CPU知識大全

　　中央處理器(CPU，Central Processing Unit)是一塊超大規(guī)模的集成電路，是一臺計算機的運算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數(shù)據(jù)。以下是學習啦小編整理的CPU知識全面解析，供還不認識CPU的電腦小白有一個重新的認識，歡迎參考。

　　1. ES版的CPU：ES(Engineering Sample)是工程樣品，一般是在新的CPU批量生產(chǎn)前制造，供測試用的CPU。

　　2. CPU與內(nèi)存同步(異步)超頻：

　　CPU與內(nèi)存同步即調(diào)整CPU外頻并使內(nèi)存頻率與之同頻工作。

　　舉例：Intel Core 2 Duo E4300默認外頻是200MHz，

　　宇瞻 黑豹II代 DDRII667 1G默認頻率是333MHz，

　　若將CPU外頻提升至333MHz，此時CPU外頻和內(nèi)存頻率相等，即CPU與內(nèi)存同步超頻。

　　CPU與內(nèi)存異步則是指兩者的工作頻率可存在一定差異。該技術(shù)可令內(nèi)存工作在高出或低于系統(tǒng)總線速度33MHz或3:4、4:5(CPU外頻:內(nèi)存頻率)的頻率上，這樣可以緩解超頻時經(jīng)常受限于內(nèi)存的“瓶頸”。

　　3. CPU的CnQ技術(shù)：

　　CnQ是Cool & Quiet的簡稱，跟Intel的SpeedStep及AMD移動平臺CPU的PowerNow!功能近似，這是AMD用于桌面處理器的一項節(jié)能降耗的新技術(shù)。其作用是在CPU閑置時降低頻率和電壓，以減少發(fā)熱量和能耗;在CPU高負荷運行時提高頻率和電壓，確保任務運算的順利完成。CnQ的這種CPU能耗的調(diào)節(jié)功能可以事先通過相關(guān)的CnQ管理工具預置并隨時調(diào)整。在目前CPU發(fā)熱量和能耗都大幅提升的前提下，CnQ顯得非常實用，能確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

　　目前，Athlon 64系列處理器除了ClawHammer核心的部分產(chǎn)品不支持CnQ外，其余均支持。值得一提的是，AMD低端的Sempron系列處理器也支持該項技術(shù)。不過由于Athlon 64產(chǎn)品核心和步進代號不同，對CnQ的支持程度也有所不同。

　　4. 扣肉CPU：

　　是intel推出的新一代CPU是他們用來對付競爭對手AMD的最新產(chǎn)品AM2的武器采用CORE DUO而不是我們常見的構(gòu)架了。它的中文發(fā)音是"酷瑞"(標準的應該是酷睿，這里方便各位理解)，所以讀起來有點像扣肉。

　　5. DIY領域中的OC：

　　“OC”，英文全稱“OverClock”，即超頻。翻譯過來的意思是超越標準的時鐘頻率。超頻者就是"OverClocker"。

　　6. CPU外頻和CPU的總線頻率之間的關(guān)系

　　(1)前端總線(FSB)：英文全稱Front Side Bus。

　　對Intel平臺來說前端總線是PC內(nèi)部2臺設備之間傳遞數(shù)字信號的橋梁。CPU可以通過前端總線(FSB)與內(nèi)存、顯卡及其他設備通信。FSB頻率越快，處理器在單位時間里得到更多的數(shù)據(jù)，處理器利用率越高。

　　對于AMD，K8以后系列CPU來說，由于其CPU內(nèi)部集成了內(nèi)存控制器，也就沒有了前端總線這個概念，取而代之的是H-T總線頻率。

　　(2)Intel 前端總線(FSB)帶寬：

　　FSB帶寬表示FSB的數(shù)據(jù)傳輸速度，單位MB/s或GB/s 。

　　FSB帶寬=FSB頻率*FSB位寬/8，現(xiàn)在FSB位寬都是64位。

　　舉例：Intel Core 2 Duo E4300的FSB頻率是800MHz，

　　則其FSB帶寬=800*64/8=6.4GB/s。

　　AMD的總線帶寬計算與Intel的不同，具體可用相關(guān)軟件查看。(感謝網(wǎng)友窮啊窮指出錯誤)

　　(3)CPU外頻與總線頻率的關(guān)系：

　　Intel FSB頻率=Intel P4 CPU外頻*4

　　7. AMD的H-T總線

　　HT是HyperTransport的簡稱。HyperTransport本質(zhì)是一種為主板上的集成電路互連而設計的端到端總線技術(shù)，目的是加快芯片間的數(shù)據(jù)傳輸速度。HyperTransport技術(shù)在AMD平臺上使用后，是指AMD CPU到主板芯片之間的連接總線(如果主板芯片組是南北橋架構(gòu)，則指CPU到北橋)，即HT總線。類似于Intel平臺中的前端總線(FSB)，但Intel平臺目前還沒采用HyperTransport技術(shù)。“HyperTransport”構(gòu)架不但解決了隨著處理器性能不斷提高同時給系統(tǒng)架構(gòu)帶來的很多問題，而且更有效地提高了總線帶寬。

　　靈活的HyperTransport I/O總線體系結(jié)構(gòu)讓CPU整合了內(nèi)存控制器，使處理器不通過系統(tǒng)總線傳給芯片組而直接和內(nèi)存交換數(shù)據(jù)。這樣前端總線的概念也就無從談起了。

