第02章cpu.ppt

第 2 章 中 央 处 理 器 2.1 CPU 简 介 2.2 CPU的性能指标 2.3 CPU的架构和封装方式 2.4 主要CPU生产厂家目前的主流产品 2.5 CPU的选购指南 2.6 CPU风扇的选购 2.1 CPU 简 介 CPU（Central Processing Unit，中央处理器）又称微处理器，是PC系统的核心芯片。一台PC，“心”（芯）跳是否强劲恐怕是所有用户关注的焦点。以CPU的型号来区分整台PC的档次也已成为PC消费者的一种习惯。 任一型号的CPU都包括运算器、控制器和寄存器三个主要的组成部分。运算器也称算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU），功能是完成各种算术运算和逻辑运算；控制器并不具有运算功能，它主要用来读取各种指令，并对指令进行译码分析，做出相应的控制操作；此外，在CPU中还有若干寄存器，它是CPU内部的临时存储单元，主要用于存放程序运行过程中当前使用的数据。这三部分互相配合，完成复杂的数据处理任务并控制PC各个部分协调工作。 从物理外观上看，CPU是一体积不大，但元件的集成度非常高、功能强大的超大规模集成电路芯片。 2.2 CPU的性能指标 CPU的主要性能指标可以反映出CPU的性能，而了解CPU的主要性能指标的意义对正确选择和使用CPU将有一定的帮助。 1．主频、外频与倍频 主频也就是CPU的时钟频率，英文全称是CPU Clock Speed，简单地说就是CPU的工作频率，是CPU内核（整数和浮点运算器）电路的实际运行频率。主频越高，CPU的运算速度也就越快。 外频指的是系统总线的工作频率，也称为总线频率。系统总线的工作频率（速度）是由主板上的时钟芯片产生的，是由主板为CPU提供的基准时钟。早期计算机中CPU的速度和系统总线速度是一样的。随着CPU速度的提高，外设的速度远不及CPU的速度，于是就导致了倍频的产生。 倍频就是CPU的运行频率与整个系统外频之间的倍数，在相同的外频下，倍频越高，CPU的主频也越高。它们三者之间的关系是主频=外频×倍频。 在486DX2 CPU之前，CPU的主频与外频相等。从486DX2开始，基本上所有的CPU主频都等于“外频×倍频”。 除了这几个常说的性能指标外，还会遇到锁频和超频等术语。锁频指CPU生产厂家在生产CPU时将CPU的倍频锁定，现在的CPU基本上都锁定了倍频。例如Pentium Ⅲ 500 CPU，它的系统总线速度即外频为100MHz，倍频被锁定为5。 超频指的是将外频或倍频（由于现在的CPU倍频被锁定，超频时很少用此项）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。许多PC玩家很看重“超频”能力。为了保护自己的利益，Intel公司现在生产的各种CPU都禁止用户更改倍频，这种技术被称为“锁频”。 2．前端总线（FSB）频率 前端总线的英文名字是Front Side Bus，通常用FSB表示，是将CPU连接到北桥芯片的总线。计算机的前端总线频率是由CPU和北桥芯片共同决定的。北桥芯片负责联系内存、显卡等数据吞吐量最大的部件，并和南桥芯片连接。CPU就是通过前端总线（FSB）连接到北桥芯片，进而通过北桥芯片和内存、显卡交换数据。 前端总线是CPU和外界交换数据的最主要通道，因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大，如果没有足够快的前端总线，再好的CPU也不能明显提高计算机整体速度。 外频与前端总线频率的区别是：前端总线的速度指的是CPU和北桥芯片间总线的速度，更实质性地表示了CPU和外界数据传输的速度；而外频的概念是建立在数字脉冲信号振荡频率基础之上的，也就是说，100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟振荡一亿次，它更多地影响了PCI及其他总线的频率。 之所以前端总线与外频这两个概念容易混淆，主要的原因是在以前的很长一段时间里（在AMD推出K7前），前端总线频率与外频是相同的，因此往往直接称前端总线为外频，最终造成这样的误会。 随着计算机技术的发展，人们发现前端总线频率要高于外频，因此采用了QDR（Quad Date Rate）技术，或者其他类似的技术实现这个目标。这些技术的原理类似于AGP的2X或者4X，它们使得前端总线的频率成为外频的2倍、4倍甚至更高，从此之后前端总线和外频的区别才开始引起人们的重视。目前，最高的前端总线频率已达到800MHz。 3．内存总线速度 内存总线速度（Memory-Bus Speed）也叫系统总线速度，一般等同于CPU的外频。CPU处理的数据都由内存提供，而放在外存（硬盘或者各种存储介质）上面的数据都要通过内存，然后进入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性能来说很重要。