2024年4月4日发(作者:真晓蕾)
硬 件 入 门
CPU篇
CPU是中央处理器(Central Processing Unit)的缩写。 CPU是电脑中的核心配件,只有
火柴盒那么大,几十张纸那么厚,但它却是一台计算机的运算核心和控制核心。电脑中所有操作
都由CPU负责读取指令,对指令译码并执行指令的核心部件。
主频、外频、前端总线、缓存、制造工艺、CPU针脚
1.主频:主频也叫时钟频率,单位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz),用来表示CPU的运
算、处理数据的速度。CPU的主频=外频×倍频系数。
2.外频: 外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。
目前的绝大部分电脑系统中外频与主板前端总线不是同步速度的,而外频与前端总线(FSB)
频率又很容易被混为一谈。
3.前端总线: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。
4.缓存:缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影
响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系
统内存和硬盘。 L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。
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。 L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,
现在的都是内置的。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时
提升大数据量计算时处理器的性能。
5.制造工艺:制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向
密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计,意味着在同样大小面积的IC中,可以
拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。现在主要的180nm、130nm、90nm、65nm、45纳米。
最近inter已经有32纳米的制造工艺的酷睿i3/i5系列了。
针脚数:目前CPU都采用针脚式接口与主板相连,而不同的接口的CPU在针脚数上各
不相同。CPU接口类型的命名,习惯用针脚数来表示。
Socket 478
最初的Socket 478接口是早期Pentium 4系列处理器所采用的接口类型,针脚数为
478针。Socket 478的Pentium 4处理器面积很小,其针脚排列极为紧密。英特尔公司的
Pentium 4系列和P4 赛扬系列都采用此接口,目前这种CPU已经逐步退出市场。但Intel
于2006年初推出了一种全新的Socket 478接口,这种接口是目前Intel公司采用Core架
构的处理器Core Duo和Core Solo的专用接口,与早期桌面版Pentium 4系列的Socket 478
接口相比,虽然针脚数同为478根,但是其针脚定义以及电压等重要参数完全不相同,所
以二者之间并不能互相兼容。
Socket 775
Socket 775又称为Socket T,是目前应用于Intel LGA775封装的CPU所对应的接口,
目前采用此种接口的有LGA775封装的单核心的Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D以
及双核心的Pentium D和Pentium EE等CPU。与以前的Socket 478接口CPU不同,Socket
775接口CPU的底部没有传统的针脚,而代之以775个触点,即并非针脚式而是触点式,
通过与对应的Socket 775插槽内的775根触针接触来传输信号。Socket 775接口不仅能
够有效提升处理器的信号强度、提升处理器频率,同时也可以提高处理器生产的良品率、
降低生产成本。随着Socket 478的逐渐淡出,Socket 775已经成为Intel桌面CPU的标
准接口。
Socket 754
Socket 754是2003年9月AMD64位桌面平台最初发布时的CPU接口,具有754根
CPU针脚,只支持单通道DDR内存。目前采用此接口的有面向桌面平台的Athlon 64的低
端型号和Sempron(闪龙)的高端型号,以及面向移动平台的Mobile Sempron、Mobile Athlon
64以及Turion(炫龙)64。随着AMD从2006年开始全面转向支持DDR2内存,桌面平台的
Socket 754将逐渐被Socket AM2所取代从而使AMD的桌面处理器接口走向统一,而与此
同时移动平台的Socket 754也将逐渐被具有638根CPU针脚、支持双通道DDR2内存的
Socket S1所取代。Socket 754在2007年底完成自己的历史使命从而被淘汰,其寿命反而
要比一度号称要取代自己的Socket 939要长得多。
