第章中出理部 本章较详细地介绍了PC兼容机使用的 Intel、AMD 和 Cyrix系列的32位微处理器(CPU)的性能和特点。 3,1CP技术指标和封惹 3,2刘去的位 Intel处理器 3,3目前的1nte1外理 3,4AM和ix处理器 请单击鼠标在键换页
第3章 中央处理器 本章较详细地介绍了PC兼容机使用的Intel、AMD 和Cyrix系列的32位微处理器（CPU）的性能和特点。 3.1 CPU的技术指标和封装 3.2 过去的32位Intel处理器 3.3 目前的Intel处理器 3.4 AMD和Cyrix处理器 退出
3.1C的按水指标鸦到装 3LLCP的技代指花 3.11.1cPU的基本构成和性能 中央处理器CPU( Central Processing Unit)是 块超大规模集成电路芯片,它的内部是由几十万个 ( Intel80386)到几千万个( Intel pent ium4)晶 体管元件组成的十分复杂的电路,其中包括运算器、 寄存器、控制器和总线(数据、控制、地址总线)等。 它通过执行指令来进行运算和控制系统,它是整个微 机系统的核心。以 PentiumⅡ为例,CPU的内部构成如 图3-1所示。 请单击鼠标在键换页
3.1 CPU的技术指标和封装 3.1.1CPU的技术指标 3.1.1.1 CPU的基本构成和性能 中央处理器CPU ( Central Processing Unit)是 一块超大规模集成电路芯片，它的内部是由几十万个 （Intel 80386）到几千万个（Intel Pentium 4）晶 体管元件组成的十分复杂的电路，其中包括运算器、 寄存器、控制器和总线（数据、控制、地址总线）等。 它通过执行指令来进行运算和控制系统，它是整个微 机系统的核心。以Pentium Ⅱ为例，CPU的内部构成如 图3-1所示
Pentium I Processor 处理器内核 双指令译码器x86-RISC86 3个并行的指令处理流水线 5个RIsC86指令并行处理单元 Cache 数存器川侈多媒你(M整数寄存器浮点(FPU分支热行 高速缓存L2 Cache TAG 512KB 高速缓存 控制单元 高速宽总线奇仔器|16K指令16KB数据 CPU接口slot1 地址总线数据总线控制总线 图3-1奔腾二的内部结构 请单击鼠标在键换页
图3-1 奔腾二的内部结构
PC兼容机使用最多的CPU是 Intel、AMD( Advanced Micro devices,Inc.)和 Cyrix公司的产品。从 Intel80386开始,都是髙性能、高速度、32位数据处 理的所谓“第四代”CPU,前三代分别为4位、8位和16 位处理器。 Pentium是“第五代”CPU, PentiumⅡ Ⅲ是“第六代”CPU, Pentium4是“第七代”CPU。图 3-2是将 PentiumⅢ处理器的电路、外壳、散热片和风 扇等各部分分解开来的照片。 请单击鼠标在键换页
PC兼容机使用最多的CPU是Intel、AMD（Advanced Micro Devices , Inc.）和Cyrix公司的产品。从 Intel 80386开始，都是高性能、高速度、32位数据处 理的所谓“第四代”CPU，前三代分别为4位、8位和16 位处理器。Pentium是“第五代”CPU，Pentium Ⅱ、 Ⅲ是“第六代”CPU，Pentium 4是“第七代”CPU。图 3-2是将Pentium Ⅲ处理器的电路、外壳、散热片和风 扇等各部分分解开来的照片
卡+卡 图3-2 PentiumⅢ处理器 请单击鼠标在键换页
图3-2 Pentium Ⅲ处理器
3.112cPU的主要技术指标和特点 字长 CPU的字长通常是指其数据总线宽度,单位是二进 制的位(bit)。它是CPU数据处理能力的重要指标, 反映了CPU能够处理的数据宽度、精度和速度等,因此 常常以字长位数来称呼CPU。 2.CPU的外部总线 CPU的总线是指CPU芯片与外部连接的总线,由其 引脚引出,包括数据线( Data bus)、地址线 ( Address bus)和控制线( Control bus)三组。 请单击鼠标在键换页
3.1.1.2 CPU的主要技术指标和特点 1．字长 CPU的字长通常是指其数据总线宽度，单位是二进 制的位（bit）。它是CPU数据处理能力的重要指标， 反映了CPU能够处理的数据宽度、精度和速度等，因此 常常以字长位数来称呼CPU。 2．CPU的外部总线 CPU的总线是指CPU芯片与外部连接的总线，由其 引脚引出，包括数据线（Data Bus）、地址线 （Address Bus）和控制线（Control Bus）三组
3.主频率 CPU的主频是指CPU的工作时钟频率,单位是MHz, 目前已晋升为GHz(1GHz=1000MHz),它是CPU速度的 重要指标,通常标注在CPU表面的型号中。为了将高主 频的CPU与较低时钟频率的主板相匹配,CPU主频采用 了较低的输入时钟频率和在内部倍频到主时钟频率的 方法。CPU输入时钟称为外频,常取为主板系统总线的 频率。 4.运算速度 CPU的运算速度是指其每秒钟能够处理的指令数, 单位为MIPS(百万指令每秒)。这个指标是CPU速度的 本质指标,它不光取决于主频,更主要地取决于CPU处 理指令的逻辑结构。即使在同样主频下,不同档次的 CPU其运算速度也有成倍的差别。 请单击鼠标在键换页
