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电脑DIY基本知识扫盲!图文并茂.doc

电脑DIY基本知识扫盲!图文并茂.doc

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8次下载 0人收藏 暂无简介 简介 2011-03-02 举报

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电脑DIY基本知识扫盲!图文并茂!总目录:1楼:CPU类1.ES版的CPU2.CPU与内存同步(异步)超频3.CPU的CnQ技术4.扣肉CPU5.DIY领域中的OC6.CPU外频和CPU的总线频率之间的关系(感谢网友大头彬提供资料)7.AMD的H-T总线8.CPU主频9.CPU核心类型10.CPU接口类型11.CPU针脚数12.CPU封装技术13.CPU的流水线(感谢网友belatedeffort提供建议)14.CPU的步进(Stepping)(感谢网友belatedeffort提供建议)15.CPU的缓存16.CPU的功耗指标:TDP3楼:主板类1.BIOS和CMOS简介:(感谢可爱笑笑芬提供资料)2.PCB简介3.主板的南北桥芯片4.主板上的扩展插槽5.内存控制器6.内存控制器的分频效应(感谢网友大头彬提供资料)7.图解ATX主板上各个部件的名称和位置8.Intel芯片组命名规则9.鼠标和键盘的接口:PS/2接口6楼:显卡类1.公版、非公版和刀版显卡2.显卡的SLi和Crossfire3.显卡的核心和显存4.nVIDIA/ATi显卡各版本级别之名词解析(感谢网友zg1hao提供资料)7楼:内存类1.内存的CL值和内存延迟2.为什么DDR2-667的主频是667MHz,而工作频率却是333MHz?3.DDR、DDR2和DDR3内存介绍和比较4.ECC内存5.GDDR和DDR的区别(感谢网友belatedeffort提供建议)6.内存封装技术8楼:硬盘类1.硬盘的类型2.硬盘的RAID功能3.硬盘的NCQ技术9楼:显示器类1.LCD显示器DVI接口类型2.LCD显示器的“点”缺陷3.LCD类型4.TFT液晶面板类型10楼:其他1.通路商2.HI-FI音响系统3.HDCP技术4.计算机中数据传输的方式:串行通讯和并行通讯5.HTPC(个人家庭影院电脑)6.PS的含义CPU类:1.ES版的CPU:ES(EngineeringSample)是工程样品,一般是在新的CPU批量生产前制造,供测试用的CPU。2.CPU与内存同步(异步)超频:CPU与内存同步即调整CPU外频并使内存频率与之同频工作。举例:IntelCore2DuoE4300默认外频是200MHz,宇瞻黑豹II代DDRII6671G默认频率是333MHz,若将CPU外频提升至333MHz,此时CPU外频和内存频率相等,即CPU与内存同步超频。CPU与内存异步则是指两者的工作频率可存在一定差异。该技术可令内存工作在高出或低于系统总线速度33MHz或3:4、4:5(CPU外频:内存频率)的频率上,这样可以缓解超频时经常受限于内存的“瓶颈”。3.CPU的CnQ技术:CnQ是Cool&Quiet的简称,跟Intel的SpeedStep及AMD移动平台CPU的PowerNow!功能近似,这是AMD用于桌面处理器的一项节能降耗的新技术。其作用是在CPU闲置时降低频率和电压,以减少发热量和能耗;在CPU高负荷运行时提高频率和电压,确保任务运算的顺利完成。CnQ的这种CPU能耗的调节功能可以事先通过相关的CnQ管理工具预置并随时调整。在目前CPU发热量和能耗都大幅提升的前提下,CnQ显得非常实用,能确保系统的稳定性和安全性。目前,Athlon64系列处理器除了ClawHammer核心的部分产品不支持CnQ外,其余均支持。值得一提的是,AMD低端的Sempron系列处理器也支持该项技术。不过由于Athlon64产品核心和步进代号不同,对CnQ的支持程度也有所不同。4.扣肉CPU:是intel推出的新一代CPU是他们用来对付竞争对手AMD的最新产品AM2的武器采用COREDUO而不是我们常见的构架了。它的中文发音是"酷瑞"(标准的应该是酷睿,这里方便各位理解),所以读起来有点像扣肉。5.DIY领域中的OC:“OC”,英文全称“OverClock”,即超频。翻译过来的意思是超越标准的时钟频率。超频者就是"OverClocker"。6.CPU外频和CPU的总线频率之间的关系(感谢网友大头彬提供资料)(1)前端总线(FSB):英文全称FrontSideBus。对Intel平台来说前端总线是PC内部2台设备之间传递数字信号的桥梁。CPU可以通过前端总线(FSB)与内存、显卡及其他设备通信。FSB频率越快,处理器在单位时间里得到更多的数据,处理器利用率越高。对于AMD,K8以后系列CPU来说,由于其CPU内部集成了内存控制器,也就没有了前端总线这个概念,取而代之的是H-T总线频率。(2)Intel前端总线(FSB)带宽:FSB带宽表示FSB的数据传输速度,单位MB/s或GB/s。FSB带宽=FSB频率*FSB位宽/8,现在FSB位宽都是64位。举例:IntelCore2DuoE4300的FSB频率是800MHz,则其FSB带宽=800*64/8=6.4GB/s。AMD的总线带宽计算与Intel的不同,具体可用相关软件查看。(感谢网友穷啊穷指出错误)(3)CPU外频与总线频率的关系:IntelFSB频率=IntelP4CPU外频*47.AMD的H-T总线HT是HyperTransport的简称。HyperTransport本质是一种为主板上的集成电路互连而设计的端到端总线技术,目的是加快芯片间的数据传输速度。HyperTransport技术在AMD平台上使用后,是指AMDCPU到主板芯片之间的连接总线(如果主板芯片组是南北桥架构,则指CPU到北桥),即HT总线。