86-64的擴展64位計算，使得這款芯片成為真正的64位X86芯片。這是一個真正的64位的標(biāo)準(zhǔn)，X86-64具有64位的尋址才能。X86-64新增的幾組CPU存放器將提供更快的執(zhí)行效率。存放器是CPU內(nèi)部用來創(chuàng)立和儲存CPU運算結(jié)果和其它運算結(jié)果的地方。標(biāo)準(zhǔn)的32-bit x86架構(gòu)包括8個通用存放器GPR，AMD在X86-64中又增加了8組R8-R9

42、，將存放器的數(shù)目進(jìn)步到了16組。X86-64存放器默認(rèn)位64-bit。還增加了8組128-bit XMM存放器也叫SSE存放器，XMM8-XMM15，將能給單指令多數(shù)據(jù)流技術(shù)SIMD運算提供更多的空間，這些128位的存放器將提供在矢量和標(biāo)量計算形式下進(jìn)展128位雙精度處理，為3D建模、矢量分析和虛擬現(xiàn)實的實現(xiàn)提供了硬件根底。通過提供了更多的存放器，按照X86-64標(biāo)準(zhǔn)消費的CPU可以更有效的處理數(shù)據(jù)，可以在一個時鐘周期中傳輸更多的信息。EM64T技術(shù)Intel官方是給EM64T這樣定義的：EM64T全稱Extended Memory 64 Technology，即擴展64bit內(nèi)存技術(shù)。EM6

43、4T是Intel IA-32架構(gòu)的擴展，即IA-32eIntel Architectur-32 extension。IA-32處理器通過附加EM64T技術(shù)，便可在兼容IA-32軟件的情況下，允許軟件利用更多的內(nèi)存地址空間，并且允許軟件進(jìn)展32 bit線性地址寫入。EM64T特別強調(diào)的是對32 bit和64 bit的兼容性。Intel為新核心增加了8個64 bit GPRsR8-R15，并且把原有GRPs全部擴展為64 bit，如前文所述這樣可以進(jìn)步整數(shù)運算才能。增加8個128bit SSE存放器XMM8-XMM15，是為了增強多媒體性能，包括對SSE、SSE2和SSE3的支持。Intel為支持

44、EM64T技術(shù)的處理器設(shè)計了兩大形式：傳統(tǒng)IA-32形式legacy IA-32 mode和IA-32e擴展形式IA-32e mode。在支持EM64T技術(shù)的處理器內(nèi)有一個稱之為擴展功能激活存放器extended feature enable register，IA32_EFER的部件，其中的Bit10控制著EM64T是否激活。Bit10被稱作IA-32e形式有效IA-32e mode active或長形式有效long mode active，LMA。當(dāng)LMA=0時，處理器便作為一顆標(biāo)準(zhǔn)的32 bitIA32處理器運行在傳統(tǒng)IA-32形式；當(dāng)LMA=1時，EM64T便被激活，處理器會運行在IA

45、-32e擴展形式下。目前AMD方面支持64位技術(shù)的CPU有Athlon 64系列、Athlon FX系列和Opteron系列。Intel方面支持64位技術(shù)的CPU有使用Nocona核心的Xeon系列、使用Prescott 2M核心的Pentium 46系列和使用Prescott 2M核心的P4 EE系列。九、前端總線總線是將信息以一個或多個源部件傳送到一個或多個目的部件的一組傳輸線。通俗的說，就是多個部件間的公共連線，用于在各個部件之間傳輸信息。人們常常以MHz表示的速度來描繪總線頻率?？偩€的種類很多，前端總線的英文名字是Front Side Bus，通常用FSB表示，是將CPU連接到北橋芯片

