電腦四大核心硬件知識詳解之封面回目錄 下一頁電腦四大核心硬件知 識 詳 解編輯：隱世奇叟電腦四大核心硬件知識詳解回目錄 下一頁電腦四大核心硬件知識詳解總目錄上一頁 回目錄 下一頁電 腦 四 大 核 心 硬 件 知 識 詳 解 【總 目 錄】一、CPU 知識詳解1、適用類型 2、系列型號 3、接口類型 4、針腳數 5、主頻 6、封裝技術 7、核心類型 8、64 位技術 9、前端總線 10、外頻 11、倍頻 12、制作工藝 13、二級緩存容量 14、核心電壓 15、超線程技術 16、3D Now 17、多媒體指令集 18、雙核心類型二、主板知識詳解1、適用類型2、芯片組3、支持 CPU 類型4、CPU 插槽類型5、超線程技術6、前端總線頻率7、主板結構8、北橋芯片9、南橋芯片 10、顯示芯片 11、板載音效 12、網卡芯片 13、板載 RAID 14、支持內存類型 15、支持內存?zhèn)鬏敇藴?16、支持內存最大容量 17、雙通道內存 18、內存插槽 19、顯卡插槽 20、硬盤接口類型 21、CPU 自動檢測 22、硬件錯誤偵測 23、擴展插槽 24、擴展接口 25、硬件監(jiān)控 26、電源回路 27、BIOS 28、AGP 插槽標準 29、PCI Express 插槽三、內存知識詳解1、適用類型2、主頻3、傳輸類型4、接口類型5、容量6、內存電壓7、顆粒封裝8、傳輸標準9、CL 設置 10、ECC 校驗四、顯卡知識詳解1、適用類型2、接口類型3、最大分辨率4、顯示芯片5、顯示芯片制作工藝6、顯示芯片位寬7、顯存位寬8、顯存時鐘周期9、核心頻率 10、顯存容量 11、顯存頻率 12、顯存帶寬 13、顯存類型 14、顯存封裝 15、AGP 標準 16、3D API 17、VGA 18、DVI 19、TV-Out 20、Video-in 21、RAMDAC 22、BIOS 升級 23、散熱方式 24、OpenGL 25、DirectX 26、PCI Express 接口電腦四大核心硬件知識詳解上一頁 回目錄 下一頁一、 CPU 知識詳解電腦四大核心硬件知識詳解之CPU 知識詳解上一頁 回目錄 下一頁1、適 用 類 型 1、適用類型“CPU 適用類型”是指該處理器所適用的應用類型，針對不同用戶的不同需求、不同應用范圍，CPU 被設計成各不相同的類型，即分為嵌入式和通用式、微控制式。嵌入式 CPU 主要用于運行面向特定領域的專用程序，配備輕量級操作系統(tǒng)，其應用極其廣泛，像移動電話、DVD、機頂盒等都是使用嵌入式 CPU。微控制式 CPU 主要用于汽車空調、自動機械等自控設備領域。而通用式 CPU 追求高性能，主要用于高性能個人計算機系統(tǒng)（即 PC 臺式機）、服務器（工作站）以及筆記本三種。臺式機的 CPU，就是平常大部分場合所提到的應用于 PC 的 CPU，平常所說 Intel 的奔騰4、賽揚、AMD 的 AthlonXP 等等，都屬于此類 CPU。應用于服務器和工作站上的 CPU，因其針對的應用范圍，所以此類 CPU 在穩(wěn)定性、處理速度、同時處理任務的數量等方面的要求都要高于單機 CPU。其中服務器（工作站）CPU 的高可靠性是普通 CPU 所無法比擬的，因為大多數的服務器都要滿足每天 24 小時、每周 7 天的滿負荷工作要求。由于服務器（工作站）數據處理量很大，需要采用多 CPU 并行處理結構，即一臺服務器中安裝 2、4、8 等多個 CPU，需要注意的是，并行結構需要的 CPU 必須為偶數個。對于服務器而言，多處理器可用于數據庫處理等高負荷高速度應用；而對于工作站，多處理器系統(tǒng)則可以用于三維圖形制作和動畫文件編碼等單處理器無法實現的高處理速度應用。另外，許多 CPU 的新技術，都是率先開發(fā)應用于服務器（工作站）CPU 中。