第2章計(jì)算機(jī)硬件及其安裝-1-CPU

《計(jì)算機(jī)組裝維護(hù)與維修》全國高等職業(yè)教育計(jì)算機(jī)類規(guī)劃教材實(shí)例與實(shí)訓(xùn)教程系列電子教案編著徐新艷劉益紅中央處理器（CPU）存儲(chǔ)器輸入/輸出子系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器I/O接口外設(shè)總線硬件軟件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

第2章計(jì)算機(jī)硬件及其安裝知識(shí)目標(biāo):1.熟悉多媒體計(jì)算機(jī)中各部件的名稱和性能指標(biāo)，掌握多媒體計(jì)算機(jī)的功能。

2.熟悉常見英文縮寫的含義。

3.了解市場(chǎng)上的主流計(jì)算機(jī)部件及其選購方法。

4.了解組裝計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的注意事項(xiàng)。

第2章計(jì)算機(jī)硬件及其安裝技能目標(biāo):1.能識(shí)別多媒體計(jì)算機(jī)的各組成部件。2.能識(shí)別各部件的接口。3.能初步了解市場(chǎng)行情，分清各部件的技術(shù)檔次。4.能按照需求，根據(jù)各部件的基本性能指標(biāo)進(jìn)行選購和搭配。5.熟悉裝配計(jì)算機(jī)前的準(zhǔn)備工作。6.掌握計(jì)算機(jī)各配件的安裝技巧及注意事項(xiàng)，能完成計(jì)算機(jī)硬件的組裝及拆卸。7.熟悉硬件組裝完成后計(jì)算機(jī)的工作狀態(tài)。

第2章計(jì)算機(jī)硬件及其安裝2.1計(jì)算機(jī)硬件

2.1.1中央處理器（CPU）

2.1.2主板

2.1.3內(nèi)存

2.1.4顯卡與顯示器

2.1.5聲卡和音箱

2.1.6網(wǎng)卡

2.1.7外部存儲(chǔ)器

2.1.8機(jī)箱和電源

2.1.9鍵盤和鼠標(biāo)2.2計(jì)算機(jī)硬件組裝

2.2.1裝機(jī)前的準(zhǔn)備工作

2.2.2組裝硬件系統(tǒng)

2.2.3加電自檢

2.2.4硬件系統(tǒng)的拆卸本章小結(jié)多媒體計(jì)算機(jī)的基本硬件配置：

CPU、主板、內(nèi)存條、硬盤、光驅(qū)、顯卡、聲卡、機(jī)箱、鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、音箱、電源

2.1計(jì)算機(jī)硬件返回

2.1.1中央處理器（CPU）2.1.1CPU外觀2.1.2CPU的主要性能指標(biāo)2.1.3CPU主流產(chǎn)品簡介2.1.4CPU散熱器2.1.5實(shí)例介紹2.1.6CPU的選購

