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第三章
CPU
新干线电脑直通车
学习目的：
? 了解 CPU的常见品牌性能指标
? 根据条件选择一款性价比高的 CPU
?学习重点：
? CPU的主要性能指标
? 常用 CPU介绍
? CPU选购的注意事项
单元 1
工作应用实例 —— 选购一块
适合自己的 CPU
首先必须清楚自己的主板可以支持哪些 CPU。
其次根据不同的使用要求再进一步确定具体的 CPU型号
初级电脑使用者，可以选择 Intel公司的赛扬系列 CPU或是 AMD公司
的毒龙系列 CPU，因为这些 CPU一般价格比较便宜，适合入门级的电
脑用户。
单元 2
知识要点
3.2.1 CPU的概念及作用
CPU是英文,Central Processing Unit”的缩写，是中央处理器或中
内处理单元的意思。下图是一块 Intel公司的 CPU。几乎电脑中全部的
信息和数据处理任务都由 CPU负责，作用相当于人的大脑一样重要，
也可把 CPU比作是电脑的大脑，是一台电脑的核心部分。 CPU由运算
器和控制器组成，内部结构可分为控制单元、逻辑单元和存储单元三
大部分。
CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程：进入工厂的原料
（指令），经过物资分配部门（控制单元）的调度分配，被送往生产
线（逻辑运算单元），生产出成品（处理后的数据）后，再存储在仓
库（存储器）中，最后等着拿到市场上去卖（交应用程序使用）。
Intel CPU
3.2.2 CPU的主要性能指标
1.主频
主频也称为时钟频率，单位是 MHz，用来表示 CPU的运
算速度。 CPU的主频计算公式为：主频＝外频 × 倍频系数。
常见的主频表现形式有，从 Intel公司的 Pentium 100MHz到现在的奔
腾 4 3.0G，其中的 100Mhz和 3.0GHz都是 CPU的主频；从 AMD公司的
K6-2 300到现在的 Athlon XP 3200＋,K6-2 300表示 AMD公司 CPU的
主频，而现在的 Athlon XP系列的 CPU的表示就不一样了，这些所谓的
2500＋不表示 CPU的工作频率为 2500Mhz，而是表示它工作时相当于
Intel公司奔腾 4 CPU的同频产品，这点可以说明 AMD公司的 CPU的性
能较好，它的实际工作频率往往是低于这个数字的。
2.外频
外频是 CPU与主板之间同步运行的速度，单位也是 MHz。目前的绝
大部分电脑系统中，外频也是内存与主板之间的同步运行速度。在这种
方式下，可以理解为 CPU的外频直接与内存实现同步运行状态。
3.前端总线频率（ FSB）
前端总线频率（ FSB），即总线频率，是直接影响 CPU与内存直接
数据交换速度。由于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，即是数据带宽＝（总线频率 × 数据带宽） /8。
前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是 CPU与主板之间同步
运行的速度。也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡
一千万次；而 100MHz前端总线指的是每秒钟 CPU可接受的数据传输量
是 100MHz× 64bit÷ 8Byte/bit=800MB/s。
4.倍频系数
倍频系数，是指 CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外
频下，倍频越高 CPU的频率也越高。但实际上，在相同外频的前提下，
高倍频的 CPU本身意义并不大。这是因为 CPU与系统之间数据传输速
度是有限的，一味追求高倍频而得到高主频的 CPU就会出现明显的
“瓶颈”效应 — CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足 CPU运
算的速度。
5.缓存
缓存是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与 CPU交换
数据，因此速度很快。 L1 Cache（一级缓存）是 CPU第一层高速缓存。
内置的 L1高速缓存的容量和结构对 CPU的性能影响较大，不过高速缓
冲存储器均由静态 RAM组成，结构较复杂，在 CPU管芯面积不能太大
的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般 L1缓存的容量
通常在 32~256KB,
L2 Cache（二级缓存）是 CPU的第二层高速缓存，分内部和外部两
种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同，而外部的二级缓存 则只有主频的一半。 L2高速缓存容量也会影响 CPU的性能，原则是越