46、的總線。計算機的前端總線頻率是由CPU和北橋芯片共同決定的。北橋芯片負(fù)責(zé)聯(lián)絡(luò)內(nèi)存、顯卡等數(shù)據(jù)吞吐量最大的部件，并和南橋芯片連接。CPU就是通過前端總線FSB連接到北橋芯片，進(jìn)而通過北橋芯片和內(nèi)存、顯卡交換數(shù)據(jù)。前端總線是CPU和外界交換數(shù)據(jù)的最主要通道，因此前端總線的數(shù)據(jù)傳輸才能對計算機整體性能作用很大，假設(shè)沒足夠快的前端總線，再強的CPU也不能明顯進(jìn)步計算機整體速度。數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬取決于所有同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寬度和傳輸頻率，即數(shù)據(jù)帶寬=總線頻率數(shù)據(jù)位寬8。目前PC機上所能到達(dá)的前端總線頻率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz幾種，前端總線頻率越大，代表著CP

47、U與北橋芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸才能越大，更能充分發(fā)揮出CPU的功能。如今的CPU技術(shù)開展很快，運算速度進(jìn)步很快，而足夠大的前端總線可以保障有足夠的數(shù)據(jù)供給給CPU，較低的前端總線將無法供給足夠的數(shù)據(jù)給CPU，這樣就限制了CPU性能得發(fā)揮，成為系統(tǒng)瓶頸。外頻與前端總線頻率的區(qū)別：前端總線的速度指的是CPU和北橋芯片間總線的速度，更本質(zhì)性的表示了CPU和外界數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?。而外頻的概念是建立在數(shù)字脈沖信號震蕩速度根底之上的，也就是說，100MHz外頻特指數(shù)字脈沖信號在每秒鐘震蕩一萬萬次，它更多的影響了PIC及其他總線的頻率。之所以前端總線與外頻這兩個概念容易混淆，主要的原因是在以前的很長一段時間里主要

48、是在Pentium 4出現(xiàn)之前和剛出現(xiàn)Pentium 4時，前端總線頻率與外頻是一樣的，因此往往直接稱前端總線為外頻，最終造成這樣的誤會。隨著計算機技術(shù)的開展，人們發(fā)現(xiàn)前端總線頻率需要高于外頻，因此采用了QDRQuad Date Rate技術(shù)，或者其他類似的技術(shù)實現(xiàn)這個目的。這些技術(shù)的原理類似于AGP的2X或者4X，它們使得前端總線的頻率成為外頻的2倍、4倍甚至更高，從此之后前端總線和外頻的區(qū)別才開場被人們重視起來。此外，在前端總線中比較特殊的是AMD64的HyperTransport。目前各種CPU的前端總線頻率FSB：Intel平臺：Willamette核心CPU：所有Willamette

49、核心CPU的FSB都是400MHz FSB。Northwood核心CPU：相對于Willamette核心CPU，Northwood核心CPU的前端總線頻率那么非常復(fù)雜，400MHz、533MHz和800MHz都有。其中，Celeron全部都是400MHz FSB；Pentium 4方面，1.6GHz-2.8GHz都有400MHz FSB的產(chǎn)品，例如1.8A、2.0A等等，Pentium 4型號后面帶有B字樣的那么是533MHz FSB，帶有C字樣的那么是800MHz FSB。Prescott核心CPU：Prescott核心的Celeron D，無論是Socket 478接口還是Socket 7

50、75接口，全部都是533MHz FSB。Socket 478接口的Pentium 4方面，2.4A和2.8A是533MHz FSB，其余的Socket 478 Pentium 4都是800MHz FSB，在產(chǎn)品型號后面帶有E字樣。Socket 775接口的Pentium 45XX系列方面，編號尾數(shù)為5的是533MHz FSB，例如Pentium 4505/515；編號尾數(shù)為0的是800MHz FSB，例如Pentium 4520/530/540等等。即將推出的Pentium 46XX系列CPU那么都是800MHz FSB。Pentium 4至尊版即Pentium 4EE，又稱Pentium 4

