第 2章 中央处理器
CPU的发展史、分类、结构和主要性能指标 ;
常见 CPU的型号（ Intel系列 CPU,AMD系列
CPU）；
CPU散热器,CPU的安装,CPU的检测。
要求了解 CPU的发展历史和常见 CPU的型号；
重点掌握 CPU的分类、结构和主要性能指标；
熟练掌握 CPU的安装。
本章内容和重点
2.1 CPU的发展历史
1,4位处理器 —— Intel 4004
1971年,Intel公司研制出微处理器芯片
4004，如图 2-1所示。
图 2-1 Intel 4004处理器
2,8位处理器 —— Intel 8008/8080/8085
1972年,Intel公司研制出 8008处理器，
如图 2-2所示。
图 2-2 Intel 8008处理器
(1) Intel 8086/8088处理器
1978年,Intel公司推出了首枚 16位微处理器
8086，如图 2-3所示。
1979年,Intel公司开发出 8088,1981年，
IBM公司将 8088处理器用于其研制的 IBM PC中，
从而开创了全新的微机时代。
图 2-3 Intel 8086处理器
3,16位处理器 —— Intel8086/8088/80286
1982年,Intel推出了 80286芯片，图 2-5所示是 i80286的外观。 IBM公司将 80286处理器用在 IBM PC/AT机中。
图 2-5 Intel 80286处理器
(2) Intel 80286处理器
4,32位处理器 —— Intel 80386/80486
(1) Intel 80386处理器 985年,Intel发布 80386DX，如图 2-6所示。
图 2-7 386 CPU
除 Intel公司生产 386芯片外，还有 AMD,Cyrix,IBM,Ti等公司也生产与 80386兼容的芯片，如图 2-7所示摩托罗拉公司在此期间开发出了 68030 CPU，用于 Apple机。
(2) Intel 80486处理器
1989年,Intel推出了
80486芯片。
其他公司也推出了与 80486兼容的 CPU如下图所示。
图 2-9
从 80486开始首次出现了处理器倍频技术，该技术使处理器内部工作频率为处理器外部总线运行频率的 2或 4倍,486DX2,486DX4的名字便是由此而来，如图 2-10所示。
图 2-10
1993年,Intel公司发布了 Pentium（奔腾）处理器也称 586，以后都称为奔腾。第一代的
Pentium代号有 P54C,P55C，内建 MMX（多媒体指令集）的 Pentium处理器。
与 Pentium MMX属于同一级别的 CPU有 AMD
K6,Cyrix 6x86 MX等，如图 2-11所示。
(3) Intel Pentium处理器图 2-11
1997年,Intel公司发布了 Pentium II处理器。
同期,AMD和 Cyrix分别推出了同档次的 K6-2
和 Cyrix MII，如图 12所示。
1998年 4月,Intel推出了 Celeron（赛扬）处理器，其中最为成功的是 Socket 370接口 Celeron 333
和 366。
(4) Intel Pentium II处理器图 2-12
1999年,Intel公司发布了 Pentium III处理器。
也推出 Socket 370架构的 Pentium III,改善 SLOT1
的缺陷。
同时推出其简化版 Celeron处理器以降低成本
2000年 3月,AMD领先于 Intel率先推出了 1GHz
的 Athlon微处理器，其性能超过了 Pentium III。 。
(5) Intel Pentium III处理器图 2-13
AMD公司推出的 Athlon（速龙）采用 462针的 Socket
A架构，时钟频率为 700MHz～ 1.4GHz，内建 MMX
和增强型 3DNow!技术。
AMD公司还推出了 Athlon（速龙）的简化版本
Duron（钻龙），也采用 Socket A架构，时钟频率为
600～ 950MHz。
Intel公司在 2000年 11月发布了 Pentium 4处理器，采用基于全新的 Socket 423架构,0.18?m制造工艺，集成了
4200万个晶体管，主频为 1.4～ 2.0GHz。
基于 Socket 478架构的 32位 P4处理器，采用 Northwood
核心,0.13?m制造工艺，集成了 5500万个晶体管，主频为 1.8～ 2.4GHz。
同样,32位的 Pentium 4的简化版本 Pentium 4 Celeron也采用 Socket 478架构，主频频率为 1.4GHz以上。
(6) Intel Pentium 4处理器图 2-14
同期 AMD公司推出 Athlon XP（速龙 XP）,如图 2-15所示，仍采用 Socket A架构，以全面对抗 Pentium 4。
图 2-15 Athlon XP 3200+
5,64位处理器 —— AMD Athlon 64
2003年 9月,AMD发布了面向台式机的 64位处理器,Athlon 64和 Athlon 64 FX，如 图 2-16所示。它们的初始实际频率为 2.0GHz，晶体管数目为 1.059亿个，采用 0.13?m工艺。
图 2-16 AMD Athlon 64 FX