大越好，现在家庭用 CPU容量最大的是 512KB，而服务器和工作站上
用 CPU的 L2高速缓存更高达 1MB-3MB。
L3 Cache（三级缓存）是最新奔腾 4处理器的第三级缓存，一般为
512K到 3MB不等,CPU临时存放要处理数据。
6,CPU扩展指令集
CPU扩展指令集指的是 CPU增加的多媒体或者是 3D处理指
令，这些扩展指令可以提高 CPU处理多媒体和 3D图形的能力。
著名的有 MMX（多媒体扩展指令）,SSE（因特网数据流单指
令扩展）和 3DNow!指令集，以及奔腾 4处理器的 SSE2和最新的
SSE3指令集。
7,CPU内核和 I/O工作电压
从 586CPU开始,CPU的工作电压分为内核电压和 I/O电压两
种。其中内核电压的大小是根据 CPU的生产工艺而定，一般制
作工艺越小，内核工作电压越低； I/O电压一般都在 1.6~3V。低
电压能解决耗电过大和发热过高的问题。
8.制造工艺
指在硅材料上生产 CPU时内部各元器材的连接线宽度，一般用微米
表示。微米值越小制作工艺越先进,CPU可以达到的频率越高，集成
的晶体管就可以更多。目前 Intel的奔腾和 AMD的 XP都已经达到了 0.13
和 0.09微米的制造工艺。
9.指令集
指令集包括,X86指令集和 RISC指令集。
10.字长
电脑技术中对 CPU在单位时间内（同一时间）能一次处理的二进制
数的位数叫字长。
11.IA-32,IA-64架构
IA是 Intel Architecture（英特尔体系结构）的英语缩写,IA-32或 IA-
64是指符合英特尔结构字长为 32或 64位的 CPU，其他公司所生产的与
Intel产品相兼容的 CPU也包括在这一范畴。当前市场上决大部分的 X86
系列 CPU仍属 IA-32架构。 AMD和 Intel已经推出 Athlon64是 IA-64架构的
CPU，现在市场上还很少见。
12,流水线与超流水线
流水线（ pipeline）是 Intel首次在 486芯片中开始使用的。流水线的工作
方式就像工业生产上的装配流水线。在 CPU中由 5— 6个不同功能的电
路单元组成一条指令处理流水线，然后将一条 X86指令分成 5— 6步后再
由这些电路单元分别执行，这样就能实现在一个 CPU时钟周期完成一
条指令，因此提高 CPU的运算速度。
超流水线（ superpiplined）是指某型 CPU内部的流水线超过通常的 5—
6步以上，例如 Pentium pro的流水线就长达 14步。将流水线设计的步
（级）越长，其完成一条指令的速度越快，因此才能适应工作主频更高 的 CPU。
13,封装形式
CPU封装是采用特定的材料将 CPU芯片或 CPU模块固化在其中以防
损坏的保护措施，一般必须在封装后 CPU才能交付用户使用。 CPU的
封装方式取决于 CPU安装形式和器件集成设计，从大的分类来看通常
采用 Socket插座进行安装的 CPU使用 PGA（栅格阵列）方式封装，而
采用 Slot x槽安装的 CPU则全部采用 SEC（单边接插盒）的形式封装。
现在还有 PLGA（ Plastic Land Grid Array）,OLGA（ Organic Land
Grid Array）等封装技术。
3.2.3 常用 CPU介绍
1,Intel公司
1） Intel Pentium MMX
2） Intel Pentium II
3） Intel 赛扬（ Celeron）
4） Intel Pentium III
5） Intel 奔腾 4
Intel奔腾 4标志
Intel Pentium MMX CPU
Intel Pentium II CPU
Intel Celeron CPU
Intel Pentium III CPU
Intel P4 CPU
2,AMD（超微）公司
1） AMD K6-2
2） AMD K6-III
3） AMD Athlon
4） AMD Athlon XP
AMD K6-2
AMD K6-III
AMD Athlon CPU
AMD Athlon XP 2500 CPU
3,IBM和 Cyrix
美国国家半导体公司 IBM和 Cyrix公司，拥有自己的芯片生产线，
其成品日益完善和完备。现在的 MII性能不错，尤其是它的价格很
低。
IBM 6X86MX CPU Cyrix MII CPU
3.3.4 CPU 的封装
摩尔定律预测：每平方英寸芯片的晶体管数目每过 18个月就将
增加一倍，成本则下降一半。
1.DIP封装
2.QFP封装
3.PGA封装
4.BGA封装
5.现在较为常见的封装技术
1） OPGA封装
2） mPGA封装
3） CPGA封装
4） FC-PGA封装
6.其他封装
1） FC-PGA2封装
2） OOI封装
3） PPGA封装
4） S.E.C.C.封装
5） S.E.C.C.2封装
6） S.E.P.封装
3.3.5 CPU的选购的注意事项
