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計算機系統(tǒng)維護技術(shù)（第2版）主編：步山岳章慧副主編：王媛媛劉虎 唐朝霞陳宏明

高等教育出版社2010.09

計算機系統(tǒng)維護技術(shù)（第2版）-封面3.1 CPU的性能指標(biāo)

3.2

Intel處理器3.3AMD處理器3.4服務(wù)器用CPU3.5筆記本用CPU3.6關(guān)于超頻問題3.7CPU選購與辨別3.8CPU測試3.9CPU故障分析與排除CPU發(fā)展史Intel4004IntelAMDCyrix

IntelIntelAMD

首款微處理器三足鼎立一家獨大分庭抗禮

一家獨大

處理器控制器運算器控制整個計算機所有部件的工作執(zhí)行算術(shù)運算和邏輯運算寄存器臨時存放數(shù)據(jù)CPU組成3.1CPU的性能指標(biāo)字長：通常是指CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)總線寬度或位數(shù)。

主頻：是CPU內(nèi)核電路的實際運行頻率。

外頻：是指CPU從主板上獲得的基準工作頻率。前端總線FSB

：指主板芯片組中的北橋芯片與CPU之間傳輸數(shù)據(jù)的通道，酷芮系列目前已使用QPI

總線淘汰了FSB總線。3.1CPU的性能指標(biāo)（CONTD…）高速緩沖存儲器Cache

CPU速度快、內(nèi)存速度慢，為了協(xié)調(diào)兩者的速度設(shè)置CacheCache一般采用靜態(tài)隨機存取存儲器SRAM構(gòu)成，速度約是

DRAM的10倍。CPUCacheRAM3.1CPU的性能指標(biāo)（CONTD…）指令擴展技術(shù)

MMX是Intel公司多媒體指令集的縮寫，共有57條指令

3DNOW是AMD公司開發(fā)的多媒體擴展指令集，共有27條指令

SSE單指令數(shù)據(jù)流擴展指令集的縮寫，包括了70條指令

X86-64指令也叫AMD64，可以實現(xiàn)64位尋址

EM64T是基于IntelIA-32架構(gòu)的64位內(nèi)存擴展技術(shù)

3.1CPU的性能指標(biāo)（CONTD…）

CPU的制作工藝

CPU的制作工藝是用來表示組成芯片的電子線路或元件的精細程度，一般來說“制作工藝”中的數(shù)據(jù)越小，表明CPU制作技術(shù)越先進。

CPU的制作工藝一般用納米（nm）來表示，例如65nm、

45nm、32nm

3.1CPU的性能指標(biāo)（CONTD…）

CPU的核心代號

為了便于CPU設(shè)計、生產(chǎn)、銷售的管理，CPU制造商會對各種CPU核心給出相應(yīng)的代號，這也就是所謂的CPU核心代號或核心類型。核心代號代表了CPU的工作性能。每一種核心類型都有其相應(yīng)的制造工藝、核心電壓、晶體管數(shù)量、主頻范圍等。

3.1CPU的性能指標(biāo)（CONTD…）超線程技術(shù)超線程技術(shù)，簡稱HTT技術(shù)就是在CPU中加入兩個邏輯處理單元，利用特殊的硬件指令，把兩個邏輯內(nèi)核模擬成兩個物理芯片，使單個處理器能同時使兩個線程并行工作，從而兼容多線程操作系統(tǒng)和軟件，提高處理器的性能。使用超線程技術(shù)可以使CPU的性能提高25%左右。

支持超線程技術(shù)需軟硬件的支持，硬件方面需要主板芯片組的支持，軟件方面需要BIOS和操作系統(tǒng)的支持。例如使用超線程技術(shù)的處理器安裝完WindowsXP后，在設(shè)備管理器中能看到兩個處理器圖標(biāo)。

3.1CPU的性能指標(biāo)（CONTD…）多核心技術(shù)

單芯片多處理器CMP，有時也稱多核心，是由美國斯坦福大學(xué)提出的，其思想是將大規(guī)模并行處理器中的SMP（對稱多處理器）集成到同一芯片內(nèi)，各個處理器并行執(zhí)行不同的進程。由于CPU性能的提高遇到“摩爾定律”所設(shè)置的瓶頸部，Intel公司和AMD公司開始把目光轉(zhuǎn)向提高CPU的功能，生產(chǎn)出雙核心、四核心、六核心等多核心的CPU。

3.1CPU的性能指標(biāo)（CONTD…）虛擬化技術(shù)虛擬化技術(shù)允許一個平臺運行多操作系統(tǒng)并且應(yīng)用程序都可以在獨立的空間內(nèi)運行而互不影響。