类似于Intel平台中的前端总线(FSB),但Intel平台目前还没采用HyperTransport技术。“HyperTransport”构架不但解决了随着处理器性能不断提高同时给系统架构带来的很多问题,而且更有效地提高了总线带宽。灵活的HyperTransportI/O总线体系结构让CPU整合了内存控制器,使处理器不通过系统总线传给芯片组而直接和内存交换数据。这样前端总线的概念也就无从谈起了。8.CPU主频CPU的主频,即CPU内核工作的时钟频率(CPUClockSpeed)。通常所说的某某CPU是多少兆赫的,而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。很多人认为CPU的主频就是其运行速度,其实不然。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度,与CPU实际的运算能力并没有直接关系。主频和实际的运算速度存在一定的关系,但目前还没有一个确定的公式能够定量两者的数值关系,因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标(缓存、指令集,CPU的位数等等)。由于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Pentium4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。CPU的主频不代表CPU的速度,但提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的。举个例子来说,假设某个CPU在一个时钟周期内执行一条运算指令,那么当CPU运行在100MHz主频时,将比它运行在50MHz主频时速度快一倍。因为100MHz的时钟周期比50MHz的时钟周期占用时间减少了一半,也就是工作在100MHz主频的CPU执行一条运算指令所需时间仅为10ns比工作在50MHz主频时的20ns缩短了一半,自然运算速度也就快了一倍。只不过电脑的整体运行速度不仅取决于CPU运算速度,还与其它各分系统的运行情况有关,只有在提高主频的同时,各分系统运行速度和各分系统之间的数据传输速度都能得到提高后,电脑整体的运行速度才能真正得到提高。9.CPU核心类型核心(Die)又称为内核,是CPU最重要的组成部分。CPU中心那块隆起的芯片就是核心,是由单晶硅以一定的生产工艺制造出来的,CPU所有的计算、接受/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辑结构,一级缓存、二级缓存、执行单元、指令级单元和总线接口等逻辑单元都会有科学的布局。为了便于CPU设计、生产、销售的管理,CPU制造商会对各种CPU核心给出相应的代号,这也就是所谓的CPU核心类型。不同的CPU(不同系列或同一系列)都会有不同的核心类型(例如E6300的核心Allendale、E6600核心Conroe等等),甚至同一种核心都会有不同版本的类型(例如Northwood核心就分为B0和C1等版本),核心版本的变更是为了修正上一版存在的一些错误,并提升一定的性能,而这些变化普通消费者是很少去注意的。每一种核心类型都有其相应的制造工艺(例如0.25um、0.18um、0.13um、0.09um以及65nm等)、核心面积(这是决定CPU成本的关键因素,成本与核心面积基本上成正比)、核心电压、电流大小、晶体管数量、各级缓存的大小、主频范围、流水线架构和支持的指令集(这两点是决定CPU实际性能和工作效率的关键因素)、功耗和发热量的大小、封装方式(例如PLGA等等)、接口类型(例如Socket775、Socket939等等)、前端总线频率(FSB)等等。因此,核心类型在某种程度上决定了CPU的工作性能。一般说来,新的核心类型往往比老的核心类型具有更好的性能,但这也不是绝对的,这种情况一般发生在新核心类型刚推出时,由于技术不完善或新的架构和制造工艺不成熟等原因,可能会导致新的核心类型的性能反而还不如老的核心类型的性能。例如,早期Willamette核心Socket423接口的Pentium4的实际性能不如Socket370接口的Tualatin核心的PentiumIII和赛扬,现在的低频Prescott核心Pentium4的实际性能不如同频的Northwood核心Pentium4等等,但随着技术的进步以及CPU制造商对新核心的不断改进和完善,新核心的中后期产品的性能必然会超越老核心产品。CPU核心的发展方向是更低的电压、更低的功耗、更先进的制造工艺、集成更多的晶体管、更小的核心面积(这会降低CPU的生产成本从而最终会降低CPU的销售价格)、更先进的流水线架构和更多的指令集、更高的前端总线频率、集成更多的功能(例如集成内存控制器等等)以及双核心和多核心(也就是1个CPU内部有2个或更多个核心)等。CPU核心的进步对普通消费者而言,最有意义的就是能以更低的价格买到性能更强的CPU。在CPU漫长的历史中伴随着纷繁复杂的CPU核心类型,以下分别就IntelCPU和AMDCPU的主流核心类型作一个简介。主流核心类型介绍(仅限于台式机CPU,不包括笔记本CPU和服务器/工作站CPU,而且不包括比较老的核心类型)。(1)INTEL核心Tualatin这也就是大名鼎鼎的“图拉丁”核心,是Intel在Socket370架构上的最后一种CPU核心,采用0.13um制造工艺,封装方式采用FC-PGA2和PPGA,核心电压也降低到了1.5V左右,主频范围从1GHz到1.4GHz,外频分别为100MHz(赛扬)和133MHz(PentiumIII),二级缓存分别为512KB(PentiumIII-S)和256KB(PentiumIII和赛扬),这是最强的Socket370核心,其性能甚至超过了早期低频的Pentium4系列CPU。