3．主频率 CPU的主频是指CPU的工作时钟频率，单位是MHz， 目前已晋升为GHz（1GHz=1000MHz），它是CPU速度的 重要指标，通常标注在CPU表面的型号中。为了将高主 频的CPU与较低时钟频率的主板相匹配，CPU主频采用 了较低的输入时钟频率和在内部倍频到主时钟频率的 方法。CPU输入时钟称为外频，常取为主板系统总线的 频率。 4．运算速度 CPU的运算速度是指其每秒钟能够处理的指令数， 单位为MIPS（百万指令每秒）。这个指标是CPU速度的 本质指标，它不光取决于主频，更主要地取决于CPU处 理指令的逻辑结构。即使在同样主频下，不同档次的 CPU其运算速度也有成倍的差别
5.内部FPU 以前的286或386系统,在用于数学和图形处理时, 为了加快复杂运算速度和减少CPU的负担,可以在主板 上另行安装一个叫做80287或80387的数学浮点协处理 器。在486以上的CPU,则把这个协处理器集成到CPU芯 片内部,叫做内部浮点处理器(F1 oating point Unit, FPU),因而大大提高了CPU的运算速度。 请单击鼠标在键换页
5．内部FPU 以前的286或386系统，在用于数学和图形处理时， 为了加快复杂运算速度和减少CPU的负担，可以在主板 上另行安装一个叫做80287或80387的数学浮点协处理 器。在486以上的CPU，则把这个协处理器集成到CPU芯 片内部，叫做内部浮点处理器（Floating Point Unit， FPU），因而大大提高了CPU的运算速度
6.内部 Cache 以前的系统,为了解决主机中低速内存与高速CPU 的不匹配,加快CPU对内存的访问速度,采用了在CPU 和内存间插入高速缓冲存储器( Cache)的方法 Cache存储器安装在主板上,称为外部 Cache ( External Cache)。从486CPU开始,处理器内部也 包含了 Cache,486是8KB, pentium是16KB。加上主板 上的 Cache,便构成二级 Cache结构,CPU内的称为L1 Cache,CPU外主板上的称为L2 Cache。从 PentiumⅡ 开始,CPU除了包含核心芯片内的32KB的L1 Cache,还 包括CPU板上分立的512KB的L2 Cache。再加上主板上 512KB的L2 Cache,便构成三级 Cache结构。 请单击鼠标在键换页
6．内部Cache 以前的系统，为了解决主机中低速内存与高速CPU 的不匹配，加快CPU对内存的访问速度，采用了在CPU 和内存间插入高速缓冲存储器（Cache）的方法， Cache存储器安装在主板上，称为外部Cache （External Cache）。从486CPU开始，处理器内部也 包含了Cache，486是8KB，pentium是16KB。加上主板 上的Cache，便构成二级Cache结构，CPU内的称为L1 Cache，CPU外主板上的称为L2 Cache。从Pentium Ⅱ 开始，CPU除了包含核心芯片内的32KB的L1 Cache，还 包括CPU板上分立的512KB的L2 Cache。再加上主板上 512KB的L2 Cache，便构成三级Cache结构
7.指令系统 CPU是靠执行指令来计算和控制系统的。每种CPU 在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令 系统,包括几十或几百条指令。指令系统功能的强弱 是CPU的重要指标。 Intel的 MMX Multi Media Extended)、AMD的3DNoW!和Inte1的SSE( Streaming Single instruction multiple data-Extensions)< 都是新增的特殊指令集,分别增强了CPU的多媒体、图 形图像和 Internet等处理能力。 8.CPU电源的双电压 早期的CPU仅以5V或3.3V供电,称为单电压CPU 而现在的CPU一般都采用双电压供电,CPU核心用低电 压,它的I/0电路则用较高的电压,既保证了电路的驱 动能力和可靠性,又减少了功耗。CPU的核心电压 ( Vcore)从2.9V到1.8V,甚至到0.8V。CPU的I/0电压 (Vio)从3.3V到3.6V 请单击鼠标在键换页
7．指令系统 CPU是靠执行指令来计算和控制系统的。每种CPU 在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令 系统，包括几十或几百条指令。指令系统功能的强弱 是CPU的重要指标。Intel的MMX(Multi Media Extended)、AMD的3DNow!和Intel的SSE(StreamingSingle instruction multiple data-Extensions)等 都是新增的特殊指令集，分别增强了CPU的多媒体、图 形图像和Internet等处理能力。 8．CPU电源的双电压 早期的CPU仅以5V或3.3V供电，称为单电压CPU。 而现在的CPU一般都采用双电压供电，CPU核心用低电 压，它的I/O电路则用较高的电压，既保证了电路的驱 动能力和可靠性，又减少了功耗。CPU的核心电压 （Vcore）从2.9V到1.8V，甚至到0.8V。CPU的I/O电压 （Vio）从3.3V到3.6V