《計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)》課件第2章

第2章中?央?處?理?器2.1CPU的分類 2.2CPU主要技術(shù)指標(biāo) 2.3CPU的其他技術(shù) 2.4CPU主流品種 2.5CPU和風(fēng)扇的安裝與拆裝 2.6CPU的保養(yǎng)和維護(hù) 2.7*Intel發(fā)展簡(jiǎn)史 2.8*AMD發(fā)展簡(jiǎn)史 小結(jié) 中央處理器(CentralProcessingUnit，CPU)又稱為微處理器，它主要由運(yùn)算器和控制器兩部分組成，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心部件，被稱為計(jì)算機(jī)的“大腦”。它通過指令進(jìn)行運(yùn)算和系統(tǒng)控制，其性能在很大程度上決定著計(jì)算機(jī)的性能。

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，針對(duì)不同的用戶需求及不同應(yīng)用范圍，CPU被設(shè)計(jì)成不同類型—通用式、嵌入式和微控制式。2.1CPU的分類通用式CPU追求高性能，主要用于個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(即PC臺(tái)式機(jī))、服務(wù)器(工作站)以及筆記本(上網(wǎng)本)。而嵌入式CPU主要面向特定應(yīng)用領(lǐng)域，配備輕量級(jí)操作系統(tǒng)，具備一定的交互能力，像移動(dòng)電話、DVD、機(jī)頂盒等都使用嵌入式CPU。微控制式CPU主要用于汽車、空調(diào)、自動(dòng)機(jī)械等自動(dòng)控制單元或設(shè)備。

應(yīng)用于服務(wù)器和專業(yè)工作站上的CPU，因其工作時(shí)間長(zhǎng)、任務(wù)重、速度快、服務(wù)質(zhì)量要求高，所以在穩(wěn)定性、處理速度、同時(shí)處理任務(wù)的數(shù)量等方面的要求都要高于單機(jī)CPU。其中服務(wù)器CPU的高可靠性是普通CPU所無法比擬的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的服務(wù)器(如網(wǎng)站服務(wù)器)都要滿足每天24小時(shí)、每周7天的滿負(fù)荷工作要求。由于服務(wù)器的數(shù)據(jù)處理量很大，因而需要采用多CPU并行處理結(jié)構(gòu)，即一臺(tái)服務(wù)器中安裝2、4、8或更多個(gè)CPU，可用于高負(fù)荷的高速數(shù)據(jù)庫處理；而對(duì)于專業(yè)工作站，多處理器系統(tǒng)則適合三維圖形制作和動(dòng)畫文件編碼等單處理器無法實(shí)現(xiàn)的高處理速度應(yīng)用。CPU的許多新技術(shù)都是率先應(yīng)用于服務(wù)器(工作站)CPU中的。早期的CPU設(shè)計(jì)中并沒有單獨(dú)的筆記本CPU，均采用臺(tái)式機(jī)CPU，后來當(dāng)筆記本電腦的散熱和體積成為發(fā)展的瓶頸時(shí)，才逐漸生產(chǎn)出筆記本專用CPU和上網(wǎng)本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。

目前，AMD用于服務(wù)器的CPU有六核AMD皓龍?zhí)幚砥?、四核皓龍?zhí)幚砥鳎挥糜谝话愎P記本的有雙核TurionUltra移動(dòng)式處理器、雙核Turion移動(dòng)式處理器、銳龍NeoX2移動(dòng)處理器；用于超薄筆記本的有速龍Neo處理器、閃龍?zhí)幚砥?、移?dòng)式Sempron(閃龍)處理器、速龍X2雙核處理器；用于臺(tái)式機(jī)的有羿龍Ⅱ處理器、羿龍?zhí)幚砥鳌⑺冽垻蛱幚砥?、速龍雙核處理器、速龍?zhí)幚砥?、閃龍?zhí)幚砥鳌㈤W龍盒裝處理器、羿龍Ⅱ盒裝處理器、速龍Ⅱ盒裝處理器。

Intel用于服務(wù)器的CPU有至強(qiáng)處理器7000型、5000型、3000型以及安騰處理器9000型；用于專業(yè)工作站的CPU有至強(qiáng)處理器5000型、3000型以及酷睿處理器；用于臺(tái)式機(jī)的有酷睿i7處理器至尊版、酷睿i7處理器、酷睿i5處理器、酷睿i3處理器、酷睿博銳處理器系列、酷睿2至尊處理器、酷睿2四核處理器、酷睿2雙核處理器；用于筆記本的CPU有酷睿i7移動(dòng)式處理器至尊版、移動(dòng)式酷睿i7處理器、移動(dòng)式酷睿i5處理器、移動(dòng)式酷睿i3處理器、酷睿博銳處理器系列、酷睿2至尊移動(dòng)式處理器、酷睿2四核移動(dòng)式處理器、酷睿2雙核移動(dòng)式處理器、酷睿2單核移動(dòng)式處理器、賽揚(yáng)處理器；用于上網(wǎng)本的CPU有凌動(dòng)處理器。

臺(tái)式機(jī)CPU的工作電壓和功耗都高于筆記本CPU。家庭及辦公用電腦基本上都是臺(tái)式機(jī)，所以本書以介紹臺(tái)式機(jī)為主。

處理器的性能不能靠單一的主頻來衡量，一個(gè)完整的處理器號(hào)(參數(shù))應(yīng)包括體系架構(gòu)、高速緩存、主頻、前端總線以及其他技術(shù)。不同用途的處理器各有不同的技術(shù)參數(shù)，只有了解其真正意義，才能做出正確的選擇。

下面先分析處理器主頻、外頻、倍頻、前端總線(FSB)頻率之間的關(guān)系及意義。2.2CPU主要技術(shù)指標(biāo)

1.主頻

主頻即CPU內(nèi)部運(yùn)算的工作頻率。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，主頻由過去的兆赫茲級(jí)(MHz)發(fā)展到了現(xiàn)在的吉赫茲級(jí)(GHz)。對(duì)于主頻，值得注意的有兩點(diǎn)：①在同系列微處理器中，主頻越高就代表著CPU內(nèi)部的速度越快，但對(duì)于不同系列的處理器，只能將此參數(shù)作為參考；②要注意主頻與系統(tǒng)總線、內(nèi)存、外部設(shè)備的配合與協(xié)調(diào)，清楚影響系統(tǒng)整體性能發(fā)揮的瓶頸。

2.外頻與倍頻數(shù)

外頻即系統(tǒng)總線時(shí)鐘(SystemBusClock)頻率，目前主要有133MHz、166MHz、200MHz等。倍頻數(shù)(外頻倍數(shù))即主頻與外頻之比。主頻、外頻、倍頻數(shù)的關(guān)系式為：主頻＝外頻×倍頻數(shù)。

3.前端總線(FrontsideBus，F(xiàn)SB)

前端總線是指CPU與北橋之間的連接總線。借助前端總線和北橋芯片，微處理器能連接到主存、南橋芯片、PCI裝置、AGP卡和其他外設(shè)上。前端總線頻率決定了CPU與北橋之間的交換性能。例如，P43.6GHz的前端總線頻率為800MHz。

4.高速緩存(Cache)

CPU的緩存分為兩級(jí)：一級(jí)緩存與二級(jí)緩存，有的還有三級(jí)緩存。大家應(yīng)當(dāng)注意：在CPU的主頻完全相同的情況下，緩存越大，CPU處理數(shù)據(jù)的速度就越快。在選購的時(shí)候應(yīng)盡量選用具有大緩存的CPU。

處理器的性能除了前面提到的高速緩存、主頻、前端總線外，還與其他技術(shù)相關(guān)。因此，選擇CPU時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮CPU的其他技術(shù)。2.3CPU的其他技術(shù)

1.體系結(jié)構(gòu)

AMD公司在X86-64架構(gòu)的64位微處理器中內(nèi)建DDR內(nèi)存控制器，可大大降低對(duì)內(nèi)存的訪問時(shí)間，從而提高系統(tǒng)的性能；另外它還采用了超傳輸(HyperTransport)技術(shù)，該技術(shù)是一種全新的高速、高性能的端到端互連總線技術(shù)，能夠進(jìn)行高速的連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸。

