計算機維修組裝知識

計算機維修組裝知識第一頁，共二十六頁，2022年，8月28日2.6.1認識Intel公司CPU的編號第二頁，共二十六頁，2022年，8月28日2.6.2認識AMD公司CPU的編號第一行：AMDAthlonTM,表明該CPU是AMD公司的Athlon系列的CPU；

第二行：A1000AMT3C(從左向右位數(shù)依次為第一位、第二位至第十位，具體含義見后表所示。

第三行：AXIA0117MPMW，此項是AMDCPU在生產(chǎn)線上的編號，由此編號可獲知此款CPU的生產(chǎn)日期為01年的第17周生產(chǎn)的。

第四行：Y6276750317，此項是CPU超頻能力的體現(xiàn)。首位為“Y”表明此款CPU的超頻能力很強，該位也會被9、F或Z等字母或數(shù)字所代替，不同的字母數(shù)字有不同的超頻能力（字母順序越往后表明超頻能力越強）。

第五行：1999AMD，表明此款CPU是AMD公司的產(chǎn)品。第三頁，共二十六頁，2022年，8月28日2.6.2認識AMD公司CPU的編號位數(shù)內容及含義第一位A：CPU的核心為Thunderbird(雷鳥)D：CPU的核心為Duron（毒龍）AX：CPU為AthonXP第二位至第五位1000：CPU的主頻為1000MHz第六位A：CPU的封裝方式為PGA封裝D：CPU的封裝方式為OPGA封裝第七位M：CPU的核心電壓是1.75VS：CPU的核心電壓是1.5VU：CPU的核心電壓是1.6VK：CPU的核心電壓是1.65VP：CPU的核心電壓是1.7VN：CPU的核心電壓是1.8V第八位T：CPU的工作溫度為90oCQ：CPU的工作溫度為60oCX：CPU的工作溫度為65oCR：CPU的工作溫度為70oCY：CPU的工作溫度為75oCV：CPU的工作溫度為85oCS：CPU的工作溫度為95oC第九位3：CPU的二級緩存容量為256KB1：CPU的二級緩存容量為64KB2：CPU的二級緩存容量為128KB4：CPU的二級緩存容量為512KB第十位C：CPU的前端總線頻率為266MHzA或B：CPU的前端總線頻率為200MHzD：CPU的前端總線頻率為333MHzE：CPU的前端總線頻率為400MHz第四頁，共二十六頁，2022年，8月28日CPU的標識雙核處理器雙核心處理器，簡單地說就是在一塊CPU基板上集成兩個處理器核心，并通過并行總線將各處理器核心連接起來。雙核處理器即是基于單個半導體的一個處理器上擁有兩個一樣功能的處理器核心。換句話說，將兩個物理處理器核心整合入一個核中。

第五頁，共二十六頁，2022年，8月28日

Intel和AMD之所以推出雙核心處理器，最重要的原因是原有的普通單核心處理器的頻率難于提升，性能沒有質的飛躍。由于頻率難于提升，Intel在發(fā)布3.8GHz的產(chǎn)品以后只得宣布停止4GHz的產(chǎn)品計劃；而AMD在實際頻率超過2GHz以后也無法大幅度提升，3GHz成為了AMD無法逾越的一道坎。第六頁，共二十六頁，2022年，8月28日雙核的優(yōu)點:提高處理器性能和增強處理器功能。處理器實際性能是處理器在每個時鐘周期內所能處理指令數(shù)的總量，因此增加一個內核，處理器每個時鐘周期內可執(zhí)行的單元數(shù)將增加一倍。不過只有充分利用兩個內核中的所有可執(zhí)行單元，才能使系統(tǒng)性能得到最大的發(fā)揮，但這需要靠軟件開發(fā)者的努力，而不僅僅只依靠處理器的研發(fā)。引入雙核心架構的另一個好處就是可以增加處理器的更多功能。雙核心處理器架構的引入和微軟下一代操作系統(tǒng)都將在很大程度上促進虛擬技術的發(fā)展。第七頁，共二十六頁，2022年，8月28日CPU的標識Intel雙核心處理器