2.1.1中央處理器（CPU）散熱器裝置支撐墊內(nèi)核（die）產(chǎn)品LOGO產(chǎn)品標(biāo)簽基板（a）產(chǎn)品型號(hào)金屬蓋基板產(chǎn)品LOGO（b）CPU外觀針腳式引腳圓點(diǎn)式引腳返回CPU的主要性能指標(biāo)1、主頻主頻又稱CPU的時(shí)鐘頻率或CPU內(nèi)部總線頻率，是CPU核心電路的實(shí)際運(yùn)行頻率，即CPU自身的工作頻率，單位是GHz或MHz。一般來說，CPU在一個(gè)時(shí)鐘周期完成的指令數(shù)是固定的，所以主頻越高，CPU的運(yùn)行速度越快。但由于各種CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不盡相同，所以不能完全用主頻概括CPU的性能。2、外頻外頻是主板上晶體振蕩電路為CPU提供的基準(zhǔn)頻率，單位是MHz。外頻實(shí)質(zhì)上也是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基準(zhǔn)頻率，系統(tǒng)中大多數(shù)部件和設(shè)備的工作頻率都是在外頻的基礎(chǔ)上乘以一定的倍數(shù)得到，倍數(shù)可以大于1也可以小于1。外頻越高，CPU與其他部件間的數(shù)據(jù)傳輸速率越快，整機(jī)的性能越好。3、倍頻倍頻系數(shù)簡稱倍頻。CPU的核心工作頻率與外頻之間存在著一個(gè)比值關(guān)系，這個(gè)比值就是倍頻。主頻、外頻和倍頻三者之間的關(guān)系為：主頻=外頻×倍頻CPU的主要性能指標(biāo)4、前端總線頻率（FSB頻率）FSB頻率是指CPU與北橋之間每秒交換數(shù)據(jù)的次數(shù)，單位是MHz。CPU北橋南橋內(nèi)存顯卡光驅(qū)接口硬盤接口鍵盤接口鼠標(biāo)接口前端總線FSB在Intel公司Pentium（奔騰）II/III和AMD公司早期Athlon（速龍）平臺(tái)上，F(xiàn)SB頻率與外頻相同，因此對(duì)兩者不作區(qū)分。在現(xiàn)有的CPU中，Intel公司采用“Quad-pumped”（QDR，Quaddatarate）技術(shù)，使CPU與北橋在一個(gè)系統(tǒng)周期交換4次數(shù)據(jù)，即FSB頻率為外頻的4倍。AMD公司采用“HyperTransport”總線技術(shù)，F(xiàn)SB頻率為外頻的2倍。CPU的主要性能指標(biāo)4、前端總線頻率（FSB頻率）目前PC機(jī)的FSB頻率有266、333、400、533、800、1066、1333幾種。FSB頻率越高，表明CPU與北橋之間的數(shù)據(jù)傳輸能力越強(qiáng)，在CPU快速運(yùn)算時(shí)就能保障有足夠的數(shù)據(jù)供給CPU進(jìn)行處理，充分發(fā)揮CPU的功能。FSB頻率由CPU和北橋共同決定。有些CPU使用數(shù)據(jù)帶寬衡量FSB數(shù)據(jù)傳輸速率，單位是GB/s。數(shù)據(jù)帶寬計(jì)算公式如下：數(shù)據(jù)帶寬=總線頻率×數(shù)據(jù)位寬CPU的主要性能指標(biāo)5、緩存高速緩沖存儲(chǔ)器Cache，通常由SRAM組成，存取速度極高，與CPU工作速度相當(dāng)，因此CPU幾乎是在零等待狀態(tài)下就能迅速完成對(duì)Cache數(shù)據(jù)的讀寫。受制造工藝、價(jià)格等限制，一般Cache容量較小。目前，所有CPU都具有一級(jí)緩存L1和二級(jí)緩存L2，少數(shù)高端CPU還集成了三級(jí)或四級(jí)緩存。集成在CPU內(nèi)核中的緩存與CPU同頻工作，稱為全速運(yùn)行，而CPU外置緩存的工作頻率一般只有CPU主頻的一半，稱為半速運(yùn)行。目前L1和L2都已集成到CPU的內(nèi)核。L1的容量基本不超過128KB，L2的容量差別較大，高端CPU可到2048KB，低端CPU為512KB、256KB。對(duì)于多核處理器（一塊芯片包含多個(gè)CPU核心）的二級(jí)共享緩存，容量達(dá)到4MB。CPU讀取數(shù)據(jù)時(shí)，尋找順序依次為L1→L2→