　　8. CPU主頻

　　CPU的主頻，即CPU內(nèi)核工作的時鐘頻率(CPU Clock Speed)。通常所說的某某CPU是多少兆赫的，而這個多少兆赫就是“CPU的主頻”。很多人認為CPU的主頻就是其運行速度，其實不然。CPU的主頻表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度，與CPU實際的運算能力并沒有直接關(guān)系。主頻和實際的運算速度存在一定的關(guān)系，但目前還沒有一個確定的公式能夠定量兩者的數(shù)值關(guān)系，因為CPU的運算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標(緩存、指令集，CPU的位數(shù)等等)。由于主頻并不直接代表運算速度，所以在一定情況下，很可能會出現(xiàn)主頻較高的CPU實際運算速度較低的現(xiàn)象。比如AMD公司的AthlonXP系列CPU大多都能以較低的主頻，達到英特爾公司的Pentium 4系列CPU較高主頻的CPU性能，所以AthlonXP系列CPU才以PR值的方式來命名。因此主頻僅是CPU性能表現(xiàn)的一個方面，而不代表CPU的整體性能。

　　CPU的主頻不代表CPU的速度，但提高主頻對于提高CPU運算速度卻是至關(guān)重要的。舉個例子來說，假設某個CPU在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條運算指令，那么當CPU運行在100MHz主頻時，將比它運行在50MHz主頻時速度快一倍。因為100MHz的時鐘

　　史上最全的電腦DIY基本知識菜鳥綜合總結(jié)篇(二)

　　2008-12-31 11:52:37 來源: 作者: 【大 中 小】 瀏覽:37197次 評論:1條 收藏本文

　　周期比50MHz的時鐘周期占用時間減少了一半，也就是工作在100MHz主頻的CPU執(zhí)行一條運算指令所需時間僅為10ns比工作在50MHz主頻時的20ns縮短了一半，自然運算速度也就快了一倍。只不過電腦的整體運行速度不僅取決于CPU運算速度，還與其它各分系統(tǒng)的運行情況有關(guān)，只有在提高主頻的同時，各分系統(tǒng)運行速度和各分系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸速度都能得到提高后，電腦整體的運行速度才能真正得到提高。

　　9. CPU核心類型

　　核心(Die)又稱為內(nèi)核，是CPU最重要的組成部分。CPU中心那塊隆起的芯片就是核心，是由單晶硅以一定的生產(chǎn)工藝制造出來的，CPU所有的計算、接受/存儲命令、處理數(shù)據(jù)都由核心執(zhí)行。各種CPU核心都具有固定的邏輯結(jié)構(gòu)，一級緩存、二級緩存、執(zhí)行單元、指令級單元和總線接口等邏輯單元都會有科學的布局。

　　為了便于CPU設計、生產(chǎn)、銷售的管理，CPU制造商會對各種CPU核心給出相應的代號，這也就是所謂的CPU核心類型。

　　不同的CPU(不同系列或同一系列)都會有不同的核心類型(例如E6300的核心Allendale、E6600核心Conroe等等)，甚至同一種核心都會有不同版本的類型(例如Northwood核心就分為B0和C1等版本)，核心版本的變更是為了修正上一版存在的一些錯誤，并提升一定的性能，而這些變化普通消費者是很少去注意的。每一種核心類型都有其相應的制造工藝(例如0.25um、0.18um、0.13um、0.09um以及65nm等)、核心面積(這是決定CPU成本的關(guān)鍵因素，成本與核心面積基本上成正比)、核心電壓、電流大小、晶體管數(shù)量、各級緩存的大小、主頻范圍、流水線架構(gòu)和支持的指令集(這兩點是決定CPU實際性能和工作效率的關(guān)鍵因素)、功耗和發(fā)熱量的大小、封裝方式(例如PLGA等等)、接口類型(例如Socket 775、Socket 939等等)、前端總線頻率(FSB)等等。因此，核心類型在某種程度上決定了CPU的工作性能。

　　一般說來，新的核心類型往往比老的核心類型具有更好的性能，但這也不是絕對的，這種情況一般發(fā)生在新核心類型剛推出時，由于技術(shù)不完善或新的架構(gòu)和制造工藝不成熟等原因，可能會導致新的核心類型的性能反而還不如老的核心類型的性能。例如，早期Willamette核心Socket 423接口的Pentium 4的實際性能不如Socket 370接口的Tualatin核心的Pentium III和賽揚，現(xiàn)在的低頻Prescott核心Pentium 4的實際性能不如同頻的Northwood核心Pentium 4等等，但隨著技術(shù)的進步以及CPU制造商對新核心的不斷改進和完善，新核心的中后期產(chǎn)品的性能必然會超越老核心產(chǎn)品。

　　CPU核心的發(fā)展方向是更低的電壓、更低的功耗、更先進的制造工藝、集成更多的晶體管、更小的核心面積(這會降低CPU的生產(chǎn)成本從而最終會降低CPU的銷售價格)、更先進的流水線架構(gòu)和更多的指令集、更高的前端總線頻率、集成更多的功能(例如集成內(nèi)存控制器等等)以及雙核心和多核心(也就是1個CPU內(nèi)部有2個或更多個核心)等。CPU核心的進步對普通消費者而言，最有意義的就是能以更低的價格買到性能更強的CPU。

　　在CPU漫長的歷史中伴隨著紛繁復雜的CPU核心類型，以下分別就Intel CPU和AMD CPU的主流核心類型作一個簡介。

　　主流核心類型介紹(僅限于臺式機CPU，不包括筆記本CPU和服務器/工作站CPU，而且不包括比較老的核心類型)。

　　（1）INTEL核心

　　Tualatin

　　這也就是大名鼎鼎的“圖拉丁”核心，是Intel在Socket 370架構(gòu)上的最后一種CPU核心，采用0.13um制造工藝，封裝方式采用FC-PGA2和PPGA，核心電壓也降低到了1.5V左右，主頻范圍從1GHz到1.4GHz，外頻分別為100MHz(賽揚)和133MHz(Pentium III)，二級緩存分別為512KB(Pentium III-S)和256KB(Pentium III和賽揚)，這是最強的Socket 370核心，其性能甚至超過了早期低頻的Pentium 4系列CPU。