Intel 64位处理器同期的 Intel 64位 CPU用在服务器，一年后推出 64位的 P4台式机 CPU采用 LGA775封装 2.8~3.6G
主频 2.05亿个晶体管。
图 2-17
2.2.1 Intel系列 CPU
1,Pentium 4 2.4GHz（ FSB 400MHz）
Pentium 4 2.4GHz（ FSB 400MHz）是 Intel公司于 2002
年 4月发布的产品，是 Pentium 4的第二代产品。它采用
Northwood内核,0.13?m制作工艺，内核电压 1.5V，设计功耗为 59.8W,8KB L1 Cache,512KB全速 L2 Cache，
400MHz前端总线,Socket 478架构。
2,Pentium 4 2.4GHz（ FSB 533MHz）
Pentium 4 2.4GHz（ FSB 533MHz）是 Intel公司于 2002
年 11月发布的产品，是 Pentium 4的第三代产品。其外频提高到 133MHz，前端总线频率提高到 533MHz。
2.2 常见 CPU的型号
3,Pentium 4 3.2GHz（ FSB 800MHz）
Pentium 4 3.2GHz处理器。
4,Celeron 2.0GHz（ FSB 400MHz）
Celeron（赛扬）系列是 Intel的低端产品，
Celeron 2.0GHz采用 Northwood内核,0.13?m制造工艺，内核电压 1.5V,8KB L1 Cache,128KB全速 L2 Cache,400MHz的前端总线,Socket 478架构。
5,Intel 64位 CPU
2004年 8月,Intel 发布了 64位处理器 。推出了桌面版 64位 Pentium4 F处理器,采用了 LGA775接口,命名方法上采用按系列编号。
有 Pentium4的 5,6,8,9系列,64位的赛扬 D处理器和最新的 Core 2 DUO系列处理器等。
如,Celeron D 331是第一款支持 EM64T技术的赛扬
D处理器，该处理器采用 LGA 775接口，具有
2.8GHz实际频率。超频性能强。
Pentium 4 的 5系列 有 560,550,540,530 和 520等
550的主频为 3.4GHZ，前端总线频率（ FSB）为
800MHZ，外频是 200MHZ，倍频为 17,L2二级高速缓存是 1024K，使用 0.09微米制作工艺，核心工作电压为
1.4V，支持 MMX/SSE/SSE2等多媒体优化指令集。
6系列 处理器目前有 630,640,650,660,670五种，
其中 Pentium 4 670的频率高达 3.8GHz，
如,630拥有 2MB L2缓存，工作在 800MHz前端总线下，
支持 EM64T技术特点：家 庭用户对媒体应用的多样性以及多任务化；
在多任务的执行速度以及性能方面，双核处理器具备自己独自的优势。在进行图形处理的同时播放 MP3或者电影时区别就比较明显了。 双核处理器比普通处理器消耗的功率更低；双核处理器提高芯片性能并降低能耗的关键就在让每个芯片都工作在适中的速度上。
Pentium D 800系列
2005年 5月,Intel发布双核架构的 Pentium D,采用两个 Prescott内核和 1MB× 2二级缓存,采用 LGA775封装结构，并支持 800MHz前端总线。例如 840(3.2GHz)，
830(3GHz)以及 820(2.8GHz)。
6 Pentium D 双核处理器
Pentium D 900系列
65nm制造工艺，内建 3.76亿个晶体管，前端总线频率由 800MHz FSB提升至 1066MHz
FSB，主频为 3.46GHz,L2达 2MB x 2。
Pentium D 900系列有 Pentium D 915,920、
930,940,945,950和 960几个型号
Core 2 Duo系列
采用了 Core 2微架构，使处理器在整体功耗降低 40％的同时，性能提高了 40％，前端总线频率 FSB提升至 1333MHz,L2达 4MB 。接口为
LGA775,全新的智能缓存技术 提高了双核心乃至多核心处理器的工作效率 。目前 Core 2 Duo
系列主要有 Core 2 Duo E6300,Core 2 Duo
E6400,Core 2 Duo E6500,Core 2 Duo E6600、
Core 2 Duo E6700,Core 2 Duo E6800,E6850
（ 3.06GHz/FSB=1333MHz/4MB/65W）,
1,Athlon XP 2700+
2002年 11月,AMD推出 Athlon XP 2700+，它采用 Thoroughbred-B内核,0.13?m制作工艺，内核电压 1.65V，实际主频 2.16GHz，外频 166MHz,13.5倍频,333MHz前端总线频率,128KB L1 Cache，
256KB L2 Cache,Socket A架构。
2,Athlon XP 3200+
2003年 6月,AMD推出 Athlon XP 3200+，
2.2.2 AMD系列 CPU
3,Duron（钻龙）
Duron处理器是 AMD 2002年 1月推出的,2003年 8
月推出了新 Duron处理器，有 1.4GHz,1.6GHz、
1.8GHz等版本，属市场低端产品。新 Duron采用