Socket 939
Socket 939是AMD公司2004年6月才推出的64位桌面平台接口标准,具有939根
CPU针脚,支持双通道DDR内存。Socket 939处理器和与过去的Socket 940插槽是不能混
插的,但是Socket 939仍然使用了相同的CPU风扇系统模式。随着AMD从2006年开始全
面转向支持DDR2内存,Socket 939被Socket AM2所取代,在2007年初完成自己的历史
使命从而被淘汰,从推出到被淘汰其寿命还不到3年。
Socket 940
Socket 940是最早发布的AMD64位CPU的接口标准,具有940根CPU针脚,支持双通
道ECC DDR内存。AMD从2006年开始全面转向支持DDR2内存,Socket 940也逐渐被Socket
F所取代,完成自己的历史使命从而被淘汰。
Socket 938
Socket 938即Socket AM3,它是AMD新CPU接口规格。所有的AMD桌面级45纳米处理器
均采用了新的Socket-AM3插座,它有938针的物理引脚,这也就意味着它与旧有Socket-AM2+
插座甚至是更早的Socket-AM2插座在物理上是兼容的,因为后两者的物理引脚数均为940针,
事实上Socket-AM3处理器也完全能够直接工作在Socket-AM2+主板上(BIOS支持),不过这也注
定了940针的Socket-AM2+处理器将不能在938针的Socket-AM3主板上使用。
Socket 603
Socket 603的用途比较专业,应用于Intel方面高端的服务器/工作站平台,采用此
接口的CPU是Xeon MP和早期的Xeon,具有603根CPU针脚。Socket 603接口的CPU可以
兼容于Socket 604插槽。
Socket 604
与Socket 603相仿,Socket 604仍然是应用于Intel方面高端的服务器/工作站平台,
采用此接口的CPU是533MHz和800MHz FSB的Xeon。Socket 604接口的CPU不能兼容于
Socket 603插槽。
Socket A
Socket A接口,也叫Socket 462,是目前AMD公司Athlon XP和Duron处理器的插
座接口。Socket A接口具有462插空,可以支持133MHz外频。
Socket B
Intel将在下一代45nm Nehalem 系列处理器中开始使用新的LGA 1366接口。又称
Socket B,逐步取代流行多年的LGA 775。从名称上就可以看出,LGA 1366要比LGA 775A
多出越600个针脚,这些针脚会用于QPI总线、三条64bit DDR3内存通道等连接。
Bloomfield、Gainestown以及Nehalem处理器的接口为 LGA 1366,比目前采用LGA 775
接口的Penryn的面积大了20%。处理器die越大,发热量相对就越大,所以就需要散热效
果更佳的CPU散热器。而且处理器背面多出了一块金属板(和LGA 775接口外观雷同),
目的是为了更好是固定处理器以及散热器。LGA 1366对主板电压调节模块(VMR)也提出
了新要求,版本将从11升级到11.1。
Socket 423
Socket 423插槽是最初Pentium 4处理器的标准接口,Socket 423的外形和前几种
Socket类的插槽类似,对应的CPU针脚数为423。随着DDR内存的流行,英特尔开发了支
持SDRAM及DDR内存的i845芯片组,CPU插槽也改成了Socket 478,Socket 423接口也
就销声匿迹了。
Socket 370
Socket 370架构是英特尔开发出来代替SLOT架构,外观上与Socket 7非常像,也采
用零插拔力插槽,对应的CPU是370针脚。英特尔公司著名的“铜矿”和”图拉丁”系列
CPU就是采用此接口。
SLOT 1
SLOT 1是英特尔公司为取代Socket 7而开发的CPU接口,并申请的专利。这样其它
厂商就无法生产SLOT 1接口的产品。SLOT1接口的CPU不再是大家熟悉的方方正正的样子,
而是变成了扁平的长方体,而且接口也变成了金手指,不再是插针形式。SLOT 1是英特尔
公司为Pentium Ⅱ系列CPU设计的插槽,其将Pentium Ⅱ CPU及其相关控制电路、二级
缓存都做在一块子卡上,目前此种接口已经被淘汰。
SLOT 2
SLOT 2用途比较专业,都采用于高端服务器及图形工作站的系统。所用的CPU也是很
昂贵的Xeon(至强)系列。Slot 2插槽比SLOT 1更长,有了Slot 2设计后,可以在一台
服务器中同时采用 8个处理器。而且采用Slot 2接口的Pentium Ⅱ CPU都采用了当时最
先进的0.25微米制造工艺。支持SLOT 2接口的主板芯片组有440GX和450NX。
SLOT A
SLOT A接口类似于英特尔公司的SLOT 1接口,供AMD公司的K7 Athlon使用的。在技术和
性能上,SLOT A主板可完全兼容原有的各种外设扩展卡设备。它使用的并不是Intel的P6 GTL+
总线协议,而是Digital公司的Alpha总线协议EV6。EV6架构是种较先进的架构,它采用多线
程处理的点到点拓扑结构,支持200MHz的总线频率。