2008年，Intel推出了集成3通道內(nèi)存控制器的Nehalem。放棄FSB設(shè)計(jì)，改用快速通道互連(QuickPathIntercon

-nect，QPI)技術(shù)，能夠雙向串聯(lián)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。事實(shí)上它的官方名字叫做CSI(CommonSystemInterface，公共系統(tǒng)界面)，用來實(shí)現(xiàn)芯片之間、核心之間的直接互連，而不是通過FSB連接到北橋。

2.多核心技術(shù)

CPU從誕生之日起，其主頻不斷在提高。桌面處理器的主頻在2000年達(dá)到了1GHz，2001年達(dá)到2GHz，2002年達(dá)到了3GHz。但近年來處理器的主頻提升似乎停滯不前了，電壓和發(fā)熱成為主頻提升的主要障礙，靠主頻提升改善計(jì)算機(jī)性能將盡極限。

多內(nèi)核是指在一枚處理器中集成兩個(gè)或多個(gè)完整的計(jì)算引擎(內(nèi)核)。工程師們認(rèn)識(shí)到，僅僅提高單核芯片的速度會(huì)產(chǎn)生過多熱量且無法帶來相應(yīng)的性能改善。先前的處理器產(chǎn)品就是如此，即便是沒有發(fā)熱問題，其性價(jià)比也難以令人接受，速度稍快的處理器價(jià)格要高很多。因此，多核技術(shù)是CPU發(fā)展的必然趨勢(shì)。Intel在推行多核心處理器產(chǎn)品時(shí)將兩組內(nèi)核(Die)封裝于同一基板上，并以FSB進(jìn)行連接，無論是初代雙核心產(chǎn)品PentiumD還是四核心產(chǎn)品Core2Quad均是如此，因此得名“膠水多核”。

3.

CPU內(nèi)存控制器集成整合技術(shù)

早期的內(nèi)存控制器(MemoryController)位于主板芯片組的北橋芯片內(nèi)部，CPU和內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換需要經(jīng)過“CPU—北橋—內(nèi)存—北橋—CPU”五個(gè)步驟，在此模式下數(shù)據(jù)經(jīng)由多級(jí)傳輸，數(shù)據(jù)延遲大，從而影響微機(jī)的整體性能。AMDK8系列CPU內(nèi)部則整合了內(nèi)存控制器，將CPU與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換過程簡(jiǎn)化為“CPU—內(nèi)存—CPU”三個(gè)步驟，與傳統(tǒng)的內(nèi)存控制器方案相比顯然具有更低的數(shù)據(jù)延遲，這有助于提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體性能。

AMD早在K8時(shí)代已在CPU中集成了內(nèi)存控制器，一直沿用到現(xiàn)在。集成內(nèi)存控制器能大幅提升CPU與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換性能。而英特爾公司直到2008年發(fā)布微結(jié)構(gòu)Nehalem平臺(tái)處理器時(shí)，才將內(nèi)存控制器集成到CPU內(nèi)部，此后Intel在體系架構(gòu)上的不利地位才有所改善。

4.多通道技術(shù)

多通道技術(shù)就是雙通道、三通道、甚至四通道內(nèi)存控制技術(shù)，它能有效地提高內(nèi)存總帶寬，從而適應(yīng)新的微處理器的數(shù)據(jù)傳輸、處理的需要。雙通道有兩個(gè)64bit內(nèi)存控制器，相當(dāng)于128位。雙通道技術(shù)的帶寬是單通道技術(shù)帶寬的2倍。三通道有三個(gè)64bit內(nèi)存控制器，相當(dāng)于192位。三通道的帶寬是單通道帶寬的3倍。

如果把數(shù)據(jù)交換比作汽車運(yùn)輸貨物的話，在CPU與內(nèi)存之間提升數(shù)據(jù)交換性能的方法有兩種：①增加車道，即采用多通道技術(shù)；②提高車速。從DDR、DDR2到DDR3的技術(shù)發(fā)展過程看，采用的是提高汽車速度的辦法。

5.核心電壓和I/O(輸入/輸出)電壓

早期核心電壓和I/O電壓相同。現(xiàn)在普遍采用分離供電方案，即I/O電壓不變，核心電壓降到更低；不過現(xiàn)在內(nèi)存等的工作電壓也在降低，因此I/O電壓也將降低。現(xiàn)在的主板一般都會(huì)隨CPU自動(dòng)調(diào)整工作電壓，重要的是要選一款支持所選CPU工作的主板。

6.制造工藝

制造工藝決定芯片上每一層線路的寬窄及每個(gè)晶體管的大小，說簡(jiǎn)單點(diǎn)就是制造的精密度。目前主要采用32nm技術(shù)，新的22nm技術(shù)已有產(chǎn)品樣品。購買時(shí)應(yīng)選擇制造工藝高的。

7.接口類型

CPU需要通過接口與主板連接才能進(jìn)行工作。經(jīng)過多年的發(fā)展，CPU采用的接口方式有引腳式、卡式、觸點(diǎn)式、針腳式等。而目前CPU的接口主要是觸點(diǎn)式、針腳式接口，對(duì)應(yīng)到主板上就有相應(yīng)的插槽類型。不同類型的CPU接口，在插孔數(shù)、體積、形狀上都有相應(yīng)的變化。不同處理器的針腳不同，所以要考慮主板是否匹配的問題。一定要做到一一對(duì)應(yīng)，也就是保證主板支持相應(yīng)的CPU。下面介紹目前CPU的兩種常用接口類型。

(1)

IntelLGA1366。

Intel在45nmNehalem系列處理器中開始使用新的LGA1366接口，(又稱SocketB)，逐步取代流行多年的LGA775。從名稱上就可以看出，LGA1366要比LGA775A多出591個(gè)觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)用于QPI總線、三條64bitDDR3內(nèi)存通道等連接。Bloomfield、Gainestown以及Nehalem處理器的接口為L(zhǎng)GA1366，比LGA775接口的面積大了20%。處理器內(nèi)核(Die)越大、功能越多，發(fā)熱量相對(duì)就越大，所以就需要散熱效果更佳的CPU散熱器。而且在處理器背面多加了一塊金屬板(和LGA775接口外觀雷同)，目的是為了更好地固定處理器以及散熱器。IntelI7-920CPU如圖2-1所示，IntelLGA1366接口如圖2-2所示。

圖2-1IntelI7-920CPU的正反面

圖2-2LGA1366接口

(2)

SocketAM3接口。SocketAM3是AMDCPU的一個(gè)接口規(guī)格。所有AMD臺(tái)式45nm處理器均采用了新的SocketAM3插座，它有938針的物理引腳，這也就意味著它與舊的SocketAM2+插座甚至是更早的SocketAM2插座在物理上是兼容的，因?yàn)楹髢烧叩奈锢硪_數(shù)均為940針，技術(shù)上是否兼容必須查看相關(guān)技術(shù)資料。940針與938針CPU如圖2-3所示。940針與938針CPU插座如圖2-4所示。

圖2-3940針與938針CPU

圖2-4940針與938針CPUSocket

SocketAM2是AMD于2006年5月底發(fā)布的支持DDR2內(nèi)存的AMD64位桌面CPU的接口標(biāo)準(zhǔn)，具有940根CPU針腳，支持雙通道DDR2內(nèi)存。雖然具有940根CPU針腳，但SocketAM2與Socket940在針腳定義以及針腳排列方面都不相同，所以不能互相兼容。目前采用SocketAM2接口的有低端的Sempron、中端的Athlon64、高端的Athlon64X2以及頂級(jí)的Athlon64FX等全系列AMD桌面CPU，它們支持200MHz外頻和1000MHz的HyperTransport總線頻率，支持雙通道DDR2內(nèi)存，其中Athlon64X2以及Athlon64FX最高支持DDR2800，Sempron和Athlon64最高支持DDR2667。

高端產(chǎn)品價(jià)格太貴，低端產(chǎn)品容易過時(shí)。因此，購機(jī)時(shí)應(yīng)當(dāng)選用主流品種，以滿足應(yīng)用要求為主。

其實(shí)，選CPU時(shí)是選用AMD的還是Intel的，差別已經(jīng)不大了，隨著AMD64位平臺(tái)的推出及超傳輸技術(shù)的應(yīng)用，從技術(shù)架構(gòu)上來說，AMD的CPU稍占上風(fēng)，而且AMD的CPU的性能價(jià)格比可能更占優(yōu)勢(shì)。下面介紹兩種主要的CPU。2.4CPU主流品種圖2-5酷睿i7980XCPU

1.

