《计算机主机21CPU》PPT课件

2-1,第二章 计算机主机,2.1 CPU 2.2 主板 2.3 内存 2.4 电源 2.5 机箱,2-2,2.1 CPU,2.1.1 CPU的发展 2.1.2 CPU性能指标 2.1.3 主流CPU 2.1.4 CPU选购,2-3,2.1.1 CPU的发展历程,中央处理器（CPU）：,Central Processing Unit,Intel(英特尔公司) AMD(超微公司) Cyrix(VIA) 中国龙芯,4,1、 Inetl (英特尔公司),4004,8080,80286,8088,80386,8086,80486,5,1、 Inetl (英特尔公司),Pentium,Pentium MMX,Pentium PRO,Pentium Xeon,Pentium,Pentium,6,1、 Inetl (英特尔公司),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、 龙芯,龙芯2E(2006年9月13日)作为通用64位处理器，成为目前世界上除美日之外性能最高的通用处理器，也是我国内地第一个采用90纳米设计技术的处理器，在这样一个指甲盖大小的范围内，集成了4700万个晶体管，功耗在3瓦至8瓦。,性能超过了1.5GHz奔腾处理器的水平。该处理器最高主频达到1GHz，峰值运算速度达到每秒40亿次双精度浮点运算。龙芯二号增强型芯片电脑将在今年下半年上市，价格约千元。,2-11,2.1 CPU,2.1.1 CPU的发展 2.1.2 CPU性能指标 2.1.3 主流CPU 2.1.4 CPU选购,2-12,2.1.2 CPU的性能指标,1、主频 ：,CPU的主频又称CPU时钟频率，指数 字脉冲信号每秒钟震荡的次数,2、外频 ：,公式：主频=外频倍频,CPU与主板之间同步运行的速度,4、倍频：,表示主频与外频之间的倍数,前端总线频率体现CPU与北桥芯片之 间总线的速度。,3、FSB频率 ：,13,数学和计算机的计数单位,14,CPU性能指标主频与运算速度,CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。主频和实际的运算速度存在一定的关系，但目前还没有一个确定的公式能够定量两者的数值关系，因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标（缓存、指令集，CPU的位数等等）。,15,CPU性能指标外频,CPU的外频就是主板提供的系统的基准工作频率，是CPU与主板之间同步运行的时钟频率。由于主板和内存的频率大大低于CPU的主频，因此为了能够与主板、内存的频率保持一致，就要降低CPU的频率，即无论CPU内部的主频有多高，数据一出CPU，都将降到与主板系统总线、内存数据总线相同的频率。,2-16,2.1.2 CPU的性能指标,5、字 长：,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。,6、寻址空间：,由地址总线宽度决定，它规定了CPU可以访问的物理内存的地址空间是多大。,7、缓 存：,其功能是减少CPU因等待低速主存所导致的延迟，以改进系统的性能。Cache在CPU和主存之间起缓冲作用。,2-17,存储器的层次结构,演示flash指令执行的过程,2-18,Cache一般分为L1 Cache（一级缓存）、L2 Cache（二级缓存）及L3 Cache（三级缓存）。,2-19,8、扩展指令集：,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 ！,9、工艺水平：,表示组成CPU芯片的电子线路宽度或元件的细致程度。,10、工作电压：,工作电压指CPU正常工作时所需的电压。,11、流水线技术：,将一条指令分步执行。,2.1.2 CPU的性能指标,2-20,12、 CPU的接口方式与封装形式,接口方式:,封装形式:,是CPU与主板连接的方式。