Applebred（基于 Thoroughbred-A）内核,0.13?m制作工艺，电压为 1.50V，最大功耗为 57W,133MHz外频,266MHz FSB，拥有 128KB L1 Cache以及 64KB
L2 Cache，具备 Athlon XP所有具备的 SSE多媒体指令集、动态分支预取技术、嵌入感温二极管和采用
Barton当中的总线断开等技术。
4,Athlon 64和 Athlon 64 FX
2003年 9月,AMD发布了 64位处理器 。 AMD的
64位处理器分为 Athlon 64和 Athlon 64 FX两个系列，
区别在于前者采用了 Socket 754接口，只支持单通道内存，后者采用的是 Socket 940接口并支持双通道内存。相比之下,Athlon 64性能稍低,Athlon 64 FX拥有更为强大的性能。
64位闪龙 2500+,1.40GHz，一级缓存 128KB，二级缓存则为 256KB，采用 Socket 754接口,90纳米工艺制程，支持 SSE3和 X86-64，同样在处理器上集成
PC3200内存控制器。低频处理器往往具有出色的超频性能 。
Athlon 64 3000+ 采用 socket939架构；
具有 1.8GHz实际频率,512KB二级缓存，支持 AMD X86-64技术和双通道 DDR内存。
5、双核架构的 Athlon 64 X2处理器分别有 4000+,4400+,4800+,5000+,处理器频率分别为 2.6GHz,2.5GHz,2.3GHz,2.1GHz，
二级缓存 512KB× 2,采用 AM2接口 940针。
型号 位 主频 MHz 晶体管数（万） 插座 年代 其他厂家
4004 4 1 0.23 28 71
8008/8080/8085 8 2~4 0.9 40 72/74 6502 z80 MC6800
8088/8086 16 4~8 2.9 40 78
80286 16 6~20 13.4 68 82 Mc68000
386SX/DX 32 12~40 27.5 85 AMDCyIBM TI
MC68030
486 32 25~66 120 Socket3 89,.
Pentium 32 60~200 310 Socket7 93 AMDK6 Cy6X86
PII 32 233~333 750 SLOT1 97 K6-2
Celeron 32 333~366 Socket370 98
PIII 32 450~1000 950 Socket370 99 Amd Athlon
CeleronII 32 AMD Duron
P4 32 1.4~3.4G 5500 Socket478 00 Athlon XP
C4 32
P4LGA775 64 2.8~3.6G 2.05亿 Socket T 04.8 Athlon64(03.9)
P4-D 64x2 05.5 Athlon 64 X2
2.3 CPU的分类、结构和主要性能指标
2.3.1 CPU的分类
CPU有多种分类方法。
1,按 CPU的生产厂家分,Intel,AMD。。。
2,按 CPU的接口分,Socket,Slot,LGA
3,按 CPU的位数分,4,8,16,32,64
4,按标称频率分,MHz GHz
5,按 CPU的内核分,制造技术如 Northwood Thorton
6,按内核数量分：单、双、多
7,按应用场合分,台式机版、服务器版、移动版。
2.3.2 CPU的外部结构
从 CPU外部的结构看,CPU主要有两个部分组成：一个是内核，另一个是基板。下面以 Pentium 4（如图 2-18所示）为例，介绍其外部结构。
图 2-18
1,CPU的内核：大规模集成电路
2,CPU的基板：承载内核，固定引脚
3,CPU的编码：标注型号、主要参数等信息例,1.7GHz/256/400/1.75V SL57V MALAY /L118A981-0023
分别表示 CPU工作频率 /L2缓存大小 /前端总线频率 /工作电压，这是一颗 1.7GHz,L2缓存有 256KB、前端总线
400MHz、工作电压 1.75V的 CPU。 SL57V表示处理器的 S-
Spec编号，后面的 MALAY是生产产地。
L118A981-0023,表示产品的序列号。
CPU结构
4,CPU的接口：与主板的连接方式主要分为三大类：
一类是针脚式的 Socket类型，
另一类是插卡式的 Slot类型，
最新的 LGA (栅格阵列封装 )。
Socket 7插座,适用于 Pentium CPU
Intel的 Socket 370插座,支持 Celeron II,Pentium III、
Cyrix III和 VIA C3。
图 2-19 Socket 370 CPU插座
(1) Intel CPU 插座
Intel的 Socket 478 CPU接口支持 Pentium 4 CPU。
图 2-20 Socket 478 CPU插座
INTEL 最新的 LGA775封装
LGA775封装支持 intel的 64位 P4 CPU，由 CPU
上的接触片和插座上的弹簧针实现连接。
图 2-21
AMD的 Socket A（ Socket 462）是为 Socket A
架构的 Athlon处理器而设计的接口标准。用于
AMD的 Athlon,Duron和 Athlon XP。
(2) AMD 插座
Socket754支持 AMD的 64位 CPU;
Socket939支持 AMD的 K8 3000 64位 CPU。
