第二章 CPU与CPU散热器教学课件计算机组装与维护（第5版）（）.pptx

《第二章 CPU与CPU散热器教学课件计算机组装与维护（第5版）（）.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章 CPU与CPU散热器教学课件计算机组装与维护（第5版）（）.pptx（33页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第二章 CPU与CPU散热器教学课件计算机组装与维护（第5版）（工信版）第二章 CPU与CPU散热器知识要点CPU的主要性能指标。主流CPU与CPU散热器的介绍。CPU的发展历程。内容摘要 本章将重点讨论计算机CPU的频率、总线频率、制造工艺、工作电压、接口类型等性能指标，以及当前主流CPU的选购原则；最后通过表格形式介绍微处理器的发展历程。注意：受篇幅影响本章内容主要围绕Intel公司的产品进行讲解。2.1 什么是CPU CPU是中央处理器（Central Processing Unit）的英文缩写，计算机的CPU又称为微处理器。它由运算器和控制器组成，是计算机系统的核心，相当于人的大脑，因

2、此它在一定程度上决定着计算机的性能。CPU的组成：CPU的基板，承载CPU内核所用的电路板，负责内核芯片和外界的一切通信，起固定CPU的作用。CPU内核，由单晶硅做成的薄芯片，其内密布千万甚至上亿个晶体管，其相互配合完成各种复杂的运算和操作。CPU内核与基板之间的填充物，用来缓解来自散热器、固定芯片和电路基板的压力。CPU表面的金属盖，可以避免CPU的核心受到外力损害，增加核心的表面积，起到保护和散热作用。2.2 CPU的性能指标2.2.1 CPU核心数核心数 核心（Die）又称为内核，是CPU最重要的组成部分。CPU所有的计算、接收存储命令、处理数据都由核心执行。各种CPU核心都具有固定的逻

3、辑结构，一级缓存、二级缓存、三级缓存、执行单元、指令级单元和总线接口等逻辑单元都有科学的布局。目前PC的CPU核心数最多为8核心，如Intel酷睿i7 5960X和AMD FX-8350。2.2.2 CPU的频率的频率 CPU的频率是反映计算机性能的重要指标之一，主要包括主频、外频、倍频系数。2.2 CPU的性能指标2.2.2 CPU的频率的频率（1）主频 主频是指CPU核心的工作频率，单位是MHz或GHz。在核心架构相同的前提下，主频越高CPU的运算速度就越快。（2）外频 外频是CPU乃至整个计算机系统的基准频率，单位是MHz。（3）倍频系数 倍频技术就是使外部设备可以工作在一个较低频率上，

4、而CPU主频是外频的倍数，也就是CPU的主频外频倍频系数。2.2 CPU的性能指标 2.2.3 CPU的的工作电压工作电压 CPU的工作电压即CPU正常工作所需的电压。从8086到现在的i7处理器，CPU的工作电压有着明显的下降趋势，较低的工作电压主要有3个优点：低功耗。系统的运行成本相应降低。发热量低。较低的运行温度可使系统运行更加稳定。为提高主频创造条件。低功耗、低发热量是进一步提高CPU主频的重要前提之一。2.2 CPU的性能指标2.2.4 制造工艺制造工艺 目前主流的CPU制程已经达到了32nm、22nm和14nm。制造工艺的提高能带来以下好处：可降低CPU的工作电流、电压，从而降低功

5、率。可在单位面积晶圆上集成更多的晶体管，使处理器实现更多的功能和更高的性能。可降低发热量，提高稳定性。使处理器的核心面积进一步减小，降低CPU的产品成本，从而降低CPU的销售价格。2.2 CPU的性能指标2.2.5 缓存缓存 1.CPU缓存（Cache Memory）是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量很小但速度比内存快（与CPU同步）。2.缓存的工作原理。3.缓存命中与CPU读取顺序。4.缓存分类：一级缓存、二级缓存、三级缓存。2.2 CPU的性能指标2.2.6 前端总线前端总线 总线是将数据和指令从一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线。描述总线的参数有总线频率和总线

6、位宽（位数），总线的速度（也称带宽）与它们成正比。前端总线是将CPU连接到北桥芯片的总线。2.2 CPU的性能指标2.2.7 QPI总线与总线与DMI总线总线1QPI总线 QPI（Quick Path Interconnect，快速通道互连）的官方名字叫做CSI（Common System Interface，公共系统界面），用来实现芯片之间直接互连，而不是再通过FSB连接到北桥芯片。QPI总线优点：QPI使通信更加方便。高带宽。多核间互传数据不用经过芯片组。2.2 CPU的性能指标2.2.7 QPI总线与总线与DMI总线总线2DMI总线 北桥芯片完全集成到了CPU内部并采用QPI总线实现相互

7、访问，剩下的南桥芯片和CPU之间的数据通道就被称为DMI（Direct Media Interface，直接媒体接口）总线。两个总线的传输任务分工明确：QPI负责CPU内部，DMI负责CPU与外部的数据交换。2.2 CPU的性能指标2.2.8 CPU接口类型接口类型1双列直插式2插卡式3插座式4触点式2.2 CPU的性能指标2.2.9 CPU的多媒体指令集的多媒体指令集 CPU依靠指令来计算和控制系统，每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率最有效的工具之一。2.2.10 超线程技术超线程技术 超线程技术，在一颗CP