经过的四个阶段：引脚式、插卡式、针脚式和触点式。,CPU的封装是指采用特定的材料将CPU芯片模块固化在其中以防止损坏的保护措施，也可以把它理解为CPU芯片的外壳。,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,引脚式 插卡式 针脚式 触点式,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的封装形式,早期的封装方式:,25,CPU的封装形式,PGA,S.E.E.C,BGA,LGA,26,揭开散热片后看到的核心,2-27,13、 CPU 新技术,1 “双核心” 技术 2 “应变硅” 技术 3 3D NOW!指令集技术 4 超线程技术 5 CPU适用类型 6 64 位技术 7 制造工艺,2-28,2.1 CPU,2.1.1 CPU的发展 2.1.2 CPU性能指标 2.1.3 主流CPU 2.1.4 CPU选购,29,主流CPU品牌及型号,Intel 酷睿i7 酷睿2四核 酷睿2双核 -Core 2 Duo 奔腾双核-Pentium 赛扬双核-Celeron AMD 四核羿龙 三核羿龙- Phenom 双核速龙 四核速龙 -Athlon,30,顶级 Intel酷睿 i7 975 Extreme Edition 8000元 6月上市 高端 酷睿 i7 920(盒) d0步进 1980元 3月上市 AMD羿龙 II X4 965(黑盒) 2050 元 8月上市 普通热门配置 Intel 奔腾双核 E5200(盒) 435元 08.09上市 AMD速龙 II X2 250(盒) 485 元 09.07上市,31,市场动向,在08年底，Intel发布了新一代的CPUCore i7，基于全新Nehalem架构，把CPU性能提升到前所未有的高度。 AMD推出 Phenom II X4 与Intel Core 2双核竞争主流市场。 Intel今年Core 2 Duo E7500、Core 2 Duo E7600、Pentium E5400和Pentium E6300。这些产品是09年的主流产品。,32,33,数码产品查询网站, ,2-34,2.1 CPU,2.1.1 CPU的发展 2.1.2 CPU性能指标 2.1.3 主流CPU 2.1.4 CPU选购,2-35,2.1.4 CPU 采购要点,1、自己配置计算机的用途 2、自己的“钱袋” 3、CPU的厂家 4、关注所选购CPU的性价比 5、区分盒装CPU与散装CPU 6、辨别Remark的CPU,36,认识 Intel 公司 CPU 的编号,37,第一行：AMD AthlonTM,表明该CPU是AMD公司的Athlon系列的CPU；第二行：A1000AMT3C(从左向右位数依次为第一位、第二位至第十位，具体含义见备注。第三行：AXIA0117MPMW，是AMD CPU在生产线上的编号，由此编号可获知此款CPU的生产日期为01年的第17周生产的。,认识AMD公司CPU的编号,第四行：Y6276750317，是CPU超频能力的体现。 “Y”表明此款CPU的超频能力很强，该位也会被9、F或Z等字母或数字所代替，（字母顺序越往后表明超频能力越强）。第五行：1999 AMD，表明此款CPU是AMD公司的产品。,38,电脑属性中查看主频,39,用CPU-Z查看参数,40,用任务管理器给多核CPU分配进程,41,习题,1什么是CPU指令集？现有的扩展指令集都有哪些？（关键词：什么是CPU指令集，扩展指令集） 2上网搜索有关CPU发展简史的文章。（关键词：CPU发展简史） 3上网搜索介绍Core架构的文章。（关键词：Core架构） 4. 为什么说AMD Phenom处理器是原生的真四核？它与Intel的四核处理器有何不同？ 5请到计算机配件市场咨询当前主流CPU的型号、价格等商情信息。 6上网搜索有关CPU选购原则的内容。假设分别要配置高档游戏型、家庭娱乐型和普及型三台微机，请分别为其选择合适的CPU型号和价格。