Willamette这是早期的Pentium4和P4赛扬采用的核心,最初采用Socket423接口,后来改用Socket478接口(赛扬只有1.7GHz和1.8GHz两种,都是Socket478接口),采用0.18um制造工艺,前端总线频率为400MHz,主频范围从1.3GHz到2.0GHz(Socket423)和1.6GHz到2.0GHz(Socket478),二级缓存分别为256KB(Pentium4)和128KB(赛扬),注意,另外还有些型号的Socket423接口的Pentium4居然没有二级缓存!核心电压1.75V左右,封装方式采用Socket423的PPGAINT2,PPGAINT3,OOI423-pin,PPGAFC-PGA2和Socket478的PPGAFC-PGA2以及赛扬采用的PPGA等等。Willamette核心制造工艺落后,发热量大,性能低下,已经被淘汰掉,而被Northwood核心所取代。Northwood这是主流Pentium4和赛扬所采用的核心,其与Willamette核心最大的改进是采用了0.13um制造工艺,并都采用Socket478接口,核心电压1.5V左右,二级缓存分别为128KB(赛扬)和512KB(Pentium4),前端总线频率分别为400/533/800MHz(赛扬都只有400MHz),主频范围分别为2.0GHz到2.8GHz(赛扬),1.6GHz到2.6GHz(400MHzFSBPentium4),2.26GHz到3.06GHz(533MHzFSBPentium4)和2.4GHz到3.4GHz(800MHzFSBPentium4),并且3.06GHzPentium4和所有的800MHzPentium4都支持超线程技术(Hyper-ThreadingTechnology),封装方式采用PPGAFC-PGA2和PPGA。按照Intel的规划,Northwood核心会很快被Prescott核心所取代。Prescott这是Intel新的CPU核心,最早使用在Pentium4上,现在低端的赛扬D也大量使用此核心,其与Northwood最大的区别是采用了0.09um制造工艺和更多的流水线结构,初期采用Socket478接口,以后会全部转到LGA775接口,核心电压1.25-1.525V,前端总线频率为533MHz(不支持超线程技术)和800MHz(支持超线程技术),主频分别为533MHzFSB的2.4GHz和2.8GHz以及800MHzFSB的2.8GHz、3.0GHz、3.2GHz和3.4GHz,其与Northwood相比,其L1数据缓存从8KB增加到16KB,而L2缓存则从512KB增加到1MB,封装方式采用PPGA。按照Intel的规划,Prescott核心会很快取代Northwood核心并且很快就会推出Prescott核心533MHzFSB的赛扬。Prescott2MPrescott2M是Intel在台式机上使用的核心,与Prescott不同,Prescott2M支持EM64T技术,也就说可以使用超过4G内存,属于64位CPU,这是Intel第一款使用64位技术的台式机CPU。Prescott2M核心使用90nm制造工艺,集成2M二级缓存,800或者1066MHz前端总线。目前来说P4的6系列和P4EECPU使用Prescott2M核心。Prescott2M本身的性能并不是特别出众,不过由于集成了大容量二级缓存和使用较高的频率,性能仍然有提升。此外Prescott2M核心支持增强型IntelSpeedStep技术(EIST),这技术完全与英特尔的移动处理器中节能机制一样,它可以让Pentium46系列处理器在低负载的时候降低工作频率,这样可以明显降低它们在运行时的工作热量及功耗。SmithfieldSmithfield基于双个采用90nm制程的Prescotts的核心。Smithfield相当于是两个Prescott核心的处理器的结合体,整合了一个可以平衡两个内核之间总线执行的仲裁逻辑,通过“中断机制”来平衡分配两个核心的工作。Presler这是PentiumD9XX和PentiumEE9XX采用的核心,Intel于2005年末推出。基本上可以认为Presler核心是简单的将两个CedarMill核心松散地耦合在一起的产物,是基于独立缓存的松散型耦合方案,其优点是技术简单,缺点是性能不够理想。Presler核心采用65nm制造工艺,全部采用Socket775接口,核心电压1.3V左右,封装方式都采用PLGA,都支持硬件防病毒技术EDB、节能省电技术EIST和64位技术EM64T,并且除了PentiumD9X5之外都支持虚拟化技术IntelVT。前端总线频率是800MHz(PentiumD)和1066MHz(PentiumEE)。与Smithfield核心类似,PentiumEE和PentiumD的最大区别就是PentiumEE支持超线程技术而PentiumD则不支持,并且两个核心分别具有2MB的二级缓存。在CPU内部两个核心是互相隔绝的,其缓存数据的同步同样是依靠位于主板北桥芯片上的仲裁单元通过前端总线在两个核心之间传输来实现的,所以其数据延迟问题同样比较严重,性能同样并不尽如人意。Presler核心与Smithfield核心相比,除了采用65nm制程、每个核心的二级缓存增加到2MB和增加了对虚拟化技术的支持之外,在技术上几乎没有什么创新,基本上可以认为是Smithfield核心的65nm制程版本。Presler核心也是Intel处理器在NetBurst架构上的最后一款双核心处理器的核心类型,可以说是在NetBurst被抛弃之前的最后绝唱,以后Intel桌面处理器全部转移到Core架构。按照Intel的规划,Presler核心从2006年第三季度开始将逐渐被Core架构的Conroe核心所取代。Conroe这是更新的Intel桌面平台双核心处理器的核心类型,其名称来源于美国德克萨斯州的小城市“Conroe”。