文档介绍：CPU简介
内容概要
一、CPU简介
二、CPU基本结构
三、CPU制造流程
四、CPU封装
五、CPU的相关指标
六、当前CPU的技术特点
七、双核CPU
八、四核CPU
九、三核CPU
十、ARM微处理器
十一、ARM微处理器系列
一、CPU简介
中央处理器(英文Central Processing Unit,CPU)是一台计算机的运算核心和控制核心。按照其处理信息的字长可以分为:八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等
CPU厂商主要有Intel、AMD、VID。
CPU功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据; 功能主要包括: 1、指令顺序控制:控制程序中指令的执行顺序 2、操作控制: CPU要根据指令的功能,产生相应的操作控制信号,发给相应的部件,从而控制这些部件按指令的要求进行动作 3、时间控制:对各种操作实施时间上的定时 4、数据加工:对数据进行算术运算和逻辑运算,或进行其他的信息处理
二、CPU基本结构
CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成
运算逻辑部件:运算逻辑部件,可以执行定点或浮点算术运算操作、移位操作以及逻辑操作,也可执行地址运算和转换
寄存器部件:包括通用寄存器、专用寄存器和控制寄存器,分别用于保存指令中的寄存器操作数和操作结果;执行一些特殊操作;用来指示机器执行的状
控制部件:要负责对指令译码,并且发出为完成每条指令所要执行的各个操作的控制信号
三、CPU制造流程
切片粘片压焊塑封电镀管教加工
四、CPU封装
CPU的封装有DIP、QFP、PGA、BGA、CSP、MCM
DIP:双列直插式封装
QFP:塑料方型扁平式封装,四面管腿,一般为正方形
PGA:在芯片的内外有多个方阵形的插针,每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列
BGA:球栅阵列封装
CSP:减小了芯片封装外形的尺寸
MCM:多芯片模块系统
五、CPU的相关指标
1、主频、外频和倍频
主频:CPU运算时的工作频率
外频:系统总线的工作频率
倍频:cpu外频与主频相差的倍数(主频=外频*倍数)
2、内存总线速度
指CPU二级高速缓存和内存之间的通信速度(二级(L2)缓存是为协调内存和 CPU的运行速度的)
3、地址总线宽度
地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间
4、工作电压
CPU正常工作所需的电压
5、超标量
一个时钟周期内CPU可以执行一条以上的指令
6、L1高速缓存:一级高速缓存,CPU内置高速缓存可以提高运行效率
7、前端总线(FSB)频率
前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度
外频与前端总线(FSB)频率的区别: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
六、当前CPU的技术特点
1、制造的工艺--更细的线宽
原有晶体管门电路更大限度的缩小,在同样的面积内可以集成更多
的晶体管,能耗降低,CPU也更省电
2、封装方式—socket架构主流
CPU按其安装插座规范可分为Socket x和Slot x两大架构。 以Intel处理器为例,Socket 架构的CPU中分为Socket 370、Socket 423和Socket 478三种,分别对应Intel PIII/Celeron处理器、P4 Socket 423处理器和P4 Socket 478处理器。Slot x架构的CPU中可分为Slot 1、Slot 2两种,分别使用对应规格的Slot槽进行安装
slot 1插座
说socket 478插座
3、缓存—全速L2 Cache
缓存就是可以进行高速数据交换的存储器,它先与内存与CPU交换数据,因此速度极快,又称为高速缓存,与处理器相关的缓存有L1 Cache(片内缓存)和L2 Cache(二级缓存)
L2 Cache全内置并与处理器同频工作是大势所趋,而这也正是决定CPU处理性能的一个关键所在
七、双核CPU
1、核心(Die)又称为内核,是CPU最重要的组成部分。CPU中心那块隆起的芯片就是核心,双内核应该具备两个物理上的运算内核;
双核处理器是指在一个处理器上集成两个运算核心,从而提高计算能力,最近逐渐热起来的“双核”概念,主要是指基于X86开放架构的双核技术
2、处理器实际性能是处理器在每个时钟周期内所能处理器指令数的总量,因此增加一个内核,处理器每个时钟周期内可执行的单元数将增加一倍。
优点: 多核心处理器带来的直接优势是可以降低随着单核心处理器频率的不断上升而增大的热量和功耗。多核心处理器有助于为将来更加先进的软件提供卓越的性能。
缺点:随着物理内核数量的