第二讲--CPU及其选购..优秀PPT.ppt
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1、第第2 2章章 CPU CPU及其选购及其选购 CPUCPU主要性能参数主要性能参数2.1CPUCPU的发展历程的发展历程2.2CPUCPU选购技巧选购技巧2.3CPUCPU风扇的选购风扇的选购2.4CPUCPU是计算机的核心部件,是衡量一台计算是计算机的核心部件,是衡量一台计算机性能凹凸的一个主要参数。机性能凹凸的一个主要参数。计算机的发展史事实上就是计算机的发展史事实上就是CPUCPU的发展史;的发展史;计算机的技术竞争事实上也就是计算机的技术竞争事实上也就是CPUCPU的技术的技术竞争。竞争。CPUCPU的结构的结构 从外部看,从外部看,CPU主要由三部分组成:核心、主要由三部分组成:核
2、心、基板和针脚(触点)。基板和针脚(触点)。CPU的主要性能参数的主要性能参数 1.双核和多核技术双核和多核技术目前主流的双核(或多核)技术由目前主流的双核(或多核)技术由Intel公司最早研发出,但却是公司最早研发出,但却是AMD公司首先将公司首先将其应用于个人计算机上。该技术主要针对其应用于个人计算机上。该技术主要针对大量纯数据处理的用户,其性能在同主频大量纯数据处理的用户,其性能在同主频单核单核CPU的基础上可提升的基础上可提升15%20%,但,但对于大量消遣需求的用户来说并没有明显对于大量消遣需求的用户来说并没有明显的性能优势。的性能优势。CPU的主要性能参数的主要性能参数 2.主频、
3、外频和倍频主频、外频和倍频(1)主频。)主频。主频也叫做时钟频率,是主频也叫做时钟频率,是CPU内部的时钟工作频率,用来表内部的时钟工作频率,用来表示示CPU的运算速度。一般来说,主频越高,的运算速度。一般来说,主频越高,CPU的运算速度就越快。的运算速度就越快。但是,计算机的运算速度并不完全由但是,计算机的运算速度并不完全由CPU确定,还受主板、内存和确定,还受主板、内存和硬盘等因素的影响。硬盘等因素的影响。(2)外频。)外频。外频是外频是CPU的基准频率。的基准频率。CPU的外频越高,的外频越高,CPU与系统内存与系统内存交换数据的速度越快,有利于提高系统的整体运行速度。交换数据的速度越快
4、,有利于提高系统的整体运行速度。CPU的外的外频与它的生产工艺及核心技术有关。频与它的生产工艺及核心技术有关。(3)倍频。)倍频。倍频是倍频是CPU主频和外频之间的相对比例关系,主频等于外频主频和外频之间的相对比例关系,主频等于外频乘以倍频。若乘以倍频。若CPU的倍频为的倍频为10,外频为,外频为200MHz,则,则CPU的主频就的主频就是是2.0GHz。倍频的数值一般为。倍频的数值一般为0.5的整数倍。的整数倍。CPU的主要性能参数的主要性能参数 3.缓存缓存随着随着CPU主频的不断提高,其处理速度也越来越主频的不断提高,其处理速度也越来越越快,其他设备通常赶不上越快,其他设备通常赶不上CP
5、U的速度,无法刚好将的速度,无法刚好将数据传给数据传给CPU。CPU高速缓存(高速缓存(CacheMemory)用)用来存储一些常用的或即将用到的数据和指令,来存储一些常用的或即将用到的数据和指令,CPU须须要数据或指令的时候干脆从高速缓存中读取,而不用要数据或指令的时候干脆从高速缓存中读取,而不用再到内存甚至硬盘中去读取,这样大大提升了再到内存甚至硬盘中去读取,这样大大提升了CPU的的处理速度。处理速度。(1)L1Cache。指。指CPU的一级缓存,它内置于的一级缓存,它内置于CPU内部并与内部并与CPU同速运行,可以有效地提高同速运行,可以有效地提高CPU的的运行效率。一级缓存越大,运行效
6、率。一级缓存越大,CPU的运行效率越高,但的运行效率越高,但受到受到CPU内部结构的限制,一级缓存的容量通常较小。内部结构的限制,一级缓存的容量通常较小。(2)L2Cache。指。指CPU的二级缓存,二级缓存的二级缓存,二级缓存是比一级缓存速度更慢、容量更大的内存,主要是比一级缓存速度更慢、容量更大的内存,主要作为一级缓存和内存之间数据的临时交换地点,作为一级缓存和内存之间数据的临时交换地点,以提高以提高CPU的运行效率。同时,它也是区分的运行效率。同时,它也是区分CPU档次凹凸的一个重要标记,是影响计算机速度的档次凹凸的一个重要标记,是影响计算机速度的一个重要因素。一个重要因素。(3)L3C
