简明微型计算机组装与维护教程 作者 路松行 第3章 中央处理器.ppt

第3章 中央处理器 3.1 CPU的发展历程简介 CPU从诞生到现在已有30多年，其性能由弱到强，发展十分迅猛。制造CPU的厂商有Intel公司、AMD公司、IBM公司、Cyrix公司、VIA公司等，其产品种类繁多，性能各异，尤以Intel公司和AMD公司的CPU最具代表性。图3.1为现在市场上两种主流CPU的外观。 3.1.1 Intel CPU 系列 1993年，Intel公司为了保护自己的知识产权，便于市场竞争，把新推出的CPU取名Pentium(奔腾)，如图3.2所示。 3.1.2 AMD CPU 系列 AMD是世界第二大微处理器公司。在激烈的CPU市场竞争中生产了许多性能与Intel CPU旗鼓相当的产品，如286、386、486、K5、K6、K7、K8等，其中，有些产品的技术已处于世界领先水平，AMD CPU的市场份额也在不断增加。 3.2 CPU的基本构成与工作原理 以下简单介绍CPU的基本构成和工作原理。 3.2.1 CPU的基本构成 CPU由控制单元、运算单元和存储单元构成。 控制单元由指令寄存器、指令译码器和控制器三部分组成，它是整个CPU的指挥与控制中心，其任务是负责从存储器取出指令，然后进行译码、发出控制信号及协调各部分正常工作。 运算单元由算术运算单元（Arithmetic Logic Unit，简称ALU）、累加器、状态寄存器和通用寄存器组成。其任务是执行算术运算和逻辑运算，并对信息进行加工处理。 存储单元由内部总线和缓冲器组成。其任务是存储来自译码单元专门标记的数据，同时准备把最终结果分配到计算机的不同部分。 3.2.2 CPU的工作原理 CPU的工作原理非常复杂，但可简单理解为一个工厂对产品的加工过程：进入工厂的原料（指令），先要经过物资分配部门（控制单元）的调度分配，然后被送往生产线（运算单元），生产出成品（处理后的数据）后，再存储在仓库（存储单元）中，最后拿到市场上由用户选购使用（交由应用程序使用）。 3.3 CPU的主要性能指标 CPU功能的强弱由其性能指标来衡量。以下简单介绍CPU的几个主要性能指标。 3.4 CPU的超频方法 1. 超频的概念 超频（Overclocking）通常是指用某种方法让CPU在高于其“标称”的频率之上工作，已获得更高的性能。但现在超频已不仅仅限于CPU，有时还可能对主板、内存、显示卡和硬盘进行超频。 3.5 CPU的选购 以下简要介绍CPU的编号方式及选购原则。 3.5.1 认识CPU的编号 CPU的编号基本上都标识了CPU的品牌、主频、性能及制造工艺，了解CPU的编号对选购合适的CPU有一定的帮助。但不同的生产商其编号方式不同，即使同一生产商在不同时期或同一时期生产的不同型号的CPU时，其编号方式也可能有所不同，所以，CPU的编号种类繁多。我们不必要了解每一种CPU的编号方式，只需认识市场上的几款主流CPU的编号方式就行。 3.5.2 CPU的选购原则 （1）实用为主。由于CPU的性能始终在提升，故不要指望购买CPU时一次到位。建议购买时下流行的CPU，这种CPU性价比较高，也比较实用，完全能满足用户的日常需要。 （2）平台优化。选购CPU时还要考虑到支持该CPU的主板的整体性能和价格。一般来讲，选择AMD CPU和与之配套的主板所构成的系统具有较高的性价比，比较适合个人用户。而选择Intel CPU和与之配套的主板所构成的系统稳定性较好，但价格较高，适合单位用户。 （3）超频与升级。如果用户喜欢对系统进行超频，就要选择那些超频能力强的CPU，还要选择那些对CPU超频有很好支持的主板，这样超频的成功率就比较高。 3.6 习题与实践 1. CPU的主要参数有几个？分别代表什么意思？ 2. CPU的主频和外频有什么关系？ 3. CPU的主要制造商有几家？分别是哪些公司？ 4. 说出几款主流的CPU类型和主要性能参数。 5. 怎样对CPU超频？应该注意哪些方面的问题？ 6. 什么是CPU的缓存？为什么要把CPU的缓存分为一级缓存和二级缓存？现在市场上主流型号CPU的一级缓存和二级缓存分别为多少？ 7. 什么是32位CPU？什么是64位CPU？ 8. 什么是CPU的多核技术？多核CPU和单核CPU相比有哪些优势？ 9. Intel CPU和AMD CPU的主频表示方式有什么不同？ 3． 倍频 倍频也称为倍频系数，它是指CPU的主频高出外频的倍数。三者之间的关系为：主频=外频×倍频。例如，若外频为400MHZ，当倍频系数为8时，主频为400×8=3.2GHZ。 前端总线频率（FSB） 前端总线频率（FSB）是指CPU与主板北桥芯片之间的系统总线频率。它决定了CPU与内存之间数据的交换速度，通常用数据带宽来描述这种交换速度，即数据带宽=