《計算機主機21CPU》PPT課件

2-1,第二章 計算機主機,2.1 CPU 2.2 主板 2.3 內(nèi)存 2.4 電源 2.5 機箱,2-2,2.1 CPU,2.1.1 CPU的發(fā)展 2.1.2 CPU性能指標(biāo) 2.1.3 主流CPU 2.1.4 CPU選購,2-3,2.1.1 CPU的發(fā)展歷程,中央處理器（CPU）：,Central Processing Unit,Intel(英特爾公司) AMD(超微公司) Cyrix(VIA) 中國龍芯,4,1、 Inetl (英特爾公司),4004,8080,80286,8088,80386,8086,80486,5,1、 Inetl (英特爾公司),Pentium,Pentium MMX,Pentium PRO,Pentium Xeon,Pentium,Pentium,6,1、 Inetl (英特爾公司),Pentium 4,Celeron II,Celeron 4,Celeron D,Xeon,酷睿2,7,2、 AMD (超微公司),AMD 486,AMD K5,AMD K6,AMD K6-2,AMD K6-3,8,2、 AMD (超微公司),AMD Duron,Athlon XP,AMD Barton,AMD Athlon 64,9,3、 Cyrix(VIA),Cyrix 6x86,Cyrix MII,Cyrix III,2-10,4、 龍芯,龍芯2E(2006年9月13日)作為通用64位處理器，成為目前世界上除美日之外性能最高的通用處理器，也是我國內(nèi)地第一個采用90納米設(shè)計技術(shù)的處理器，在這樣一個指甲蓋大小的范圍內(nèi)，集成了4700萬個晶體管，功耗在3瓦至8瓦。,性能超過了1.5GHz奔騰處理器的水平。該處理器最高主頻達(dá)到1GHz，峰值運算速度達(dá)到每秒40億次雙精度浮點運算。龍芯二號增強型芯片電腦將在今年下半年上市，價格約千元。,2-11,2.1 CPU,2.1.1 CPU的發(fā)展 2.1.2 CPU性能指標(biāo) 2.1.3 主流CPU 2.1.4 CPU選購,2-12,2.1.2 CPU的性能指標(biāo),1、主頻 ：,CPU的主頻又稱CPU時鐘頻率，指數(shù) 字脈沖信號每秒鐘震蕩的次數(shù),2、外頻 ：,公式：主頻=外頻倍頻,CPU與主板之間同步運行的速度,4、倍頻：,表示主頻與外頻之間的倍數(shù),前端總線頻率體現(xiàn)CPU與北橋芯片之 間總線的速度。,3、FSB頻率 ：,13,數(shù)學(xué)和計算機的計數(shù)單位,14,CPU性能指標(biāo)主頻與運算速度,CPU的主頻表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度。主頻和實際的運算速度存在一定的關(guān)系，但目前還沒有一個確定的公式能夠定量兩者的數(shù)值關(guān)系，因為CPU的運算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標(biāo)（緩存、指令集，CPU的位數(shù)等等）。,15,CPU性能指標(biāo)外頻,CPU的外頻就是主板提供的系統(tǒng)的基準(zhǔn)工作頻率，是CPU與主板之間同步運行的時鐘頻率。由于主板和內(nèi)存的頻率大大低于CPU的主頻，因此為了能夠與主板、內(nèi)存的頻率保持一致，就要降低CPU的頻率，即無論CPU內(nèi)部的主頻有多高，數(shù)據(jù)一出CPU，都將降到與主板系統(tǒng)總線、內(nèi)存數(shù)據(jù)總線相同的頻率。,2-16,2.1.2 CPU的性能指標(biāo),5、字 長：,字長是CPU與二級高速緩存、內(nèi)存及輸入輸出設(shè)備之間一次所能交換的二進(jìn)制的位數(shù)，字長數(shù)也是數(shù)據(jù)總路線寬度。