7、ache。指。指CPU的三级缓存,是为读取的三级缓存,是为读取二级缓存后未命中的数据设计的一种缓存,在拥二级缓存后未命中的数据设计的一种缓存,在拥有三级缓存的有三级缓存的CPU中,只有约中,只有约5%的数据须要从的数据须要从内存中调用,这进一步提高了内存中调用,这进一步提高了CPU的效率。的效率。CPU的主要性能参数的主要性能参数 4.制造工艺制造工艺是指在生产是指在生产CPU过程中,加工各种电路和电子元件以及制造过程中,加工各种电路和电子元件以及制造导线连接各个元器件时的制造精度,以导线连接各个元器件时的制造精度,以m(千分之一毫米)或纳米(千分之一毫米)或纳米(百万分之一毫米)来表示;自(
8、百万分之一毫米)来表示;自1995年以后,制造精度从年以后,制造精度从0.5m、0.35m、0.25m、0.18m、0.15m、0.13m、90nm、65nm,45nm以及以及32nm,始终发展到目前最新的,始终发展到目前最新的22nm。5.工作电压工作电压工作电压(工作电压(SupplyVoltage)是指)是指CPU正常工作所需的电压。正常工作所需的电压。CPU的制造工艺越先进,工作电压越低,发热量和功耗也就越小。的制造工艺越先进,工作电压越低,发热量和功耗也就越小。6.超线程超线程超线程技术(超线程技术(Hyper-Threading,简称,简称“HT”)就是利用特殊)就是利用特殊的硬件
9、指令,把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,让单个处理器的硬件指令,把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,让单个处理器都能运用线程级并行计算,进而兼容多线程操作系统和软件,削减都能运用线程级并行计算,进而兼容多线程操作系统和软件,削减了了CPU的闲置时间,提高的的闲置时间,提高的CPU的运行效率。的运行效率。CPU的主要性能参数的主要性能参数 7.总线速度总线速度与与CPU进行数据交换的总线速度可以分为内存总线速度和扩进行数据交换的总线速度可以分为内存总线速度和扩展总线速度。展总线速度。(1)内存总线速度。)内存总线速度。内存总线速度也称为系统总线速度,一般等同于内存总线速度也称为系统总线速度,一般等
10、同于CPU的外频。的外频。由于内存的发展滞后于由于内存的发展滞后于CPU的发展,为了缓解内存带来的瓶颈,所的发展,为了缓解内存带来的瓶颈,所以出现了二级缓存来协调两者之间的差异,而内存总线速度就是指以出现了二级缓存来协调两者之间的差异,而内存总线速度就是指CPU与二级高速缓存和内存之间的工作频率。与二级高速缓存和内存之间的工作频率。(2)扩展总线速度。)扩展总线速度。扩展总线速度(扩展总线速度(ExpansionBusSpeed)是指安装在计算机系)是指安装在计算机系统上的局部总线(如统上的局部总线(如VESA或或PCI总线),当打开主机箱时会望见一总线),当打开主机箱时会望见一些插槽,这些就
11、是扩展槽,而扩展总线就是些插槽,这些就是扩展槽,而扩展总线就是CPU联系这些外围设备联系这些外围设备的桥梁。的桥梁。CPU的发展历程的发展历程 1.Intel早期的早期的CPU2.Intel早期的早期的CPU主要经验了以下发展历程。主要经验了以下发展历程。3.1971年年Intel推出了世界上第一款微处理器推出了世界上第一款微处理器Intel4004,2300个晶体管个晶体管,由于功能较差由于功能较差,所以市场反应冷淡。所以市场反应冷淡。n8086面对工作站而不是面对微机的面对工作站而不是面对微机的16位假如进行位假如进行数学运算还须要另外配备数学运算还须要另外配备8087数学协处理器,数学协