Conroe核心于2006年7月27日正式发布,是全新的Core(酷睿)微架构(CoreMicro-Architecture)应用在桌面平台上的第一种CPU核心。目前采用此核心的有Core2DuoE6x00系列和Core2ExtremeX6x00系列。与上代采用NetBurst微架构的PentiumD和PentiumEE相比,Conroe核心具有流水线级数少、执行效率高、性能强大以及功耗低等等优点。Conroe核心采用65nm制造工艺,核心电压为1.3V左右,封装方式采用PLGA,接口类型仍然是传统的Socket775。在前端总线频率方面,目前Core2Duo和Core2Extreme都是1066MHz,而顶级的Core2Extreme将会升级到1333MHz;在一级缓存方面,每个核心都具有32KB的数据缓存和32KB的指令缓存,并且两个核心的一级数据缓存之间可以直接交换数据;在二级缓存方面,Conroe核心都是两个内核共享4MB。Conroe核心都支持硬件防病毒技术EDB、节能省电技术EIST和64位技术EM64T以及虚拟化技术IntelVT。与Yonah核心的缓存机制类似,Conroe核心的二级缓存仍然是两个核心共享,并通过改良了的IntelAdvancedSmartCache(英特尔高级智能高速缓存)共享缓存技术来实现缓存数据的同步。Conroe核心是目前最先进的桌面平台处理器核心,在高性能和低功耗上找到了一个很好的平衡点,全面压倒了目前的所有桌面平台双核心处理器,加之又拥有非常不错的超频能力,确实是目前最强劲的台式机CPU核心。Allendale这是与Conroe同时发布的Intel桌面平台双核心处理器的核心类型,其名称来源于美国加利福尼亚州南部的小城市“Allendale”。Allendale核心于2006年7月27日正式发布,仍然基于全新的Core(酷睿)微架构,目前采用此核心的有1066MHzFSB的Core2DuoE6x00系列,即将发布的还有800MHzFSB的Core2DuoE4x00系列。Allendale核心的二级缓存机制与Conroe核心相同,但共享式二级缓存被削减至2MB。Allendale核心仍然采用65nm制造工艺,核心电压为1.3V左右,封装方式采用PLGA,接口类型仍然是传统的Socket775,并且仍然支持硬件防病毒技术EDB、节能省电技术EIST和64位技术EM64T以及虚拟化技术IntelVT。除了共享式二级缓存被削减到2MB以及二级缓存是8路64Byte而非Conroe核心的16路64Byte之外,Allendale核心与Conroe核心几乎完全一样,可以说就是Conroe核心的简化版。当然由于二级缓存上的差异,在频率相同的情况下Allendale核心性能会稍逊于Conroe核心。(2)AMDCPU核心AMDCPU种类:毒龙(Duron)闪龙(Semptron)速龙(Athlon)速龙双核心(Athlonx2)皓龙(Opteron)炫龙(Turion)。一、Athlon(速龙)XP的核心类型AthlonXP有4种不同的核心类型,但都有共同之处:都采用SocketA接口而且都采用PR标称值标注。Palomino这是最早的AthlonXP的核心,采用0.18um制造工艺,核心电压为1.75V左右,二级缓存为256KB,封装方式采用OPGA,前端总线频率为266MHz。Thoroughbred这是第一种采用0.13um制造工艺的AthlonXP核心,又分为Thoroughbred-A和Thoroughbred-B两种版本,核心电压1.65V-1.75V左右,二级缓存为256KB,封装方式采用OPGA,前端总线频率为266MHz和333MHz。Thorton采用0.13um制造工艺,核心电压1.65V左右,二级缓存为256KB,封装方式采用OPGA,前端总线频率为333MHz。可以看作是屏蔽了一半二级缓存的Barton。Barton采用0.13um制造工艺,核心电压1.65V左右,二级缓存为512KB,封装方式采用OPGA,前端总线频率为333MHz和400MHz。二、新Duron(毒龙)的核心类型AppleBred采用0.13um制造工艺,核心电压1.5V左右,二级缓存为64KB,封装方式采用OPGA,前端总线频率为266MHz。没有采用PR标称值标注而以实际频率标注,有1.4GHz、1.6GHz和1.8GHz三种。三、Semptron(闪龙)系列CPU的核心类型ParisParis核心是Barton核心的继任者,主要用于AMD的闪龙,早期的754接口闪龙部分使用Paris核心。Paris采用90nm制造工艺,支持iSSE2指令集,一般为256K二级缓存,200MHz外频。Paris核心是32位CPU,来源于K8核心,因此也具备了内存控制单元。CPU内建内存控制器的主要优点在于内存控制器可以以CPU频率运行,比起传统上位于北桥的内存控制器有更小的延时。使用Paris核心的闪龙与SocketA接口闪龙CPU相比,性能得到明显提升。PalermoPalermo核心目前主要用于AMD的闪龙CPU,使用Socket754接口、90nm制造工艺,1.4V左右电压,200MHz外频,128K或者256K二级缓存。Palermo核心源于K8的Wincheste核心,不过是32位的。除了拥有与AMD高端处理器相同的内部架构,还具备了EVP、Cool‘n’Quiet;和HyperTransport等AMD独有的技术,为广大用户带来更“冷静”、更高计算能力的优秀处理器。由于脱胎与ATHLON64处理器,所以Palermo同样具备了内存控制单元。CPU内建内存控制器的主要优点在于内存控制器可以以CPU频率运行,比起传统上位于北桥的内存控制器有更小的延时。Manila这是2006年5月底发布的第一种SocketAM2接口Sempron的核心类型,其名称来源于菲律宾首都马尼拉(Manila)。