Intel目前的桌面平臺雙核心處理器，基本上可以簡單看作是把兩個Pentium4所采用的核心整合在同一個處理器內部，兩個核心共享前端總線，每個核心都擁有獨立的1MB二級緩存，兩個核心加起來一共擁有2MB.第八頁，共二十六頁，2022年，8月28日但由于處理器中的兩個內核都擁有獨立的緩存，因此必須保證每個物理內核的緩存信息必須保持一致，否則就會出現(xiàn)運算錯誤。這樣一個過程就是緩存數(shù)據(jù)的一致性，也就是說雙核心處理器需要"仲裁器"來作協(xié)調。針對這個問題，Intel將這個協(xié)調工作交給了北橋芯片(MCH或GMCH)：兩個核心需要同步更新處理器內緩存的數(shù)據(jù)時，需要通過前端總線再通過北橋作更新。雖然緩存的數(shù)據(jù)并不巨大，但由于需要通過北橋作出處理，無疑會帶來一定的延遲，核心之間的通信就會變得緩慢，這將大大影響處理器性能的發(fā)揮。第九頁，共二十六頁，2022年，8月28日對于CPU來說，它的工作一般可分為獲取指令、解碼、運算、結果幾個步驟。其中前兩步由指令控制器完成，后兩步則由運算器完成。按照傳統(tǒng)的方式，所有指令按順序執(zhí)行，先由指令控制器工作，完成一條指令的前兩步，然后運算器工作，完成后兩步，依此類推……很明顯，當指令控制器工作時運算器基本上處于閑置狀態(tài)，當運算器在工作時指令控制器又在休息，這樣就造成了相當大的資源浪費。于是CPU借鑒了工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應用的流水線設計，當指令控制器完成了第一條指令的前兩步后，直接開始第二條指令的操作，運算器單元也是，這樣就形成了流水線。流水線設計可最大限度地利用了CPU資源，使每個部件在每個時鐘周期都在工作，從而提高了CPU的運算頻率。第十頁，共二十六頁，2022年，8月28日

Intel目前的桌面平臺雙核心處理器產(chǎn)品分為PentiumD和PentiumExtremeEdition(PentiumEE)兩大系列，其中，PentiumD包括820(2.8GHz)、830(3.0GHz)、840(3.2GHz)三個型號，采用800MHzFSB，面向主流市場；而PentiumEE目前只有840(3.2GHz)一個型號，同樣采用800MHzFSB，面向高端應用。PentiumD與PentiumEE都采用0.09微米制程，LGA775接口；它們最主要的區(qū)別就是PentiumEE支持超線程技術，而PentiumD則不支持超線程技術，也就是說在打開超線程技術的情況下PentiumEE將被操作系統(tǒng)識別為四顆處理器。在主板芯片組方面，由于北橋芯片擔負著處理和交換不同核心緩存數(shù)據(jù)的重要作用，所以目前能夠支持PentiumD和PentiumEE的是945/955系列，而915/925是不能支持的，在915/925主板上就算是能夠開機，也只能使用雙核心其中的一個核心！第十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日CPU的標識AMD雙核心處理器但與Intel的雙核心處理器不同的是，由于AMD的Athlon64處理器內部整和了內存控制器，而且在當初Athlon64設計時就為雙核心做了考慮，但是仍然需要仲裁器來保證其緩存數(shù)據(jù)的一致性。AMD在此采用了SRQ(SystemRequestQueue，系統(tǒng)請求隊列)技術，在工作的時候每一個核心都將其請求放在SRQ中，當獲得資源之后請求將會被送往相應的執(zhí)行核心，所以其緩存數(shù)據(jù)的一致性不需要通過北橋芯片，直接在處理器內部就可以完成。與Intel的雙核心處理器相比，其優(yōu)點是緩存數(shù)據(jù)延遲得以大大降低。第十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日

