CPU的功能组成及性能参数PPT教学课件

——CPU的功能组成及性能参数
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CPU：(Central Processing Unit) 即中央处理 器，是决定计算机处理性能的核心部件之一。
功能：处理并执行系统指令，对数据进行运算，控 制数据的输入输出、存储及传输。
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CPU主要由运算器、控制器和寄存器三大部分。
运算器：进行算数运算和逻辑运算。 控制器：分析系统指令，协调计算机各部件工作。 寄存器：负责存储指令以及指令执行过程中的数据。
除了以上部件以外，CPU内部还有高速缓存（cache）以及部件 之间进行联系的总线。
随着技术的发展，现在的一些CPU还集成了图形处理器（GPU）、 内存控制器、PCI-E控制器等，进一步提升了CPU的性能。
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历史的经典
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1971年INTEL公司推 出了世界上第一台微 处理器4004。这不 但是第一个用于计算 器的4位微处理器， 也是第一款个人有能 力买得起的电脑处理 器。4004含有2300 个晶体管 ，采用 10um制造工艺，时 钟频率为1MHz。
主要影响CPU与内存、显卡等设备交换数据的速 度。
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5、高速缓存（Cache）： 全称是高速缓冲存储器，位于CPU与内存之
间的临时存储器，容量比内存小但速度比内存快， 起缓冲作用，可以减少CPU等待数据传输的时间。
级别分类：
一级缓存（L1 Cache） 二级缓存（L2 Cache） 三级缓存（L3 Cache ）
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1、主频： 又称为时钟频率，单位为兆赫兹（MHz）或千
兆赫兹（GHz），用来表示CPU的运算和处理数据 的速度。在其他因素都一样的情况下，主频越高， CPU性能越高。
注意： 主频与CPU实际的运算能力不能划等号，只能
说主频仅仅是CPU性能表现的一个方面，而不代表 CPU的整体性能。
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2、外频：
和nm为单位，是指芯片内电路与电路之间的距离， 值越小制造工艺就越先进。
发展过程中主要经历过180nm、130nm、 90nm、65nm、45nm、22nm，目前Intel最新 的产品为14nm。
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9、核心电压： 指CPU核心正常工作所需的电压。
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10、指令集： CPU依靠指令来进行计算和控制系统，每款
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CPU的发展(以Intel为例)
286、386、
8080 486
4004
8086
微处理器 时代
1971
个人电脑 时代
1978
奔腾II，III
奔腾
互联网时代
多媒体时代
1993
1997
奔腾4， 奔腾双核 数字家庭
2000
酷睿 全新时代
2006
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提出者：戈登· 摩尔 （ Intel公司创始人之一） 时 间：1965年 内 容：
指CPU的系统总线的工作频率，单位为MHz、GHz， 决定着整块主板的运行速度，是CPU与主板同步运行 的时钟频率。
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3、倍频： 又称倍频系数，是CPU运行频率与系统外频
之间的倍数。以0.5为一个间隔单位

主频＝外频×倍频。
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4、前端总线（FSB）频率： CPU与主板北桥芯片之间的数据交换频率，
（1）当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件数目 每隔18~24个月便会增加一倍。
（2）微处理器的性能每隔18个月提升一倍，或价格下 降一半。
（3）每一美元能够买到的电脑性能，将每隔18~24个 月提升一倍。
7ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
摩尔定律能否一直持续下去？
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多核化 多线程 低功耗 新工艺（制程）
CPU在设计时就规定了一系列与之硬件电路相配 合的指令系统。
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按品牌 按字长 按核心数 按接口类型
引脚式、卡式、针脚式、触点式
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2C.2PCUP的U的外分类部、结结构构及主要性能参数
从外部看CPU结构，主要由两个部分组成：一个是核心，另一 个是基板。如图为CPU的外部结构。
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按需选购 购买时机 盒装散装
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对于第一次组装计算机用户来说，AMD和INTEL CPU应该选择哪家？
赛扬、奔腾、酷睿i3这三款CPU该怎么选？ 如何才能选购到一款原装正品盒装CPU？ 如何测试CPU性能信息？
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6、字长（位宽）：
计算机技术中对CPU在单位时间内能一次处 理的二进制数的位数叫字长或位宽。 目前主流CPU都是64位的。
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7、核心数： 指一块CPU基板上集成的处理器的核心数。 目前市场上主要有双核、四核、六盒、八核等
产品。
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8、制造工艺（制程）： CPU制造工艺也称为制程宽度或制程，以um
CPU中间凸起部分就是核心，也叫内核， 基是板CP是U硅承晶载片C部PU分核。心目用前的，电绝路大板多，数它C负PU责都 核采心用芯了片一与种外翻界转的核数心据的传封输装。形它式上，面即常CP焊U核 有心电在容硅、芯电片阻的，底还部有被决翻定转C后P封U时装钟在频陶率瓷的电 桥路接基电板路上。，基这板样的能背够面使或CP者U核下心沿直，接有与针散脚热 或装者置卡接式触接，口另，一它面是通C过P基U与板外上部的电引路脚连与接外 的界通电道路，连同接时。也起着固定CPU的作用。早 期核的心C上P面U基加板装都金是属采盖用：陶帮瓷助制散成热的、，保而护最。 新的CPU有些已改用有机物制造，它能提 供更好的电气和散热性能。
I8086的时钟频率为 80386内部内含27.5
4.77MHz，集成了 万个晶体管，时钟频
2.9万个晶体管。
率为12.5MHz，后提
高到20MHz，
25MHz，33MHz，
40MHz。
2003年9月24日， AMD Athlon64处理 器正式推出， Athlon64的发布才真 正的宣告了个人64位 计算时代的到来。
1972年INTEL公司研 制出了Intel C8008， 是世界上第一款8位 处理器。 8008晶体 管的总数已经达到了 3500个。
1978年，Intel公司
1985年INTEL推出
再次领导潮流，首次 了80386芯片，它是
生产出16位的微处理 80X86系列中的第一
器，并命名为i8086 。 种32位微处理器，