在最早期的 CPU 設計中，并沒有單獨的筆記本 CPU，均采用與臺式機的 CPU。后來，隨著筆記本電腦的散熱和體積成為發(fā)展的瓶頸時，才逐漸生產出筆記本專用 CPU。受筆記本內部空間、散熱和電池容量的限制，筆記本 CPU 在外觀尺寸、功耗（耗電量）方面都有很高的要求。筆記本電池性能是十分重要的性能，CPU 的功耗大小，對電池使用時間有著最直接的影響。所以，為了降低功耗，筆記本處理器中都包含有一些節(jié)能技術。在無線網絡將要獲得更多應用的現在，筆記本 CPU 還增加了一些定制的針對無線通信的功能。服務器 CPU 和筆記本 CPU，都包含有各自獨特的專有技術，都是為了更好的在各自的工作條件下發(fā)揮出更好的性能。比如，服務器的多 CPU 并行處理，以及多核多線程技術；筆記本 CPU 的 SpeedStep（可自動調整工作頻率及電壓）節(jié)能技術。封裝方式，三者也有不同之處。筆記本 CPU 是三者中最小最薄的一種，因為筆記本處理器的體積需要更小，耐高溫的性能要更佳，因此在制造工藝上要求也就更高。三者在穩(wěn)定性中，以服務器 CPU 最強，因為其設計時就要求有極低的錯誤率，部分產品甚至要求全年滿負荷工作，故障時間不能超過 5 分鐘。臺式機 CPU 工作電壓和功耗都高于筆記本 CPU，通常臺式機 CPU 的測試溫度上限為 75 攝氏度，超過 75 攝氏度，工作就會不穩(wěn)定，甚至出現問題；而筆記本 CPU 的測試溫度上限為 100 攝氏度；服務器 CPU 需要長時間的穩(wěn)定工作，在散熱方面的要求就更高了。在選購整機尤其是有特定功能的計算機（如筆記本、服務器等）時，需要注意 CPU 的適用類型，選用不適合的 CPU 類型，一方面會影響整機的系統(tǒng)性能，另一方面會加大計算機的維護成本。單獨選購 CPU 時，也要注意 CPU 的適用類型，建議按照具體應用的需求來購買 CPU。電腦四大核心硬件知識詳解上一頁 回目錄 下一頁電腦四大核心硬件知識詳解之CPU 知識詳解上一頁 回目錄 下一頁2、系 列 型 號 2、系列型號CPU 廠商會給屬于同一系列的 CPU 產品定一個系列型號，而系列型號是用于區(qū)分 CPU 性能的重要標示。英特爾公司的主要 CPU 系列型號有：PentiumPentium ProPentium IIPentium IIIPentium 4Pentium 4EEPentium-mCeleronCeleron IICeleron IIICeleron IVCeleron DXeon 等等而 AMD 公司的主要 CPU 系列型號有：K5K6K6-2DuronAthlon XPSempronAthlon 64Opteron 等等電腦四大核心硬件知識詳解上一頁 回目錄 下一頁電腦四大核心硬件知識詳解之CPU 知識詳解上一頁 回目錄 下一頁3、接 口 類 型 3、接口類型我們知道，CPU 需要通過某個接口與主板連接，才能進行工作。CPU 經過這么多年的發(fā)展，采用的接口方式有引腳式、卡式、觸點式、針腳式等。而目前 CPU 的接口，都是針腳式接口，對應到主板上，就有相應的插槽類型。CPU 接口類型不同，在插孔數、體積、形狀上都有變化，所以不能互相混用接插。1) Socket 775Socket 775 又稱為 Socket T，是目前應用于 Intel LGA775 封裝的 CPU 所對應的接口，目前采用此種接口的有 LGA775 封裝的 Pentium 4、Pentium 4 EE、Celeron D 等 CPU。與以前的 Socket 478 接口 CPU 不同，Socket 775 接口 CPU 的底部沒有傳統(tǒng)的針腳，而代之以 775 個觸點，即并非針腳式而是觸點式。