　　Willamette

　　這是早期的Pentium 4和P4賽揚采用的核心，最初采用Socket 423接口，后來改用Socket 478接口(賽揚只有1.7GHz和1.8GHz兩種，都是Socket 478接口)，采用0.18um制造工藝，前端總線頻率為400MHz， 主頻范圍從1.3GHz到2.0GHz(Socket 423)和1.6GHz到2.0GHz(Socket 478)，二級緩存分別為256KB(Pentium 4)和128KB(賽揚)，注意，另外還有些型號的Socket 423接口的Pentium 4居然沒有二級緩存!核心電壓1.75V左右，封裝方式采用Socket 423的PPGA INT2，PPGA INT3，OOI 423-pin，PPGA FC-PGA2和Socket 478的PPGA FC-PGA2以及賽揚采用的PPGA等等。Willamette核心制造工藝落后，發(fā)熱量大，性能低下，已經(jīng)被淘汰掉，而被Northwood核心所取代。

　　Northwood

　　這是主流Pentium 4和賽揚所采用的核心，其與Willamette核心最大的改進是采用了0.13um制造工藝，并都采用Socket 478接口，核心電壓1.5V左右，二級緩存分別為128KB(賽揚)和512KB(Pentium 4)，前端總線頻率分別為400/533/800MHz(賽揚都只有400MHz)，主頻范圍分別為2.0GHz到2.8GHz(賽揚)，1.6GHz到2.6GHz(400MHz FSB Pentium 4)，2.26GHz到3.06GHz(533MHz FSB Pentium 4)和2.4GHz到3.4GHz(800MHz FSB Pentium 4)，并且3.06GHz Pentium 4和所有的800MHz Pentium 4都支持超線程技術(shù)(Hyper-Threading Technology)，封裝方式采用PPGA FC-PGA2和PPGA。按照Intel的規(guī)劃，Northwood核心會很快被Prescott核心所取代。

　　Prescott

　　這是Intel新的CPU核心，最早使用在Pentium 4上，現(xiàn)在低端的賽揚D也大量使用此核心，其與Northwood最大的區(qū)別是采用了0.09um制造工藝和更多的流水線結(jié)構(gòu)，初期采用Socket 478接口，以后會全部轉(zhuǎn)到LGA 775接口，核心電壓1.25-1.525V，前端總線頻率為533MHz(不支持超線程技術(shù))和800MHz(支持超線程技術(shù))，主頻分別為533MHz FSB的2.4GHz和2.8GHz以及800MHz FSB的2.8GHz、3.0GHz、3.2GHz和3.4GHz，其與Northwood相比，其L1 數(shù)據(jù)緩存從8KB增加到16KB，而L2緩存則從512KB增加到1MB，封裝方式采用PPGA。按照Intel的規(guī)劃，Prescott核心會很快取代Northwood核心并且很快就會推出Prescott核心533MHz FSB的賽揚。

　　Prescott 2M

　　Prescott 2M是Intel在臺式機上使用的核心，與Prescott不同，Prescott 2M支持EM64T技術(shù)，也就說可以使用超過4G內(nèi)存，屬于64位CPU，這是Int

　　el第一款使用64位技術(shù)的臺式機CPU。Prescott 2M核心使用90nm制造工藝，集成2M二級緩存，800或者1066MHz前端總線。目前來說P4的6系列和P4EE CPU使用Prescott 2M核心。Prescott 2M本身的性能并不是特別出眾，不過由于集成了大容量二級緩存和使用較高的頻率，性能仍然有提升。此外Prescott 2M核心支持增強型IntelSpeedStep技術(shù) (EIST)，這技術(shù)完全與英特爾的移動處理器中節(jié)能機制一樣，它可以讓Pentium 4 6系列處理器在低負載的時候降低工作頻率，這樣可以明顯降低它們在運行時的工作熱量及功耗。

　　Smithfield

　　Smithfield基于雙個采用90nm制程的Prescotts的核心。Smithfield相當于是兩個Prescott核心的處理器的結(jié)合體，整合了一個可以平衡兩個內(nèi)核之間總線執(zhí)行的仲裁邏輯，通過“中斷機制”來平衡分配兩個核心的工作。

　　Presler

　　這是Pentium D 9XX和Pentium EE 9XX采用的核心，Intel于2005年末推出。基本上可以認為Presler核心是簡單的將兩個Cedar Mill核心松散地耦合在一起的產(chǎn)物，是基于獨立緩存的松散型耦合方案，其優(yōu)點是技術(shù)簡單，缺點是性能不夠理想。Presler核心采用65nm制造工藝，全部采用Socket 775接口，核心電壓1.3V左右，封裝方式都采用PLGA，都支持硬件防病毒技術(shù)EDB、節(jié)能省電技術(shù)EIST和64位技術(shù)EM64T，并且除了 Pentium D 9X5之外都支持虛擬化技術(shù)Intel VT。前端總線頻率是800MHz(Pentium D)和1066MHz(Pentium EE)。與Smithfield核心類似，Pentium EE和Pentium D的最大區(qū)別就是Pentium EE支持超線程技術(shù)而Pentium D則不支持，并且兩個核心分別具有2MB的二級緩存。在CPU內(nèi)部兩個核心是互相隔絕的，其緩存數(shù)據(jù)的同步同樣是依靠位于主板北橋芯片上的仲裁單元通過前端總線在兩個核心之間傳輸來實現(xiàn)的，所以其數(shù)據(jù)延遲問題同樣比較嚴重，性能同樣并不盡如人意。Presler核心與Smithfield核心相比，除了采用65nm制程、每個核心的二級緩存增加到2MB和增加了對虛擬化技術(shù)的支持之外，在技術(shù)上幾乎沒有什么創(chuàng)新，基本上可以認為是Smithfield核心的65nm制程版本。Presler核心也是Intel處理器在NetBurst架構(gòu)上的最后一款雙核心處理器的核心類型，可以說是在NetBurst被拋棄之前的最后絕唱，以后Intel桌面處理器全部轉(zhuǎn)移到Core架構(gòu)。按照Intel的規(guī)劃，Presler核心從2006年第三季度開始將逐漸被 Core架構(gòu)的Conroe核心所取代。