Intel酷睿i7980X(至尊版)Corei7980XExtremeEdition

Intel酷睿i7980X(至尊版)目前是Intel的一款高檔次臺(tái)式機(jī)處理器，其外觀如圖2-5所示，各技術(shù)參數(shù)見表2-1。一般參數(shù)比較好理解，而其相關(guān)的頻率、速度等就相對(duì)難理解一些。下面分析頻率、速度各數(shù)據(jù)間的關(guān)系。

外頻通過受控振蕩鎖相環(huán)集成電路產(chǎn)生，受控振蕩電路外接14.318MHz晶體作為基準(zhǔn)頻率，通過參數(shù)的不同選擇可分別獲得66MHz、75MHz、100MHz、133MHz、166MHz、200MHz等頻率，有的主板可以以1Hz為單位增加或減少。與該CPU配套的主板必須提供一個(gè)133MHz外頻，其他與CPU相關(guān)的頻率或速度基本上就是133的整數(shù)倍，如3330/133

=

25，3600/133

=

27。QPI總線的傳輸速度是6.4GT/s，那么QPI總線的頻率就是3200MHz，因?yàn)镼PI總線采用了DDR(DualDateRate)數(shù)據(jù)傳輸形式，即在時(shí)鐘的上升沿和下降沿均傳輸1次數(shù)據(jù)，一個(gè)周期傳輸兩次；在計(jì)算帶寬時(shí)，須在QPI總線傳輸速度的基礎(chǔ)上乘2，因?yàn)镼PI總線采用了類似HyperTransport點(diǎn)對(duì)點(diǎn)設(shè)計(jì)，包括上行與下行一對(duì)線路，分別負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。需要注意的是，實(shí)際帶寬是由兩傳輸端的速度低的一端決定的。對(duì)于內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)DDR3-1066，必須選用支持DDR3-1066的主板，加上三通道則表明集成于CPU內(nèi)的內(nèi)存控制器提供了三個(gè)通道，相當(dāng)于修了三個(gè)車道，其數(shù)據(jù)吞吐量是單通道的3倍。表2-1酷睿i7980X技術(shù)參數(shù)表2.

PhenomIIX61090T

PhenomⅡX61090T目前是AMD的一款高檔次臺(tái)式機(jī)處理器，其外觀如圖2-6所示，技術(shù)參數(shù)見表2-2。有的技術(shù)參數(shù)AMD和Intel的叫法雖不一樣，但其本質(zhì)完全一樣，比如Intel的智能加速(睿頻)和AMD的最高動(dòng)態(tài)頻率的含義基本相同。CPU主頻3200MHz是外頻

200MHz的16倍。最高動(dòng)態(tài)頻率3600MHz是外頻

200MHz的18倍?？偩€速度為4000MT/s，那么總線時(shí)鐘頻率2000MHz是外頻200MHz的10倍。內(nèi)存控制器雖然同時(shí)支持DDR2-800和DDR3-1333，但實(shí)際上主板只會(huì)選擇支持其中的一種內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)，不是DDR2就是DDR3，因?yàn)樗鼈兊奈锢斫涌诤碗姎鈽?biāo)準(zhǔn)不同，如果兩個(gè)都做到主板上，勢(shì)必增加成本和占用空間。該CPU集成的是DDR2內(nèi)存控制器，所以800/4

=

200

MHz，而1333/8

=

166

MHz。該CPU采用AMD64技術(shù)，同時(shí)支持32位和64位計(jì)算，每個(gè)核心的一級(jí)緩存是128

KB(64

KB指令+64

KB數(shù)據(jù))，每個(gè)核心有512

KB二級(jí)緩存，6個(gè)核心共享6

MB三級(jí)緩存。該CPU采用超傳輸總線技術(shù)，傳輸速度高達(dá)4000MT/s，全雙工傳輸。一個(gè)16位I/O超傳輸總線的最大I/O帶寬為16.0GB/s(2

×

4000

MT/s×

(16bits/T

÷

8

bits/Byte)。雙通道內(nèi)存控制器的數(shù)據(jù)寬度為128位，雙通道DDR2-800內(nèi)存帶寬為12.8GB/s，即800MT/s×

(128bits/T

÷

8bits/Byte)，雙通道DDR3-1333內(nèi)存帶寬為21

GB/s，即1333

MT/s

×

(128

bits/T

÷

8

bits/Byte)，故雙通道內(nèi)存帶寬最大為21GB/s。因此該處理器到系統(tǒng)的總帶寬(超傳輸總線帶寬加內(nèi)存帶寬)最高為37GB/s。圖2-6PhenomⅡX61090TCPU表2-2PhenomⅡ

X61090T技術(shù)參數(shù)表

CPU在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位和作用就如同人的大腦，要想物盡其用，正確的安裝、保養(yǎng)、維護(hù)是很重要的。2.5CPU和風(fēng)扇的安裝與拆裝2.5.1裝拆電子部件一般注意事項(xiàng)

為了人和計(jì)算機(jī)各部件的安全，在安裝和拆裝過程中，務(wù)必注意如下事項(xiàng)：

(1)認(rèn)真閱讀說明書。在使用和操作任何電子部件之前，仔細(xì)閱讀說明書是一種非常好的習(xí)慣。

(2)操作前清除靜電。人體本身可能帶有靜電，尤其在冬天穿了多層不同質(zhì)地的衣物時(shí)，可能因摩擦而產(chǎn)生大量的靜電。而靜電往往是各敏感部件如CPU、芯片組的“頭號(hào)殺手”。有條件的話，應(yīng)戴上防靜電手環(huán)。若無防靜電手環(huán)，在操作之前應(yīng)先洗手，然后擦干雙手，或碰觸金屬物以消除靜電。

(3)嚴(yán)禁帶電操作。各部件的安裝和拆卸都必須斷電操作，嚴(yán)禁在通電的情況下拔插部件。ATX電源關(guān)閉時(shí)，待機(jī)電路還在工作，交流電路和待機(jī)電路并未真正切斷，所以最安全的做法是拔掉電源線。

(4)電源接通與斷開之間要有30s以上的時(shí)間間隔。計(jì)算機(jī)電源在接通或斷開的瞬間有可能產(chǎn)生較大的尖峰電壓和沖擊電流。計(jì)算機(jī)內(nèi)部存在電容和電感等儲(chǔ)能元件，如果頻繁地開關(guān)計(jì)算機(jī)電源，很容易造成各部件內(nèi)元件受高電壓、高電流沖擊而被擊穿，所以一定要嚴(yán)格注意電源開關(guān)的時(shí)間間隔。關(guān)閉電源后再重新接通電源的最小時(shí)間間隔應(yīng)該在30

s以上。2.5.2安裝CPU前的準(zhǔn)備工作

CPU、主板以及擴(kuò)展卡都是由許多精密復(fù)雜的集成電路元件等構(gòu)成的，而這些元件很容易因靜電而導(dǎo)致?lián)p壞，因此，在動(dòng)手安裝之前，先務(wù)必做好以下各項(xiàng)準(zhǔn)備工作：