3.1CPU的性能指標(biāo)（CONTD…）可信任執(zhí)行技術(shù)可信任執(zhí)行技術(shù)簡稱TXT技術(shù)，是英特爾研發(fā)的一項新的安全技術(shù)。通過使用TXT模塊芯片，可以有效確保用戶計算機免受各種安全威脅。TXT技術(shù)將使用硬件密鑰和子系統(tǒng)來控制電腦內(nèi)部的資源，并決定誰或什么程序?qū)⒈辉试S訪問或拒絕訪問這些資源。

TXT技術(shù)將提供的功能包括程序執(zhí)行保護、加密存儲、受保護的輸入、受保護的圖形、受保護的發(fā)布、自我證明等

3.1CPU的性能指標(biāo)（CONTD…）CPU的工作電壓

CPU的工作電壓指的是CPU正常工作所需的電壓。目前主流的CPU工作電壓都低于1.5V。如1.30V、1.35V或1.40V等。CPU的電壓越低，它的發(fā)熱量越小。3.1CPU的性能指標(biāo)（CONTD…）CPU的封裝技術(shù)

CPU封裝技術(shù)是一種將集成電路用絕緣的塑料或陶瓷材料打包的技術(shù)。CPU制造工藝的最后一步也是最關(guān)鍵一步就是CPU的封裝技術(shù)。CPU芯片封裝技術(shù)有LGA封裝等。只有保證高品質(zhì)的封裝技術(shù)，才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的CPU產(chǎn)品。3.1CPU的性能指標(biāo)（CONTD…）CPU的功率針對CPU的功率有工作功率、平均功率和熱設(shè)計功耗TDP等。CPU的工作功率是CPU滿負荷時所消耗的功率，一般在CPU技術(shù)參數(shù)中都給出CPU的工作功率。CPU的平均功率是指CPU在待機和滿負荷兩種模式下的平均功率。CPU的實際功率是是指CPU在某個運行環(huán)境下消耗的功率，只能實際測試。熱設(shè)計功耗TDP是當(dāng)處理器達到負荷最大的時候，釋放出的熱量。1971年40044位1972年

80088位1978年808616位1982年8028616位1985年8038632位1989年8048632位3.2Intel處理器

早期Intel微處理器

1993年

Pentium32位1995年P(guān)entiumPro32位

1999年P(guān)entiumIII32位2000年

Pentimu432位1997年

PentiumII32位1996年P(guān)entiumMMX32位3.2Intel處理器（CONTD…）

早期Intel微處理器

3.2Intel處理器（CONTD…）

Pentium(奔騰)系列Pentium4：普通的CPU，應(yīng)用于臺式電腦PentiumM：2003年，用于筆記本電腦，即迅馳，支持無線上網(wǎng)PentiumD：2006年，應(yīng)用于臺式電腦，雙核心PentiumE：酷睿2的低端系列奔騰EPentiumPentiumMMX

Pentium2

Pentium3

Pentium4

PentiumM

PentiumD

PentiumE

3.2Intel處理器（CONTD…）

Celeron(賽揚)系列

Pentium簡化版本，核心技術(shù)與Pentium相同。主要區(qū)別：無一級Cache，但可有二級CacheCeleronⅠCeleronⅡ

CeleronⅣ

CeleronD

Core賽揚

賽揚雙核E1200

3.2Intel處理器（CONTD…）

酷睿2雙核處理器在2006年度春季IDF大會上，Intel宣布了Core（酷睿）處理器。Core微架構(gòu)擁有雙核心、64bit指令集、使用65nm制造工藝生產(chǎn)，支持36bit的物理尋址和48bit的虛擬內(nèi)存尋址，支持包括SSE4在內(nèi)的Intel所有擴展指令集。Core微架構(gòu)的每個內(nèi)核擁有32KB的一級指令緩存、32KB的雙端口一級數(shù)據(jù)緩存，2個內(nèi)核共同擁有4MB或2MB的共享式二級緩存。3.2Intel處理器（CONTD…）

酷睿4雙核處理器2006年11月2日，Intel

Core2Quad系列發(fā)布。如酷睿四核處理器Q8200采用45nm制程工藝，主頻2.33GHz，外頻333MHz，倍頻為7，前端總線頻率高達1333MHz。3.2Intel處理器（CONTD…）

酷睿i系列多核處理器

2008年11月18日，英特爾發(fā)布了全新Nehalem架構(gòu)的酷睿i7處理器，它采用原生四核心設(shè)計，每個核心擁有256KB的獨立二級緩存，四個核心共享8M容量的三級緩存，TDP為130W。其主要特點如下：模擬多線程技術(shù)、集成DDR3內(nèi)存控制器、QPI總線、英特爾智能加速技術(shù)