　　Conroe

　　這是更新的Intel桌面平臺雙核心處理器的核心類型，其名稱來源于美國德克薩斯州的小城市“Conroe”。Conroe核心于2006年7月27日正式發(fā)布，是全新的Core(酷睿)微架構(gòu)(Core Micro-Architecture)應用在桌面平臺上的第一種CPU核心。目前采用此核心的有Core 2 Duo E6x00系列和Core 2 Extreme X6x00系列。與上代采用NetBurst微架構(gòu)的Pentium D和Pentium EE相比，Conroe核心具有流水線級數(shù)少、執(zhí)行效率高、性能強大以及功耗低等等優(yōu)點。Conroe核心采用65nm制造工藝，核心電壓為1.3V左右，封裝方式采用PLGA，接口類型仍然是傳統(tǒng)的Socket 775。在前端總線頻率方面，目前Core 2 Duo和Core 2 Extreme都是1066MHz，而頂級的Core 2 Extreme將會升級到1333MHz;在一級緩存方面，每個核心都具有32KB的數(shù)據(jù)緩存和32KB的指令緩存，并且兩個核心的一級數(shù)據(jù)緩存之間可以直接交換數(shù)據(jù);在二級緩存方面，Conroe核心都是兩個內(nèi)核共享4MB。Conroe核心都支持硬件防病毒技術(shù)EDB、節(jié)能省電技術(shù)EIST和64位技術(shù)EM64T以及虛擬化技術(shù)Intel VT。與Yonah核心的緩存機制類似，Conroe核心的二級緩存仍然是兩個核心共享，并通過改良了的Intel Advanced Smart Cache(英特爾高級智能高速緩存)共享緩存技術(shù)來實現(xiàn)緩存數(shù)據(jù)的同步。Conroe核心是目前最先進的桌面平臺處理器核心，在高性能和低功耗上找到了一個很好的平衡點，全面壓倒了目前的所有桌面平臺雙核心處理器，加之又擁有非常不錯的超頻能力，確實是目前最強勁的臺式機CPU核心。

　　Allendale

　　這是與Conroe同時發(fā)布的Intel桌面平臺雙核心處理器的核心類型，其名稱來源于美國加利福尼亞州南部的小城市“Allendale”。 Allendale核心于2006年7月27日正式發(fā)布，仍然基于全新的Core(酷睿)微架構(gòu)，目前采用此核心的有1066MHz FSB的Core 2 Duo E6x00系列，即將發(fā)布的還有800MHz FSB的Core 2 Duo E4x00系列。Allendale核心的二級緩存機制與Conroe核心相同，但共享式二級緩存被削減至2MB。Allendale核心仍然采用 65nm制造工藝，核心電壓為1.3V左右，封裝方式采用PLGA，接口類型仍然是傳統(tǒng)的Socket 775，并且仍然支持硬件防病毒技術(shù)EDB、節(jié)能省電技術(shù)EIST和64位技術(shù)EM64T以及虛擬化技術(shù)Intel VT。除了共享式二級緩存被削減到2MB以及二級緩存是8路64Byte而非Conroe核心的16路64Byte之外，Allendale核心與 Conroe核心幾乎完全一樣，可以說就是Conroe核心的簡化版。當然由于二級緩存上的差異，在頻率相同的情況下Allendale核心性能會稍遜于 Conroe核心。

　　（2）AMD CPU核心
AMD CPU種類：毒龍(Duron) 閃龍(Semptron) 速龍(Athlon) 速龍雙核心(Athlonx2) 皓龍(Opteron) 炫龍(Turion)。

　　一、Athlon(速龍) XP的核心類型

　　Athlon XP有4種不同的核心類型，但都有共同之處：都采用Socket A接口而且都采用PR標稱值標注。

　　Palomino

　　這是最早的Athlon XP的核心，采用0.18um制造工藝，核心電壓為1.75V左右，二級緩存為256KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻率為266MHz。

　　Thoroughbred

　　這是第一種采用0.13um制造工藝的Athlon XP核心，又分為Thoroughbred-A和Thoroughbred-B兩種版本，核心電壓1.65V-1.75V左右，二級緩存為256KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻率為266MHz和333MHz。

　　Thorton

　　采用0.13um制造工藝，核心電壓1.65V左右，二級緩存為256KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻率為333MHz?？梢钥醋魇瞧帘瘟艘话攵壘彺娴腂arton。