AMD的 AM2接口采用 Socket940针,支持
4000+~5000+ 等。
Socket754 Socket939
2.3.3 CPU的主要技术参数
1,主频：也叫时钟频率（ CPU Clock Speed），单位是
MHz,GHz，是 CPU内数字脉冲信号振荡的速度，用来表示 CPU的工作频率。
2,外频：又称外部时钟频率，单位是 MHz，是由主板提供的系统总线的工作频率，是 CPU与主板之间同步运行的时钟频率。
3,倍频系数,是 CPU的运行频率与系统外频的倍数。
三者的关系为：
CPU的主频 (内部运行的频率 )= 外频 × 倍频系数。
例：主频 1700MHz，外频 100MHz，问倍频系数倍频系数 =CPU主频 /外频 =1700MHz/100MHz=17
答：倍频系数是 17。
FSB频率是指 CPU与内存数据总线直接交换数据的速度。
数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率，内存带宽必须要满足 CPU的带宽需求：
CPU需求带宽＝ CPU前端总线位宽（主流 CPU、内存均是
64bit） × CPU前端总线频率／ 8
各种 FSB的 Pentium 4带宽需求见表 2-1。
前端总线（ FSB） 带宽的计算
400MHz 64bit× 400MHz / 8bit=3.2GB/s
533MHz 64bit× 533MHz / 8bit=4.2GB/s
800MHz 64bit× 800MHz / 8bit=6.4GB/s
4,前端总线（ Front Side Bus,FSB） 频率
Cache（高速缓冲存储器，简称高速缓存）是一种速度比主存储器更快的存储器，其容量比主存储器小的多。 32位的处理器中赛扬 4 Cache 128KB,P4 Cache 512KB ~2MB(L2)。
功能是减少 CPU因等待低速主存所导致的延迟，改进系统性能。
图 2-22 内存层次结构图
5,高速缓存（ Cache）
6,内核（ Core）电压和 I/O工作电压
CPU的工作电压分为内核电压和 I/O电压两种。
7,制造工艺制造工艺是指在硅材料上生产 CPU时内部各元器件的连接线宽度，一般用?m（微米）表示。
8,字长
CPU在单位时间内同时能一次处理的二进制数的位数叫字长或位宽。
x86指令集是 Intel为其第一块 16位 CPU i8086专门开发的指令集，其简化版 i8088使用的也是 x86指令，同时为提高浮点数据处理能力而增加了 x87芯片，以后就将 x86
指令集和 x87指令集统称为 x86指令集。
10,流水线,将一条 X86指令分成 5~6步由不同功能的电路单元分别执行达到一个 CPU时钟周期完成一条指令。
超流水线：一个 CPU时钟周期完成一条以上的指令
11,CPU扩展指令集：对 X86增加的指令集如 3D,MMX。
9,x86指令集
2.4 CPU散热器
CPU散热器根据工作原理不同可以分为：风冷式、热管散热式、水冷式、半导体制冷和液态氮制冷等几种，但常用的散热器仍然是风冷式。
几种常见的风冷式散热器外观如图 2-23所示。
图 2-23
LGA775接口 CPU风扇风冷散热器主要由散热片、风扇和扣具构成。风冷式散热器的主要技术参数介绍如下。
1,散热片散热片由底座和鳍（ qí）片或称鳃（ sāi）片两个部分组成。
(1) 散热片的材料散热片的材料主要分为铜、铝两种。图 2-46
所示就是采用铜铝结合散热器技术的散热器。
目前散热片多采用挤压技术、切割技术、折叶技术和锻造技术，各种铝质散热片外观如图 2-
24所示。
(2) 散热片设计和工艺图 2-24
2,风扇各种风扇外观如图 2-25所示。
(1) 风扇口径
(2) 风扇转速
(3) 风扇排风量
(4) 风扇的噪声
(5) 风扇轴承图 2-25
采用油封轴承 SLEEVE BEARING、单滚珠轴承 ONE BALL BEARING、双滚珠轴承 TWO
BALL BEARING、磁悬浮液压轴承风扇的标签，
如图 2-26所示。
图 2-26 采用油封轴承、单滚珠轴承、双滚珠轴承和磁悬浮液压轴承风扇的标签扣具是固定散热器与 CPU接口的工具。常见扣具的外观如图 2-27所示。
图 2-27
3,扣具由于 CPU的架构有,Intel Socket 370,Intel
Socket 478,AMD Socket A等几种，所以散热器也有适应不同 CPU架构的不同类型。
另外，有些散热器还附带有一支备用的含银导热硅胶，为用户安装 CPU和风扇提供方便。图
2-28所示是几种散热器产品的外观。
图 2-28 散热器产品
4,适用于范围
2.5 实验
2.5.1 实习 1— Socket 478架构 CPU的安装
Socket 478架构 CPU的安装方法如下。
① 如图 2-31所示，打开拉杆 。
② 如图 2-31所示，轻轻插入 CPU 。
③ 如图 2-31所示，关闭拉杆 。
图 2-29 打开拉杆 图 2-30 插入 CPU 图 2-31 关闭拉杆
④ 在 CPU的核心上均匀涂上足够的导热硅脂。
⑤ 将散热片妥善定位在支撑机构上。
⑥ 如图 2-32所示，固定风扇 。
⑦ 如图 2-33所示，连接 CPU风扇电源接头 。
图 2-32 固定风扇 图 2-33 连接 CPU风扇电源接头
2.5.2 实习 2—— CPU的检测
WCPUID窗口如图 2-34所示。
图 2-34 WCPUID主窗口