,6、尋址空間：,由地址總線寬度決定，它規(guī)定了CPU可以訪問的物理內(nèi)存的地址空間是多大。,7、緩 存：,其功能是減少CPU因等待低速主存所導(dǎo)致的延遲，以改進(jìn)系統(tǒng)的性能。Cache在CPU和主存之間起緩沖作用。,2-17,存儲器的層次結(jié)構(gòu),演示flash指令執(zhí)行的過程,2-18,Cache一般分為L1 Cache（一級緩存）、L2 Cache（二級緩存）及L3 Cache（三級緩存）。,2-19,8、擴展指令集：,在CPU中增加擴展指令集是為了增加CPU處理多媒體和3D圖形方面的應(yīng)用能力。 MMX 、SSE 、3D NOW ！,9、工藝水平：,表示組成CPU芯片的電子線路寬度或元件的細(xì)致程度。,10、工作電壓：,工作電壓指CPU正常工作時所需的電壓。,11、流水線技術(shù)：,將一條指令分步執(zhí)行。,2.1.2 CPU的性能指標(biāo),2-20,12、 CPU的接口方式與封裝形式,接口方式:,封裝形式:,是CPU與主板連接的方式。經(jīng)過的四個階段：引腳式、插卡式、針腳式和觸點式。,CPU的封裝是指采用特定的材料將CPU芯片模塊固化在其中以防止損壞的保護(hù)措施，也可以把它理解為CPU芯片的外殼。,2-21,Socket 接口:,Socket 370、Socket A、Socket 423、Socket 478、Socket 940、Socket 775,Slot 接口:,Slot 1、Slot 2、Slot A,引腳式 插卡式 針腳式 觸點式,2-22,Socket 370,Socket A /462,Socket 775,Socket 940,Socket 接口,2-23,Slot 1,Slot 2,Slot A,Slot 接口,24,CPU的封裝形式,早期的封裝方式:,25,CPU的封裝形式,PGA,S.E.E.C,BGA,LGA,26,揭開散熱片后看到的核心,2-27,13、 CPU 新技術(shù),1 “雙核心” 技術(shù) 2 “應(yīng)變硅” 技術(shù) 3 3D NOW!指令集技術(shù) 4 超線程技術(shù) 5 CPU適用類型 6 64 位技術(shù) 7 制造工藝,2-28,2.1 CPU,2.1.1 CPU的發(fā)展 2.1.2 CPU性能指標(biāo) 2.1.3 主流CPU 2.1.4 CPU選購,29,主流CPU品牌及型號,Intel 酷睿i7 酷睿2四核 酷睿2雙核 -Core 2 Duo 奔騰雙核-Pentium 賽揚雙核-Celeron AMD 四核羿龍 三核羿龍- Phenom 雙核速龍 四核速龍 -Athlon,30,頂級 Intel酷睿 i7 975 Extreme Edition 8000元 6月上市 高端 酷睿 i7 920(盒) d0步進(jìn) 1980元 3月上市 AMD羿龍 II X4 965(黑盒) 2050 元 8月上市 普通熱門配置 Intel 奔騰雙核 E5200(盒) 435元 08.09上市 AMD速龍 II X2 250(盒) 485 元 09.07上市,31,市場動向,在08年底，Intel發(fā)布了新一代的CPUCore i7，基于全新Nehalem架構(gòu)，把CPU性能提升到前所未有的高度。 AMD推出 Phenom II X4 與Intel Core 2雙核競爭主流市場。 Intel今年Core 2 Duo E7500、Core 2 Duo E7600、Pentium E5400和Pentium E6300。這些產(chǎn)品是09年的主流產(chǎn)品。