2024年4月4日发(作者:真晓蕾)
硬 件 入 门
CPU篇
CPU是中央处理器(Central Processing Unit)的缩写。 CPU是电脑中的核心配件,只有
火柴盒那么大,几十张纸那么厚,但它却是一台计算机的运算核心和控制核心。电脑中所有操作
都由CPU负责读取指令,对指令译码并执行指令的核心部件。
主频、外频、前端总线、缓存、制造工艺、CPU针脚
1.主频:主频也叫时钟频率,单位是兆赫(MHz)或千兆赫(GHz),用来表示CPU的运
算、处理数据的速度。CPU的主频=外频×倍频系数。
2.外频: 外频是CPU的基准频率,单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。
目前的绝大部分电脑系统中外频与主板前端总线不是同步速度的,而外频与前端总线(FSB)
频率又很容易被混为一谈。
3.前端总线: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。
4.缓存:缓存大小也是CPU的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对CPU速度的影
响非常大,CPU内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系
统内存和硬盘。 L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。
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。 L3 Cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,
现在的都是内置的。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时
提升大数据量计算时处理器的性能。
5.制造工艺:制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向
密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计,意味着在同样大小面积的IC中,可以
拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。现在主要的180nm、130nm、90nm、65nm、45纳米。
最近inter已经有32纳米的制造工艺的酷睿i3/i5系列了。
针脚数:目前CPU都采用针脚式接口与主板相连,而不同的接口的CPU在针脚数上各
不相同。CPU接口类型的命名,习惯用针脚数来表示。
Socket 478
最初的Socket 478接口是早期Pentium 4系列处理器所采用的接口类型,针脚数为
478针。Socket 478的Pentium 4处理器面积很小,其针脚排列极为紧密。英特尔公司的
Pentium 4系列和P4 赛扬系列都采用此接口,目前这种CPU已经逐步退出市场。但Intel
于2006年初推出了一种全新的Socket 478接口,这种接口是目前Intel公司采用Core架
构的处理器Core Duo和Core Solo的专用接口,与早期桌面版Pentium 4系列的Socket 478
接口相比,虽然针脚数同为478根,但是其针脚定义以及电压等重要参数完全不相同,所
以二者之间并不能互相兼容。
Socket 775
Socket 775又称为Socket T,是目前应用于Intel LGA775封装的CPU所对应的接口,
目前采用此种接口的有LGA775封装的单核心的Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D以
及双核心的Pentium D和Pentium EE等CPU。与以前的Socket 478接口CPU不同,Socket
775接口CPU的底部没有传统的针脚,而代之以775个触点,即并非针脚式而是触点式,
通过与对应的Socket 775插槽内的775根触针接触来传输信号。Socket 775接口不仅能
够有效提升处理器的信号强度、提升处理器频率,同时也可以提高处理器生产的良品率、
降低生产成本。随着Socket 478的逐渐淡出,Socket 775已经成为Intel桌面CPU的标
准接口。
Socket 754
Socket 754是2003年9月AMD64位桌面平台最初发布时的CPU接口,具有754根
CPU针脚,只支持单通道DDR内存。目前采用此接口的有面向桌面平台的Athlon 64的低
端型号和Sempron(闪龙)的高端型号,以及面向移动平台的Mobile Sempron、Mobile Athlon
64以及Turion(炫龙)64。随着AMD从2006年开始全面转向支持DDR2内存,桌面平台的
Socket 754将逐渐被Socket AM2所取代从而使AMD的桌面处理器接口走向统一,而与此
同时移动平台的Socket 754也将逐渐被具有638根CPU针脚、支持双通道DDR2内存的
Socket S1所取代。Socket 754在2007年底完成自己的历史使命从而被淘汰,其寿命反而