CPU的发展史、分类、结构和主要性能指标 ;
常见 CPU的型号（ Intel系列 CPU,AMD系列
CPU）；
CPU散热器,CPU的安装,CPU的检测。
要求了解 CPU的发展历史和常见 CPU的型号；
重点掌握 CPU的分类、结构和主要性能指标；
熟练掌握 CPU的安装。
本章内容和重点
2.1 CPU的发展历史
1,4位处理器 —— Intel 4004
1971年,Intel公司研制出微处理器芯片
4004，如图 2-1所示。
图 2-1 Intel 4004处理器
2,8位处理器 —— Intel 8008/8080/8085
1972年,Intel公司研制出 8008处理器，
如图 2-2所示。
图 2-2 Intel 8008处理器
(1) Intel 8086/8088处理器
1978年,Intel公司推出了首枚 16位微处理器
8086，如图 2-3所示。
1979年,Intel公司开发出 8088,1981年，
IBM公司将 8088处理器用于其研制的 IBM PC中，
从而开创了全新的微机时代。
图 2-3 Intel 8086处理器
3,16位处理器 —— Intel8086/8088/80286
1982年,Intel推出了 80286芯片，图 2-5所示是 i80286的外观。 IBM公司将 80286处理器用在 IBM PC/AT机中。
图 2-5 Intel 80286处理器
(2) Intel 80286处理器
4,32位处理器 —— Intel 80386/80486
(1) Intel 80386处理器 985年,Intel发布 80386DX，如图 2-6所示。
图 2-7 386 CPU
除 Intel公司生产 386芯片外，还有 AMD,Cyrix,IBM,Ti等公司也生产与 80386兼容的芯片，如图 2-7所示摩托罗拉公司在此期间开发出了 68030 CPU，用于 Apple机。
(2) Intel 80486处理器
1989年,Intel推出了
80486芯片。
其他公司也推出了与 80486兼容的 CPU如下图所示。
图 2-9
从 80486开始首次出现了处理器倍频技术，该技术使处理器内部工作频率为处理器外部总线运行频率的 2或 4倍,486DX2,486DX4的名字便是由此而来，如图 2-10所示。
图 2-10
1993年,Intel公司发布了 Pentium（奔腾）处理器也称 586，以后都称为奔腾。第一代的
Pentium代号有 P54C,P55C，内建 MMX（多媒体指令集）的 Pentium处理器。
与 Pentium MMX属于同一级别的 CPU有 AMD
K6,Cyrix 6x86 MX等，如图 2-11所示。
(3) Intel Pentium处理器图 2-11
1997年,Intel公司发布了 Pentium II处理器。
同期,AMD和 Cyrix分别推出了同档次的 K6-2
和 Cyrix MII，如图 12所示。
1998年 4月,Intel推出了 Celeron（赛扬）处理器，其中最为成功的是 Socket 370接口 Celeron 333
和 366。
(4) Intel Pentium II处理器图 2-12
1999年,Intel公司发布了 Pentium III处理器。
也推出 Socket 370架构的 Pentium III,改善 SLOT1
的缺陷。
同时推出其简化版 Celeron处理器以降低成本
2000年 3月,AMD领先于 Intel率先推出了 1GHz
的 Athlon微处理器，其性能超过了 Pentium III。 。
(5) Intel Pentium III处理器图 2-13
AMD公司推出的 Athlon（速龙）采用 462针的 Socket
A架构，时钟频率为 700MHz～ 1.4GHz，内建 MMX
和增强型 3DNow!技术。
AMD公司还推出了 Athlon（速龙）的简化版本
Duron（钻龙），也采用 Socket A架构，时钟频率为
600～ 950MHz。
Intel公司在 2000年 11月发布了 Pentium 4处理器，采用基于全新的 Socket 423架构,0.18?m制造工艺，集成了
4200万个晶体管，主频为 1.4～ 2.0GHz。
基于 Socket 478架构的 32位 P4处理器，采用 Northwood
核心,0.13?m制造工艺，集成了 5500万个晶体管，主频为 1.8～ 2.4GHz。
同样,32位的 Pentium 4的简化版本 Pentium 4 Celeron也采用 Socket 478架构，主频频率为 1.4GHz以上。
(6) Intel Pentium 4处理器图 2-14
同期 AMD公司推出 Athlon XP（速龙 XP）,如图 2-15所示，仍采用 Socket A架构，以全面对抗 Pentium 4。
图 2-15 Athlon XP 3200+
5,64位处理器 —— AMD Athlon 64
2003年 9月,AMD发布了面向台式机的 64位处理器,Athlon 64和 Athlon 64 FX，如 图 2-16所示。它们的初始实际频率为 2.0GHz，晶体管数目为 1.059亿个，采用 0.13?m工艺。
图 2-16 AMD Athlon 64 FX
Intel 64位处理器同期的 Intel 64位 CPU用在服务器，一年后推出 64位的 P4台式机 CPU采用 LGA775封装 2.8~3.6G