AMD目前的桌面平臺雙核心處理器是Athlon64X2，其型號按照PR值分為3800+至4800+等幾種，同樣采用0.09微米制程，Socket939接口，支持雙通道DDR內存技術。

由于AMD雙核心處理器的仲裁器是在CPU內部而不是在北橋芯片上，所以在主板芯片組的選擇上要比Intel雙核心處理器要寬松得多，甚至可以說與主板芯片組無關。理論上來說，任何Socket939的主板通過更新BIOS都可以支持Athlon64X2。對普通消費者而言，這樣可以保護已有的投資，而不必象Intel雙核心處理器那樣需要同時升級主板。第十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日CPU的風扇

CPU是主機內產(chǎn)生熱的源頭，熱量由CPU內部源源不斷的流出來，由于散熱片接觸到的是CPU的表面，所以熱量就會被帶離CPU，而傳到散熱片上，等到了散熱片以后再由風扇轉動所造成的氣流將熱量帶走。這就是散熱的整個過程。

散熱器可拆分成兩個部分：散熱片和散熱風扇散熱片按材質主要分為：鋁制和銅制散熱風扇的軸承有兩類：油性的和滾珠第十四頁，共二十六頁，2022年，8月28日CPU的認購市場上零售的IntelCPU主要有原包盒裝、假盒裝和散裝三種類型。

1．到有信譽的商家去購買

2撥打電話，查驗CPU序列號

3.軟件檢測:WCPUID、IntelCPUIDUtility第十五頁，共二十六頁，2022年，8月28日CPU內部技術綜合篇

對于CPU來說，它的工作一般可分為獲取指令、解碼、運算、結果幾個步驟。其中前兩步由指令控制器完成，后兩步則由運算器完成。按照傳統(tǒng)的方式，所有指令按順序執(zhí)行，先由指令控制器工作，完成一條指令的前兩步，然后運算器工作，完成后兩步，依此類推……很明顯，當指令控制器工作時運算器基本上處于閑置狀態(tài)，當運算器在工作時指令控制器又在休息，這樣就造成了相當大的資源浪費。于是CPU借鑒了工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應用的流水線設計，當指令控制器完成了第一條指令的前兩步后，直接開始第二條指令的操作，運算器單元也是，這樣就形成了流水線。流水線設計可最大限度地利用了CPU資源，使每個部件在每個時鐘周期都在工作，從而提高了CPU的運算頻率。

第六課第十六頁，共二十六頁，2022年，8月28日CPU內部技術綜合篇流水線流水線是Intel首次在486芯片中開始使用的。流水線的工作方式就象工業(yè)生產(chǎn)上的裝配流水線。在CPU中由5—6個不同功能的電路單元組成一條指令處理流水線，然后將一條指令分成5—6步后再由這些電路單元分別執(zhí)行，這樣就能實現(xiàn)在一個CPU時鐘周期完成一條指令，因此提高CPU的運算速度。超級流水線又叫做深度流水線，它是提高cpu速度通常采取的一種技術。超流水線是通過細化流水、提高主頻，使得在一個機器周期內完成一個甚至多個操作，其實質是以時間換取空間。例如Pentium4的流水線就長達20級。將流水線設計的步(級)越長，其完成一條指令的速度越快，因此才能適應工作主頻更高的CPU。但是流水線過長也帶來了一定副作用，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.一般是流水線級數(shù)越多，重疊執(zhí)行的執(zhí)行就越多，那么發(fā)生競爭沖突得可能性就越大，對流水線性能有一定影響。第十七頁，共二十六頁，2022年，8月28日CPU內部技術綜合篇采用流水線技術的優(yōu)缺點１.優(yōu)點：