AMD公司作為世界第二大CPU制造商，一直是Intel最有力的競爭對手。我們平時說的閃龍、速龍、羿龍都是AMD公司的產(chǎn)品。早期AMD微處理器

Am286Am386Am486K5K6K73.3AMD處理器

Phenom系列處理器2007年5月15日，AMD正式發(fā)布了基于K10微架構(gòu)的第一代四核心處理器Phenom（羿龍），2008年，AMD推出獨家的PhenomX3三核心處理器，2009年AMD又推出了新一代的PhenomII處理器。3.3AMD處理器（CONTD…）

AMD低端處理器2000年6月，AMD公司推出了面向低端市場的Duron（毒龍）處理器來應(yīng)對英特爾的CeleronⅡ系列。2004年7月，AMD公司推出了Sempron（閃龍）系列處理器，用以取代Duron（毒龍）處理器及與英特爾公司的CeleronD處理器競爭2008年年初，AMD推出了雙核閃龍。3.3AMD處理器（CONTD…）服務(wù)器的CPU類型是根據(jù)CPU的指令系統(tǒng)來劃分的，可以分為CISC架構(gòu)及RISC架構(gòu)兩大類。CISC架構(gòu)：CISC復(fù)雜指令集是指英特爾生產(chǎn)的x86系列CPU及其兼容CPU，有IA-32CPU。和IA-64CPU。Intel的Xeon（至強）

及Itanium（安騰）AMD的Opteron

（皓龍）

3.4服務(wù)器CPURISC架構(gòu)處理器：RISC精簡指令集相對于CISC型CPU，RISC型CPU不僅精簡了指令系統(tǒng)，還采用了一種叫做“超標(biāo)量和超流水線結(jié)構(gòu)”，大大增加了并行處理能力。因此在相同架構(gòu)、同等頻率下，采用RISC架構(gòu)的CPU比CISC架構(gòu)的CPU性能要高很多。目前，市場上基于RISC架構(gòu)的CPU主要有以下三種:POWER處理器、SPARC處理器、PA-RISC處理器。3.4服務(wù)器CPU（CONTD…）筆記本（notebook）電腦專用的CPU英文名稱為MobileCPU，即移動CPU。由于筆記本電腦自身的特點。決定了移動CPU除了考慮性能外，也必須考慮低熱量和低耗電。迅馳移動技術(shù)是英特爾于2003年發(fā)布的移動計算技術(shù)，是面向筆記本電腦推出的無線移動計算技術(shù)的一整套移動計算解決方案，它由移動式處理器、相關(guān)芯片組以及無線網(wǎng)絡(luò)功能模塊三部分組成。3.5筆記本用CPU3.5筆記本用CPU（CONTD…）

處理器Atom

英特爾2008年3月初，Intel公司發(fā)布了英特爾歷史上體積最小、價格最便宜、功耗最小、速度一般的處理器Atom（凌動），它迎合了市場對低功耗的上網(wǎng)本(Netbook)和上網(wǎng)機(Nettop)的需求Atom是目前價格最便宜的英特爾處理器。Atom處理器可以用于臺式計算機和筆記本中。3.5筆記本用CPU（CONTD…）Intel的CPU命名目前，臺式計算機和筆記本中采用的英特爾處理器，從低到高分為賽揚雙核、奔騰雙核、酷睿2雙核、酷睿2四核、酷睿i7等系列。

E代表普通臺式機雙核CPU的功率65W左右；

Q代表四核CPU功率100W-150W；

T代表普通筆記本的CPU功率30-39W；

X開頭是酷睿2雙核至尊版；

P代表迅馳低電壓版本處理器功率20-29W；

L代表迅馳4代低電壓版本CPU功率17W；3.5筆記本用CPU（CONTD…）AMD移動CPU

目前主流市場上，AMD主要有3款筆記本電腦專用處理器：炫龍64（Turion64）、炫龍64X2（Turion64X2如圖3-25所示）、速龍64X2（Athlon64X2）。3.5筆記本用CPU（CONTD…）筆記本CPU節(jié)能技術(shù)

Intel的SpeedStep和QuickStart技術(shù)AMD的PowerNow！超頻就是通過主板跳線或BIOS程序設(shè)置使得CPU等硬件的實際工作頻率大于標(biāo)稱頻率，從而把計算機硬件的潛在能力充分釋放出來的過程。在生產(chǎn)CPU時為確保產(chǎn)品的質(zhì)量，一般均保留有20%或更多的余量，這樣就為超頻留下了空間。超頻也有兩種方法，一種是提高CPU的外頻，另一種是提高CPU的倍頻系數(shù)。在CPU超頻的同時系統(tǒng)的其它部件也在超