　　Barton

　　采用0.13um制造工藝，核心電壓1.65V左右，二級緩存為512KB，封裝方式采用OPGA，前端總線頻率為333MHz和400MHz。

　　二、新Duron(毒龍)的核心類型

　　AppleBred

　　采用0.13um制造工藝，核心電壓1.5V左右，二級緩存為64KB4 X2和Athlon 64 FX的最大區(qū)別。Windsor核心Athlon 64 FX目前只有FX-62這一款產(chǎn)品，其TDP功耗高達125W;而Athlon 64 X2則分為TDP功耗89W的標準版(核心電壓1.35V左右)、TDP功耗65W的低功耗版(核心電壓1.25V左右)和TDP功耗35W的超低功耗版(核心電壓1.05V左右)。Windsor核心的緩存數(shù)據(jù)同步仍然是依靠CPU內(nèi)置的SRI(System request interface，系統(tǒng)請求接口)傳輸在CPU內(nèi)部實現(xiàn)，除了支持雙通道DDR2內(nèi)存以及支持虛擬化技術(shù)之外，相對于以前的Socket 939接口Athlon 64 X2和雙核心Athlon 64 FX并無架構(gòu)上的改變，性能并無多少出彩之處。

　　Orleans

　　這是2006年5月底發(fā)布的第一種Socket AM2接口單核心Athlon 64的核心類型，其名稱來源于法國城市奧爾良(Orleans)。Manila核心定位于桌面中端處理器，采用90nm制造工藝，支持虛擬化技術(shù)AMD VT，仍然采用1000MHz的HyperTransport總線，二級緩存為512KB，最大亮點是支持雙通道DDR2 667內(nèi)存，這是其與只支持單通道DDR 400內(nèi)存的Socket 754接口Athlon 64和只支持雙通道DDR 400內(nèi)存的Socket 939接口Athlon 64的最大區(qū)別。Orleans核心Athlon 64同樣也分為TDP功耗62W的標準版(核心電壓1.35V左右)和TDP功耗35W的超低功耗版(核心電壓1.25V左右)。除了支持雙通道DDR2內(nèi)存以及支持虛擬化技術(shù)之外，Orleans核心Athlon 64相對于以前的Socket 754接口和Socket 940接口的Athlon 64并無架構(gòu)上的改變，性能并無多少出彩之處。

　　10. CPU接口類型

　　我們知道，CPU需要通過某個接口與主板連接的才能進行工作。CPU經(jīng)過這么多年的發(fā)展，采用的接口方式有引腳式、卡式、觸點式、針腳式等。而目前CPU的接口都是針腳式接口，對應到主板上就有相應的插槽類型。CPU接口類型不同，在插孔數(shù)、體積、形狀都有變化，所以不能互相接插。

　　(1)Socket 775

　　Socket 775又稱為Socket T，是目前應用于Intel LGA775封裝的CPU所對應的接口，目前采用此種接口的有LGA775封裝的Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D和Conroe等CPU。與以前的Socket 478接口CPU不同，Socket 775接口CPU的底部沒有傳統(tǒng)的針腳，而代之以775個觸點，即并非針腳式而是觸點式，通過與對應的Socket 775插槽內(nèi)的775根觸針接觸來傳輸信號。Socket 775接口不僅能夠有效提升處理器的信號強度、提升處理器頻率，同時也可以提高處理器生產(chǎn)的良品率、降低生產(chǎn)成本。隨著Socket 478的逐漸淡出，Socket 775將成為今后所有Intel桌面CPU的標準接口。

　　(2)Socket 754

　　Socket 754是2003年9月AMD64位桌面平臺最初發(fā)布時的CPU接口，目前采用此接口的有低端的Athlon 64和高端的Sempron，具有754根CPU針腳。隨著Socket 939的普及，Socket 754最終也會逐漸淡出。

　　(3)Socket 939

　　Socket 939是AMD公司2004年6月才推出的64位桌面平臺接口標準，目前采用此接口的有高端的Athlon 64以及Athlon 64 FX，具有939根CPU針腳。Socket 939處理器和與過去的Socket 940插槽是不能混插的，但是，Socket 939仍然使用了相同的CPU風扇系統(tǒng)模式，因此以前用于Socket 940和Socket 754的風扇同樣可以使用在Socket 939處理器。

　　(4)Socket 940

　　Socket 940是最早發(fā)布的AMD64位接口標準，具有940根CPU針腳，目前采用此接口的有服務器/工作站所使用的Opteron以及最初的Athlon 64 FX。隨著新出的Athlon 64 FX改用Socket 939接口，所以Socket 940將會成為Opteron的專用接口。

　　(5)Socket 603

　　Socket 603的用途比較專業(yè)，應用于Intel方面高端的服務器/工作站平臺，采用此接口的CPU是Xeon MP和早期的Xeon，具有603根CPU針腳。Socket 603接口的CPU可以兼容于Socket 604插槽。

　　(6)Socket 604

　　與Socket 603相仿，Socket 604仍然是應用于Intel方面高端的服務器/工作站平臺，采用此接口的CPU是533MHz和800MHz FSB的Xeon。Socket 604接口的CPU不能兼容于Socket 603插槽。

　　(7)Socket 478

　　Socket 478接口是目前Pentium 4系列處理器所采用的接口類型，針腳數(shù)為478針。Socket 478的Pentium 4處理器面積很小，其針腳排列極為緊密。英特爾公司的Pentium 4系列和P4 賽揚系列都采用此接口。

　　(8)Socket A

　　Socket A接口，也叫Socket 462，是目前AMD公司Athlon XP和Duron處理器的插座接口。Socket A接口具有462插空，可以支持133MHz外頻。

　　(9)Socket 423

　　Socket 423插槽是最初Pentium 4處理器的標準接口，Socket 423的外形和前幾種Socket類的插槽類似，對應的CPU針腳數(shù)為423。Socket 423插槽多是基于Intel 850芯片組主板，支持1.3GHz～1.8GHz的Pentium 4處理器。不過隨著DDR內(nèi)存的流行，英特爾又開發(fā)了支持SDRAM及DDR內(nèi)存的i845芯片組，CPU插槽也改成了Socket 478，Socket 423接口也就銷聲匿跡了。