采用增設流水線作業(yè)可有效提高單位時間的運算能力，而CPU采用級數(shù)更多的流水線設計可使它在同一時間段內處理更多的指令，有效提高其運行頻率．２.缺點:

工作中，指令并不是孤立的，許多指令需要按一定順序才能完成任務，一旦某個指令在運算過程中發(fā)生了錯誤，就可能導致整條流水線停頓下來，等待修正指令的修正，流水線越長級數(shù)越多，出錯的幾率自然也變得更大，旦出錯影響也越大。在一條流水線中，如果第二條指令需要用到第一條指令的結果，這種情況叫做相關，一旦某個指令在運算過程中發(fā)生了錯誤，與之相關的指令也都會變得無意義。第十八頁，共二十六頁，2022年，8月28日CPU內部技術綜合篇超標量

超標量是通過內置多條流水線來同時執(zhí)行多個處理器，這些流水線能夠并行處理,其實質是以空間換取時間。這些流水線能夠并行處理.超級標量機能同時對若干條指令進行譯碼，將可以并行執(zhí)行的指令送往不同的執(zhí)行部件,在程序運行期間，由硬件(通常是狀態(tài)記錄部件和調度部件)來完成指令調度.

超級標量機主要是借助硬件資源重復(例如有兩套譯碼器和ALU等)來實現(xiàn)空間的并行操作.

第十九頁，共二十六頁，2022年，8月28日CPU內部技術綜合篇超線程(HyperThreading)

超線程技術就是利用特殊的硬件指令，把兩個邏輯內核模擬成兩個物理芯片，讓單個處理器都能使用線程級并行計算，進而兼容多線程操作系統(tǒng)和軟件，減少了CPU的閑置時間，提高CPU的運行效率。采用超線程可在同一時間里，應用程序可以使用芯片的不同部分。雖然單線程芯片每秒鐘能夠處理成千上萬條指令，但是在任一時刻只能夠對一條指令進行操作。而超線程技術可以使芯片同時進行多線程處理，使芯片性能得到提升。超線程技術是在一顆CPU同時執(zhí)行多個程序而共同分享一顆CPU內的資源，理論上要像兩顆CPU一樣在同一時間執(zhí)行兩個線程，P4處理器需要多加入一個LogicalCPUPointer（邏輯處理單元）。因此新一代的P4HT的die的面積比以往的P4增大了5%。而其余部分如ALU（整數(shù)運算單元）、FPU（浮點運算單元）、L2Cache（二級緩存）則保持不變，這些部分是被分享的。雖然采用超線程技術能同時執(zhí)行兩個線程，但它并不象兩個真正的CPU那樣，每個CPU都具有獨立的資源。當兩個線程都同時需要某一個資源時，其中一個要暫時停止，并讓出資源，直到這些資源閑置后才能繼續(xù)。因此超線程的性能并不等于兩顆CPU的性能。

第二十頁，共二十六頁，2022年，8月28日CPU內部技術綜合篇HT總線

HT是HyperTransport的簡稱。HyperTransport技術是一種高速點對點總線技術，每個HyperTransport具有兩個單向的點對點鏈接.HyperTransport本質是一種為主板上的集成電路互連而設計的端到端總線技術，目的是加快芯片間的數(shù)據(jù)傳輸速度。HyperTransport技術在AMD平臺上使用后，是指AMDCPU到主板芯片之間的連接總線（如果主板芯片組是南北橋架構，則指CPU到北橋），即HT總線。HyperTransport能夠提供400MHz的I/O工作頻率和800MHz的CPU到CPU工作頻率，這被稱為"doublepumped"，實際上就是在時鐘的上升沿和下降沿同時傳輸信號,Intel平臺目前還沒采用HyperTransport技術。

