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第2章 CPU及其散热器 本章重点： CPU的工作原理 CPU的外观与构造 CPU的性能指标 CPU产品简介 CPU的选购 CPU散热器的选购 教学目标： CPU英文全称为 Central Processing Unit即中央处理器。其作为整个电脑系统的核心，负责电脑系统中最重要的数值运算和逻辑判断工作。随着CPU工作频率的大幅度提升，其发热量也逐渐成为焦点问题。通过章节学习，可以了解CPU及其散热器的各项重要技术参数，CPU超频的原理与常用方法，及选购注意事项。 2.1 CPU的工作原理 CPU也称微处理器，是电脑的核心部分，它不但决定着电脑系统整体性能的高低，而且是必不可少的元件，没有它电脑就不可能开展任何工作。 CPU的内部结构归纳起来可以分为控制单元、逻辑单元和存储单元3大部分，这3个部分相互协调，便可以进行分析、判断、运算并控制电脑各部分协调工作。CPU发展至今，按照其处理信息的字长，可以分为4位、8位、16位、32位、64位几种。 CPU的工作就像一个工厂对产品的加工过程：进入工厂的原料(指令)，经过物资分配部门(控制单元)的调度分配。被送往生产线(逻辑运算单元)，生产出成品(处理后的数据)后存储在仓库(存储器)中，最后等着拿到市场上出售(交由应用程序使用)。 2.2 CPU的外观与构造 接口 封装 现在的CPU的物理结构可分为内核、基板、填充物、封装及接口5部分，如下图所示。基板上有控制逻辑和贴片电容等。 基板 电路板 内核 CPU基板就是承载CPU内核用的电路板，它负责内核芯片和外界的通信，并决定这一颗芯片的时钟频率。在它上面有电容、电阻，以及决定CPU时钟频率的电路桥。在基板的背面或者下沿，有用于和主板连接的针脚或者卡式接口。比较早期的CPU基板都是采用陶瓷制成的，而必威体育精装版的CPU，例如Pentium 4/D、Celeron 4/D和Athlon XP/64等，都采用有机物制造，可提供更好的电气和散热性能。 内核：CPU中间的长方形或者正方形部分就是CPU内核，它是由单晶硅做成的芯片。所有的计算、接收，存储命令和处理数据都是在其中完成的。 2.2 CPU的外观与构造 填充物：CPU内核和CPU基板之间往往还有填充物。填充物的作用是缓解来自散热器的压力及固定芯片和电路基板。由于它连接着温度有较大差异的两个方面，所以必须保证十分稳定，其质量的优劣有时直接影响着整个CPU的质量。 封装：设计制作好的CPU芯片将通过几次严格的测试，合格后送至封装厂切割、划分成用于单个CPU的硅模并置入到封装中。：“封装”不仅是给CPU穿上外衣；更是它的保护神;否则CPU的核心就不能与空气隔绝和避免尘埃的侵害。此外，良好的封装设计还有助于C PU芯片散热，并很好地让CPU与主板连接。 接口：电脑的各个配件都是通过整个接口与主板连接，例如AGP显卡通过AGP接口与主板连接， 声卡通过PCI接口连接。CPU也是通过接口与主板相连的。 CPU的接口有针脚式、引脚式、卡式及触点式等。现在市场上的CPU的接口大多是针脚式接口，主要是AMD系列CPU使用的Socket 754（如图1所示）和Socket 939（如图2所示）与Intel PentiumD系列CPU使用的LGA 775（也称Socket 775，如图3所示）和Socket 478。 常见的CPU接口 Socket 754 Socket 939 Socket 775 2.2 CPU的外观与构造 2.3 CPU的性能指标 位和字长 主频(2~3GHz是主流) 外频 (166和200MHz是主流) 前端总线(FSB)频率(800MHz是主流) 倍频系数 缓存(L1为128KB，L2为512KB是主流) 扩展指令集 内核与I/O工作电压 制造工艺 CPU核心 在CPU中增加扩展指令集是为了增加CPU处理多媒体和3D图形方面的应用能力。 MMX 、SSE 、3D NOW ！ 表示组成CPU芯片的电子线路宽度或元件的细致程度。 字长是CPU与二级高速缓存、内存及输入／输出设备之间一次所能交换的二进制的位数，字长数也是数据总路线宽度。 2.3 CPU的性能指标 1．CPU的位和字长 在数字电路和电脑技术中采用二进制数据，数码只有”0”和“1”。在CPU中都是一位。在计算机技术中，对CPU在单位时间内（同一时间）能一次处理的二进制数的位数称为字长。所以，能处理字长为8位数据的CPU通常就称为8位的CPU。同理，32位的CPU能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。 2.CPU的主频 CPU的主频即CPU内核工作的时钟频率(CPU Clock Speed)单位是MHz。CPU的主频=外频×倍频系数。通