8、U同时执行多个程序而共同分享一颗CPU内的资源，理论上要像两颗CPU一样在同一时间执行两个线程。就是利用特殊的硬件指令，把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片，让单个处理器都能使用线程级并行计算，进而兼容多线程操作系统和软件，减少了CPU的闲置时间，提高了CPU的运行效率。2.2 CPU的性能指标2.2.11 睿频睿频 睿频是指当处理器应对复杂应用时会自动加速到更高的频率，而原来的运行速度会提升10%20%以保证程序流畅运行的一种技术。2.2.12 集成显卡集成显卡 集成显卡是指主板北桥芯片内置了显卡芯片，该显示芯片通过共享主内存的方式完成工作。由于集成显卡的显存部分是共享主内存，集显的总体表现不能

9、满足3D应用和图形图像处理方面的需求，但成本降低，给中低端用户节省了花销。2.3 主流CPU产品与散热器2.3.1 CPU的品牌的品牌 以486为主的年代里曾经有Intel、AMD、Cyrix、IBM、IDT、VIA等，目前剩下的只有Intel和AMD。2.3.2 主流主流CPU产品产品 1Intel公司的CPU（1）酷睿i9（骨灰级玩家之选）。每核心1MB二级缓存、全系支持4通道DDR4，14nm工艺制造、LGA2066接口，需搭载X299主板。2.3 主流CPU产品与散热器（2）酷睿i7（高端用户之选）全新6核12线程的8代i7处理器。2.3 主流CPU产品与散热器（3）全新8代酷睿i5（

10、主流用户的钟爱）2.3 主流CPU产品与散热器（4）8代i3（面向入门级用户）2.3 主流CPU产品与散热器（5）奔腾（Pentium）与赛扬（Celeron）2.3 主流CPU产品与散热器2.3.2 主流主流CPU产品产品 2AMD的CPU（1）线程撕裂者（发烧友之选），锐龙ThreadRipper（线程撕裂者）处理器基于“Zen”架构，具备多达16核心32线程，专为高端桌面市场而设计。2.3 主流CPU产品与散热器 2018年6月，AMD推出了第二代Ryzen ThreadRipper处理器、内核也进化到12nm的Zen+架构。新老两代线程撕裂者参数见表2-6。2.3 主流CPU产品与散热

11、器（2）AMD Ryzen 7（高端用户的选择），以8核16线程的强劲性能力压Intel的6核12线程的i7处理器成为高性能用户群体的新宠。2.3 主流CPU产品与散热器（3）AMD Ryzen 5（主流用户的福音）作为主流级的产品，为覆盖更多的用户群体，AMD的锐龙5系列推出了一系列产品，它们在技术参数方面的差异较大，可满足各类不同用户的实际需求。2.3 主流CPU产品与散热器（4）AMD Ryzen 3（入门级用户之选）Ryzen 3也分有集显和没有集显两种规格。四核心、8MB缓存的规格可以轻松应对所有常规应用的同时，在入门级网游和3D游戏方面也是有着不俗的表现。2.3 主流CPU产品与散

12、热器3选购CPU的原则 购买时不能追求最新。在同系列的产品中不要购买高频的产品。考虑其他配件的规格档次和相互的兼容性等因素。根据个人使用计算机用途的不同来决定选择Intel平台还是AMD平台的系统。2.3 主流CPU产品与散热器2.3.3 CPU散热器1散热器的选购原则 推荐选用铜铝结合型的散热器。散热器除储热层以外的鱼鳍状部分表面积越大越好。2.3 主流CPU产品与散热器2风扇的选购原则 风扇转速越高风压越大，空气流通性越好，但是噪声也会越大。风扇直径越大风量越大，散热效果也越好，但是风扇太大安装时可能会影响其他配件的安装，所以要先看好尺寸是否合适。3其他散热方式 除了上面介绍的风冷散热方式

13、，还有水冷和热管散热等方式。2.4 硬 件 助 手2.4.1 CPU-Z CPU-Z是一款检测CPU的一软件，可以查看CPU名称、厂商、内核进程、内部和外部时钟、局部时钟监测等参数，还能检测主板和内存的相关信息，其中就有内存双通道检测功能。2.4 硬 件 助 手2.4.2 Super Super 是由日本东京大学金田研究室开发的一款用来计算圆周率的软件，由于在计算值时，考验到了CPU的多方面计算能力。因此，被日本的超频爱好者移植到PC上借助Super 来判断CPU的运算能力。2.4 硬 件 助 手2.4.3 wPrime wPrime是一款多线程计算测试工具，测试多核心处理器比Super更准确。与Super的单线程运算不同的是，wPrime在打开一个软件界面下，可以支持多个核心的处理器运算，甚至是8核心处理器。2.5 CPU的发展历程