要比一度号称要取代自己的Socket 939要长得多。
Socket 939
Socket 939是AMD公司2004年6月才推出的64位桌面平台接口标准,具有939根
CPU针脚,支持双通道DDR内存。Socket 939处理器和与过去的Socket 940插槽是不能混
插的,但是Socket 939仍然使用了相同的CPU风扇系统模式。随着AMD从2006年开始全
面转向支持DDR2内存,Socket 939被Socket AM2所取代,在2007年初完成自己的历史
使命从而被淘汰,从推出到被淘汰其寿命还不到3年。
Socket 940
Socket 940是最早发布的AMD64位CPU的接口标准,具有940根CPU针脚,支持双通
道ECC DDR内存。AMD从2006年开始全面转向支持DDR2内存,Socket 940也逐渐被Socket
F所取代,完成自己的历史使命从而被淘汰。
Socket 938
Socket 938即Socket AM3,它是AMD新CPU接口规格。所有的AMD桌面级45纳米处理器
均采用了新的Socket-AM3插座,它有938针的物理引脚,这也就意味着它与旧有Socket-AM2+
插座甚至是更早的Socket-AM2插座在物理上是兼容的,因为后两者的物理引脚数均为940针,
事实上Socket-AM3处理器也完全能够直接工作在Socket-AM2+主板上(BIOS支持),不过这也注
定了940针的Socket-AM2+处理器将不能在938针的Socket-AM3主板上使用。
Socket 603
Socket 603的用途比较专业,应用于Intel方面高端的服务器/工作站平台,采用此
接口的CPU是Xeon MP和早期的Xeon,具有603根CPU针脚。Socket 603接口的CPU可以
兼容于Socket 604插槽。
Socket 604
与Socket 603相仿,Socket 604仍然是应用于Intel方面高端的服务器/工作站平台,
采用此接口的CPU是533MHz和800MHz FSB的Xeon。Socket 604接口的CPU不能兼容于
Socket 603插槽。
Socket A
Socket A接口,也叫Socket 462,是目前AMD公司Athlon XP和Duron处理器的插
座接口。Socket A接口具有462插空,可以支持133MHz外频。
Socket B
Intel将在下一代45nm Nehalem 系列处理器中开始使用新的LGA 1366接口。又称
Socket B,逐步取代流行多年的LGA 775。从名称上就可以看出,LGA 1366要比LGA 775A
多出越600个针脚,这些针脚会用于QPI总线、三条64bit DDR3内存通道等连接。
Bloomfield、Gainestown以及Nehalem处理器的接口为 LGA 1366,比目前采用LGA 775
接口的Penryn的面积大了20%。处理器die越大,发热量相对就越大,所以就需要散热效
果更佳的CPU散热器。而且处理器背面多出了一块金属板(和LGA 775接口外观雷同),
目的是为了更好是固定处理器以及散热器。LGA 1366对主板电压调节模块(VMR)也提出
了新要求,版本将从11升级到11.1。
Socket 423
Socket 423插槽是最初Pentium 4处理器的标准接口,Socket 423的外形和前几种
Socket类的插槽类似,对应的CPU针脚数为423。随着DDR内存的流行,英特尔开发了支
持SDRAM及DDR内存的i845芯片组,CPU插槽也改成了Socket 478,Socket 423接口也
就销声匿迹了。
Socket 370
Socket 370架构是英特尔开发出来代替SLOT架构,外观上与Socket 7非常像,也采
用零插拔力插槽,对应的CPU是370针脚。英特尔公司著名的“铜矿”和”图拉丁”系列
CPU就是采用此接口。
SLOT 1
SLOT 1是英特尔公司为取代Socket 7而开发的CPU接口,并申请的专利。这样其它
厂商就无法生产SLOT 1接口的产品。SLOT1接口的CPU不再是大家熟悉的方方正正的样子,
而是变成了扁平的长方体,而且接口也变成了金手指,不再是插针形式。SLOT 1是英特尔
公司为Pentium Ⅱ系列CPU设计的插槽,其将Pentium Ⅱ CPU及其相关控制电路、二级
缓存都做在一块子卡上,目前此种接口已经被淘汰。
SLOT 2
SLOT 2用途比较专业,都采用于高端服务器及图形工作站的系统。所用的CPU也是很
昂贵的Xeon(至强)系列。Slot 2插槽比SLOT 1更长,有了Slot 2设计后,可以在一台
服务器中同时采用 8个处理器。而且采用Slot 2接口的Pentium Ⅱ CPU都采用了当时最
先进的0.25微米制造工艺。支持SLOT 2接口的主板芯片组有440GX和450NX。
SLOT A
SLOT A接口类似于英特尔公司的SLOT 1接口,供AMD公司的K7 Athlon使用的。在技术和
性能上,SLOT A主板可完全兼容原有的各种外设扩展卡设备。它使用的并不是Intel的P6 GTL+
总线协议,而是Digital公司的Alpha总线协议EV6。EV6架构是种较先进的架构,它采用多线
程处理的点到点拓扑结构,支持200MHz的总线频率。