（关键词：CPU选购原则、配置清单） 7掌握CPU的型号及安装方法，了解CPU与主板的匹配情况。 8用CPU-Z、WCPUID、CPUInfo、HWiNFO32等测试程序，测试所使用CPU的信息。 9热管散热器的工作原理是什么？请用图示表示。（关键词：热管工作状况示意图）,42,2.4 CPU散热器,2.4.1 CPU散热器的分类 CPU散热器根据散热原理可分为风冷式、热管散热式、水冷式、半导体制冷和液态氮制冷等几种。最常用的散热器采用风冷式，如图2-58所示。热管散热器也有一定范围的使用，如图2-59所示。,43,2.4.2 风冷、热管散热器的结构和基本工作原理 1风冷散热器的外部结构和基本工作原理 风冷散热器主要由散热片、风扇和扣具构成，如图2-60所示。其中风扇电源插头大多是两芯的，一红一黑，红色是+12V，黑色为地线。有些是三芯，是在原来两线基础上加入了一条蓝线（或白线），主要用于侦测风扇的转速。,44,2热管散热器的外部结构和基本工作原理 热管散热器分为有风扇主动式和无风扇被动式散热器两种，其结构如图2-61所示。,45,2.4.3 CPU散热器的主要参数 1风扇 风扇对整个散热效果起决定性的作用，其质量的好坏往往决定了散热器的效果、噪声和使用寿命。散热风扇由轴承（电机）和叶片两大部分组成，常见风扇的外观如图2-62所示。,46, 风扇轴承类型：风扇的轴承是散热器的关键部件，风扇的轴承和叶片的设计，直接影响到散热器的噪音大小。常见的风扇轴承类型主要有单滚珠轴承（1Ball+1Sleeve）、双滚珠轴承（2 Ball Bearing）、液压轴承（Hydraulic）、磁悬浮轴承（Magnetic Bearing）、纳米陶瓷轴承（NANO Ceramic Bearing）、来福轴承（Rifle Bearing）、汽化轴承（VAPO Bearing）、流体保护系统轴承（Hypro Wave Bearing）等。常见风扇轴承类型的标签如图2-63所示。,47, 风扇口径：即风扇的通风面积，风扇的口径越大，排风量也就越大。 风扇转速：同样尺寸的风扇，转速越高，风量也越大，冷却效果就越好。 风扇排风量：即体积流量，是指单位时间内流过的气体的体积，排风量越大越好。 风扇的噪声：风扇转速越高、风量越大，产生的噪声也会越大。风扇电机转速也是决定噪音大小的重要因素。散热技术发展到现在，塞铜技术、热导管的引入等，都能大大提高散热器的散热效率，而不再依靠提高风扇转速来提升散热速度。近年来市场越来越注重静音性，所以主流散热器风扇转速都控制在20003000r/min（转/分）之间。,48,2散热块 散热块由底座和鳍片（或称鳃片）两个部分组成。通过散热块的底座把CPU核心处的热量传导到面积巨大的鳍片上，最终将热量散发到空气中。 散热块的材料主要为铜和铝。铝及铝合金的散热性能好，铜的导热性能好，把这两种材质有机地结合起来，使整体散热效能获得提升。另外，为了防止铜材氧化，还使用了新的镀镍技术。常见的散热块如图2-64所示。,49,散热片的制造工艺主要有铝挤压工艺、塞铜技术、折叶技术、回流焊接技术和热管工艺，如图2-65所示。,50,3扣具 散热器的扣具是固定散热片和CPU插槽的散热器重要配件之一，扣具设计的优劣将直接影响到安装的难易、散热的效果。由于CPU的封装不同，散热器扣具设计是随CPU类型而定的。散热器底部和CPU表面所形成的压力越大，扣具越紧密，散热片与CPU表面的接触面积就越大，散热效果也越好。 常见的散热器的扣具有三种设计，如图2-66所示。第一种是LGA775平台的原装散热器扣具，安装拆卸都很简便，但是压力不够；第二种是经过改进的“背板+螺丝固定”扣具，散热效果比第一种好；第三种是AMD散热器的扣架，这种设计形成的压力比较适中，安装拆卸都很方便，所以AMD处理器都普遍采用这种设计。,51,2.4.4 CPU散热器的选购 随着热管和各种优秀技术的引入，风冷散热器近两年获得了很大的进步，某些高端产品在效能上还可以媲美水冷散热器，所以风冷散热器依然是大家的首选产品。选购散热器的注意事项如下。 