51、XE：所有Socket 478接口的Pentium 4EE都是800MHz FSB。而Socket 775接口的Pentium 4EE，3.4GHz是800MHz FSB，而3.46GHz那么是1066MHz FSB，這是目前PC上最高的前端總線頻率，而且今后推出的所有Pentium 4EE都會采用1066MHz FSB。Xeon和Xeon MP：所有Xeon MP都是400MHz FSB；Socket 603接口的Xeon也是400MHz FSB；Socket 604接口的Xeon中，支持Intel 64位計算技術(shù)EM64T的Xeon是800MHz FSB，而不支持EM64T的Xeon那么是

52、533MHz FSB。AMD平臺Socket A平臺：Socket A接口的Sempron是333MHz FSB，Socket 754接口的Sempron部分是333MHz FSB，使用0.09微米工藝的Sempron是800MHz FSB；Athlon XP方面，Palomino核心為266MHz FSB，Thoroughbred核心為266MHz和333MHz FSB，Barton核心為333MHz和400MHz FSB，而Thorton核心那么為333MHz FSB。AMD64平臺：Socket 754接口CPU的HyperTransport頻率是800MHz；Socket 939接口C

53、PU的HyperTransport頻率是1000MHz；而Socket 940接口CPU的HyperTransport頻率也是800MHz。十、外頻外頻是CPU乃至整個計算機系統(tǒng)的基準(zhǔn)頻率，單位是MHz兆赫茲。在早期的電腦中，內(nèi)存與主板之間的同步運行的速度等于外頻，在這種方式下，可以理解為CPU外頻直接與內(nèi)存相連通，實現(xiàn)兩者間的同步運行狀態(tài)。對于目前的計算機系統(tǒng)來說，兩者完全可以不一樣，但是外頻的意義仍然存在，計算機系統(tǒng)中大多數(shù)的頻率都是在外頻的根底上，乘以一定的倍數(shù)來實現(xiàn)，這個倍數(shù)可以是大于1的，也可以是小于1的。說到處理器外頻，就要提到與之親密相關(guān)的兩個概念：倍頻與主頻，主頻就是CPU的時

54、鐘頻率；倍頻即主頻與外頻之比的倍數(shù)。主頻、外頻、倍頻，其關(guān)系式：主頻=外頻倍頻。在486之前，CPU的主頻還處于一個較低的階段，CPU的主頻一般都等于外頻。而在486出現(xiàn)以后，由于CPU工作頻率不斷進(jìn)步，而PC機的一些其他設(shè)備如插卡、硬盤等卻受到工藝的限制，不能承受更高的頻率，因此限制了CPU頻率的進(jìn)一步進(jìn)步。因此出現(xiàn)了倍頻技術(shù)，該技術(shù)可以使CPU內(nèi)部工作頻率變?yōu)橥獠款l率的倍數(shù)，從而通過提升倍頻而到達(dá)提升主頻的目的。倍頻技術(shù)就是使外部設(shè)備可以工作在一個較低外頻上，而CPU主頻是外頻的倍數(shù)。在Pentium時代，CPU的外頻一般是60/66MHz，從Pentium350開場，CPU外頻進(jìn)步到10

55、0MHz，目前CPU外頻已經(jīng)到達(dá)了200MHz。由于正常情況下外頻和內(nèi)存總線頻率一樣，所以當(dāng)CPU外頻進(jìn)步后，與內(nèi)存之間的交換速度也相應(yīng)得到了進(jìn)步，對進(jìn)步電腦整體運行速度影響較大。外頻與前端總線FSB頻率很容易被混為一談。前端總線的速度指的是CPU和北橋芯片間總線的速度，更本質(zhì)性的表示了CPU和外界數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取６忸l的概念是建立在數(shù)字脈沖信號震蕩速度根底之上的，也就是說，100MHz外頻特指數(shù)字脈沖信號在每秒鐘震蕩一萬萬次，它更多的影響了PIC及其他總線的頻率。之所以前端總線與外頻這兩個概念容易混淆，主要的原因是在以前的很長一段時間里主要是在Pentium 4出現(xiàn)之前和剛出現(xiàn)Pentium