通過與對應的 Socket 775 插槽內的 775 根觸針接觸，來傳輸信號。Socket 775 接口，不僅能夠有效提升處理器的信號強度、提升處理器頻率，同時也可以提高處理器生產的良品率，降低生產成本。隨著 Socket 478 的逐漸淡出，Socket 775 將成為今后所有 Intel 桌面 CPU 的標準接口。2) Socket 754Socket 754 是2003年9月 AMD 64 位桌面平臺最初發(fā)布時的 CPU 接口，目前采用此接口的，有低端的 Athlon 64 和高端的 Sempron，具有 754 根 CPU 針腳。隨著 Socket 939 的普及，Socket 754 最終也會逐漸淡出。3) Socket 939Socket 939 是 AMD 公司2004年6月才推出的 64 位桌面平臺接口標準，目前采用此接口的，有高端的 Athlon 64 以及 Athlon 64 FX，具有 939 根 CPU 針腳。Socket 939 處理器和與過去的 Socket 940 插槽是不能混插的，但是，Socket 939 仍然使用了相同的 CPU 風扇系統(tǒng)模式。因此，以前用于 Socket 940 和 Socket 754 的風扇，同樣可以使用在 Socket 939 處理器。4) Socket 940Socket 940 是最早發(fā)布的 AMD 64 位接口標準，具有 940 根 CPU 針腳，目前采用此接口的，有服務器/工作站所使用的 Opteron 以及最初的 Athlon 64 FX。隨著新出的 Athlon 64 FX 改用 Socket 939 接口，所以 Socket 940 將會成為 Opteron 的專用接口。5) Socket 603Socket 603 的用途比較專業(yè)，應用于 Intel 方面高端的服務器/工作站平臺，采用此接口的 CPU 是 Xeon MP 和早期的 Xeon，具有 603 根 CPU 針腳。Socket 603 接口的 CPU，可以兼容于 Socket 604 插槽。6) Socket 604與 Socket 603 相仿，Socket 604 仍然是應用于 Intel 方面高端的服務器/工作站平臺，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。7) Socket 478Socket 478 接口是目前 Pentium 4 系列處理器所采用的接口類型，針腳數為 478 針。Socket 478 的 Pentium 4 處理器面積很小，其針腳排列極為緊密。英特爾公司的 Pentium 4 系列和 P4 賽揚系列都采用此接口。8) Socket ASocket A 接口，也叫 Socket 462，是目前 AMD 公司 Athlon XP 和 Duron 處理器的插座接口。Socket A 接口具有 462 插腳，可以支持 133MHz 外頻。9) Socket 423Socket 423 插槽是最初 Pentium 4 處理器的標準接口，Socket 423 的外形和前幾種 Socket 類的插槽類似，對應的 CPU 針腳數為 423。Socket 423 插槽多是基于 Intel 850 芯片組主板，支持 1.3GHz1.8GHz 的 Pentium 4 處理器。不過隨著 DDR 內存的流行，英特爾又開發(fā)了支持 SDRAM 及 DDR 內存的 i845 芯片組，CPU 插槽也改成了 Socket 478，Socket 423 接口也就銷聲匿跡了。10) Socket 370Socket 370 架構是英特爾開發(fā)出來代替 SLOT 架構，外觀上與 Socket 7 非常像，也采用零插拔力插槽，對應的 CPU 是 370 針腳。