第三章：CPU.doc

1 第三章 CPU [本章要求] CPU 的发展 CPU 的相应技术指标[实验要求]掌握 CPU 的型号及安装方法,了解 CPU 与主板的匹配情况。引言: CPU 是电脑系统的心脏,电脑特别是微型电脑的快速发展过程,实质上就是 CPU 从低级向高级、从简单向复杂发展的过程。发展历史: 第一章已介绍一、 CPU 的概念(掌握) CPU ( Central Processing Unit ) 又叫中央处理器, 其主要功能是进行运算和逻辑运算,内部结构大概可以分为控制单元、算术逻辑单元和存储单元等几个部分。按照其处理信息的字长可以分为: 八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。 CPU 包含运算器和控制器,它是电脑硬件的核心设备,是电脑的信息处理和控制的中心。计算机绝大多数操作, 都通过 CPU 实现。二、 CPU 主要的性能指标(重点) 主频: 即 CPU 内部核心工作的时钟频率,单位一般是兆赫兹( MHz )。这是我们平时无论是使用还是购买计算机都最关心的一个参数,我们通常所说的 133 、166 、450 等就是指它。对于同种类的 CPU , 主频越高, CPU 的速度就越快,整机的性能就越高。(注意: 时钟频率是衡量 CPU 速度的基本标准, 但不是唯一标准。如 Celeron 500 MHz 和PⅢ500 MHz 相比,它们的性能差距很大。对于同一类型的 CPU 而言,主频越高则处理速度越快。主频并不直接代表运算速度,所以在一定情况下,很可能会出现主频较高的 CPU 实际运算速度较低的现象。比如 AMD 公司的 AthlonXP 系列 CPU 大多都能以较低的主频,达到英特尔公司的 Pentium 4系列 CPU 较高主频的 CPU 性能,所以 AthlonXP 系列 CPU 才以 PR 值的方式来命名。因此主频仅是 CPU 性能表现的一个方面,而不代表 CPU 的整体性能。) 外频( 外部时钟频率): 外频即 CPU 的外部时钟频率。外频是 CPU 与内存相连的系统总线的工作频率。单位是 MHZ 。 CPU 的外频越高,证明了 CPU 与内存交换数据的速度越快,对提高系统的整体运行速度越有利。 CPU 的外频与它的生产工艺及设计结构有关,常见的有 100MHZ , 133MHZ , 200MHZ 等。 FSB 前沿总线频率: 从 CPU 到芯片组(北桥)之间的总线,该总线的工作频率称为前沿总线频率。早期, CPU 的外频就是主板提供的前沿总线频率。后来,由于 CPU 主频越来越高,原来的低频前沿总线已不满足要求。 FSB 在 Athlon 和 P4 系统上涉及到不同的方法。在 Athlon 这边,它是 DDR 总线, 意味着如果实际时钟是 200MHz 的话,那就是运行在 400MHz 下。在 P4 上,它是“四芯的”,奔腾 4 CPU 采用了 2 Quad Pumped (4 倍并发) 技术, 该技术可以使系统总线在一个时钟周期内传送 4次数据,也就是传输效率是原来的 4倍,相当于用了 4条原来的前端总线来和内存发生联系。例如: P4的前端总线是 800MHZ ,但实际外频是 200MHZ 。倍频: CPU 的倍频,全称是倍频系数。 CPU 的核心工作频率与外频之间存在着一个比值关系,这个比值就是倍频系数,简称倍频。理论上倍频是从 一直到无限的,但需要注意的是,倍频是以以 为一个间隔单位。外频与倍频相乘就是主频,所以其中任何一项提高都可以使 CPU 的主频上升。 CPU 主频=CPU 外频× CPU 倍频如PⅢ800 MHz 的设置为外频 133 MHz ,倍频为 6×。主频越高, CPU 的运算速度就越快。(电脑超频的含义: 电脑的超频,是指电脑的一些组成部件的工作频率超过了生产厂商标称的工作频率。通常说的超频多指 CPU 的超频,通过调整 CPU 的外频和倍频就能提高 CPU 的主频。告诫:超频会加快器件的老化,缩短电脑的使用寿命) 数据总线宽度(字长) : 数据总线负责整个系统的数据流量的大小,而数据总线宽度则决定了 CPU 与二级缓存、内存以及输入/输出设备之间一次数据传输的信息量。微型机的字长通常为 4位、 8位、 16位和、32位和64位字长。地址总线宽度(寻址能力): CPU 所具有的地址线的多少。它决定了 CPU 直接寻址的物理内存的地址范围。地址总线的位数决定了 CPU 可直接寻址的内存空间大小,比如 8位微机的地址总线为 16位,则其最大可寻址空间为2 16= 64KB ,16 位微型机的地址总线为20位,其可寻址空间为2 20= 1MB 。 pentiu m 机的地址总线为 32 位,其可寻址空间为 2 32=4G B 一般来说,若地址总线为 n 位