L3→主存→外存。CPU的主要性能指標(biāo)6、擴(kuò)展指令集CPU通過執(zhí)行指令完成運(yùn)算和控制系統(tǒng)。每種CPU在設(shè)計(jì)時(shí)都規(guī)定了與其硬件電路相配合的指令系統(tǒng)，即能執(zhí)行的全部指令（集）的集合。因此，指令集反映了CPU功能的強(qiáng)弱。Intel和AMD的PC機(jī)CPU擴(kuò)展指令集是指在X86指令集基礎(chǔ)上，為了提高處理器性能而開發(fā)的指令集。這些指令集能夠提高處理器對(duì)某些方面的處理能力，但需要有必要的軟件支持。常見的擴(kuò)展指令集有Intel的MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSE4和AMD的3DNow!等，分別增強(qiáng)了CPU對(duì)多媒體信息、因特網(wǎng)數(shù)據(jù)流、視頻信息和3D數(shù)據(jù)等的處理能力。CPU的主要性能指標(biāo)7、CPU的工作電壓CPU的工作電壓分為核心電壓和I/O電壓。核心電壓是驅(qū)動(dòng)CPU核心電路工作的電壓，I/O電壓則是驅(qū)動(dòng)CPU輸入/輸出電路的電壓。CPU的核心電壓小于或等于I/O電壓。早期通過主板跳線設(shè)定CPU電壓。Intel公司從PⅡ開始采用自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)VID技術(shù)，目前采用智能化動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)DVA技術(shù)。CPU采用動(dòng)態(tài)供電后，在封裝上就不再標(biāo)明默認(rèn)內(nèi)核電壓值。目前，PC機(jī)的CPU核心電壓都在2V以下。CPU的主要性能指標(biāo)8、CPU的功耗CPU功耗分為散熱設(shè)計(jì)功耗TDP和實(shí)際功耗。散熱設(shè)計(jì)功耗即標(biāo)稱功耗，是指CPU對(duì)應(yīng)系列的最終版本（具有最高性能的型號(hào)）在滿負(fù)荷（CPU利用率100%）時(shí)可能達(dá)到的最高散熱功率。實(shí)際功耗是指CPU實(shí)際運(yùn)行時(shí)所消耗的功率。作為用戶關(guān)注的是CPU實(shí)際功耗，但實(shí)際功耗與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系在一起，而且和CPU采用的節(jié)能技術(shù)密切相關(guān)，所以無法得到統(tǒng)一的結(jié)果，即使有也是典型應(yīng)用的實(shí)際測(cè)試值。CPU的主要性能指標(biāo)9、制造工藝制造工藝用制程衡量。制程是指CPU芯片上邏輯門電路之間連線的寬度，單位是微米或納米。目前，CPU的制程主要有90nm、65nm。CPU的主要性能指標(biāo)10、封裝CPU封裝是采用特定材料將CPU芯片固化在其中的技術(shù)。封裝的作用：固定、密封、保護(hù)芯片和增強(qiáng)導(dǎo)熱性能，以及通過封裝引腳使芯片內(nèi)部電路與其他部件相連接。封裝時(shí)主要考慮的因素：為提高封裝效率，芯片面積與封裝面積之比盡量接近1∶1。為減小傳輸延遲引腳盡量短，為減少相互干擾引腳間距離盡量遠(yuǎn)?；谏嵋?，封裝越薄越好。CPU封裝形式舉例一：（a）PGA封裝（b）FC-PGA封裝（c）FC-PGA2封裝CPU封裝形式舉例二：（d）mPGA封裝（e）LGA封裝CPU封裝形式舉例三：頂視圖（f）S.E.C.C.封裝（g）S.E.C.C.2封裝CPU封裝形式舉例四：CPU的主要性能指標(biāo)11、接口類型接口的作用：CPU需要通過接口與主板連接。接口類型主要有：引腳式、卡式、觸點(diǎn)式、針腳式等，對(duì)應(yīng)到主板上就有相應(yīng)的插槽（slot）或插座（socket）。注意：接口類型不同，金手指指數(shù)、插針數(shù)或觸點(diǎn)數(shù)，以及接點(diǎn)的布局、形狀等就不同，不能互相接插。目前使用的接口基本都是觸點(diǎn)式（LGA封裝）和針腳式（PGA封裝），如LGA775（775個(gè)觸點(diǎn)）、SocketAM2（940個(gè)針腳）、Socket478（478個(gè)針腳）。