　　(10)Socket 370

　　Socket 370架構(gòu)是英特爾開發(fā)出來代替SLOT架構(gòu)，外觀上與Socket 7非常像，也采用零插拔力插槽，對應的CPU是370針腳。英特爾公司著名的“銅礦”和”圖拉丁”系列CPU就是采用此接口。

　　(11)SLOT 1

　　SLOT 1是英特爾公司為Pentium Ⅱ系列CPU設計的插槽，其將Pentium Ⅱ CPU及其相關(guān)控制電路、二級緩存都做在一塊子卡上，多數(shù)Slot 1主板使用100MHz外頻。SLOT 1的技術(shù)結(jié)構(gòu)比較先進，能提供更大的內(nèi)部傳輸帶寬和CPU性能。此種接口已經(jīng)被淘汰，市面上已無此類接口的產(chǎn)品。

　　(12)SLOT 2

　　SLOT 2用途比較專業(yè)，都采用于高端服務器及圖形工作站的系統(tǒng)。所用的CPU也是很昂貴的Xeon(至強)系列。Slot 2與Slot 1相比，有許多不同。首先，Slot 2插槽更長，CPU本身也都要大一些。其次，Slot 2能夠勝任更高要求的多用途計算處理，這是進入高端企業(yè)計算市場的關(guān)鍵所在。在當時標準服務器設計中，一般廠商只能同時在系統(tǒng)中采用兩個 Pentium Ⅱ處理器，而有了Slot 2設計后，可以在一臺服務器中同時采用 8個處理器。而且采用Slot 2接口的Pentium Ⅱ CPU都采用了當時最先進的0.25微米制造工藝。支持SLOT 2接口的主板芯片組有440GX和450NX。

　　(13)SLOT A

　　SLOT A接口類似于英特爾公司的SLOT 1接口，供AMD公司的K7 Athlon使用的。在技術(shù)和性能上，SLOT A主板可完全兼容原有的各種外設擴展卡設備。它使用的并不是Intel的P6 GTL+ 總線協(xié)議，而是Digital公司的Alpha總線協(xié)議EV6。EV6架構(gòu)是種較先進的架構(gòu)，它采用多線程處理的點到點拓撲結(jié)構(gòu)，支持200MHz的總線頻率。

　　11. CPU針腳數(shù)

　　目前CPU都采用針腳式接口與主板相連，而不同的接口的CPU在針腳數(shù)上各不相同。CPU接口類型的命名，習慣用針腳數(shù)來表示，比如Pentium 4系列處理器所采用的Socket 478接口，其針腳數(shù)就為478針;而Athlon XP系列處理器所采用的Socket 462接口，其針腳數(shù)就為462針。

　　接口類型 針腳數(shù)

　　SOCKET 775 775

　　SOCKET 939 939

　　SOCKET 940 940

　　SOCKET 754 754

　　SOCKET A(462) 462

　　SOCKET 478 478

　　SOCKET 604 604

　　SOCKET 603 603

　　SOCKET 423 423

　　SOCKET 370 370

　　12. CPU封裝技術(shù)

　　所謂“封裝技術(shù)”是一種將集成電路用絕緣的塑料或陶瓷材料打包的技術(shù)。以CPU為例，我們實際看到的體積和外觀并不是真正的CPU內(nèi)核的大小和面貌，而是CPU內(nèi)核等元件經(jīng)過封裝后的產(chǎn)品。

　　封裝對于芯片來說是必須的，也是至關(guān)重要的。因為芯片必須與外界隔離，以防止空氣中的雜質(zhì)對芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降。另一方面，封裝后的芯片也更便于安裝和運輸。由于封裝技術(shù)的好壞還直接影響到芯片自身性能的發(fā)揮和與之連接的PCB(印制電路板)的設計和制造，因此它是至關(guān)重要的。封裝也可以說是指安裝半導體集成電路芯片用的外殼，它不僅起著安放、固定、密封、保護芯片和增強導熱性能的作用，而且還是溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路的橋梁——芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印刷電路板上的導線與其他器件建立連接。因此，對于很多集成電路產(chǎn)品而言，封裝技術(shù)都是非常關(guān)鍵的一環(huán)。

　　目前采用的CPU封裝多是用絕緣的塑料或陶瓷材料包裝起來，能起著密封和提高芯片電熱性能的作用。由于現(xiàn)在處理器芯片的內(nèi)頻越來越高，功能越來越強，引腳數(shù)越來越多，封裝的外形也不斷在改變。封裝時主要考慮的因素：

　　芯片面積與封裝面積之比為提高封裝效率，盡量接近1：1;

　　引腳要盡量短以減少延遲，引腳間的距離盡量遠，以保證互不干擾，提高性能;

　　基于散熱的要求，封裝越薄越好。

　　作為計算機的重要組成部分，CPU的性能直接影響計算機的整體性能。而CPU制造工藝的最后一步也是最關(guān)鍵一步就是CPU的封裝技術(shù)，采用不同封裝技術(shù)的CPU，在性能上存在較大差距。只有高品質(zhì)的封裝技術(shù)才能生產(chǎn)出完美的CPU產(chǎn)品。

　　CPU芯片的封裝技術(shù)：

　　DIP技術(shù)、QFP技術(shù)、PFP技術(shù)、PGA技術(shù)、BGA技術(shù)