1.根据各自需求选购
2.频高的不一定是最好的
3.正确识别 CPU
对于 Intel的产品，可以通过 CPU的编号（如图 3-28所示）来
识别，可以通过网络查找一些相关的数据，也可参照下面
的信息。
奔腾 4 CPU
?第 1,2行,Intel Pentium 4，既奔腾处理器，不同批的奔腾上这 2行
字体的大小还会变化。
?第 3行,1.7GHz/256/400/1.75V，分别表示处理器工作频率为 1.7GHz，
L2缓存为 256Kbytes，前端总线频率为 400MB/s，工作电压为 1.75V。
?第 4行,SL57V MALAY,SL57V表示处理器的 S-Spec编号，后面的
MALAY是生产产地。
?第 5行,L118a981-0023，表示产品的序列号，每个 CPU都不相同，
用于网络识别。
?第 6行,Intel，产品注册标志。
?第 7行：不一定出现（这里就没有出现），定义不明确。
奔腾 4 CPU包装盒面
盒装处理器的包装盒一侧有个白色的标签，上面也有许多的编号，表达 的内容更加丰富，先来看看 PGA-423 奔腾包装盒上标签的内容。第 1行：
Pentium 4 Processor 1.7GHz w/OMB memory，表示内装 1.7GHz的奔
腾。
第 2行,System Bus 400MHz,256KB L2-Cache,PGA-423 Pkg，表
示系统前端总线为 400MHz,L2缓存为 256KB，采用 PGA-423封装。
第 3行,PROD,CODE为产品代码,BX80528JK170GSL57V，其中末
尾的 SL57V和处理器金属帽上刻的 S-Spec编号是对应的。
第 4行：并列了 MM#和 EAN的条形码编号。
第 5行,FPO/BATCH #,L118A981，也与处理器金属帽上刻的产品序
列号对应，后面则是 CUP的条形码编号。
第 6行,VERSION #,A59765-001内容未详，而后面的 PACK
DATE,06/17/2001是处理器的包装日期，按月 /日 /年排列。
右侧竖条,MADE IN MALAYSIA，表示产地。
单元 3
举一反三
3.3 举一反三
如何通过系统自带的工具识别 CPU的型号：
? 通过系统属性
? 通过 Directx诊断工具识别
? 在 Windows XP中降低 CPU占用率
上机实战
自己动手拆开一台电脑，取下 CPU风扇及 CPU，观察 CPU上面的信息，
试着说出该 CPU 生产厂商、型号及其相关的技术指标。
第三章
CPU
新干线电脑直通车
学习目的：
? 了解 CPU的常见品牌性能指标
? 根据条件选择一款性价比高的 CPU
?学习重点：
? CPU的主要性能指标
? 常用 CPU介绍
? CPU选购的注意事项
单元 1
工作应用实例 —— 选购一块
适合自己的 CPU
首先必须清楚自己的主板可以支持哪些 CPU。
其次根据不同的使用要求再进一步确定具体的 CPU型号
初级电脑使用者，可以选择 Intel公司的赛扬系列 CPU或是 AMD公司
的毒龙系列 CPU，因为这些 CPU一般价格比较便宜，适合入门级的电
脑用户。
单元 2
知识要点
3.2.1 CPU的概念及作用
CPU是英文,Central Processing Unit”的缩写，是中央处理器或中
内处理单元的意思。下图是一块 Intel公司的 CPU。几乎电脑中全部的
信息和数据处理任务都由 CPU负责，作用相当于人的大脑一样重要，
也可把 CPU比作是电脑的大脑，是一台电脑的核心部分。 CPU由运算
器和控制器组成，内部结构可分为控制单元、逻辑单元和存储单元三
大部分。
CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程：进入工厂的原料
（指令），经过物资分配部门（控制单元）的调度分配，被送往生产
线（逻辑运算单元），生产出成品（处理后的数据）后，再存储在仓
库（存储器）中，最后等着拿到市场上去卖（交应用程序使用）。
Intel CPU
3.2.2 CPU的主要性能指标
1.主频
主频也称为时钟频率，单位是 MHz，用来表示 CPU的运
算速度。 CPU的主频计算公式为：主频＝外频 × 倍频系数。
常见的主频表现形式有，从 Intel公司的 Pentium 100MHz到现在的奔
腾 4 3.0G，其中的 100Mhz和 3.0GHz都是 CPU的主频；从 AMD公司的
K6-2 300到现在的 Athlon XP 3200＋,K6-2 300表示 AMD公司 CPU的
主频，而现在的 Athlon XP系列的 CPU的表示就不一样了，这些所谓的
2500＋不表示 CPU的工作频率为 2500Mhz，而是表示它工作时相当于
Intel公司奔腾 4 CPU的同频产品，这点可以说明 AMD公司的 CPU的性
能较好，它的实际工作频率往往是低于这个数字的。
2.外频
外频是 CPU与主板之间同步运行的速度，单位也是 MHz。目前的绝