主频 2.05亿个晶体管。
图 2-17
2.2.1 Intel系列 CPU
1,Pentium 4 2.4GHz（ FSB 400MHz）
Pentium 4 2.4GHz（ FSB 400MHz）是 Intel公司于 2002
年 4月发布的产品，是 Pentium 4的第二代产品。它采用
Northwood内核,0.13?m制作工艺，内核电压 1.5V，设计功耗为 59.8W,8KB L1 Cache,512KB全速 L2 Cache，
400MHz前端总线,Socket 478架构。
2,Pentium 4 2.4GHz（ FSB 533MHz）
Pentium 4 2.4GHz（ FSB 533MHz）是 Intel公司于 2002
年 11月发布的产品，是 Pentium 4的第三代产品。其外频提高到 133MHz，前端总线频率提高到 533MHz。
2.2 常见 CPU的型号
3,Pentium 4 3.2GHz（ FSB 800MHz）
Pentium 4 3.2GHz处理器。
4,Celeron 2.0GHz（ FSB 400MHz）
Celeron（赛扬）系列是 Intel的低端产品，
Celeron 2.0GHz采用 Northwood内核,0.13?m制造工艺，内核电压 1.5V,8KB L1 Cache,128KB全速 L2 Cache,400MHz的前端总线,Socket 478架构。
5,Intel 64位 CPU
2004年 8月,Intel 发布了 64位处理器 。推出了桌面版 64位 Pentium4 F处理器,采用了 LGA775接口,命名方法上采用按系列编号。
有 Pentium4的 5,6,8,9系列,64位的赛扬 D处理器和最新的 Core 2 DUO系列处理器等。
如,Celeron D 331是第一款支持 EM64T技术的赛扬
D处理器，该处理器采用 LGA 775接口，具有
2.8GHz实际频率。超频性能强。
Pentium 4 的 5系列 有 560,550,540,530 和 520等
550的主频为 3.4GHZ，前端总线频率（ FSB）为
800MHZ，外频是 200MHZ，倍频为 17,L2二级高速缓存是 1024K，使用 0.09微米制作工艺，核心工作电压为
1.4V，支持 MMX/SSE/SSE2等多媒体优化指令集。
6系列 处理器目前有 630,640,650,660,670五种，
其中 Pentium 4 670的频率高达 3.8GHz，
如,630拥有 2MB L2缓存，工作在 800MHz前端总线下，
支持 EM64T技术特点：家 庭用户对媒体应用的多样性以及多任务化；
在多任务的执行速度以及性能方面，双核处理器具备自己独自的优势。在进行图形处理的同时播放 MP3或者电影时区别就比较明显了。 双核处理器比普通处理器消耗的功率更低；双核处理器提高芯片性能并降低能耗的关键就在让每个芯片都工作在适中的速度上。
Pentium D 800系列
2005年 5月,Intel发布双核架构的 Pentium D,采用两个 Prescott内核和 1MB× 2二级缓存,采用 LGA775封装结构，并支持 800MHz前端总线。例如 840(3.2GHz)，
830(3GHz)以及 820(2.8GHz)。
6 Pentium D 双核处理器
Pentium D 900系列
65nm制造工艺，内建 3.76亿个晶体管，前端总线频率由 800MHz FSB提升至 1066MHz
FSB，主频为 3.46GHz,L2达 2MB x 2。
Pentium D 900系列有 Pentium D 915,920、
930,940,945,950和 960几个型号
Core 2 Duo系列
采用了 Core 2微架构，使处理器在整体功耗降低 40％的同时，性能提高了 40％，前端总线频率 FSB提升至 1333MHz,L2达 4MB 。接口为
LGA775,全新的智能缓存技术 提高了双核心乃至多核心处理器的工作效率 。目前 Core 2 Duo
系列主要有 Core 2 Duo E6300,Core 2 Duo
E6400,Core 2 Duo E6500,Core 2 Duo E6600、
Core 2 Duo E6700,Core 2 Duo E6800,E6850
（ 3.06GHz/FSB=1333MHz/4MB/65W）,
1,Athlon XP 2700+
2002年 11月,AMD推出 Athlon XP 2700+，它采用 Thoroughbred-B内核,0.13?m制作工艺，内核电压 1.65V，实际主频 2.16GHz，外频 166MHz,13.5倍频,333MHz前端总线频率,128KB L1 Cache，
256KB L2 Cache,Socket A架构。
2,Athlon XP 3200+
2003年 6月,AMD推出 Athlon XP 3200+，
2.2.2 AMD系列 CPU
3,Duron（钻龙）
Duron处理器是 AMD 2002年 1月推出的,2003年 8
月推出了新 Duron处理器，有 1.4GHz,1.6GHz、
1.8GHz等版本，属市场低端产品。新 Duron采用