英特爾公司著名的“銅礦”和”圖拉丁”系列 CPU，就是采用此種接口。11) SLOT 1SLOT 1 是英特爾公司為取代 Socket 7 而開發(fā)的 CPU 接口，并申請的專利。這樣，其它廠商就無法生產 SLOT 1 接口的產品。SLOT1 接口的 CPU 不再是大家熟悉的方方正正的樣子，而是變成了扁平的長方體，而且接口也變成了金手指，不再是插針形式。SLOT 1 是英特爾公司為 Pentium 系列 CPU 設計的插槽，其將 Pentium CPU 及其相關控制電路、二級緩存都做在一塊子卡上，多數 Slot 1 主板使用 100MHz 外頻。SLOT 1 的技術結構比較先進，能提供更大的內部傳輸帶寬和 CPU 性能。此種接口已經被淘汰，市面上已無此類接口的產品。12) SLOT 2SLOT 2 用途比較專業(yè)，都采用于高端服務器及圖形工作站的系統(tǒng)。所用的 CPU 也是很昂貴的 Xeon（至強）系列。Slot 2 與 Slot 1 相比，有許多不同。首先，Slot 2 插槽更長，CPU 本身也要大一些。其次，Slot 2 能夠勝任更高要求的多用途計算處理，這是進入高端企業(yè)計算市場的關鍵所在。在當時標準服務器設計中，一般廠商只能同時在系統(tǒng)中采用兩個 Pentium 處理器，而有了 Slot 2 設計后，可以在一臺服務器中同時采用 8 個處理器。而且采用 Slot 2 接口的 Pentium CPU，都采用了當時最先進的 0.25 微米制造工藝。支持 SLOT 2 接口的主板芯片組有 440GX 和 450NX。13) SLOT ASLOT A 接口類似于英特爾公司的 SLOT 1 接口，供 AMD 公司的 K7 Athlon 使用。在技術和性能上，SLOT A 主板可完全兼容原有的各種外設擴展卡設備。它使用的并不是 Intel 的 P6 GTL總線協(xié)議，而是 Digital 公司的 Alpha 總線協(xié)議 EV6。EV6 架構是較先進的架構，它采用多線程處理的點到點拓撲結構，支持 200MHz 的總線頻率。電腦四大核心硬件知識詳解上一頁 回目錄 下一頁電腦四大核心硬件知識詳解之CPU 知識詳解上一頁 回目錄 下一頁4、針 腳 數 4、針腳數目前 CPU 都采用針腳式接口與主板相連，而不同接口的 CPU，在針腳數量上各不相同。CPU 接口類型的命名，習慣用針腳數來表示，比如，目前 Pentium 4 系列處理器所采用的 Socket 478 接口，其針腳數就為 478 針；而 Athlon XP 系列處理器所采用的 Socket 462 接口，其針腳數就為 462 針。 圖1電腦四大核心硬件知識詳解上一頁 回目錄 下一頁電腦四大核心硬件知識詳解之CPU 知識詳解上一頁 回目錄 下一頁5、主 頻 5、主頻在電子技術中，脈沖信號是一個按一定電壓幅度，一定時間間隔連續(xù)發(fā)出的脈沖信號。脈沖信號之間的時間間隔，稱為周期；而將在單位時間（如 1 秒）內所產生的脈沖個數稱為頻率。頻率是描述周期性循環(huán)信號（包括脈沖信號）在單位時間內所出現的脈沖數量多少的計量名稱；頻率的標準計量單位是 Hz（赫）。電腦中的系統(tǒng)時鐘，就是一個典型的頻率相當精確和穩(wěn)定的脈沖信號發(fā)生器。頻率在數學表達式中用“f”表示，其相應的單位有：Hz（赫）kHz（千赫）MHz （兆赫）GHz（吉赫）其中：1GHz=1000MHz1MHz=1000kHz1KHz=1000Hz計算脈沖信號周期的時間單位及相應的換算關系是：s（秒）ms（毫秒）s（微秒）ns（納秒）其中：1s=1000ms1ms=1000s1s=1000nsCPU 的主頻，即 CPU 內核工作的時鐘頻率（CPU Clock Speed）。