Manila核心定位于桌面低端处理器,采用90nm制造工艺,不支持虚拟化技术AMDVT,仍然采用800MHz的HyperTransport总线,二级缓存为256KB或128KB,最大亮点是支持双通道DDR2667内存,这是其与只支持单通道DDR400内存的Socket754接口Sempron的最大区别。Manila核心Sempron分为TDP功耗62W的标准版(核心电压1.35V左右)和TDP功耗35W的超低功耗版(核心电压1.25V左右)。除了支持双通道DDR2之外,Manila核心Sempron相对于以前的Socket754接口Sempron并无架构上的改变,性能并无多少出彩之处。四、Athlon(速龙)64系列CPU的核心类型SledgehammerSledgehammer是AMD服务器CPU的核心,是64位CPU,一般为940接口,0.13微米工艺。Sledgehammer功能强大,集成三条HyperTransprot总线,核心使用12级流水线,128K一级缓存、集成1M二级缓存,可以用于单路到8路CPU服务器。Sledgehammer集成内存控制器,比起传统上位于北桥的内存控制器有更小的延时,支持双通道DDR内存,由于是服务器CPU,当然支持ECC校验。Clawhammer采用0.13um制造工艺,核心电压1.5V左右,二级缓存为1MB,封装方式采用mPGA,采用HyperTransport总线,内置1个128bit的内存控制器。采用Socket754、Socket940和Socket939接口。Newcastle其与Clawhammer的最主要区别就是二级缓存降为512KB(这也是AMD为了市场需要和加快推广64位CPU而采取的相对低价政策的结果),其它性能基本相同。WinchesteWincheste是比较新的AMDAthlon64CPU核心,是64位CPU,一般为939接口,0.09微米制造工艺。这种核心使用200MHz外频,支持1GHyperTransprot总线,512K二级缓存,性价比较好。Wincheste集成双通道内存控制器,支持双通道DDR内存,由于使用新的工艺,Wincheste的发热量比旧的Athlon小,性能也有所提升。五、速龙双核心(Athlonx2)CPU核心类型Toledo这是AMD于2005年4月在桌面平台上的新款高端双核心处理器的核心类型,它和Manchester核心非常相似,差别在于二级缓存不同。Toledo是在SanDiego核心的基础上演变而来,基本上可以看作是两个Sandiego核心简单地耦合在一起,只不过协作程度比较紧密罢了,这是基于独立缓存的紧密型耦合方案,其优点是技术简单,缺点是性能仍然不够理想。Toledo核心采用90nm制造工艺,整合双通道内存控制器,支持1000MHz的HyperTransprot总线,全部采用Socket939接口。Toledo核心的两个内核都独立拥有1MB的二级缓存,与Manchester核心相同的是,其缓存数据同步也是通过SRI在CPU内部传输的。Toledo核心与Manchester核心相比,除了每个内核的二级缓存增加到1MB之外,其它都完全相同,可以看作是Manchester核心的高级版。Manchester这是AMD于2005年4月发布的在桌面平台上的第一款双核心处理器的核心类型,是在Venice核心的基础上演变而来,基本上可以看作是两个Venice核心耦合在一起,只不过协作程度比较紧密罢了,这是基于独立缓存的紧密型耦合方案,其优点是技术简单,缺点是性能仍然不够理想。Manchester核心采用90nm制造工艺,整合双通道内存控制器,支持1000MHz的HyperTransprot总线,全部采用Socket939接口。Manchester核心的两个内核都独立拥有512KB的二级缓存,但与Intel的Smithfield核心和Presler核心的缓存数据同步要依靠主板北桥芯片上的仲裁单元通过前端总线传输方式大为不同的是,Manchester核心中两个内核的协作程度相当紧密,其缓存数据同步是依靠CPU内置的SRI(SystemRequestInterface,系统请求接口)控制,传输在CPU内部即可实现。这样一来,不但CPU资源占用很小,而且不必占用内存总线资源,数据延迟也比Intel的Smithfield核心和Presler核心大为减少,协作效率明显胜过这两种核心。不过,由于Manchester核心仍然是两个内核的缓存相互独立,从架构上来看也明显不如以Yonah核心为代表的Intel的共享缓存技术SmartCache。当然,共享缓存技术需要重新设计整个CPU架构,其难度要比把两个核心简单地耦合在一起要困难得多。Windsor这是2006年5月底发布的第一种SocketAM2接口双核心Athlon64X2和Athlon64FX的核心类型,其名称来源于英国地名温莎(Windsor)。Windsor核心定位于桌面高端处理器,采用90nm制造工艺,支持虚拟化技术AMDVT,仍然采用1000MHz的HyperTransport总线,二级缓存方面Windsor核心的两个内核仍然采用独立式二级缓存,Athlon64X2每核心为512KB或1024KB,Athlon64FX每核心为1024KB。Windsor核心的最大亮点是支持双通道DDR2800内存,这是其与只支持双通道DDR400内存的Socket939接口Athlon64X2和Athlon64FX的最大区别。Windsor核心Athlon64FX目前只有FX-62这一款产品,其TDP功耗高达125W;而Athlon64X2则分为TDP功耗89W的标准版(核心电压1.35V左右)、TDP功耗65W的低功耗版(核心电压1.25V左右)和TDP功耗35W的超低功耗版(核心电压1.05V左右)。