　　目前較為常見的封裝形式：

　　OPGA封裝、mPGA封裝、CPGA封裝、FC-PGA封裝、

　　FC-PGA2封裝、OOI 封裝、PPGA封裝、S.E.C.C.封裝、

　　S.E.C.C.2 封裝、S.E.P.封裝、PLGA封裝、CuPGA封裝。

　　13. CPU的流水線

　　對于CPU來說，它的工作可分為獲取指令、解碼、運算、結(jié)果幾個步驟。其中前兩步由指令控制器完成，后兩步則由運算器完成。按照傳統(tǒng)的方式，所有指令按順序執(zhí)行，先由指令控制器工作，完成一條指令的前兩步，然后運算器工作，完成后兩步，依此類推……很明顯，當指令控制器工作時運算器基本上處于閑置狀態(tài)，當運算器在工作時指令控制器又在休息，這樣就造成了相當大的資源浪費。于是CPU借鑒了工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應用的流水線設計，當指令控制器完成了第一條指令的前兩步后，直接開始第二條指令的操作，運算器單元也是，這樣就形成了流水線。流水線設計可最大限度地利用了CPU資源，使每個部件在每個時鐘周期都在工作，從而提高了CPU的運算頻率。

　　工業(yè)生產(chǎn)中采用增設工人的方法加長流水線作業(yè)可有效提高單位時間的生產(chǎn)量，而CPU采用級數(shù)更多的流水線設計可使它在同一時間段內(nèi)處理更多的指令，有效提高其運行頻率。如Intel在Northwood核心Pentium 4處理器中設計的流水線為20級，而在Prescott核心Pentium 4處理器中其流水線達到了31級，而正是超長流水線的使用，使得Pentium 4在和Athlon XP(整數(shù)流水線10級，浮點流水線15級)的頻率大戰(zhàn)中取得了優(yōu)勢。

　　CPU工作時，指令并不是孤立的，許多指令需要按一定順序才能完成任務，一旦某個指令在運算過程中發(fā)生了錯誤，就可能導致整條流水線停頓下來，等待修正指令的修正，流水線越長級數(shù)越多，出錯的幾率自然也變得更大，旦出錯影響也越大。在一條流水線中，如果第二條指令需要用到第一條指令的結(jié)果，這種情況叫做相關(guān)，一旦某個指令在運算過程中發(fā)生了錯誤，與之相關(guān)的指令也都會變得無意義。

　　最后，由于導電體都會產(chǎn)生延時，流水線級數(shù)越長導電延遲次數(shù)就越多，總延時自然也就越長，CPU完成單個任務的時間就越長。因此，流水線設計也不是越長越好的。

　　注意：CPU的流水線級數(shù)和CPU的倍頻是兩個完全不同的概念。

　　14. CPU的步進(Stepping)

　　步進(Stepping)可以看作是CPU的版本，不同步進的CPU在超頻能力、穩(wěn)定性，BUG的處理方面是不同的，當然不同步進的CPU在功耗和發(fā)熱方面也會有所不同的。在談到哪款CPU好超頻時，往往會說什么什么步進的哪款CPU好超之類的話(尤其是英特爾)而AMD往往是以哪個代號的核心比較好超來說的。

　　步進(Stepping)是CPU的一個重要參數(shù)，也叫分級鑒別產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)范，“步進”編號用來標識一系列CPU的設計或生產(chǎn)制造版本數(shù)據(jù)，步進的版本會隨著這一系列CPU生產(chǎn)工藝的改進、BUG的解決或特性的增加而改變，也就是說步進編號是用來標識CPU的這些不同的“修訂”的。同一系列不同步進的CPU或多或少都會有一些差異，例如在穩(wěn)定性、核心電壓、功耗、發(fā)熱量、超頻性能甚至支持的指令集方面可能會有所差異。

　　對于CPU制造商而言，步進編號可以有效地控制和跟蹤所做的更改，也就是說可以對自己的設計、生產(chǎn)和銷售過程進行有效的管理;而對于CPU的最終用戶而言，通過步進編號則可以更具體的識別其系統(tǒng)所安裝的CPU版本，確定CPU的內(nèi)部設計或制作特性等等。步進編號就好比CPU的小版本號，而且步進編號與CPU編號和CPU ID是密切聯(lián)系的，每次步進改變之后其CPU ID也可能會改變。

　　一般來說步進采用字母加數(shù)字的方式來表示，例如A0，B1，C2等等，字母或數(shù)字越靠后的步進也就是越新的產(chǎn)品。一般來說，步進編號中數(shù)字的變化，例如A0到A1，表示生產(chǎn)工藝較小的改進;而步進編號中字母的變化，例如A0到B1，則表示生產(chǎn)工藝比較大的或復雜的改進。

　　在選購CPU時，應該盡可能地選擇步進比較靠后的產(chǎn)品。

　　15. CPU的緩存

　　CPU緩存(Cache Memory)位于CPU與內(nèi)存之間的臨時存儲器，它的容量比內(nèi)存小但交換速度快。在緩存中的數(shù)據(jù)是內(nèi)存中的一小部分，但這一小部分是短時間內(nèi)CPU即將訪問的，當CPU調(diào)用大量數(shù)據(jù)時，就可避開內(nèi)存直接從緩存中調(diào)用，從而加快讀取速度。由此可見，在CPU中加入緩存是一種高效的解決方案，這樣整個內(nèi)存儲器(緩存+內(nèi)存)就變成了既有緩存的高速度，又有內(nèi)存的大容量的存儲系統(tǒng)了。緩存對CPU的性能影響很大，主要是因為CPU的數(shù)據(jù)交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的。

　　緩存的工作原理是當CPU要讀取一個數(shù)據(jù)時，首先從緩存中查找，如果找到就立即讀取并送給CPU處理;如果沒有找到，就用相對慢的速度從內(nèi)存中讀取并送給CPU處理，同時把這個數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)塊調(diào)入緩存中，可以使得以后對整塊數(shù)據(jù)的讀取都從緩存中進行，不必再調(diào)用內(nèi)存。