,32,33,數(shù)碼產(chǎn)品查詢網(wǎng)站, ,2-34,2.1 CPU,2.1.1 CPU的發(fā)展 2.1.2 CPU性能指標(biāo) 2.1.3 主流CPU 2.1.4 CPU選購,2-35,2.1.4 CPU 采購要點,1、自己配置計算機的用途 2、自己的“錢袋” 3、CPU的廠家 4、關(guān)注所選購CPU的性價比 5、區(qū)分盒裝CPU與散裝CPU 6、辨別Remark的CPU,36,認(rèn)識 Intel 公司 CPU 的編號,37,第一行：AMD AthlonTM,表明該CPU是AMD公司的Athlon系列的CPU；第二行：A1000AMT3C(從左向右位數(shù)依次為第一位、第二位至第十位，具體含義見備注。第三行：AXIA0117MPMW，是AMD CPU在生產(chǎn)線上的編號，由此編號可獲知此款CPU的生產(chǎn)日期為01年的第17周生產(chǎn)的。,認(rèn)識AMD公司CPU的編號,第四行：Y6276750317，是CPU超頻能力的體現(xiàn)。 “Y”表明此款CPU的超頻能力很強，該位也會被9、F或Z等字母或數(shù)字所代替，（字母順序越往后表明超頻能力越強）。第五行：1999 AMD，表明此款CPU是AMD公司的產(chǎn)品。,38,電腦屬性中查看主頻,39,用CPU-Z查看參數(shù),40,用任務(wù)管理器給多核CPU分配進(jìn)程,41,習(xí)題,1什么是CPU指令集？現(xiàn)有的擴展指令集都有哪些？（關(guān)鍵詞：什么是CPU指令集，擴展指令集） 2上網(wǎng)搜索有關(guān)CPU發(fā)展簡史的文章。（關(guān)鍵詞：CPU發(fā)展簡史） 3上網(wǎng)搜索介紹Core架構(gòu)的文章。（關(guān)鍵詞：Core架構(gòu)） 4. 為什么說AMD Phenom處理器是原生的真四核？它與Intel的四核處理器有何不同？ 5請到計算機配件市場咨詢當(dāng)前主流CPU的型號、價格等商情信息。 6上網(wǎng)搜索有關(guān)CPU選購原則的內(nèi)容。假設(shè)分別要配置高檔游戲型、家庭娛樂型和普及型三臺微機，請分別為其選擇合適的CPU型號和價格。（關(guān)鍵詞：CPU選購原則、配置清單） 7掌握CPU的型號及安裝方法，了解CPU與主板的匹配情況。 8用CPU-Z、WCPUID、CPUInfo、HWiNFO32等測試程序，測試所使用CPU的信息。 9熱管散熱器的工作原理是什么？請用圖示表示。（關(guān)鍵詞：熱管工作狀況示意圖）,42,2.4 CPU散熱器,2.4.1 CPU散熱器的分類 CPU散熱器根據(jù)散熱原理可分為風(fēng)冷式、熱管散熱式、水冷式、半導(dǎo)體制冷和液態(tài)氮制冷等幾種。最常用的散熱器采用風(fēng)冷式，如圖2-58所示。熱管散熱器也有一定范圍的使用，如圖2-59所示。,43,2.4.2 風(fēng)冷、熱管散熱器的結(jié)構(gòu)和基本工作原理 1風(fēng)冷散熱器的外部結(jié)構(gòu)和基本工作原理 風(fēng)冷散熱器主要由散熱片、風(fēng)扇和扣具構(gòu)成，如圖2-60所示。其中風(fēng)扇電源插頭大多是兩芯的，一紅一黑，紅色是+12V，黑色為地線。有些是三芯，是在原來兩線基礎(chǔ)上加入了一條藍(lán)線（或白線），主要用于偵測風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。,44,2熱管散熱器的外部結(jié)構(gòu)和基本工作原理 熱管散熱器分為有風(fēng)扇主動式和無風(fēng)扇被動式散熱器兩種，其結(jié)構(gòu)如圖2-61所示。,45,2.4.3 CPU散熱器的主要參數(shù) 1風(fēng)扇 風(fēng)扇對整個散熱效果起決定性的作用，其質(zhì)量的好壞往往決定了散熱器的效果、噪聲和使用壽命。散熱風(fēng)扇由軸承（電機）和葉片兩大部分組成，常見風(fēng)扇的外觀如圖2-62所示。,46, 風(fēng)扇軸承類型：風(fēng)扇的軸承是散熱器的關(guān)鍵部件，風(fēng)扇的軸承和葉片的設(shè)計，直接影響到散熱器的噪音大小。