Windsor核心的缓存数据同步仍然是依靠CPU内置的SRI(Systemrequestinterface,系统请求接口)传输在CPU内部实现,除了支持双通道DDR2内存以及支持虚拟化技术之外,相对于以前的Socket939接口Athlon64X2和双核心Athlon64FX并无架构上的改变,性能并无多少出彩之处。Orleans这是2006年5月底发布的第一种SocketAM2接口单核心Athlon64的核心类型,其名称来源于法国城市奥尔良(Orleans)。Manila核心定位于桌面中端处理器,采用90nm制造工艺,支持虚拟化技术AMDVT,仍然采用1000MHz的HyperTransport总线,二级缓存为512KB,最大亮点是支持双通道DDR2667内存,这是其与只支持单通道DDR400内存的Socket754接口Athlon64和只支持双通道DDR400内存的Socket939接口Athlon64的最大区别。Orleans核心Athlon64同样也分为TDP功耗62W的标准版(核心电压1.35V左右)和TDP功耗35W的超低功耗版(核心电压1.25V左右)。除了支持双通道DDR2内存以及支持虚拟化技术之外,Orleans核心Athlon64相对于以前的Socket754接口和Socket940接口的Athlon64并无架构上的改变,性能并无多少出彩之处。10.CPU接口类型我们知道,CPU需要通过某个接口与主板连接的才能进行工作。CPU经过这么多年的发展,采用的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式等。而目前CPU的接口都是针脚式接口,对应到主板上就有相应的插槽类型。CPU接口类型不同,在插孔数、体积、形状都有变化,所以不能互相接插。(1)Socket775Socket775又称为SocketT,是目前应用于IntelLGA775封装的CPU所对应的接口,目前采用此种接口的有LGA775封装的Pentium4、Pentium4EE、CeleronD和Conroe等CPU。与以前的Socket478接口CPU不同,Socket775接口CPU的底部没有传统的针脚,而代之以775个触点,即并非针脚式而是触点式,通过与对应的Socket775插槽内的775根触针接触来传输信号。Socket775接口不仅能够有效提升处理器的信号强度、提升处理器频率,同时也可以提高处理器生产的良品率、降低生产成本。随着Socket478的逐渐淡出,Socket775将成为今后所有Intel桌面CPU的标准接口。(2)Socket754Socket754是2003年9月AMD64位桌面平台最初发布时的CPU接口,目前采用此接口的有低端的Athlon64和高端的Sempron,具有754根CPU针脚。随着Socket939的普及,Socket754最终也会逐渐淡出。(3)Socket939Socket939是AMD公司2004年6月才推出的64位桌面平台接口标准,目前采用此接口的有高端的Athlon64以及Athlon64FX,具有939根CPU针脚。Socket939处理器和与过去的Socket940插槽是不能混插的,但是,Socket939仍然使用了相同的CPU风扇系统模式,因此以前用于Socket940和Socket754的风扇同样可以使用在Socket939处理器。(4)Socket940Socket940是最早发布的AMD64位接口标准,具有940根CPU针脚,目前采用此接口的有服务器/工作站所使用的Opteron以及最初的Athlon64FX。随着新出的Athlon64FX改用Socket939接口,所以Socket940将会成为Opteron的专用接口。(5)Socket603Socket603的用途比较专业,应用于Intel方面高端的服务器/工作站平台,采用此接口的CPU是XeonMP和早期的Xeon,具有603根CPU针脚。Socket603接口的CPU可以兼容于Socket604插槽。(6)Socket604与Socket603相仿,Socket604仍然是应用于Intel方面高端的服务器/工作站平台,采用此接口的CPU是533MHz和800MHzFSB的Xeon。Socket604接口的CPU不能兼容于Socket603插槽。(7)Socket478Socket478接口是目前Pentium4系列处理器所采用的接口类型,针脚数为478针。Socket478的Pentium4处理器面积很小,其针脚排列极为紧密。英特尔公司的Pentium4系列和P4赛扬系列都采用此接口。(8)SocketASocketA接口,也叫Socket462,是目前AMD公司AthlonXP和Duron处理器的插座接口。SocketA接口具有462插空,可以支持133MHz外频。(9)Socket423Socket423插槽是最初Pentium4处理器的标准接口,Socket423的外形和前几种Socket类的插槽类似,对应的CPU针脚数为423。Socket423插槽多是基于Intel850芯片组主板,支持1.3GHz~1.8GHz的Pentium4处理器。不过随着DDR内存的流行,英特尔又开发了支持SDRAM及DDR内存的i845芯片组,CPU插槽也改成了Socket478,Socket423接口也就销声匿迹了。(10)Socket370Socket370架构是英特尔开发出来代替SLOT架构,外观上与Socket7非常像,也采用零插拔力插槽,对应的CPU是370针脚。英特尔公司著名的“铜矿”和”图拉丁”系列CPU就是采用此接口。(11)SLOT1SLOT1是英特尔公司为PentiumⅡ系列CPU设计的插槽,其将PentiumⅡCPU及其相关控制电路、二级缓存都做在一块子卡上,多数Slot1主板使用100MHz外频。SLOT1的技术结构比较先进,能提供更大的内部传输带宽和CPU性能。此种接口已经被淘汰,市面上已无此类接口的产品。(12)SLOT2SLOT2用途比较专业,都采用于高端服务器及图形工作站的系统。