CPU的故障分析.ppt

第3章 CPU 3.1 CPU概述 3.2 选购CPU 3.3 CPU的故障分析 3.4 CPU必威体育精装版发展 3.1 CPU概述 3.1.1 CPU的类型 3.1.2 CPU的性能指标 3.1.1 CPU的类型 1．4位处理器 2．8位处理器 3．16位处理器 4．32位处理器 5．64位处理器 1．4位处理器 4004CPU是Intel公司于1971年推出的第一款微处理器，如图所示。这一突破性的发明最先应用于Busicom计算器，为无生命体和个人计算机的智能嵌入铺平了道路。它能同时处理4位数据，晶体管数量为2?300个，时钟频率为1MHz，其中包括了寄存器、累加器、算术逻辑部件、控制部件、时钟发生器以及内部总线等组件。 2．8位处理器 自第一款CPU推出后不久，Intel公司于1972年推出了8位处理器8008，如图所示。它的性能是4004的两倍，它能同时处理8位数据，晶体管数量为3?500个，速度为200kHz。 1974年Intel公司又推出了8080CPU（如图所示），然后在1976年推出了8085CPU，它们都是8位处理器。 3．16位处理器 1978年，Intel公司生产出了具有16位处理能力的CPU 8086，如图所示。1979年，Intel公司又开发出8088CPU，它有40针脚，集成了29?000个晶体管，时钟频率为4.77MHz。8086和8088问世后不久，Intel公司就开始对它们进行改进，把更多的功能集成在芯片上，这样就诞生了80186和80188，这两款微处理器内部均以16位工作。 1982年，Intel公司在8086的基础上，研制出了80286微处理器，如图所示，该微处理器的最大主频为20MHz，内、外部数据传输均为16位。 4．32位处理器 1985年10月17日，Intel公司划时代的产品——80386DX CPU正式发布，如图所示。其内部集成了27.5万个晶体管，DX表示双字节外部数据总线。其数据总线和地址总线均为32位，可直接寻址内存空间为4GB，时钟频率为12.5MHz，而且还在80286的基础上又增加了一种具备多任务能力的虚拟86方式，从此标志着CPU进入了32位时代。 5．64位处理器 2003年，AMD公司领先一步推出了具有64位处理能力的Athlon 64处理器，如图所示。它有SledgeHammer、ClawHammer、NewCastle和Winchester 4种核心；Socket 754、Socket 939和Socket 9403种接口；0.13μm和0.09μm两种制造工艺。 2006年7月27日Intel公司面向家用和商用个人计算机与笔记本计算机，发布了全新的Core 2 Duo双核处理器，如图所示。 3.1.2 CPU的性能指标 1．CPU的频率 2．CPU的位和字长 3．CPU的缓存 4．前端总线 5．CPU的制造工艺 6．CPU的接口和内核 7．指令集 8．防病毒技术 9．虚拟化技术 10．双核 1．CPU的频率 CPU的频率有主频、外频和倍频，它们分别代表不同的含义。 （1）主频也叫时钟速度（Clock Speed），表示在CPU内数字脉冲信号振荡的速度。主频越高，CPU在一个时钟周期内所能完成的指令数也就越多，CPU的运算速度也就越快。CPU主频的高低与CPU的外频和倍频有关，其计算公式为：主频=外频×倍频。 （2）外频是CPU与主板之间同步运行的速度，目前绝大部分计算机系统中外频的方式也是内存与主板之间同步运行的速度。在这种方式下，CPU的外频直接影响内存的访问速度，外频速度高，CPU就可以同时接受更多来自外围设备的数据，从而使整个系统的速度进一步提高。 （3）倍频就是CPU的运行频率与整个系统外频运行频率之间的倍数。在相同的外频下，倍频越高，CPU的频率也越高。从有关的计算得知，CPU的外频在5～8倍的时候，其性能能够得到比较充分的发挥，如果超出这个数值，都不是很完善。如果设置偏低，则CPU运算速度很慢，设置过高，就会出现显著的“瓶颈”效应，系统与CPU之间进行数据交换的速度跟不上CPU的运算速度，从而浪费CPU的计算能力。 2．CPU的位和字长 绝大多数计算机都是使用二进制数进行运算的。在运算时，计算机通过使用高低不同的电压来区分0和1这两个不同的数值，对于单独的一个0或1，可以称其为1位，即1bit，简称1b。如十进制数7换算成二进制数是111，称其为3bit，简称3b。另外，在计算机中，还有一个计量数据的单位，即字节（Byte），简称B，1字节＝8位，即1B＝8b。 CPU在电流发生一次变化（即1Hz）的过程中所能处理