(1)拔掉計(jì)算機(jī)的電源線。

(2)消除靜電。除了可以使用防靜電手環(huán)之外，也可觸摸一個(gè)有接地線的金屬物品，像電源外殼等。

(3)拿取主板、中央處理器(CPU)或內(nèi)存條時(shí)，盡量不要觸碰上面的芯片或管腳。

(4)移除任何一個(gè)集成電路元件后，應(yīng)將該元件放置在絕緣墊上以隔離靜電，或者直接放回該元件的絕緣包裝袋中保存。

(5)主板在未安裝之前，先放置在防靜電墊或防靜電袋內(nèi)。

(6)在開啟電源前，確定供電電源電壓值符合計(jì)算機(jī)電壓標(biāo)稱值。

(7)在開啟電源前請(qǐng)確定所有硬件設(shè)備的排線及電源線都已正確地連接。

(8)勿讓螺絲接觸到主板上的線路或零件，避免造成主板損壞或故障。

(9)確定在主板上或電腦機(jī)箱內(nèi)沒有遺留螺絲或金屬制品。

(10)勿將電腦主機(jī)放置在不平穩(wěn)處。2.5.3安裝CPU

安裝CPU的一般步驟如下：

(1)找到主板上的CPU插座。在安裝CPU之前，先將主板上的CPU插座面向自己，并確認(rèn)插座的固定扳手位于自己的左手邊，如圖2-7所示。

(2)拇指壓下(A)固定扳手并將其稍向左側(cè)推(B)，這樣可使扳手脫離固定扣并松開CPU輔助安裝盒，如圖2-8所示。注意：CPU安裝盒上的保護(hù)蓋用以保護(hù)插座上的觸點(diǎn)，因此CPU未安裝之前，不能拆除保護(hù)蓋。

圖2-7CPU插座在主板中的位置

(3)依箭頭C方向拉起固定扳手約至135°，如圖2-9所示。

(4)將CPU安裝盒的上蓋按箭頭D方向掀起約至100°，如圖2-9所示。

(5)將保護(hù)蓋從CPU插座中移去，如圖2-10所示。

圖2-8扳手脫離CPU插座固定扣

圖2-9拉開扳手和安裝盒上蓋

(6)確認(rèn)CPU的金色三角形標(biāo)志位于左下角，然后將CPU垂直向下安裝到主板的插座上，如圖2-11所示，并確認(rèn)CPU的左上方的缺口與插座上對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)點(diǎn)(凸起)是相吻合的。注意：CPU只能以單一方向正確地安裝到主板的插座上。切記請(qǐng)勿用力地將CPU以錯(cuò)誤的方向安裝到插座上，這么做可能導(dǎo)致CPU與插座上的觸點(diǎn)損壞。

圖2-10移出CPU插座保護(hù)蓋

圖2-11CPU插座缺口防呆校準(zhǔn)

(7)擠出散熱膏(散熱接口材料)至CPU與散熱片接觸的區(qū)域，并將其涂抹為一均勻薄層，如圖2-12所示。注意：若某些散熱片已預(yù)先涂上散熱膏，則跳過此步驟；散熱接口材料具有毒性，如果誤入眼睛或接觸皮膚，請(qǐng)立即以清水沖洗，并送醫(yī)院救治；為避免散熱膏污染和確保散熱效果，請(qǐng)勿用手指直接涂抹散熱膏。

(8)將安裝盒的上蓋按箭頭A所示方向重新蓋上，接著將固定扳手按箭頭B所示方向推回并扣于固定扣上，確認(rèn)上蓋的前端已扣住，如圖2-13所示。

圖2-12涂抹散熱接口材料

圖2-13重新蓋上蓋2.5.4安裝散熱片和風(fēng)扇

IntelLGA1366CPU需要搭配安裝經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的散熱片與風(fēng)扇，方能得到最佳的散熱效果。如果是盒裝Intel處理器，其產(chǎn)品包裝中已內(nèi)含一組專用的散熱片與風(fēng)扇；如購買的是散裝CPU，請(qǐng)確認(rèn)所使用的CPU散熱片已通過Intel的相關(guān)認(rèn)證。盒裝IntelLGA1366CPU包裝中的散熱片與風(fēng)扇采用下推式固定扣具，因此無需工具就能安裝。安裝散熱片和風(fēng)扇的一般步驟如下：

(1)將散熱片放置在已安裝好的CPU上方，并確認(rèn)主板上的四個(gè)孔位與散熱片的四個(gè)扣具位置相吻合，如圖2-14所示。

(2)將二組扣具按對(duì)角點(diǎn)向下壓，如圖2-15所示，使散熱片和風(fēng)扇能正確地扣合在主板上。固定散熱片與風(fēng)扇的位置應(yīng)讓CPU風(fēng)扇連接線離風(fēng)扇連接端口最近。

(3)當(dāng)風(fēng)扇、散熱片以及支撐機(jī)構(gòu)安裝完畢后，將風(fēng)扇的連接線插到主板的風(fēng)扇插座(CPU_FAN)上，如圖2-16所示。

圖2-14散熱片放置與對(duì)準(zhǔn)

圖2-15對(duì)角點(diǎn)成組

圖2-16插風(fēng)扇連接線2.5.5拆除散熱片和風(fēng)扇

拆除散熱片和風(fēng)扇的一般步驟如下：

(1)先將主板上連接CPU風(fēng)扇的連接線從主板上拔除。

(2)將每個(gè)扣具上的旋鈕以逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，松開散熱片固定扣具，如圖2-17所示。

(3)依照順序?qū)⒖劬甙怆x主板上的散熱片插孔，采用對(duì)角點(diǎn)方式卸除，如圖2-18所示，即先卸除A，再卸除B，或是先卸除B，再卸除A。

(4)小心地將散熱片與風(fēng)扇從主板上抽離。

圖2-17松扣具

圖2-18對(duì)角點(diǎn)卸除

CPU的保養(yǎng)和維護(hù)應(yīng)遵循以下原則：

(1)散熱系統(tǒng)良好。要取得良好的散熱效果，必須對(duì)其工作系統(tǒng)有一個(gè)初步的了解。下面介紹最新的LGA1366封裝的酷睿i7980X熱傳導(dǎo)系統(tǒng)和溫度測(cè)控系統(tǒng)。圖2-19所示為L(zhǎng)GA1366封裝的酷睿i7980X內(nèi)部封裝結(jié)構(gòu)。需注意的是，該封裝并不包括主板和CPU安裝插座。該封裝各組件如圖2-19所示。2.6CPU的保養(yǎng)和維護(hù)

圖2-19LGA1366封裝的酷睿i7980X

LGA1366封裝的酷睿i7980X測(cè)溫裝置的位置如圖2-20所示。

只有效果良好的風(fēng)扇才能保證CPU性能的正常發(fā)揮。要優(yōu)先購買CPU原裝風(fēng)扇或通過認(rèn)證的風(fēng)扇，一般在風(fēng)扇的外包裝上會(huì)標(biāo)明它適用的CPU型號(hào)及頻率范圍。

LGA1366封裝的酷睿i7980X和LGA775封裝的P4都采用4針風(fēng)扇，但這兩種風(fēng)扇的技術(shù)規(guī)范有差異。比如PWM的調(diào)制頻率，前者比后者提高了10倍。

LGA1366封裝的酷睿i7980X風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制示意圖如圖2-21所示。

圖2-20LGA1366封裝的酷睿i7980X測(cè)溫裝置的位置

圖2-21風(fēng)扇控制原理圖

LGA1366封裝的酷睿i7980X風(fēng)扇連接器如圖2-22所示，它將風(fēng)扇連接到主板。其中，SENSE為風(fēng)扇轉(zhuǎn)速測(cè)量信號(hào)，每轉(zhuǎn)產(chǎn)生兩個(gè)脈沖；CONTROL為風(fēng)扇控制器送出的脈寬調(diào)制信號(hào)，用以控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。注意，如果4針風(fēng)扇連接到3針接口，則風(fēng)扇轉(zhuǎn)速由測(cè)試其入口環(huán)境溫度的熱敏電阻控制。

酷睿i7980X系列散熱風(fēng)扇電源及信號(hào)規(guī)范如表2-3所示。

圖2-224針風(fēng)扇連接器表2-3酷睿i7980X系列散熱風(fēng)扇電源及信號(hào)規(guī)范注：①該信號(hào)經(jīng)一電阻上拉至+5V；②集電極開路型，脈寬調(diào)制；③風(fēng)扇有一電阻上拉至最大5.25V。

(2)電源供應(yīng)正常，且有較好的散熱環(huán)境，防止出現(xiàn)CPU與風(fēng)扇的共振。優(yōu)質(zhì)大功率電源和體積大、內(nèi)部空間寬敞的機(jī)箱將為CPU的運(yùn)行提供良好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速可達(dá)4000～7200轉(zhuǎn)/分鐘，容易發(fā)生CPU與散熱風(fēng)扇的“共振”，導(dǎo)致CPU的內(nèi)核(Die)被逐漸磨損，引起CPU與CPU插座的接觸不良。因此，應(yīng)選擇正規(guī)廠家生產(chǎn)的散熱風(fēng)扇，正確安裝扣具，防止共振。