12、处理器,8087价格价格大约为大约为8086的一半。的一半。n8088:是:是8086简化版本,其功能要弱于简化版本,其功能要弱于8086,而价格,而价格要比要比8086低得多低得多nn1981年年IBM公司将公司将8088应用于应用于IBMPC(PersonalComputer:个人机个人机)中,开创了全新的微机时代。中,开创了全新的微机时代。n操作系统用的是操作系统用的是Microsoft(微软微软)的的DOS操作系统。操作系统。MS-DOSPC-DOSdirtyDOSMicrosoftn1982年年8028616位晶体管数增加位晶体管数增加到到:13.4万个万个数学协处理器数学协处理器8
13、0287n1985年年8038627.5万个万个32位位80386起先引入高速缓存起先引入高速缓存Cache数学协处理数学协处理器:器:80387(大约是(大约是CPU价格的一半价格的一半)n摩尔定律:计算机摩尔定律:计算机CPU的晶体管数每的晶体管数每18个月增加一倍,价钱削减一半。个月增加一倍,价钱削减一半。n1989年年80486120万个晶体管万个晶体管486DX2486DX4486SX2486SX4n首次将数学协处理器首次将数学协处理器(是一种特地用是一种特地用来进行数学处理运算的芯片来进行数学处理运算的芯片)集成到集成到CPU中;中;n首次运用了倍频。首次运用了倍频。nSX是是DX
14、的简化版本,的简化版本,SX中没有数学协中没有数学协处理器。处理器。n1993年年Intel公司推出了划时代的公司推出了划时代的586,并,并将其命名为将其命名为Pentium(奔腾)处理器。(奔腾)处理器。n随后相继推出了随后相继推出了PentiumPro、PentiumMMX、PentiumII、PentiumIII和和Pentium4处理器。处理器。n期间为占据低端市场,还推出了低成本期间为占据低端市场,还推出了低成本的的Celeron(赛扬)系列(赛扬)系列CPU。IntelIntel现代的现代的CPU CPU n2006年,英特尔公司结束运用年,英特尔公司结束运用“奔腾奔腾”处理器转
15、处理器转而推出而推出“酷睿酷睿”(英文名:(英文名:Core)处理器,首先)处理器,首先推出的推出的“酷睿一代酷睿一代”主要用于智能手机和掌上电主要用于智能手机和掌上电脑等移动计算机。脑等移动计算机。n“酷睿一代酷睿一代”推出不久就被推出不久就被“酷睿酷睿2”(酷睿二代)(酷睿二代)取代,酷睿取代,酷睿2是一个跨平台的构架体系,包括服是一个跨平台的构架体系,包括服务器版、桌面版、移动版三大领域。务器版、桌面版、移动版三大领域。n2008年推出的酷睿年推出的酷睿i是接替是接替酷睿酷睿2的全新处理器系的全新处理器系列,可以理解为酷睿列,可以理解为酷睿i相当于相当于“酷睿酷睿3”,只是酷,只是酷睿睿
16、3并不存在。酷睿并不存在。酷睿i接受了全新的制作工艺和架接受了全新的制作工艺和架构,相比于同级的酷睿构,相比于同级的酷睿2处理器更强,效率更高。处理器更强,效率更高。酷睿酷睿i i系列系列1 1代台式机代台式机Intel Intel 酷睿酷睿i5i5核心线程数核心线程数 4 4核心核心4 4线程数线程数 二级缓二级缓存存4*256KB 4*256KB 三级缓存三级缓存8M TDP 95W8M TDP 95WIntel Intel 酷睿酷睿i3i3核心线程数核心线程数 2 2核心核心4 4线程数线程数 二级缓二级缓存存2*256KB 2*256KB 三级缓存三级缓存4M TDP 65W4M TD
17、P 65W它们最大的区分是它们最大的区分是I5I5支持睿频,支持睿频,I3I3不支持不支持,I3,I3只只有双核有双核,而而I5I5有双核和有双核和4 4核两种。核两种。酷睿酷睿i i系列系列1 1代笔记本代笔记本I3 I5 I7I3 I5 I7区分:区分:i3 i3 双核模拟四核心(即四线程)双核模拟四核心(即四线程)无睿频;无睿频;i5 i5 双核模拟四核心(即四线程)双核模拟四核心(即四线程)除睿频除睿频技术外其他技术规格与技术外其他技术规格与i3i3相同;相同;i7 i7 四核模拟八核心(即八线程)四核模拟八核心(即八线程)功耗大功耗大 性能强;性能强;i3 i5i3 i5的性能差距比
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