常見的風(fēng)扇軸承類型主要有單滾珠軸承（1Ball+1Sleeve）、雙滾珠軸承（2 Ball Bearing）、液壓軸承（Hydraulic）、磁懸浮軸承（Magnetic Bearing）、納米陶瓷軸承（NANO Ceramic Bearing）、來福軸承（Rifle Bearing）、汽化軸承（VAPO Bearing）、流體保護(hù)系統(tǒng)軸承（Hypro Wave Bearing）等。常見風(fēng)扇軸承類型的標(biāo)簽如圖2-63所示。,47, 風(fēng)扇口徑：即風(fēng)扇的通風(fēng)面積，風(fēng)扇的口徑越大，排風(fēng)量也就越大。 風(fēng)扇轉(zhuǎn)速：同樣尺寸的風(fēng)扇，轉(zhuǎn)速越高，風(fēng)量也越大，冷卻效果就越好。 風(fēng)扇排風(fēng)量：即體積流量，是指單位時間內(nèi)流過的氣體的體積，排風(fēng)量越大越好。 風(fēng)扇的噪聲：風(fēng)扇轉(zhuǎn)速越高、風(fēng)量越大，產(chǎn)生的噪聲也會越大。風(fēng)扇電機轉(zhuǎn)速也是決定噪音大小的重要因素。散熱技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，塞銅技術(shù)、熱導(dǎo)管的引入等，都能大大提高散熱器的散熱效率，而不再依靠提高風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來提升散熱速度。近年來市場越來越注重靜音性，所以主流散熱器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速都控制在20003000r/min（轉(zhuǎn)/分）之間。,48,2散熱塊 散熱塊由底座和鰭片（或稱鰓片）兩個部分組成。通過散熱塊的底座把CPU核心處的熱量傳導(dǎo)到面積巨大的鰭片上，最終將熱量散發(fā)到空氣中。 散熱塊的材料主要為銅和鋁。鋁及鋁合金的散熱性能好，銅的導(dǎo)熱性能好，把這兩種材質(zhì)有機地結(jié)合起來，使整體散熱效能獲得提升。另外，為了防止銅材氧化，還使用了新的鍍鎳技術(shù)。常見的散熱塊如圖2-64所示。,49,散熱片的制造工藝主要有鋁擠壓工藝、塞銅技術(shù)、折葉技術(shù)、回流焊接技術(shù)和熱管工藝，如圖2-65所示。,50,3扣具 散熱器的扣具是固定散熱片和CPU插槽的散熱器重要配件之一，扣具設(shè)計的優(yōu)劣將直接影響到安裝的難易、散熱的效果。由于CPU的封裝不同，散熱器扣具設(shè)計是隨CPU類型而定的。散熱器底部和CPU表面所形成的壓力越大，扣具越緊密，散熱片與CPU表面的接觸面積就越大，散熱效果也越好。 常見的散熱器的扣具有三種設(shè)計，如圖2-66所示。第一種是LGA775平臺的原裝散熱器扣具，安裝拆卸都很簡便，但是壓力不夠；第二種是經(jīng)過改進(jìn)的“背板+螺絲固定”扣具，散熱效果比第一種好；第三種是AMD散熱器的扣架，這種設(shè)計形成的壓力比較適中，安裝拆卸都很方便，所以AMD處理器都普遍采用這種設(shè)計。,51,2.4.4 CPU散熱器的選購 隨著熱管和各種優(yōu)秀技術(shù)的引入，風(fēng)冷散熱器近兩年獲得了很大的進(jìn)步，某些高端產(chǎn)品在效能上還可以媲美水冷散熱器，所以風(fēng)冷散熱器依然是大家的首選產(chǎn)品。選購散熱器的注意事項如下。 目前桌面級處理器的主流平臺主要有Intel LGA775和AMD Socket AM2，這兩種平臺要使用各自的散熱器。LGA775接口類型比較簡單，外端只有散熱器固定孔而并沒有安裝支架。AMD AM2用4個螺釘將支架固定于主板之上。在購買散熱器時必須特別注意，以免購入不合適的產(chǎn)品而無法使用。 其次要明確主要用途。例如，用于超頻的，就必須將散熱器的性能放在第一位，噪聲以及功耗作為次要的選擇。