大部分电脑系统中，外频也是内存与主板之间的同步运行速度。在这种
方式下，可以理解为 CPU的外频直接与内存实现同步运行状态。
3.前端总线频率（ FSB）
前端总线频率（ FSB），即总线频率，是直接影响 CPU与内存直接
数据交换速度。由于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，即是数据带宽＝（总线频率 × 数据带宽） /8。
前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是 CPU与主板之间同步
运行的速度。也就是说,100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡
一千万次；而 100MHz前端总线指的是每秒钟 CPU可接受的数据传输量
是 100MHz× 64bit÷ 8Byte/bit=800MB/s。
4.倍频系数
倍频系数，是指 CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外
频下，倍频越高 CPU的频率也越高。但实际上，在相同外频的前提下，
高倍频的 CPU本身意义并不大。这是因为 CPU与系统之间数据传输速
度是有限的，一味追求高倍频而得到高主频的 CPU就会出现明显的
“瓶颈”效应 — CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足 CPU运
算的速度。
5.缓存
缓存是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与 CPU交换
数据，因此速度很快。 L1 Cache（一级缓存）是 CPU第一层高速缓存。
内置的 L1高速缓存的容量和结构对 CPU的性能影响较大，不过高速缓
冲存储器均由静态 RAM组成，结构较复杂，在 CPU管芯面积不能太大
的情况下,L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般 L1缓存的容量
通常在 32~256KB,
L2 Cache（二级缓存）是 CPU的第二层高速缓存，分内部和外部两
种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同，而外部的二级缓存 则只有主频的一半。 L2高速缓存容量也会影响 CPU的性能，原则是越
大越好，现在家庭用 CPU容量最大的是 512KB，而服务器和工作站上
用 CPU的 L2高速缓存更高达 1MB-3MB。
L3 Cache（三级缓存）是最新奔腾 4处理器的第三级缓存，一般为
512K到 3MB不等,CPU临时存放要处理数据。
6,CPU扩展指令集
CPU扩展指令集指的是 CPU增加的多媒体或者是 3D处理指
令，这些扩展指令可以提高 CPU处理多媒体和 3D图形的能力。
著名的有 MMX（多媒体扩展指令）,SSE（因特网数据流单指
令扩展）和 3DNow!指令集，以及奔腾 4处理器的 SSE2和最新的
SSE3指令集。
7,CPU内核和 I/O工作电压
从 586CPU开始,CPU的工作电压分为内核电压和 I/O电压两
种。其中内核电压的大小是根据 CPU的生产工艺而定，一般制
作工艺越小，内核工作电压越低； I/O电压一般都在 1.6~3V。低
电压能解决耗电过大和发热过高的问题。
8.制造工艺
指在硅材料上生产 CPU时内部各元器材的连接线宽度，一般用微米
表示。微米值越小制作工艺越先进,CPU可以达到的频率越高，集成
的晶体管就可以更多。目前 Intel的奔腾和 AMD的 XP都已经达到了 0.13
和 0.09微米的制造工艺。
9.指令集
指令集包括,X86指令集和 RISC指令集。
10.字长
电脑技术中对 CPU在单位时间内（同一时间）能一次处理的二进制
数的位数叫字长。
11.IA-32,IA-64架构
IA是 Intel Architecture（英特尔体系结构）的英语缩写,IA-32或 IA-
64是指符合英特尔结构字长为 32或 64位的 CPU，其他公司所生产的与
Intel产品相兼容的 CPU也包括在这一范畴。当前市场上决大部分的 X86
系列 CPU仍属 IA-32架构。 AMD和 Intel已经推出 Athlon64是 IA-64架构的
CPU，现在市场上还很少见。
12,流水线与超流水线
流水线（ pipeline）是 Intel首次在 486芯片中开始使用的。流水线的工作
方式就像工业生产上的装配流水线。在 CPU中由 5— 6个不同功能的电
路单元组成一条指令处理流水线，然后将一条 X86指令分成 5— 6步后再
由这些电路单元分别执行，这样就能实现在一个 CPU时钟周期完成一
条指令，因此提高 CPU的运算速度。
超流水线（ superpiplined）是指某型 CPU内部的流水线超过通常的 5—