通常所說的某某 CPU 是多少兆赫的，而這個多少兆赫，就是“CPU 的主頻”。很多人認為 CPU 的主頻就是其運行速度，其實不然。CPU 的主頻表示在 CPU 內數字脈沖信號震蕩的速度，與 CPU 實際的運算能力并沒有直接關系。主頻和實際的運算速度存在一定的關系，但目前還沒有一個確定的公式能夠定量兩者的數值關系，因為 CPU 的運算速度還要看 CPU 的流水線的各方面的性能指標（緩存、指令集，CPU 的位數，等等）。由于主頻并不直接代表運算速度，所以在一定情況下，很可能會出現主頻較高的 CPU 實際運算速度較低的現象。比如 AMD 公司的 AthlonXP 系列 CPU，大多都能以較低的主頻，達到英特爾公司的 Pentium 4 系列 CPU 較高主頻的 CPU 的性能。所以，Athlon XP 系列 CPU 才以 PR 值的方式來命名。因此，主頻僅是 CPU 性能表現的一個方面，而不代表 CPU 的整體性能。CPU 的主頻并不代表 CPU 的速度，但提高主頻對于提高 CPU 運算速度卻是至關重要的。舉個例子來說，假設某個 CPU 在一個時鐘周期內執(zhí)行一條運算指令，那么當 CPU 運行在 100MHz 主頻時，將比它運行在 50MHz 主頻時速度快一倍。因為 100MHz 的時鐘周期比 50MHz 的時鐘周期占用時間減少了一半，也就是工作在 100MHz 主頻的 CPU 執(zhí)行一條運算指令，所需時間僅為 10ns，比工作在 50MHz 主頻時的 20ns 縮短了一半，自然運算速度也就快了一倍。只不過電腦的整體運行速度不僅取決于 CPU 運算速度，還與其它各分系統(tǒng)的運行情況有關，只有在提高主頻的同時，各分系統(tǒng)運行速度和各分系統(tǒng)之間的數據傳輸速度都能得到提高時，電腦整體的運行速度，才能真正得到提高。提高 CPU 工作主頻，主要受到生產工藝的限制。由于 CPU 是在半導體硅片上制造的，在硅片上的元件之間需要導線進行聯(lián)接，由于在高頻狀態(tài)下要求導線越細越短越好，這樣才能減小導線分布電容等雜散干擾以保證 CPU 運算正確。因此，制造工藝的限制，是 CPU 主頻發(fā)展的最大障礙之一。電腦四大核心硬件知識詳解上一頁 回目錄 下一頁電腦四大核心硬件知識詳解之CPU 知識詳解上一頁 回目錄 下一頁6、封 裝 技 術 6、封裝技術所謂“封裝技術”，是一種將集成電路用絕緣的塑料或陶瓷材料打包的技術。以 CPU 為例，我們實際看到的體積和外觀，并不是真正的 CPU 內核的大小和面貌，而是 CPU 內核等元件經過封裝后的產品。封裝對于芯片來說是必須的，也是至關重要的。因為芯片必須與外界隔離，以防止空氣中的雜質對芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降。另一方面，封裝后的芯片也更便于安裝和運輸。由于封裝技術的好壞，還直接影響到芯片自身性能的發(fā)揮和與之連接的 PCB（印制電路板）的設計和制造，因此它是至關重要的。封裝也可以說是指安裝半導體集成電路芯片用的外殼，它不僅起著安放、固定、密封、保護芯片和增強導熱性能的作用，而且還是溝通芯片內部世界與外部電路的橋梁芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印刷電路板上的導線與其他器件建立連接。因此，對于很多集成電路產品而言，封裝技術都是非常關鍵的一環(huán)。目前采用的 CPU 封裝，多是用絕緣的塑料或陶瓷材料包裝起來，能起著密封和提高芯片電熱性能的作用。由于現在處理器芯片的內頻越來越高，功能越來越強，引腳數越來越多，封裝的外形也不斷在改變。封裝時，主要考慮的因素：芯片面積與封裝面積之比為提高封裝效率，盡量接近 1:1。