(3)安裝正確。認(rèn)真閱讀說明書或從網(wǎng)上查閱資料，確保安裝正確。接觸CPU之前，應(yīng)先消除手上靜電，避免人為損壞。安裝CPU散熱風(fēng)扇時(shí)，按壓扣具的力量要適當(dāng)，力量太大會(huì)將CPU的內(nèi)核壓毀。

(4)溫度異常報(bào)警保護(hù)正常。確保監(jiān)測(cè)CPU溫度變化的準(zhǔn)確性。只要CPU超過了預(yù)設(shè)的溫度范圍(一般設(shè)為70℃)，主板會(huì)立即報(bào)警、重啟或關(guān)機(jī)。

(5)做好日常觀察和除塵。在平時(shí)的操作使用過程中，要關(guān)注電腦部件的運(yùn)行狀況，如果出現(xiàn)異常情況要及時(shí)關(guān)閉電源，請(qǐng)電腦技術(shù)員來檢查原因及維修。要及時(shí)除塵，以免造成短路，燒毀CPU。

案例2-1

不同電壓標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致儀器設(shè)備損壞。

幾年前，一臺(tái)資企業(yè)在大陸辦廠制造計(jì)算機(jī)，有些設(shè)備是從臺(tái)灣運(yùn)過來的，設(shè)備的工作電壓是110V。一天，來了一位臺(tái)灣的技術(shù)工程師，他想當(dāng)然地連接上打印機(jī)，可一接通電源，打印機(jī)就冒煙了；同樣的情況也出現(xiàn)在其他一些外資企業(yè)，由于不看說明書，不按流程操作，不但沒解決問題，反而還擴(kuò)大了問題，操作者不但十分尷尬，而且交不了差。針對(duì)以上情況思考一下，在將來的工作中，如何避免以上現(xiàn)象的發(fā)生。

案例2-2CPU選擇Intel還是AMD？

購買CPU時(shí)，到底是選擇Intel還是AMD？回答這個(gè)問題確實(shí)不是一件容易的事情，因?yàn)槎哒l也沒有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。因此具體選什么CPU要考慮以下因素：第一，要考慮具體應(yīng)用；第二，要看能否滿足技術(shù)要求；第三，要看性價(jià)比。

只有對(duì)CPU的發(fā)展歷史有一個(gè)全面的了解，才能從中找出發(fā)展規(guī)律，把握計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，更好地了解其技術(shù)內(nèi)涵。下面對(duì)Intel從8086處理器到Pentium4、IntelXeon(至強(qiáng))處理器做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹。要了解更多的技術(shù)細(xì)節(jié)，可進(jìn)入Intel網(wǎng)站的下列鏈接：/intel/intelis/museum/。2.7*Intel發(fā)展簡(jiǎn)史

1.

Intel8086和8088處理器和段地址(1978年)

IA-32體系結(jié)構(gòu)家族中最早推出的是16位微處理器8086和8088。8086有16位寄存器和16位的外部數(shù)據(jù)總線，可進(jìn)行20位的地址定位，具有1MB尋址空間。8088類似于8086，不過8088只有8位的外部數(shù)據(jù)總線。8086/8088引入了段地址的概念，通過分段，16位段寄存器內(nèi)含一個(gè)存儲(chǔ)器段指針，每個(gè)段可達(dá)64KB。一次使用四個(gè)段寄存器，8086/8088處理器能夠定位256KB，且不用在段之間進(jìn)行切換。20位的地址能夠由一個(gè)段地址寄存器和附加的16位指針構(gòu)成，提供一個(gè)1

MB地址空間。圖2-23所示為Intel和AMD生產(chǎn)的DIP(DualIn-linePackage)封裝的8086。

圖2-23Intel和AMD的8086

2.

Intel286處理器(1982年)

圖2-24所示為PLCC和PGA封裝的286的CPU。Intel286處理器在IA-32體系結(jié)構(gòu)中引入了保護(hù)模式。保護(hù)模式使用段寄存器的內(nèi)容作為選擇器或指針進(jìn)入到描述符表。描述符表提供24位地址，具有16MB的物理存儲(chǔ)空間。Intel286處理器支持建立在段交換技術(shù)和一些保護(hù)機(jī)制上的虛擬存儲(chǔ)管理(VirtualMemoryManagement)。這些機(jī)制包括：

(1)段界限檢查(SegmentLimitChecking)。

(2)只讀、只運(yùn)行段選項(xiàng)(Read-onlyandExecute-onlySegmentOptions)。

(3)四級(jí)特權(quán)(FourPrivilegeLevels)。

圖2-24PLCC和PGA封裝的286的CPU

3.

Intel386處理器(1985年)

在IA-32體系家族中，Intel386處理器是第一個(gè)32位處理器，它提供了32位寄存器和32位地址、數(shù)據(jù)總線。32位Intel386寄存器低16位仍保留了早期CPU16位寄存器的特性，以便向后兼容。它也提供一種Virtual-8086模式，8086/8088的程序在這種模式下運(yùn)行將比在原8086/8088處理器下運(yùn)行得更快、更有效。圖2-25是PGA封裝的浮點(diǎn)運(yùn)算單元387。圖2-26是PGA和PQFP封裝的386CPU。

Intel386處理器的特點(diǎn)如下：

(1)

32位地址總線支持高達(dá)4GB的物理存儲(chǔ)空間。

(2)具有分段存儲(chǔ)模式和線性存儲(chǔ)模式。

(3)內(nèi)存分頁，為虛擬存儲(chǔ)管理提供固定4KB的頁面。

(4)支持并行處理。

圖2-25PGA封裝的387

圖2-26PGA封裝的386DX和PQFP封裝的386SX

4.

Intel486處理器(1989年)

Intel486處理器增加了并行執(zhí)行能力，主要是將Intel386處理器的指令譯碼和執(zhí)行單元擴(kuò)充為5個(gè)流水線進(jìn)程。5條指令的不同執(zhí)行階段可同時(shí)運(yùn)行。圖2-27所示為PGA封裝的Intel486DX2-66和AMD486DX-40。此外，處理器增加的功能有：

(1)內(nèi)建了一個(gè)8KB的L1Cache。

(2)內(nèi)建了一個(gè)x87FPU。

(3)增加了電源節(jié)能和系統(tǒng)管理能力。

圖2-27Intel486DX2-66和AMD486DX-40

5.

IntelPentium處理器(1993年)

IntelPentium處理器被稱為超標(biāo)量(Superscalar)微處理器，增加了第二條執(zhí)行流水線，這兩條流水線被稱做U線和V線，兩線一起能在每個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行兩條指令。該處理器內(nèi)建有16KB的L1Cache，其中8KB為程序代碼，8KB為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)Cache采用更有效的回寫(WriteBack)技術(shù)，而Intel486采用的是寫透(Write-Through)技術(shù)。該處理器的內(nèi)建分支表的分支預(yù)測(cè)技術(shù)能在循環(huán)結(jié)構(gòu)中增加系統(tǒng)性能。圖2-28所示為PGA封裝的IntelPentium和AMDK5。另外，該處理器還具有如下特點(diǎn)：

(1)

128和256位內(nèi)部數(shù)據(jù)通道增加了內(nèi)部數(shù)據(jù)的傳輸速度。

(2)外部數(shù)據(jù)總線增加到64位。

(3)支持多處理器系統(tǒng)。

(4)支持無縫(glueless)雙處理機(jī)模式。

Pentium處理器的后續(xù)成員增加了IntelMMX技術(shù)(thePentiumProcessorwithMMXTechnology)。IntelMMX技術(shù)采用SIMD(Single-Instruction,MultipleData)運(yùn)行模式，對(duì)寄存器中打包的整型數(shù)據(jù)進(jìn)行并行計(jì)算。

圖2-28IntelPentium和AMDK5

6.