目前桌面级处理器的主流平台主要有Intel LGA775和AMD Socket AM2，这两种平台要使用各自的散热器。LGA775接口类型比较简单，外端只有散热器固定孔而并没有安装支架。AMD AM2用4个螺钉将支架固定于主板之上。在购买散热器时必须特别注意，以免购入不合适的产品而无法使用。 其次要明确主要用途。例如，用于超频的，就必须将散热器的性能放在第一位，噪声以及功耗作为次要的选择。如果是一位音乐爱好者或者需要长时间工作者，噪声、功耗才是首先需要考虑的。 如果购买的是盒装CPU，其包装中一般都会附带一个原装散热器，只要不超频使用CPU，完全不需要另外购买散热器。,52,2.5 实训CPU的安装、拆卸与检测,2.5.1 Socket A、Socket 370架构CPU的安装和拆卸 Socket插座是方形、多针孔的插座，插座上有一根拉杆，在安装和更换CPU时只要将拉杆向上拉出，就可以轻易地插进或取出CPU芯片。 下面以安装Socket A架构的CPU为例，介绍CPU的安装方法。其他架构的CPU安装方法几乎相同。安装步骤如下： （1）将CPU插槽的拉杆轻轻地翘起来，把CPU的斜角对准插槽相应的位置，插入插槽，如图2-67所示。然后把CPU插槽的拉杆放平，固定好，如图2-68所示。,53,（2）在CPU的核心上涂散热硅胶，不需要太多，涂上一层就可以了（如果散热片上带有散热硅胶，则不用另外涂了）。 （3）把散热器与CPU的核心接触在一起，先把一边的扣子扣在CPU插槽的突出的位置上，再扣上另一边，如图2-69所示。 （4）最后，把CPU风扇的电源插头插在主板的风扇插座上，CPU和风扇安装完成，效果如图2-70所示。,54,2.5.2 Socket 478、Socket 754/939/AM2架构CPU的安装和拆卸 Socket 478、Socket 754/939/AM2插座外端都有安装支架，其安装方法相同。CPU与CPU插座的接触都是通过扣具与CPU插座周围的底座固定的。下面以安装Socket 478架构的Pentium 4 CPU为例，介绍安装方法。 （1）稍向外、向上拉开CPU插座上的拉杆，拉到与插座垂直的位置，如图2-71所示。 （2）然后将CPU上针脚有缺针的部位对准插座上的缺口，如图2-72所示。 （3）CPU只能在方向正确时才能够被插入插座中，然后按下拉杆，如图2-73所示。,55,（4）在CPU的核心上均匀涂上足够的导热硅胶。注意不要涂得太多，只要均匀地涂上薄薄一层即可。值得注意的是，导热硅胶绝不能省去，否则可能导致无法正常运行甚至烧毁CPU。 （5）将散热片妥善定位在支撑机构上，把散热风扇安装在散热片的顶部，向下压风扇，直到它的4个卡子嵌入支撑机构对应的孔中。再将两个压杆按下以固定风扇，如图2-74所示。需要注意的是，每个压杆都只能沿一个方向按下。 （6）最后将CPU风扇的电源线接到主板的2针或3针接头上，如图2-75所示。,56,2.5.3 LGA 775架构CPU的安装和拆卸 下面以安装LGA 775架构的Pentium 4 CPU为例，介绍安装方法。 （1）首先扳开固定杆，将上盖打开，如图2-76所示。,57,（2）取下Socket T插槽上的黑色塑料保护盖，如图2-77所示。 （3）把CPU平放在Socket T插槽内，如图2-78所示。由于有防呆缺口，所以方向不正确是放不进去的。,58,（4）把上盖盖上，并且扣上固定杆，如图2-79所示，CPU的安装就完成了。 （5）安装散热器。Socket T的固定方式是以4根塑料卡榫直接扣在主机板上，因此 LGA775 CPU插座周围并没有散热器的固定座，只有4个孔预留在PCB上面，如图2-80所示。,59,（6）将风扇盖在CPU上方，并将散热器扣环压入主机板孔位，向下压紧扣环，以锁定散热器，如图2-81所示。,60,（7）最后将风扇电源线安装在主机板上。CPU、风扇安装完成。 若需取下散热器和CPU，先要用一字旋具把扣环依逆时针方向转动以移除风扇，然后再按与安装相反的顺序取下CPU。,