引腳要盡量短，以減少延遲，引腳間的距離盡量遠，以保證互不干擾，提高性能?；谏岬囊?，封裝越薄越好。作為計算機的重要組成部分，CPU 的性能直接影響計算機的整體性能。而 CPU 制造工藝的最后一步也是最關鍵一步，就是 CPU 的封裝技術。采用不同封裝技術的 CPU，在性能上存在較大差距。只有高品質的封裝技術，才能生產出完美的 CPU 產品。CPU 芯片的主要封裝技術：1) DIP 技術DIP 封裝（Dual In-line Package），也叫雙列直插式封裝技術。指采用雙列直插形式封裝的集成電路芯片。絕大多數中小規(guī)模集成電路，均采用這種封裝形式，其引腳數一般不超過 100。DIP 封裝的 CPU 芯片，有兩排引腳，需要插入到具有 DIP 結構的芯片插座上。當然，也可以直接插在有相同焊孔數和幾何排列的電路板上進行焊接。DIP 封裝的芯片，在從芯片插座上插拔時應特別小心，以免損壞管腳。DIP 封裝結構形式有：多層陶瓷雙列直插式 DIP，單層陶瓷雙列直插式 DIP，引線框架式 DIP（含玻璃陶瓷封接式、塑料包封結構式、陶瓷低熔玻璃封裝式）等。 圖2 DIP 封裝的 8086 處理器DIP 封裝具有以下特點：一是適合在 PCB(印刷電路板)上穿孔焊接，操作方便。二是芯片面積與封裝面積之間的比值較大，故體積也較大。最早的 4004、8008、8086、8088 等 CPU 都采用了 DIP 封裝，通過其上的兩排引腳，可插到主板上的插槽或焊接在主板上。2) QFP 技術這種技術的中文含義，叫方型扁平式封裝技術（Plastic Quad Flat Pockage）。該技術實現的 CPU 芯片引腳之間距離很小，管腳很細，一般大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路采用這種封裝形式，其引腳數一般都在 100 以上。該技術封裝 CPU 時操作方便，可靠性高；而且其封裝外形尺寸較小，寄生參數減小，適合高頻應用；該技術主要適合用 SMT 表面安裝技術在 PCB 上安裝布線。 圖3 QFP 封裝的 802863) PFP 技術該技術的英文全稱為 Plastic Flat Package，中文含義為塑料扁平組件式封裝。用這種技術封裝的芯片，同樣也必須采用 SMD 技術將芯片與主板焊接起來。采用 SMD 安裝的芯片，不必在主板上打孔，一般在主板表面上有設計好的相應管腳的焊盤。將芯片各腳對準相應的焊盤，即可實現與主板的焊接。用這種方法焊上去的芯片，如果不用專用工具是很難拆卸下來的。該技術與上面的 QFP 技術基本相似，只是外觀的封裝形狀不同而已。 圖4 PFP 封裝的 803864) PGA 技術該技術也叫插針網格陣列封裝技術（Ceramic Pin Grid Arrau Package）。由這種技術封裝的芯片，內外有多個方陣形的插針，每個方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列，根據管腳數目的多少，可以圍成 25 圈。安裝時，將芯片插入專門的 PGA 插座。為了使得 CPU 能夠更方便的安裝和拆卸，從 486 芯片開始，出現了一種 ZIF CPU 插座，專門用來滿足 PGA 封裝的 CPU 在安裝和拆卸上的要求。該技術一般用于插拔操作比較頻繁的場合之下。 圖5 早先的 80486 和 Pentium、 Pentium Pro 等 CPU 均采用 PGA 封裝形式5) BGA 技術BGA 技術（Ball Grid Array Package）即球柵陣列封裝技術。該技術的出現便成為 CPU、主板南、北橋芯片等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。