Applebred（基于 Thoroughbred-A）内核,0.13?m制作工艺，电压为 1.50V，最大功耗为 57W,133MHz外频,266MHz FSB，拥有 128KB L1 Cache以及 64KB
L2 Cache，具备 Athlon XP所有具备的 SSE多媒体指令集、动态分支预取技术、嵌入感温二极管和采用
Barton当中的总线断开等技术。
4,Athlon 64和 Athlon 64 FX
2003年 9月,AMD发布了 64位处理器 。 AMD的
64位处理器分为 Athlon 64和 Athlon 64 FX两个系列，
区别在于前者采用了 Socket 754接口，只支持单通道内存，后者采用的是 Socket 940接口并支持双通道内存。相比之下,Athlon 64性能稍低,Athlon 64 FX拥有更为强大的性能。
64位闪龙 2500+,1.40GHz，一级缓存 128KB，二级缓存则为 256KB，采用 Socket 754接口,90纳米工艺制程，支持 SSE3和 X86-64，同样在处理器上集成
PC3200内存控制器。低频处理器往往具有出色的超频性能 。
Athlon 64 3000+ 采用 socket939架构；
具有 1.8GHz实际频率,512KB二级缓存，支持 AMD X86-64技术和双通道 DDR内存。
5、双核架构的 Athlon 64 X2处理器分别有 4000+,4400+,4800+,5000+,处理器频率分别为 2.6GHz,2.5GHz,2.3GHz,2.1GHz，
二级缓存 512KB× 2,采用 AM2接口 940针。
型号 位 主频 MHz 晶体管数（万） 插座 年代 其他厂家
4004 4 1 0.23 28 71
8008/8080/8085 8 2~4 0.9 40 72/74 6502 z80 MC6800
8088/8086 16 4~8 2.9 40 78
80286 16 6~20 13.4 68 82 Mc68000
386SX/DX 32 12~40 27.5 85 AMDCyIBM TI
MC68030
486 32 25~66 120 Socket3 89,.
Pentium 32 60~200 310 Socket7 93 AMDK6 Cy6X86
PII 32 233~333 750 SLOT1 97 K6-2
Celeron 32 333~366 Socket370 98
PIII 32 450~1000 950 Socket370 99 Amd Athlon
CeleronII 32 AMD Duron
P4 32 1.4~3.4G 5500 Socket478 00 Athlon XP
C4 32
P4LGA775 64 2.8~3.6G 2.05亿 Socket T 04.8 Athlon64(03.9)
P4-D 64x2 05.5 Athlon 64 X2
2.3 CPU的分类、结构和主要性能指标
2.3.1 CPU的分类
CPU有多种分类方法。
1,按 CPU的生产厂家分,Intel,AMD。。。
2,按 CPU的接口分,Socket,Slot,LGA
3,按 CPU的位数分,4,8,16,32,64
4,按标称频率分,MHz GHz
5,按 CPU的内核分,制造技术如 Northwood Thorton
6,按内核数量分：单、双、多
7,按应用场合分,台式机版、服务器版、移动版。
2.3.2 CPU的外部结构
从 CPU外部的结构看,CPU主要有两个部分组成：一个是内核，另一个是基板。下面以 Pentium 4（如图 2-18所示）为例，介绍其外部结构。
图 2-18
1,CPU的内核：大规模集成电路
2,CPU的基板：承载内核，固定引脚
3,CPU的编码：标注型号、主要参数等信息例,1.7GHz/256/400/1.75V SL57V MALAY /L118A981-0023
分别表示 CPU工作频率 /L2缓存大小 /前端总线频率 /工作电压，这是一颗 1.7GHz,L2缓存有 256KB、前端总线
400MHz、工作电压 1.75V的 CPU。 SL57V表示处理器的 S-
Spec编号，后面的 MALAY是生产产地。
L118A981-0023,表示产品的序列号。
CPU结构
4,CPU的接口：与主板的连接方式主要分为三大类：
一类是针脚式的 Socket类型，
另一类是插卡式的 Slot类型，
最新的 LGA (栅格阵列封装 )。
Socket 7插座,适用于 Pentium CPU
Intel的 Socket 370插座,支持 Celeron II,Pentium III、
Cyrix III和 VIA C3。
图 2-19 Socket 370 CPU插座
(1) Intel CPU 插座
Intel的 Socket 478 CPU接口支持 Pentium 4 CPU。
图 2-20 Socket 478 CPU插座
INTEL 最新的 LGA775封装
LGA775封装支持 intel的 64位 P4 CPU，由 CPU
上的接触片和插座上的弹簧针实现连接。
图 2-21
AMD的 Socket A（ Socket 462）是为 Socket A
架构的 Athlon处理器而设计的接口标准。用于
AMD的 Athlon,Duron和 Athlon XP。
(2) AMD 插座
Socket754支持 AMD的 64位 CPU;
Socket939支持 AMD的 K8 3000 64位 CPU。