返回CPU主流產(chǎn)品簡介目前，市場(chǎng)上主流CPU產(chǎn)品主要由Intel公司和AMD公司生產(chǎn)。同級(jí)產(chǎn)品性能相近，但AMD的價(jià)格略低。1、IntelCPU主要分為Core2（酷睿2）系列至尊版處理器（Core2Extreme）、四核處理器（Core2Quad）、雙核處理器（Core2Duo），Pentium（奔騰）系列雙核處理器（PentiumDual-Core）、至尊版處理器（PentiumE）、奔騰D處理器（PentiumD）和Celeron（賽揚(yáng)）系列賽揚(yáng)處理器（Celeron）、賽揚(yáng)D處理器（CeleronD）。其中，Celeron系列針對(duì)低端市場(chǎng)；Pentium系列是中端產(chǎn)品；Core2系列中E4000、E6000系列屬低端產(chǎn)品，QX6000、7000系列，X6000、7000系列等屬高端產(chǎn)品。更詳細(xì)介紹請(qǐng)參閱網(wǎng)頁。2、AMDCPU主要有入門級(jí)Sempron（閃龍）系列，面向主流市場(chǎng)的Athlon（速龍）64系列以及高端市場(chǎng)的Athlon64X2（雙核）。關(guān)于AMDCPU更多內(nèi)容請(qǐng)參閱網(wǎng)頁。龍芯2號(hào)：2003.12，中科院計(jì)算所，主頻300MHz，性能超過PII中國人自己的CPU返回CPU散熱器CPU散熱裝置能及時(shí)散發(fā)CPU工作時(shí)產(chǎn)生的大量熱量。散熱裝置按散熱機(jī)制分為：半導(dǎo)體制冷、水冷和風(fēng)冷散熱。半導(dǎo)體制冷、水冷設(shè)備安裝繁瑣，成本較高，而風(fēng)冷散熱成本較低、安裝便捷、最為常用。不同系列、不同型號(hào)的CPU其封裝不同，所需散熱器也不同。Intel公司生產(chǎn)的CPU風(fēng)冷散熱器舉例：AMD公司生產(chǎn)的CPU風(fēng)冷散熱器舉例：AMD公司生產(chǎn)的CPU風(fēng)冷散熱器舉例：CPU散熱器風(fēng)冷散熱器的一般組成及各部分作用：（1）底座與散熱片散熱器的底座和散熱葉片采用銅和鋁。銅比鋁熱傳導(dǎo)快，散熱效果好，但價(jià)格昂貴。絕大多數(shù)散熱片用鋁合金，高端CPU的散熱器底座用銅。影響散熱效果的另一主要因素是散熱片（稱為鰭（qí）片或鰓（sāi）片）的表面積。散熱片的熱經(jīng)流動(dòng)的冷空氣帶走，與空氣接觸的面積越多，相應(yīng)的熱交換面積越大，散熱速率越快。所以散熱片越薄越密集、表面積越大，散熱效果越好。（2）風(fēng)扇風(fēng)扇是風(fēng)冷散熱器的最主要組成，其質(zhì)量很大程度上決定散熱器的散熱效果和使用壽命。衡量風(fēng)扇性能的主要指標(biāo)有風(fēng)扇口徑、風(fēng)量、噪音、風(fēng)壓大小、采用的軸承及使用壽命等。（3）扣具固定CPU散熱器的裝置。為了讓散熱器底面與CPU表面緊密接觸，以加強(qiáng)散熱效果，扣具需要承受的壓力必須達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)之上，且有足夠的強(qiáng)度應(yīng)付沖擊和長期的金屬疲勞變化，保障長期穩(wěn)定的散熱效果?？劬吲e例：散熱器支架舉例：返回CPU實(shí)例介紹

Athlon64X24000+AM2參數(shù)

基本參數(shù)適用類型臺(tái)式機(jī)CPU系列型號(hào)Athlon64X2接口類型SocketAM2針腳數(shù)940針主頻（GHz）2.0技術(shù)參數(shù)封裝技術(shù)mPGA核心類型Windsor（雙核心）核心數(shù)量雙核心64位技術(shù)AMD64位前端總線1000MHz外頻200MHz倍頻10制作工藝90納米技術(shù)參數(shù)（續(xù)）一級(jí)緩存每核心64KB數(shù)據(jù)緩存+64KB指令緩存二級(jí)緩存容量1MB*2支持內(nèi)存類型最高支持雙通道的DDR2800核心電壓1.30/1.35V功能參數(shù)超線程技術(shù)不支持虛擬化技術(shù)AMDVT防病毒技術(shù)EVP多媒體指令集MMX、3DNow!、SSE、SSE2、SSE3TDP功耗89W環(huán)境參數(shù)工作溫度（℃）55~70℃CPU實(shí)例介紹Core2DuoE4500參數(shù)

基本參數(shù)適用類型臺(tái)式機(jī)CPU系列型號(hào)Core2Duo接口類型Socket775針腳數(shù)775針主頻（GHz）2.2技術(shù)參數(shù)封裝技術(shù)PLGA核心類型Allendale（雙核心）核心數(shù)量雙核心64位技術(shù)Intel64（EM64T）前端總線800MHz外頻200MHz倍頻11制作工藝65納米技術(shù)參數(shù)（續(xù)）一級(jí)緩存每核心32KB數(shù)據(jù)緩存+32KB指令緩存二級(jí)緩存容量共享2MB支持內(nèi)存類型視主板芯片而定核心電壓0.85~1.5V功能參數(shù)超線程技術(shù)不支持虛擬化技術(shù)