6步以上，例如 Pentium pro的流水线就长达 14步。将流水线设计的步
（级）越长，其完成一条指令的速度越快，因此才能适应工作主频更高 的 CPU。
13,封装形式
CPU封装是采用特定的材料将 CPU芯片或 CPU模块固化在其中以防
损坏的保护措施，一般必须在封装后 CPU才能交付用户使用。 CPU的
封装方式取决于 CPU安装形式和器件集成设计，从大的分类来看通常
采用 Socket插座进行安装的 CPU使用 PGA（栅格阵列）方式封装，而
采用 Slot x槽安装的 CPU则全部采用 SEC（单边接插盒）的形式封装。
现在还有 PLGA（ Plastic Land Grid Array）,OLGA（ Organic Land
Grid Array）等封装技术。
3.2.3 常用 CPU介绍
1,Intel公司
1） Intel Pentium MMX
2） Intel Pentium II
3） Intel 赛扬（ Celeron）
4） Intel Pentium III
5） Intel 奔腾 4
Intel奔腾 4标志
Intel Pentium MMX CPU
Intel Pentium II CPU
Intel Celeron CPU
Intel Pentium III CPU
Intel P4 CPU
2,AMD（超微）公司
1） AMD K6-2
2） AMD K6-III
3） AMD Athlon
4） AMD Athlon XP
AMD K6-2
AMD K6-III
AMD Athlon CPU
AMD Athlon XP 2500 CPU
3,IBM和 Cyrix
美国国家半导体公司 IBM和 Cyrix公司，拥有自己的芯片生产线，
其成品日益完善和完备。现在的 MII性能不错，尤其是它的价格很
低。
IBM 6X86MX CPU Cyrix MII CPU
3.3.4 CPU 的封装
摩尔定律预测：每平方英寸芯片的晶体管数目每过 18个月就将
增加一倍，成本则下降一半。
1.DIP封装
2.QFP封装
3.PGA封装
4.BGA封装
5.现在较为常见的封装技术
1） OPGA封装
2） mPGA封装
3） CPGA封装
4） FC-PGA封装
6.其他封装
1） FC-PGA2封装
2） OOI封装
3） PPGA封装
4） S.E.C.C.封装
5） S.E.C.C.2封装
6） S.E.P.封装
3.3.5 CPU的选购的注意事项
1.根据各自需求选购
2.频高的不一定是最好的
3.正确识别 CPU
对于 Intel的产品，可以通过 CPU的编号（如图 3-28所示）来
识别，可以通过网络查找一些相关的数据，也可参照下面
的信息。
奔腾 4 CPU
?第 1,2行,Intel Pentium 4，既奔腾处理器，不同批的奔腾上这 2行
字体的大小还会变化。
?第 3行,1.7GHz/256/400/1.75V，分别表示处理器工作频率为 1.7GHz，
L2缓存为 256Kbytes，前端总线频率为 400MB/s，工作电压为 1.75V。
?第 4行,SL57V MALAY,SL57V表示处理器的 S-Spec编号，后面的
MALAY是生产产地。
?第 5行,L118a981-0023，表示产品的序列号，每个 CPU都不相同，
用于网络识别。
?第 6行,Intel，产品注册标志。
?第 7行：不一定出现（这里就没有出现），定义不明确。
奔腾 4 CPU包装盒面
盒装处理器的包装盒一侧有个白色的标签，上面也有许多的编号，表达 的内容更加丰富，先来看看 PGA-423 奔腾包装盒上标签的内容。第 1行：
Pentium 4 Processor 1.7GHz w/OMB memory，表示内装 1.7GHz的奔
腾。
第 2行,System Bus 400MHz,256KB L2-Cache,PGA-423 Pkg，表
示系统前端总线为 400MHz,L2缓存为 256KB，采用 PGA-423封装。
第 3行,PROD,CODE为产品代码,BX80528JK170GSL57V，其中末
尾的 SL57V和处理器金属帽上刻的 S-Spec编号是对应的。
第 4行：并列了 MM#和 EAN的条形码编号。
第 5行,FPO/BATCH #,L118A981，也与处理器金属帽上刻的产品序
列号对应，后面则是 CUP的条形码编号。
第 6行,VERSION #,A59765-001内容未详，而后面的 PACK
DATE,06/17/2001是处理器的包装日期，按月 /日 /年排列。
右侧竖条,MADE IN MALAYSIA，表示产地。
单元 3
举一反三
3.3 举一反三
如何通过系统自带的工具识别 CPU的型号：
? 通过系统属性
? 通过 Directx诊断工具识别
? 在 Windows XP中降低 CPU占用率
上机实战
自己动手拆开一台电脑，取下 CPU风扇及 CPU，观察 CPU上面的信息，
试着说出该 CPU 生产厂商、型号及其相关的技术指标。