P6處理器家族(1995—1999年)

P6處理器家族建立在超標(biāo)量微體系架構(gòu)(SuperscalarMicroarchitecture)的基礎(chǔ)上。超標(biāo)量微體系架構(gòu)設(shè)置了一種新的性能標(biāo)準(zhǔn)。其設(shè)計(jì)目標(biāo)之一是：使用相同的0.6μm、四層、金屬雙極CMOS制(作流)程技術(shù)。P6處理器的性能顯著地超出了Pentium處理器的性能。P6處理器家族成員包括：

(1)

IntelPentiumPro處理器。

(2)

IntelPentiumⅡ處理器。

(3)

IntelPentiumⅡXeon(至強(qiáng))處理器。

(4)

IntelCeleron(賽揚(yáng))處理器。

(5)

IntelPentiumⅢ處理器。

(6)

IntelPentiumⅢXeon(至強(qiáng))處理器。

IntelPentiumPro處理器是3路超標(biāo)量(Three-waySuperscalar)微處理器，采用并行處理技術(shù)。圖2-29所示為PGA封裝的IntelPentiumPro。平均起來的話，在每個(gè)時(shí)鐘周期，IntelPentiumPro處理器能完成三條指令的解碼、分配、執(zhí)行工作。IntelPentiumPro處理器采用了動(dòng)態(tài)執(zhí)行(DynamicExecution)技術(shù)—微數(shù)據(jù)流分析(MicrodataFlowAnalysis)、亂序執(zhí)行(Out-of-orderExecution)、高級(jí)分支預(yù)測(cè)(SuperiorBranchPrediction)和推測(cè)執(zhí)行(SpeculativeExecution)。除了有PentiumL1Cache外，IntelPentiumPro還內(nèi)建有256KB的L2Cache。

圖2-29PGA封裝的IntelPentiumPro正面和反面實(shí)際上，PentiumⅡ處理器就相當(dāng)于IntelMMX技術(shù)加上P6處理器加上新的封裝技術(shù)與幾個(gè)硬件功能的加強(qiáng)。PⅡ處理器采用單邊接觸卡匣接口(SingleEdgeContactCartridge，SECC)封裝技術(shù)，如圖2-30所示。該處理器的L1Cache中的程序代碼和數(shù)據(jù)各增加到16KB，L2Cache有256KB、512KB、1MB等不同規(guī)格。其1/2時(shí)鐘速度的后端總線(BackSideBus，BSB)把處理器和L2Cache連接在一起?？臻e時(shí)，該處理器支持多種節(jié)能方式，如自動(dòng)暫停(AutoHalt)，停止時(shí)鐘(Stop-Grant)、睡眠(Sleep)，深度睡眠(DeepSleep)。

圖2-30以單邊接觸卡匣接口封裝的IntelPentiumⅡ正反面圖2-31PentiumⅡXeon(至強(qiáng))處理器

PentiumⅡXeon(至強(qiáng))處理器結(jié)合了前幾代Intel處理器的特點(diǎn)。英特爾(至強(qiáng))處理器(多處理器，可同時(shí)協(xié)調(diào)工作，多用于服務(wù)器)為企業(yè)提供了多種選擇：可將服務(wù)器縱向擴(kuò)充至特性豐富的4路、8路甚至更高配置；或通過部署強(qiáng)大的4路服務(wù)器集群來進(jìn)行橫向擴(kuò)展。英特爾將這種靈活性稱為“適時(shí)擴(kuò)展”，即根據(jù)企業(yè)具體需求進(jìn)行縱向擴(kuò)充或橫向擴(kuò)展。L2的2MB以全速運(yùn)行于后端總線。圖2-31所示為PentiumⅡXeon(至強(qiáng))處理器，用于服務(wù)器與高級(jí)工作站。

IntelCeleron(賽揚(yáng))處理器家族使用IA-32架構(gòu)著眼于個(gè)人電腦(PC)市場(chǎng)。其L2Cache為128KB。早期Celeron處理器多為PPGA(PlasticPinGridArray)封裝，針對(duì)較低價(jià)格市場(chǎng)。圖2-32所示為2.8GHzFC-PGA2封裝的Celeron處理器，其具體規(guī)格為Celeron2.8GHz/128KCache/400MHzFSB/Socket478。

IntelPentiumⅢ處理器將流式單指令多數(shù)據(jù)擴(kuò)展指令集(StreamingSIMDExtensions，SSE)應(yīng)用于IA-32體系結(jié)構(gòu)。SSE擴(kuò)充SIMD執(zhí)行模式，提供了一組新的128位寄存器，能夠?qū)Ψ庋b的單精度浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行SIMD操作。圖2-33所示為FC-PGA2封裝的IntelPentiumⅢ1000/256/133處理器。

圖2-32Celeron2.8GHz處理器

圖2-331GHzPentiumⅢ處理器

PentiumⅢXeon處理器增加了一個(gè)全速、內(nèi)建的高級(jí)傳輸高速緩存(AdvancedTransferCache)，擴(kuò)大了IA-32級(jí)處理器的性能水平，其外形與IntelPentium

Ⅱ

Xeon處理器相同。

7.

Pentium4(2000年)和Pentium4(Hyper-Threading)(2003年)

強(qiáng)大的Pentium4處理器建立在NetBurst微體系架構(gòu)(NetBurstMicroarchitecture)的基礎(chǔ)上，圖2-34所示為FC-PGA2封裝的Pentium4處理器。

該處理器包含以下特性：

(1)支持流式單指令多數(shù)據(jù)擴(kuò)展(StreamingSIMDExtensions)指令集SSE2(詳見Intel網(wǎng)站技術(shù)文檔BasicArchitectureV1.pdf第二章第3節(jié))。

(2)支持流式單指令多數(shù)據(jù)擴(kuò)展(StreamingSIMDExtensions)指令集SSE3。

(3)英特爾將超線程(HT)技術(shù)運(yùn)用到了采用800MHz系統(tǒng)總線、主頻速度從2.4GHz到3.60GHz的Pentium4處理器的多款臺(tái)式電腦中。超線程技術(shù)使臺(tái)式電腦可以并行執(zhí)行兩組線程(軟件程序的一部分)，因此可以更加高效地運(yùn)行軟件和進(jìn)行多任務(wù)處理。基于英特爾NetBurst微體系結(jié)構(gòu)之上，采用英特爾0.13μm、90nm制造工藝精制而成的Pentium4處理器提供了顯著的性能優(yōu)勢(shì)，可滿足家庭計(jì)算、商用解決方案以及所有的處理需求。Pentium4處理器的品種較多，它可能具有同樣的主頻但有不同的技術(shù)性能。如果某一主頻上存在不同技術(shù)性能的Pentium4處理器，就在主頻之后加一字母來區(qū)分。圖2-34Pentium4處理器

8.

IntelXeon(至強(qiáng))處理器(2001—2003年)

IntelXeon(至強(qiáng))處理器建立在NetBurst微體系架構(gòu)(NetBurstMicroarchitecture)之上，作為同一個(gè)家庭成員，IA-32的Xeon處理器主要用于多處理器服務(wù)器和高性能的工作站。英特爾(至強(qiáng))處理器MP系列是專為中間層服務(wù)器執(zhí)行關(guān)鍵業(yè)務(wù)功能(如協(xié)作、應(yīng)用服務(wù)、企業(yè)資源規(guī)劃和業(yè)務(wù)智能)而精心設(shè)計(jì)的。它采用超線程(HT)技術(shù)、集成的三級(jí)緩存架構(gòu)和英特爾NetBurst微體系架構(gòu)，為當(dāng)今的服務(wù)器平臺(tái)提供了優(yōu)異的多功能性以及出色的性能、價(jià)值和可靠性。至強(qiáng)處理器的技術(shù)特點(diǎn)包括：

(1)采用超線程技術(shù)。

(2)集成的4

MB、2

MB或1

MB三級(jí)高速緩存和強(qiáng)大的英特爾NetBurst微體系架構(gòu)相結(jié)合，能夠消除目前尚未消除的瓶頸。

9.