　　總的來說，CPU讀取數(shù)據(jù)的順序是先緩存后內(nèi)存。

　　最早先的CPU緩存是個整體，而且容量很低。后來出現(xiàn)了集成在與CPU同一塊電路板上或主板上的緩存，此時就把 CPU內(nèi)核集成的緩存稱為一級緩存，而外部的稱為二級緩存。一級緩存中還分數(shù)據(jù)緩存(Data Cache，D-Cache)和指令緩存(Instruction Cache，I-Cache)。二者分別用來存放數(shù)據(jù)和執(zhí)行這些數(shù)據(jù)的指令，而且兩者可以同時被CPU訪問，減少了爭用Cache所造成的沖突，提高了處理器效能。

　　隨著CPU制造工藝的發(fā)展，二級緩存也能輕易地集成在CPU內(nèi)核中，容量也在逐年提升。而且隨著二級緩存被集成入CPU內(nèi)核中，以往二級緩存與CPU大差距分頻的情況也被改變，此時其以相同于主頻的速度工作，可以為CPU提供更高的傳輸速度。

　　二級緩存是CPU性能表現(xiàn)的關(guān)鍵之一，在CPU核心不變化的情況下，增加二級緩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級緩存上有差異，由此可見二級緩存對于CPU的重要性。

　　CPU產(chǎn)品中，一級緩存的容量基本在4KB到64KB之間，二級緩存的容量則分為128KB、256KB、512KB、1MB、2MB、4MB等。一級緩存容量各產(chǎn)品之間相差不大，而二級緩存容量則是提高CPU性能的關(guān)鍵。二級緩存容量的提升是由CPU制造工藝所決定的，容量增大必然導致CPU內(nèi)部晶體管數(shù)的增加，要在有限的CPU面積上集成更大的緩存，對制造工藝的要求也就越高。

　　(以下內(nèi)容選看)

　　CPU在緩存中找到有用的數(shù)據(jù)被稱為命中，當緩存中沒有CPU所需的數(shù)據(jù)時(這時稱為未命中)，CPU才訪問內(nèi)存。從理論上講，在一顆擁有二級緩存的CPU中，讀取一級緩存的命中率為80%。也就是說CPU一級緩存中找到的有用數(shù)據(jù)占數(shù)據(jù)總量的80%，剩下的20%從二級緩存中讀取。由于不能準確預測將要執(zhí)行的數(shù)據(jù)，讀取二級緩存的命中率也在80%左右(從二級緩存讀到有用的數(shù)據(jù)占總數(shù)據(jù)的16%)。那么還有的數(shù)據(jù)就不得不從內(nèi)存調(diào)用，但這已經(jīng)是一個相當小的比例了。目前的較高端的CPU中，還會帶有三級緩存，它是為讀取二級緩存后未命中的數(shù)據(jù)設計的—種緩存，在擁有三級緩存的CPU中，只有約5%的數(shù)據(jù)需要從內(nèi)存中調(diào)用，這進一步提高了CPU的效率。

　　為了保證CPU訪問時有較高的命中率，緩存中的內(nèi)容應該按一定的算法替換。一種較常用的算法是“最近最少使用算法”(LRU算法)，它是將最近一段時間內(nèi)最少被訪問過的行淘汰出局。因此需要為每行設置一個計數(shù)器，LRU算法是把命中行的計數(shù)器清零，其他各行計數(shù)器加1。當需要替換時淘汰行計數(shù)器計數(shù)值最大的數(shù)據(jù)行出局。這是一種高效、科學的算法，其計數(shù)器清零過程可以把一些頻繁調(diào)用后再不需要的數(shù)據(jù)淘汰出緩存，提高緩存的利用率。

　　16. CPU的功耗指標：TDP

　　TDP是反應一顆處理器熱量釋放的指標。TDP的英文全稱是“Thermal Design Power”，中文直譯是“熱量設計功耗”。TDP功耗是處理器的基本物理指標。它的含義是當處理器達到負荷最大的時候，釋放出的熱量，單位未W。單顆處理器的TDP值是固定的，而散熱器必須保證在處理器TDP最大的時候，處理器的溫度仍然在設計范圍之內(nèi)。

　　處理器的功耗：是處理器最基本的電氣性能指標。根據(jù)電路的基本原理，功率(P)=電流(A)×電壓(V)。所以，處理器的功耗(功率)等于流經(jīng)處理器核心的電流值與該處理器上的核心電壓值的乘積。

　　處理器的峰值功耗：處理器的核心電壓與核心電流時刻都處于變化之中，這樣處理器的功耗也在變化之中。在散熱措施正常的情況下(即處理器的溫度始終處于設計范圍之內(nèi))，處理器負荷最高的時刻，其核心電壓與核心電流都達到最高值，此時電壓與電流的乘積便是處理器的峰值功耗。

　　處理器的功耗與TDP 兩者的關(guān)系可以用下面公式概括：

　　處理器的功耗=實際消耗功耗+TDP

　　實際消耗功耗是處理器各個功能單元正常工作消耗的電能，TDP是電流熱效應以及其他形式產(chǎn)生的熱能，他們均以熱的形式釋放。從這個等式我們可以得出這樣的結(jié)論：TDP并不等于是處理器的功耗，TDP要小于處理器的功耗。雖然都是處理器的基本物理指標，但處理器功耗與TDP對應的硬件完全不同：與處理器功耗直接相關(guān)的是主板，主板的處理器供電模塊必須具備足夠的電流輸出能力才能保證處理器穩(wěn)定工作;而TDP數(shù)值很大，單靠處理器自身是無法完全排除的，因此這部分熱能需要借助主動散熱器進行吸收，散熱器若設計無法達到處理器的要求，那么硅晶體就會因溫度過高而損毀。因此TDP也是對散熱器的一個性能設計要求。