如果是一位音樂愛好者或者需要長時間工作者，噪聲、功耗才是首先需要考慮的。 如果購買的是盒裝CPU，其包裝中一般都會附帶一個原裝散熱器，只要不超頻使用CPU，完全不需要另外購買散熱器。,52,2.5 實訓(xùn)CPU的安裝、拆卸與檢測,2.5.1 Socket A、Socket 370架構(gòu)CPU的安裝和拆卸 Socket插座是方形、多針孔的插座，插座上有一根拉桿，在安裝和更換CPU時只要將拉桿向上拉出，就可以輕易地插進(jìn)或取出CPU芯片。 下面以安裝Socket A架構(gòu)的CPU為例，介紹CPU的安裝方法。其他架構(gòu)的CPU安裝方法幾乎相同。安裝步驟如下： （1）將CPU插槽的拉桿輕輕地翹起來，把CPU的斜角對準(zhǔn)插槽相應(yīng)的位置，插入插槽，如圖2-67所示。然后把CPU插槽的拉桿放平，固定好，如圖2-68所示。,53,（2）在CPU的核心上涂散熱硅膠，不需要太多，涂上一層就可以了（如果散熱片上帶有散熱硅膠，則不用另外涂了）。 （3）把散熱器與CPU的核心接觸在一起，先把一邊的扣子扣在CPU插槽的突出的位置上，再扣上另一邊，如圖2-69所示。 （4）最后，把CPU風(fēng)扇的電源插頭插在主板的風(fēng)扇插座上，CPU和風(fēng)扇安裝完成，效果如圖2-70所示。,54,2.5.2 Socket 478、Socket 754/939/AM2架構(gòu)CPU的安裝和拆卸 Socket 478、Socket 754/939/AM2插座外端都有安裝支架，其安裝方法相同。CPU與CPU插座的接觸都是通過扣具與CPU插座周圍的底座固定的。下面以安裝Socket 478架構(gòu)的Pentium 4 CPU為例，介紹安裝方法。 （1）稍向外、向上拉開CPU插座上的拉桿，拉到與插座垂直的位置，如圖2-71所示。 （2）然后將CPU上針腳有缺針的部位對準(zhǔn)插座上的缺口，如圖2-72所示。 （3）CPU只能在方向正確時才能夠被插入插座中，然后按下拉桿，如圖2-73所示。,55,（4）在CPU的核心上均勻涂上足夠的導(dǎo)熱硅膠。注意不要涂得太多，只要均勻地涂上薄薄一層即可。值得注意的是，導(dǎo)熱硅膠絕不能省去，否則可能導(dǎo)致無法正常運行甚至燒毀CPU。 （5）將散熱片妥善定位在支撐機構(gòu)上，把散熱風(fēng)扇安裝在散熱片的頂部，向下壓風(fēng)扇，直到它的4個卡子嵌入支撐機構(gòu)對應(yīng)的孔中。再將兩個壓桿按下以固定風(fēng)扇，如圖2-74所示。需要注意的是，每個壓桿都只能沿一個方向按下。 （6）最后將CPU風(fēng)扇的電源線接到主板的2針或3針接頭上，如圖2-75所示。,56,2.5.3 LGA 775架構(gòu)CPU的安裝和拆卸 下面以安裝LGA 775架構(gòu)的Pentium 4 CPU為例，介紹安裝方法。 （1）首先扳開固定桿，將上蓋打開，如圖2-76所示。,57,（2）取下Socket T插槽上的黑色塑料保護(hù)蓋，如圖2-77所示。 （3）把CPU平放在Socket T插槽內(nèi)，如圖2-78所示。由于有防呆缺口，所以方向不正確是放不進(jìn)去的。,58,（4）把上蓋蓋上，并且扣上固定桿，如圖2-79所示，CPU的安裝就完成了。 （5）安裝散熱器。Socket T的固定方式是以4根塑料卡榫直接扣在主機板上，因此 LGA775 CPU插座周圍并沒有散熱器的固定座，只有4個孔預(yù)留在PCB上面，如圖2-80所示。,59,（6）將風(fēng)扇蓋在CPU上方，并將散熱器扣環(huán)壓入主機板孔位，向下壓緊扣環(huán)，以鎖定散熱器，如圖2-81所示。,60,（7）最后將風(fēng)扇電源線安裝在主機板上。CPU、風(fēng)扇安裝完成。 若需取下散熱器和CPU，先要用一字旋具把扣環(huán)依逆時針方向轉(zhuǎn)動以移除風(fēng)扇，然后再按與安裝相反的順序取下CPU。,