IntelPentiumM處理器(2003年)

PentiumM處理器是一種高性能、低功耗移動(dòng)設(shè)備處理器，其性能比Intel早期的移動(dòng)設(shè)備處理器提高很多，該處理器具有如下特點(diǎn)：

(1)支持動(dòng)態(tài)執(zhí)行Intel體系結(jié)構(gòu)。

(2)具有高性能、低功耗的內(nèi)核，采用Intel先進(jìn)的0.13μm銅線內(nèi)連制程技術(shù)。

(3)內(nèi)建32kBL1Cache用于指令，32kB回寫式(Write-Back)Cache用于數(shù)據(jù)。

(4)內(nèi)建1

MB高級(jí)傳輸高速緩存(AdvancedTransferCacheArchitecture)L2。

(5)支持先進(jìn)分支預(yù)測(cè)和數(shù)據(jù)預(yù)提邏輯。

(6)支持MMX技術(shù)、流式SIMD指令(StreamingSIMDInstructions)、SSE2指令集。

(7)具有400

MHz源同步處理器系統(tǒng)總線。

(8)具有增強(qiáng)型IntelSpeedStep的高級(jí)電源管理技術(shù)。

10.

Inter處理器典型技術(shù)指標(biāo)比較

前面已描述了不同階段的Intel處理器的技術(shù)性能指標(biāo)，表2-4列出了處理器不同時(shí)期的典型技術(shù)指標(biāo)。

表2-4Intel處理器不同時(shí)期的典型技術(shù)指標(biāo)比較

11.常用技術(shù)術(shù)語

(1)

IntelSpeedStepTechnology技術(shù)。該技術(shù)能夠在移動(dòng)式電腦上定制高性能計(jì)算。當(dāng)連接到AC電源時(shí)，移動(dòng)式電腦能夠運(yùn)行最為復(fù)雜的商業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，同時(shí)速度可以達(dá)到臺(tái)式機(jī)系統(tǒng)的水平。當(dāng)采用電池供電時(shí)，處理器頻率將自動(dòng)降低(通過改變總線速率)，同時(shí)能耗也相應(yīng)降低，從而在保持高性能的同時(shí)延長(zhǎng)電池壽命。手動(dòng)設(shè)置能夠在采用電池時(shí)將頻率調(diào)整到最高。

(2)

AdvancedDynamicExecution(高級(jí)動(dòng)態(tài)執(zhí)行)。高級(jí)動(dòng)態(tài)執(zhí)行是Pentium4處理器所采用的英特爾NetBurst微體系結(jié)構(gòu)的重要組成部分。其增強(qiáng)的分支預(yù)測(cè)算法加快了處理器的工作流程，并且有助于實(shí)現(xiàn)更深的流水線。深層亂序推測(cè)執(zhí)行使處理器能夠同時(shí)查看126條指令，并處理流水線中多達(dá)48次的載入和24次的存儲(chǔ)。4KB分支目標(biāo)緩沖區(qū)可以存儲(chǔ)更詳細(xì)的分支歷史信息，從而使分支預(yù)測(cè)錯(cuò)誤率降低了33%(與P6微體系結(jié)構(gòu)相比)。

(3)

Level1ExecutionTraceCache(一級(jí)執(zhí)行跟蹤高速緩存)。它是Pentium4處理器所采用的英特爾NetBurst微體系結(jié)構(gòu)的一部分。除8KB的數(shù)據(jù)高速緩存外，Pentium4處理器還帶有一個(gè)執(zhí)行跟蹤高速緩存，能夠按照程序執(zhí)行的順序存儲(chǔ)12KB解碼微指令。它通過消除主要執(zhí)行循環(huán)中的解碼器來提高性能，同時(shí)能夠更有效地利用高速緩存的存儲(chǔ)空間，因?yàn)楸环蛛x的指令不會(huì)再進(jìn)行存儲(chǔ)。從而，大量指令被傳輸?shù)教幚砥鞯膱?zhí)行單元，進(jìn)而降低了從錯(cuò)誤支路預(yù)測(cè)中恢復(fù)所需的整體時(shí)間。

(4)

Level2AdvanceTransferCache(二級(jí)高級(jí)傳輸高速緩存)。256KB二級(jí)高級(jí)傳輸高速緩存(ATC)在二級(jí)高速緩存和處理器內(nèi)核間提供了一個(gè)擁有更高數(shù)據(jù)吞吐率的通道。采用0.13μm制程技術(shù)的Pentium4處理器提供512KB二級(jí)高級(jí)傳輸緩存。采用0.18μm制程技術(shù)的Pentium4處理器提供有256KB二級(jí)高級(jí)傳輸高速緩存。ATC的特性包括無阻塞、全速、模上(內(nèi)建)二級(jí)高速緩存、8路數(shù)據(jù)集關(guān)聯(lián)、到二級(jí)高速緩存的512位或256位數(shù)據(jù)總線以及每時(shí)鐘周期高速緩存輸入輸出數(shù)據(jù)。

(5)

Package(封裝)。封裝即元件、集成單元或混合電路的外殼。它可提供密封或非密封保護(hù)，并決定其外形。同時(shí)，通過封裝引腳可提供與外部設(shè)備的一級(jí)互連。

(6)

StreamingSIMDExtensions(SIMD流技術(shù)擴(kuò)展，SSE)。互聯(lián)網(wǎng)SIMD流技術(shù)擴(kuò)展是一些能夠減少運(yùn)行一個(gè)特殊程序所需整體指令數(shù)量的指令。通過這些指令能夠提高性能，并能夠加快許多應(yīng)用的運(yùn)行。這些應(yīng)用包括視頻、話音、圖像、照片處理、加密、財(cái)務(wù)、工程和科學(xué)應(yīng)用。NetBurst微體系架構(gòu)新添加了144條SSE指令，稱為SSE2。

(7)

SystemBus(系統(tǒng)總線)。它將處理器和主內(nèi)存連接在一起，負(fù)責(zé)在兩個(gè)組件間傳輸數(shù)據(jù)和指令。Pentium4處理器支持英特爾最高性能的臺(tái)式機(jī)系統(tǒng)總線，其處理器數(shù)據(jù)輸入/輸出速率每秒可達(dá)6.4GB(800MHz

×

64bit/8bit)。這通過一個(gè)物理信號(hào)方案(將200MHz系統(tǒng)總線的數(shù)據(jù)傳輸速率提高4倍，即800MHzFSB)來實(shí)現(xiàn)。

(8)

RapidExecutionEngine(快速執(zhí)行引擎)。它是Pentium4處理器所采用的英特爾NetBurst微體系結(jié)構(gòu)的一部分。它意味著在處理器主頻中采用兩組兩倍速算術(shù)邏輯單元(ALU)，從而使得基本整數(shù)指令如加、減、邏輯“與”以及邏輯“或”能夠在半個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成。例如，在1.50GHzPentium4處理器上的快速執(zhí)行引擎能夠以3GHz速度運(yùn)行。

(9)

ClockCycle(時(shí)鐘周期)。處理器執(zhí)行指令的速度稱為時(shí)鐘周期或時(shí)鐘速率。時(shí)鐘速率以吉赫磁(GHz)為單位，1GHz相當(dāng)于每秒執(zhí)行100億個(gè)周期。時(shí)鐘速率越快，CPU每秒能夠執(zhí)行的指令就越多。

(10)

P6Micro-Architecture(P6微體系架構(gòu))。它是PentiumⅢ處理器和賽揚(yáng)處理器的內(nèi)部芯片體系結(jié)構(gòu)。其特性包括：多支路預(yù)測(cè)(能夠預(yù)測(cè)程序如何通過多支路執(zhí)行，從而加快處理器的工作流)、數(shù)據(jù)流分析(通過分析指令間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性來創(chuàng)建一個(gè)經(jīng)過記錄的最佳指令進(jìn)程)和推測(cè)執(zhí)行(能夠推測(cè)執(zhí)行指令，并根據(jù)該最佳進(jìn)程確保處理器的超標(biāo)量執(zhí)行單元保持工作，從而提高整體性能)。

(11)

Micro-Architecture(微體系架構(gòu))。處理器微體系架構(gòu)指的是指令集、寄存器和常駐內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它對(duì)編程人員開放，隨著體系架構(gòu)逐代發(fā)展而得到維護(hù)和增強(qiáng)。處理器微體系架構(gòu)指安裝在芯片上的處理器體系架構(gòu)。在處理器家族中(如英特爾IA-32處理器)，微體系架構(gòu)隨著處理器逐代的演進(jìn)而發(fā)生著顯著變化，并持續(xù)保持一致的開放式處理器體系結(jié)構(gòu)。英特爾IA-32體系結(jié)構(gòu)構(gòu)建于x86指令集和寄存器之上。它隨著IA-32處理器的發(fā)展逐步得到增強(qiáng)和擴(kuò)展，同時(shí)也能夠后向兼容，運(yùn)行較早IA-32處理器上的代碼。