56、 4時，前端總線頻率與外頻是一樣的，因此往往直接稱前端總線為外頻，最終造成這樣的誤會。隨著計算機技術(shù)的開展，人們發(fā)現(xiàn)前端總線頻率需要高于外頻，因此采用了QDRQuad Date Rate技術(shù)，或者其他類似的技術(shù)實現(xiàn)這個目的。這些技術(shù)的原理類似于AGP的2X或者4X，它們使得前端總線的頻率成為外頻的2倍、4倍甚至更高，從此之后前端總線和外頻的區(qū)別才開場被人們重視起來。十一、倍頻CPU的倍頻，全稱是倍頻系數(shù)。CPU的核心工作頻率與外頻之間存在著一個比值關(guān)系，這個比值就是倍頻系數(shù)，簡稱倍頻。理論上倍頻是從1.5一直到無限的，但需要注意的是，倍頻是以0.5為一個間隔單位。外頻與倍頻相乘就是主頻，所以其

57、中任何一項進(jìn)步都可以使CPU的主頻上升。原先并沒有倍頻概念，CPU的主頻和系統(tǒng)總線的速度是一樣的，但CPU的速度越來越快，倍頻技術(shù)也就應(yīng)允而生。它可使系統(tǒng)總線工作在相對較低的頻率上，而CPU速度可以通過倍頻來無限提升。那么CPU主頻的計算方式變?yōu)椋褐黝l=外頻x倍頻。也就是倍頻是指CPU和系統(tǒng)總線之間相差的倍數(shù)，當(dāng)外頻不變時，進(jìn)步倍頻，CPU主頻也就越高。十二、制作工藝通常我們所說的CPU的制作工藝指得是在消費CPU過程中，要進(jìn)展加工各種電路和電子元件，制造導(dǎo)線連接各個元器件。通常其消費的精度以微米長度單位，1微米等于千分之一毫米來表示，將來有向納米1納米等于千分之一微米開展的趨勢，精度越高，消

58、費工藝越先進(jìn)。在同樣的材料中可以制造更多的電子元件，連接線也越細(xì)，進(jìn)步CPU的集成度，CPU的功耗也越小。制造工藝的微米是指IC內(nèi)電路與電路之間的間隔 。制造工藝的趨勢是向密集度愈高的方向開展，。密度愈高的IC電路設(shè)計，意味著在同樣大小面積的IC中，可以擁有密度更高、功能更復(fù)雜的電路設(shè)計。微電子技術(shù)的開展與進(jìn)步，主要是靠工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)，使得器件的特征尺寸不斷縮小，從而集成度不斷進(jìn)步，功耗降低，器件性能得到進(jìn)步。芯片制造工藝在1995年以后，從0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米，而0.09微米的制造工藝將是下一代CPU的開展目的。十三、二級緩存容

59、量CPU緩存Cache Memoney位于CPU與內(nèi)存之間的臨時存儲器，它的容量比內(nèi)存小但交換速度快。在緩存中的數(shù)據(jù)是內(nèi)存中的一小部分，但這一小部分是短時間內(nèi)CPU即將訪問的，當(dāng)CPU調(diào)用大量數(shù)據(jù)時，就可避開內(nèi)存直接從緩存中調(diào)用，從而加快讀取速度。由此可見，在CPU中參加緩存是一種高效的解決方案，這樣整個內(nèi)存儲器緩存+內(nèi)存就變成了既有緩存的高速度，又有內(nèi)存的大容量的存儲系統(tǒng)了。緩存對CPU的性能影響很大，主要是因為CPU的數(shù)據(jù)交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的。緩存的工作原理是當(dāng)CPU要讀取一個數(shù)據(jù)時，首先從緩存中查找，假設(shè)找到就立即讀取并送給CPU處理；假設(shè)沒有找到，就用相對慢的速度從內(nèi)存中讀取并送給CPU處理，同時把這個數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)塊調(diào)入緩存中，可以使得以后對整塊數(shù)據(jù)的讀取都從緩存中進(jìn)展，不必再調(diào)用內(nèi)存。正是這樣的讀取機制使