HT總線頻率=CPU外頻×HT倍頻我們在對CPU進行超頻后，HT總線的外頻也會隨著CPU外頻的升高而升高。這樣當HT總線頻率超過一定的閥值時就會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定(這個閥值的高低主要由主板芯片組的體質以及主板做工的好壞決定)。目前主板廠商都建議用戶不要將HT總線頻率升高到1GHz以上,了解了HT總線對性能的影響后，我們就可以通過降低HT總線倍頻來達到降低HT總線頻率的目的，從而讓CPU能夠工作在高外頻下，而不用擔心系統(tǒng)性能受到影響第二十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日CPU內部技術綜合篇多核心

多核心，也指單芯片多處理器（Chipmultiprocessors，簡稱CMP）。CMP是由美國斯坦福大學提出的，其思想是將大規(guī)模并行處理器中的SMP（對稱多處理器）集成到同一芯片內，各個處理器并行執(zhí)行不同的進程。與CMP比較，SMT處理器結構的靈活性比較突出。但是，當半導體工藝進入0.18微米以后，線延時已經(jīng)超過了門延遲，要求微處理器的設計通過劃分許多規(guī)模更小、局部性更好的基本單元結構來進行。相比之下，由于CMP結構已經(jīng)被劃分成多個處理器核來設計，每個核都比較簡單，有利于優(yōu)化設計，因此更有發(fā)展前途。多核處理器可以在處理器內部共享緩存，提高緩存利用率，同時簡化多處理器系統(tǒng)設計的復雜度。

第二十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日CPU內部技術綜合篇SMP對稱多處理結構

SMP(SymmetricMulti-Processing)，對稱多處理結構的簡稱，是指在一個計算機上匯集了一組處理器(多CPU),各CPU之間共享內存子系統(tǒng)以及總線結構。在高性能服務器和工作站級主板架構中比較常見?？梢院唵蔚睦斫鉃槎郈PU的系統(tǒng)。

構建一套SMP系統(tǒng)的必要條件是：支持SMP的硬件包括主板和CPU；支持SMP的系統(tǒng)平臺，如WINNT、LINUX、以及UNIX操作系統(tǒng)；再就是支持SMP的應用軟件。為了能夠使得SMP系統(tǒng)發(fā)揮高效的性能，操作系統(tǒng)必須支持SMP系統(tǒng)，如WINNT、LINUX、以及UNIX等等32位操作系統(tǒng)。即能夠進行多任務和多線程處理。多任務是指操作系統(tǒng)能夠在同一時間讓不同的CPU完成不同的任務；多線程是指操作系統(tǒng)能夠使得不同的CPU并行的完成同一個任務。要組建SMP系統(tǒng)，對所選的CPU有很高的要求，首先、CPU內部必須內置APIC單元。Intel多處理規(guī)范的核心就是高級可編程中斷控制器的使用；再次，相同的產(chǎn)品型號，同樣類型的CPU核心，完全相同的運行頻率；最后，盡可能保持相同的產(chǎn)品序列編號，因為兩個生產(chǎn)批次的CPU作為雙處理器運行的時候，有可能會發(fā)生一顆CPU負擔過高，而另一顆負擔很少的情況，無法發(fā)揮最大性能，更糟糕的是可能導致死機。

第二十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日CPU內部技術綜合篇亂序執(zhí)行與分枝預測技術

所謂亂序執(zhí)行技術就是允許指令按照不同于程序中指定的順序發(fā)送給執(zhí)行部件的一套方法，通過把不能立刻執(zhí)行的指令擱置在一邊而把能立刻執(zhí)行的后續(xù)指令提前處理，可以避免拖延處理器的運行，縮短程序的執(zhí)行時間。每執(zhí)行完一條指令時，剩下的指令又重新組合為適當?shù)男蛄?。采用亂序執(zhí)行技術的目的是為了使CPU內部電路滿負荷運轉并相應提高了CPU的運行程序的速度。

分枝（branch）是指程序運行時需要改變的節(jié)點。分枝有無條件分枝和有條件分枝，其中無條件分枝只需要CPU按指令