AMD的 AM2接口采用 Socket940针,支持
4000+~5000+ 等。
Socket754 Socket939
2.3.3 CPU的主要技术参数
1,主频：也叫时钟频率（ CPU Clock Speed），单位是
MHz,GHz，是 CPU内数字脉冲信号振荡的速度，用来表示 CPU的工作频率。
2,外频：又称外部时钟频率，单位是 MHz，是由主板提供的系统总线的工作频率，是 CPU与主板之间同步运行的时钟频率。
3,倍频系数,是 CPU的运行频率与系统外频的倍数。
三者的关系为：
CPU的主频 (内部运行的频率 )= 外频 × 倍频系数。
例：主频 1700MHz，外频 100MHz，问倍频系数倍频系数 =CPU主频 /外频 =1700MHz/100MHz=17
答：倍频系数是 17。
FSB频率是指 CPU与内存数据总线直接交换数据的速度。
数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率，内存带宽必须要满足 CPU的带宽需求：
CPU需求带宽＝ CPU前端总线位宽（主流 CPU、内存均是
64bit） × CPU前端总线频率／ 8
各种 FSB的 Pentium 4带宽需求见表 2-1。
前端总线（ FSB） 带宽的计算
400MHz 64bit× 400MHz / 8bit=3.2GB/s
533MHz 64bit× 533MHz / 8bit=4.2GB/s
800MHz 64bit× 800MHz / 8bit=6.4GB/s
4,前端总线（ Front Side Bus,FSB） 频率
Cache（高速缓冲存储器，简称高速缓存）是一种速度比主存储器更快的存储器，其容量比主存储器小的多。 32位的处理器中赛扬 4 Cache 128KB,P4 Cache 512KB ~2MB(L2)。
功能是减少 CPU因等待低速主存所导致的延迟，改进系统性能。
图 2-22 内存层次结构图
5,高速缓存（ Cache）
6,内核（ Core）电压和 I/O工作电压
CPU的工作电压分为内核电压和 I/O电压两种。
7,制造工艺制造工艺是指在硅材料上生产 CPU时内部各元器件的连接线宽度，一般用?m（微米）表示。
8,字长
CPU在单位时间内同时能一次处理的二进制数的位数叫字长或位宽。
x86指令集是 Intel为其第一块 16位 CPU i8086专门开发的指令集，其简化版 i8088使用的也是 x86指令，同时为提高浮点数据处理能力而增加了 x87芯片，以后就将 x86
指令集和 x87指令集统称为 x86指令集。
10,流水线,将一条 X86指令分成 5~6步由不同功能的电路单元分别执行达到一个 CPU时钟周期完成一条指令。
超流水线：一个 CPU时钟周期完成一条以上的指令
11,CPU扩展指令集：对 X86增加的指令集如 3D,MMX。
9,x86指令集
2.4 CPU散热器
CPU散热器根据工作原理不同可以分为：风冷式、热管散热式、水冷式、半导体制冷和液态氮制冷等几种，但常用的散热器仍然是风冷式。
几种常见的风冷式散热器外观如图 2-23所示。
图 2-23
LGA775接口 CPU风扇风冷散热器主要由散热片、风扇和扣具构成。风冷式散热器的主要技术参数介绍如下。
1,散热片散热片由底座和鳍（ qí）片或称鳃（ sāi）片两个部分组成。
(1) 散热片的材料散热片的材料主要分为铜、铝两种。图 2-46
所示就是采用铜铝结合散热器技术的散热器。
目前散热片多采用挤压技术、切割技术、折叶技术和锻造技术，各种铝质散热片外观如图 2-
24所示。
(2) 散热片设计和工艺图 2-24
2,风扇各种风扇外观如图 2-25所示。
(1) 风扇口径
(2) 风扇转速
(3) 风扇排风量
(4) 风扇的噪声
(5) 风扇轴承图 2-25
采用油封轴承 SLEEVE BEARING、单滚珠轴承 ONE BALL BEARING、双滚珠轴承 TWO
BALL BEARING、磁悬浮液压轴承风扇的标签，
如图 2-26所示。
图 2-26 采用油封轴承、单滚珠轴承、双滚珠轴承和磁悬浮液压轴承风扇的标签扣具是固定散热器与 CPU接口的工具。常见扣具的外观如图 2-27所示。
图 2-27
3,扣具由于 CPU的架构有,Intel Socket 370,Intel
Socket 478,AMD Socket A等几种，所以散热器也有适应不同 CPU架构的不同类型。
另外，有些散热器还附带有一支备用的含银导热硅胶，为用户安装 CPU和风扇提供方便。图
2-28所示是几种散热器产品的外观。
图 2-28 散热器产品
4,适用于范围
2.5 实验
2.5.1 实习 1— Socket 478架构 CPU的安装
Socket 478架构 CPU的安装方法如下。
① 如图 2-31所示，打开拉杆 。
② 如图 2-31所示，轻轻插入 CPU 。
③ 如图 2-31所示，关闭拉杆 。
图 2-29 打开拉杆 图 2-30 插入 CPU 图 2-31 关闭拉杆
④ 在 CPU的核心上均匀涂上足够的导热硅脂。
⑤ 将散热片妥善定位在支撑机构上。
⑥ 如图 2-32所示，固定风扇 。
⑦ 如图 2-33所示，连接 CPU风扇电源接头 。
图 2-32 固定风扇 图 2-33 连接 CPU风扇电源接头
2.5.2 实习 2—— CPU的检测
WCPUID窗口如图 2-34所示。
图 2-34 WCPUID主窗口
