计算机硬件(第4章CPU).ppt

第四章中央处理器CPU
介绍CPU的:
发展和现状性能指标
新技术应用接口封装
计算机硬件技术基础
第四章微型机的中央处理器CPU
CPU概述
CPU的主要技术参数
微处理器中所采用的新技术
单指令多数据流技术
CPU的封装与接口类型
典型CPU介绍
作业:1、2、3、4、5、9
名词解释:流水线、超标量、超线程、直接映像Cache、全相联Cache、MMX、SIMD、饱和运算、3D NOW!、NetBurst。
计算机硬件技术基础
CPU概述
分代
Intel CPU
其他CPU
开始年代
第一代
第二代
第三代
第四代
第五代
第六代
第七代
8086/8088
80286
80386 DX/SX
80486 SX/DX/DX2/DX4
Pentium
Pentium MMX
Pentium Pro Pentium II CeleronPentium III
Pentium 4
Pentium D/EE
1978
1984
1987
1990
1993
1996
2000
AMD K5
Cyrix 6X86/6x86MX
IDT WinChip C6
WinChip2 3D
AMD K6
AMD K6-2
AMD K6-3
AMD K7 (Athlon) / (64)
AMD Thunderbird
Pentium在拉丁文里面就是“五”的意思
计算机硬件技术基础
CPU的主要技术参数 位、字节和字长
位:CPU的最小存储单位,有“0”和“1”两种取值。
字节:CPU的最小访问单位,8位组成的。
字长:CPU一次能处理的二进制数,CPU中ALU的处理位数。
CPU按照其处理信息的字长可以分为:八位、十六位、三十二位及六十四位微处理器等。
Intel x86系列CPU
8位 8080、8085
16位 8086、80186、80286
32位 386、486、Pentium、PII、PIII、P4
64位 Itanium(安腾)、P4 F、Pentium D/EE
计算机硬件技术基础
时钟频率
主频:驱动CPU工作的周期性循环脉冲信号的频率,是CPU内核(整数和浮点运算器)电路的实际运行频率。其周期为时钟周期。多个时钟周期组成一个机器周期,多个机器周期组成一个指令周期。
外频: CPU外频也叫前端总线频率或系统总线时钟频率,是由主板为CPU提供的基准时钟频率。
倍频:CPU主频、倍频、外频三者的关系:
主频=外频×倍频。
超频:超频就是在实际使用中让CPU工作在高于额定的工作频率上。
Pentium
60~66
75~200
P II
66~100
233~450
P III
100~133
450~733
P 4
100~266
1~
CPU
外频
主频
计算机硬件技术基础
L1和L2 Cache的容量和速率
L1和L2 Cache的容量和工作速率对提高微机速度起关键作用。
L1 Cache:一般在CPU内部,容量为几十KB。
L2 Cache:可在CPU内部或外部,一般为几百KB~几MB。
L2 Cache对提高整数运算速度有显著作用。
计算机硬件技术基础
工作电压
CPU 的工作电压:5V → → 1~2V
早期CPU(8086-486时代)的工作电压一般为5V。标准的TTL (Transistor- Transistor Logic)数字电路工作电压为5V。
早期Pentium CPU工作电压一般为3V左右。这是由于:
CPU的制造工艺提高,低电压工作可靠性有保障。
减小CPU功耗,减小发热量。CPU功耗与电源电压的平方成正比。
节能。
~。
计算机硬件技术基础
地址总线宽度、数据总线宽度
地址总线宽度
地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间,简单地说就是CPU到底能够使用多大容量的内存。
8086——20位,最大存储器空间1MB。
80286——24位,最大存储器空间16MB。
80386——32位,最大存储器空间4GB。
Pentium Pro——36位,最大存储器空间64GB。
数据总线宽度
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与二级高速缓存、内存以及输入/输出设备之间一次数据传输的信息量。
数据总线宽度与CPU位宽可能不一致。
数据总线宽度与总线位宽可能不一致。
计算机硬件技术基础
制造