所用的CPU也是很昂贵的Xeon(至强)系列。Slot2与Slot1相比,有许多不同。首先,Slot2插槽更长,CPU本身也都要大一些。其次,Slot2能够胜任更高要求的多用途计算处理,这是进入高端企业计算市场的关键所在。在当时标准服务器设计中,一般厂商只能同时在系统中采用两个PentiumⅡ处理器,而有了Slot2设计后,可以在一台服务器中同时采用8个处理器。而且采用Slot2接口的PentiumⅡCPU都采用了当时最先进的0.25微米制造工艺。支持SLOT2接口的主板芯片组有440GX和450NX。(13)SLOTASLOTA接口类似于英特尔公司的SLOT1接口,供AMD公司的K7Athlon使用的。在技术和性能上,SLOTA主板可完全兼容原有的各种外设扩展卡设备。它使用的并不是Intel的P6GTL+总线协议,而是Digital公司的Alpha总线协议EV6。EV6架构是种较先进的架构,它采用多线程处理的点到点拓扑结构,支持200MHz的总线频率。11.CPU针脚数目前CPU都采用针脚式接口与主板相连,而不同的接口的CPU在针脚数上各不相同。CPU接口类型的命名,习惯用针脚数来表示,比如Pentium4系列处理器所采用的Socket478接口,其针脚数就为478针;而AthlonXP系列处理器所采用的Socket462接口,其针脚数就为462针。接口类型针脚数SOCKET775775SOCKET939939SOCKET940940SOCKET754754SOCKETA(462)462SOCKET478478SOCKET604604SOCKET603603SOCKET423423SOCKET37037012.CPU封装技术所谓“封装技术”是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术。以CPU为例,我们实际看到的体积和外观并不是真正的CPU内核的大小和面貌,而是CPU内核等元件经过封装后的产品。封装对于芯片来说是必须的,也是至关重要的。因为芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降。另一方面,封装后的芯片也更便于安装和运输。由于封装技术的好坏还直接影响到芯片自身性能的发挥和与之连接的PCB(印制电路板)的设计和制造,因此它是至关重要的。封装也可以说是指安装半导体集成电路芯片用的外壳,它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。因此,对于很多集成电路产品而言,封装技术都是非常关键的一环。目前采用的CPU封装多是用绝缘的塑料或陶瓷材料包装起来,能起着密封和提高芯片电热性能的作用。由于现在处理器芯片的内频越来越高,功能越来越强,引脚数越来越多,封装的外形也不断在改变。封装时主要考虑的因素:芯片面积与封装面积之比为提高封装效率,尽量接近1:1;引脚要尽量短以减少延迟,引脚间的距离尽量远,以保证互不干扰,提高性能;基于散热的要求,封装越薄越好。作为计算机的重要组成部分,CPU的性能直接影响计算机的整体性能。而CPU制造工艺的最后一步也是最关键一步就是CPU的封装技术,采用不同封装技术的CPU,在性能上存在较大差距。只有高品质的封装技术才能生产出完美的CPU产品。CPU芯片的封装技术:DIP技术、QFP技术、PFP技术、PGA技术、BGA技术目前较为常见的封装形式:OPGA封装、mPGA封装、CPGA封装、FC-PGA封装、FC-PGA2封装、OOI封装、PPGA封装、S.E.C.C.封装、S.E.C.C.2封装、S.E.P.封装、PLGA封装、CuPGA封装。13.CPU的流水线(感谢网友belatedeffort提供建议)对于CPU来说,它的工作可分为获取指令、解码、运算、结果几个步骤。其中前两步由指令控制器完成,后两步则由运算器完成。按照传统的方式,所有指令按顺序执行,先由指令控制器工作,完成一条指令的前两步,然后运算器工作,完成后两步,依此类推……很明显,当指令控制器工作时运算器基本上处于闲置状态,当运算器在工作时指令控制器又在休息,这样就造成了相当大的资源浪费。于是CPU借鉴了工业生产中被广泛应用的流水线设计,当指令控制器完成了第一条指令的前两步后,直接开始第二条指令的操作,运算器单元也是,这样就形成了流水线。流水线设计可最大限度地利用了CPU资源,使每个部件在每个时钟周期都在工作,从而提高了CPU的运算频率。工业生产中采用增设工人的方法加长流水线作业可有效提高单位时间的生产量,而CPU采用级数更多的流水线设计可使它在同一时间段内处理更多的指令,有效提高其运行频率。如Intel在Northwood核心Pentium4处理器中设计的流水线为20级,而在Prescott核心Pentium4处理器中其流水线达到了31级,而正是超长流水线的使用,使得Pentium4在和AthlonXP(整数流水线10级,浮点流水线15级)的频率大战中取得了优势。CPU工作时,指令并不是孤立的,许多指令需要按一定顺序才能完成任务,一旦某个指令在运算过程中发生了错误,就可能导致整条流水线停顿下来,等待修正指令的修正,流水线越长级数越多,出错的几率自然也变得更大,旦出错影响也越大。在一条流水线中,如果第二条指令需要用到第一条指令的结果,这种情况叫做相关,一旦某个指令在运算过程中发生了错误,与之相关的指令也都会变得无意义。最后,由于导电体都会产生延时,流水线级数越长导电延迟次数就越多,总延时自然也就越长,CPU完成单个任务的时间就越长。因此,流水线设计也不是越长越好的。注意:CPU的流水线级数和CPU的倍频是两个完全不同的概念。14.CPU的步进(Stepping)(感谢网友belatedeffort提供建议)步进(Stepping)可以看作是CPU的版本,不同步进的CPU在超频能力、稳定性,BUG的处理方面是不同的,当然不同步进的CPU在功耗和发热方面也会有所不同的。