(12)英特爾MMX技術(shù)。英特爾MMX技術(shù)設(shè)計(jì)用于加快多媒體和通信應(yīng)用的運(yùn)行速度。該技術(shù)加入了新的指令和數(shù)據(jù)類型，使應(yīng)用達(dá)到更高水平的性能。它充分利用了許多多媒體和通信算法中固有的并行計(jì)算能力，同時(shí)還完全兼容現(xiàn)有的操作系統(tǒng)和應(yīng)用。

(13)

HiperPipelinedTechnology(超級(jí)流水線技術(shù))。超級(jí)流水線技術(shù)是Pentium4處理器所采用的英特爾NetBurst微體系架構(gòu)的重要組成部分。超級(jí)流水線技術(shù)將PentiumⅢ處理器的P6微體系架構(gòu)的流水線深層增加了一倍，從而增強(qiáng)了分支預(yù)測(cè)的能力，并將流水線恢復(fù)到20級(jí)。更深的流水線使處理器能夠更快地排隊(duì)和執(zhí)行指令，從而提高了性能、頻率和可擴(kuò)充能力。

(14)

SIMD流技術(shù)擴(kuò)展2。SIMD流技術(shù)擴(kuò)展2由144條新指令組成，其中包括SIMD雙精度浮點(diǎn)、SIMD128位整數(shù)及全新緩存和內(nèi)存管理指令。SIMD流技術(shù)擴(kuò)展2提高了運(yùn)行性能，加速了視頻、語音、加密、圖像處理、目前需求最大的Internet計(jì)算能力和非線程工作站應(yīng)用。

(15)

SIMD流技術(shù)擴(kuò)展3。SIMD流技術(shù)擴(kuò)展3由13條新指令構(gòu)成，包括5條復(fù)雜算法估值指令、2條為提升性能而改進(jìn)的load/store指令、4條用以提高估值速度的水平估值指令和2條改進(jìn)超線程指令。

(16)

800MHz/533MHz/400MHz英特爾NetBurst微處理架構(gòu)系統(tǒng)總線。高的系統(tǒng)總線傳輸速度使信息從處理器到系統(tǒng)的其他部分的傳輸速度加快，提升吞吐量，還可為用戶提供利用高的系統(tǒng)內(nèi)存帶寬的靈活性。

(17)先進(jìn)的浮點(diǎn)/多媒體單元。一個(gè)128位浮點(diǎn)端口和另一個(gè)數(shù)據(jù)端口保證了穩(wěn)定且逼真的3D畫面和圖像。

(18)

PGA封裝。PGA是英語PinGridArray的簡(jiǎn)寫，即針腳柵格陣列封裝技術(shù)。采用此封裝的處理器具有插入插座的針腳。為了提高熱傳導(dǎo)性，PGA在處理器上端使用了鍍鎳銅質(zhì)散熱片。處理器底部的針腳是鋸齒形排列的。此外，安裝處理器的插座進(jìn)行了“防呆”設(shè)計(jì)，針腳的安排方式使得處理器只能以一種方式插入插座。PGA封裝用于有603針的英特爾至強(qiáng)處理器，參見圖2-35。

圖2-35PGA封裝的603針的英特爾至強(qiáng)處理器正、反面

(19)

PPGA封裝。PPGA是英文“PlasticPinGridArray”的簡(jiǎn)寫，中文名為“塑料針腳柵格陣列”。為了提高熱傳導(dǎo)性，PPGA在處理器的頂部使用了鍍鎳銅質(zhì)散熱器。處理器底部的針腳是鋸齒形排列的。此外，針腳的安排方式使得處理器只能以一種方式插入插座。PPGA封裝用于早期的有370針的英特爾賽揚(yáng)處理器，參見圖2-36。

圖2-36PPGA封裝的370針的英特爾賽揚(yáng)處理器正、反面

(20)

FC-PGA封裝。FC-PGA是“FlipChipPinGridArray”的英語簡(jiǎn)寫，即“反轉(zhuǎn)芯片針腳柵格陣列”，這種封裝中有針腳插入插座。采用該封裝的芯片被反轉(zhuǎn)，以至片?；驑?gòu)成計(jì)算機(jī)芯片的處理器部分被暴露在芯片的上部。通過將片模暴露出來，使熱量解決方案可直接作用到片模上，這樣就能實(shí)現(xiàn)更有效的芯片冷卻。為了通過隔絕電源信號(hào)和接地信號(hào)來提高封裝的性能，F(xiàn)C-PGA處理器在處理器的底部的電容放置區(qū)域(處理器中心)安有離散電容和電阻。芯片底部的針腳是鋸齒形排列的。此外，針腳的安排方式使得處理器只能以一種方式插入插座。FC-PGA封裝用于奔騰Ⅲ

和英特爾賽揚(yáng)處理器，共有370針，參見圖2-37。

圖2-37FC-PGA封裝的奔騰Ⅲ

和英特爾賽揚(yáng)處理器正、反面

Intel、AMD、VIA(威盛，原為Cyrix)和Transmeta(全美達(dá))等多家處理器制造廠商中，Intel一直處于主導(dǎo)地位，而AMD能夠生存下來，甚至在某些時(shí)候、某些技術(shù)相比Intel還有些優(yōu)勢(shì)，這本身就是一種成功。2.8*AMD發(fā)展簡(jiǎn)史從市場(chǎng)看，AMD32/64位兼容處理器的推出相當(dāng)成功，也確實(shí)給Intel造成了較大壓力。

1.

AMD的發(fā)展過程

AMD是一家主要生產(chǎn)個(gè)人電腦處理器的廠商，是Intel的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，迄今已售出超過1.5億顆個(gè)人電腦處理器。其發(fā)展過程如下：

(1)依據(jù)與Intel授權(quán)協(xié)議克隆階段(1976—1986年)。AMD依據(jù)和Intel簽署的專利相互授權(quán)協(xié)議以及延續(xù)并擴(kuò)大他們?cè)鹊膶＠嗷ナ跈?quán)協(xié)議，生產(chǎn)了8088、8086和80286。

(2)

Amx86系列(1986—1995年)。1986年AMD推出29300系列32位芯片。1991年3月年AMD推出AM386微處理器系列，成功打破了Intel對(duì)市場(chǎng)的壟斷。1991年10月AMD售出它的第100萬個(gè)AM386。1993年4月AMD推出AM486微處理器系列的第一批產(chǎn)品。1995年推出AM5x85，1993年AMD宣布AMDK5項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃。

(3)

K5系列(1995年)。AMD推出AMDK5(SSA5/5k86)。

(4)

K6系列(1997—2001年)。AMD推出AMDK6(NX686/LittleFoot1997)處理器。該系列包括AMDK6-2(Chompers/CXT)、AMDK6-2-P(MobileK6-2)、K6Ⅲ(Sharptooth)、

K6Ⅲ-P，AMDK6-2+，AMDK6-Ⅲ+。

(5)

K7系列(1999年開始)。從1999年開始，ADM推出了Athlon速龍(SlotA)(Pluto/Argon/Orion/Thunderbird)(1999年)、Athlon速龍(SocketA)(Thunderbird)(2000年)、Duron鉆龍(Spitfire/Morgan/Appaloosa/Applebred)(2000年)、AthlonMP速龍雙處理器(Palomino/Thoroughbred/Thorton)(2001年)，AthlonXP速龍XP(Palomino/Thoroughbred(A/B)/Barton/Thorton)(2001年)，MobileAthlonXP(MobilePalomino)(2002年)、MobileDuron(Camaro/MobileMorgan)(2002年)，Sempron閃龍(Thorton)(2004年)。

(6)

K8系列(2003年開始)。從2003年開始，AMD推出了Opteron(SledgeHammer)(2003年)皓龍?zhí)幚砥?。該系列包括Athlon64FX(SledgeHammer)(2003年)、速龍64FX處理器