在谈到哪款CPU好超频时,往往会说什么什么步进的哪款CPU好超之类的话(尤其是英特尔)而AMD往往是以哪个代号的核心比较好超来说的。步进(Stepping)是CPU的一个重要参数,也叫分级鉴别产品数据转换规范,“步进”编号用来标识一系列CPU的设计或生产制造版本数据,步进的版本会随着这一系列CPU生产工艺的改进、BUG的解决或特性的增加而改变,也就是说步进编号是用来标识CPU的这些不同的“修订”的。同一系列不同步进的CPU或多或少都会有一些差异,例如在稳定性、核心电压、功耗、发热量、超频性能甚至支持的指令集方面可能会有所差异。对于CPU制造商而言,步进编号可以有效地控制和跟踪所做的更改,也就是说可以对自己的设计、生产和销售过程进行有效的管理;而对于CPU的最终用户而言,通过步进编号则可以更具体的识别其系统所安装的CPU版本,确定CPU的内部设计或制作特性等等。步进编号就好比CPU的小版本号,而且步进编号与CPU编号和CPUID是密切联系的,每次步进改变之后其CPUID也可能会改变。一般来说步进采用字母加数字的方式来表示,例如A0,B1,C2等等,字母或数字越靠后的步进也就是越新的产品。一般来说,步进编号中数字的变化,例如A0到A1,表示生产工艺较小的改进;而步进编号中字母的变化,例如A0到B1,则表示生产工艺比较大的或复杂的改进。在选购CPU时,应该尽可能地选择步进比较靠后的产品。15.CPU的缓存CPU缓存(CacheMemory)位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小但交换速度快。在缓存中的数据是内存中的一小部分,但这一小部分是短时间内CPU即将访问的,当CPU调用大量数据时,就可避开内存直接从缓存中调用,从而加快读取速度。由此可见,在CPU中加入缓存是一种高效的解决方案,这样整个内存储器(缓存+内存)就变成了既有缓存的高速度,又有内存的大容量的存储系统了。缓存对CPU的性能影响很大,主要是因为CPU的数据交换顺序和CPU与缓存间的带宽引起的。缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时,首先从缓存中查找,如果找到就立即读取并送给CPU处理;如果没有找到,就用相对慢的速度从内存中读取并送给CPU处理,同时把这个数据所在的数据块调入缓存中,可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行,不必再调用内存。总的来说,CPU读取数据的顺序是先缓存后内存。最早先的CPU缓存是个整体,而且容量很低。后来出现了集成在与CPU同一块电路板上或主板上的缓存,此时就把CPU内核集成的缓存称为一级缓存,而外部的称为二级缓存。一级缓存中还分数据缓存(DataCache,D-Cache)和指令缓存(InstructionCache,I-Cache)。二者分别用来存放数据和执行这些数据的指令,而且两者可以同时被CPU访问,减少了争用Cache所造成的冲突,提高了处理器效能。随着CPU制造工艺的发展,二级缓存也能轻易地集成在CPU内核中,容量也在逐年提升。而且随着二级缓存被集成入CPU内核中,以往二级缓存与CPU大差距分频的情况也被改变,此时其以相同于主频的速度工作,可以为CPU提供更高的传输速度。二级缓存是CPU性能表现的关键之一,在CPU核心不变化的情况下,增加二级缓存容量能使性能大幅度提高。而同一核心的CPU高低端之分往往也是在二级缓存上有差异,由此可见二级缓存对于CPU的重要性。CPU产品中,一级缓存的容量基本在4KB到64KB之间,二级缓存的容量则分为128KB、256KB、512KB、1MB、2MB、4MB等。一级缓存容量各产品之间相差不大,而二级缓存容量则是提高CPU性能的关键。二级缓存容量的提升是由CPU制造工艺所决定的,容量增大必然导致CPU内部晶体管数的增加,要在有限的CPU面积上集成更大的缓存,对制造工艺的要求也就越高。(以下内容选看)CPU在缓存中找到有用的数据被称为命中,当缓存中没有CPU所需的数据时(这时称为未命中),CPU才访问内存。从理论上讲,在一颗拥有二级缓存的CPU中,读取一级缓存的命中率为80%。也就是说CPU一级缓存中找到的有用数据占数据总量的80%,剩下的20%从二级缓存中读取。由于不能准确预测将要执行的数据,读取二级缓存的命中率也在80%左右(从二级缓存读到有用的数据占总数据的16%)。那么还有的数据就不得不从内存调用,但这已经是一个相当小的比例了。目前的较高端的CPU中,还会带有三级缓存,它是为读取二级缓存后未命中的数据设计的—种缓存,在拥有三级缓存的CPU中,只有约5%的数据需要从内存中调用,这进一步提高了CPU的效率。为了保证CPU访问时有较高的命中率,缓存中的内容应该按一定的算法替换。一种较常用的算法是“最近最少使用算法”(LRU算法),它是将最近一段时间内最少被访问过的行淘汰出局。因此需要为每行设置一个计数器,LRU算法是把命中行的计数器清零,其他各行计数器加1。当需要替换时淘汰行计数器计数值最大的数据行出局。这是一种高效、科学的算法,其计数器清零过程可以把一些频繁调用后再不需要的数据淘汰出缓存,提高缓存的利用率。16.CPU

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电脑 DIY 基本知识扫盲!图文并茂 总目录: 1 楼: CPU 1.ES 版的 CPU 2.CPU 与内存同步(异步)超频 3.CPU CnQ 技术 4. 扣肉 CPU 5.DIY 领域中的 OC 6.CPU 外频和 CPU 的总线频率之间的关系(感谢网友大头彬提供资料) 7.AMD H-T 总线 8.CPU 主频 9.CPU 核心类型 10.CPU 接口类型

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