但 BGA 封裝占用基板的面積比較大。雖然該技術的 I/O 引腳數增多，但引腳之間的距離遠大于 QFP，從而提高了組裝成品率。而且該技術采用了可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善它的電熱性能。另外，該技術的組裝可用共面焊接，從而能大大提高封裝的可靠性；并且由該技術實現的封裝 CPU 信號傳輸延遲小，適應頻率可以提高很大。BGA 封裝具有以下特點：1、I/O 引腳數雖然增多，但引腳之間的距離遠大于 QFP 封裝方式，提高了成品率2、雖然 BGA 的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善電熱性能3、信號傳輸延遲小，適應頻率大大提高4、組裝可用共面焊接，可靠性大大提高6) OPGA 封裝OPGA（Organic pin grid Array，有機管腳陣列）。這種封裝的基底使用的是玻璃纖維，類似印刷電路板上的材料。此種封裝方式，可以降低阻抗和封裝成本。OPGA 封裝拉近了外部電容和處理器內核的距離，可以更好地改善內核供電和過濾電流雜波。AMD 公司的 Athlon XP 系列 CPU 大多使用此類封裝。 圖6 OPGA 封裝7) mPGA 封裝mPGA，微型 PGA 封裝，目前只有 AMD 公司的 Athlon 64 和英特爾公司的 Xeon（至強）系列 CPU 等少數產品所采用，而且多是些高端產品，是種先進的封裝形式。 圖78) CPGA 封裝CPGA 也就是常說的陶瓷封裝，全稱為 Ceramic PGA。主要在 Thunderbird（雷鳥）核心和“Palomino”核心的 Athlon 處理器上采用。 圖89) FC-PGA 封裝FC-PGA 封裝是反轉芯片針腳柵格陣列的縮寫，這種封裝中有針腳插入插座。這些芯片被反轉，以至片模或構成計算機芯片的處理器部分被暴露在處理器的上部。通過將片模暴露出來，使熱量解決方案可直接用到片模上，這樣就能實現更有效的芯片冷卻。為了通過隔絕電源信號和接地信號來提高封裝的性能，FC-PGA 處理器在處理器的底部的電容放置區(qū)域（處理器中心）安有離散電容和電阻。芯片底部的針腳是鋸齒形排列的。此外，針腳的安排方式使得處理器只能以一種方式插入插座。FC-PGA 封裝用于奔騰 III 和英特爾賽揚處理器，它們都使用 370 針。 圖910) FC-PGA2 封裝FC-PGA2 封裝與 FC-PGA 封裝類型很相似，除了這些處理器還具有集成式散熱器(IHS)。集成式散熱器是在生產時直接安裝到處理器片上的。由于 IHS 與片模有很好的熱接觸，并且提供了更大的表面積以更好地發(fā)散熱量，所以它顯著地增加了熱傳導。FC-PGA2 封裝用于奔騰 III 和英特爾賽揚處理器（370 針）和奔騰 4 處理器（478 針）。 圖1011) OOI 封裝OOI 是 OLGA 的簡寫。OLGA 代表了基板柵格陣列。OLGA 芯片也使用反轉芯片設計，其中處理器朝下附在基體上，實現更好的信號完整性、更有效的散熱和更低的自感應。OOI 有一個集成式導熱器(IHS)，能幫助散熱器將熱量傳給正確安裝的風扇散熱器。OOI 用于奔騰 4 處理器，這些處理器有 423 針。 圖1112) PPGA 封裝“PPGA”的英文全稱為“Plastic Pin Grid Array”，是塑針柵格陣列的縮寫。這些處理器具有插入插座的針腳。為了提高熱傳導性，PPGA 在處理器的頂部使用了鍍鎳銅質散熱器。芯片底部的針腳是鋸齒形排列的。此外，針腳的安排方式使得處理器只能以一種方式插入插座。 圖1213) S.E.C.C. 封裝“S.E.C.C.”是“Single Edge Contact Cartridge”縮寫，是單邊接觸卡盒的縮寫。為了與主板連接，處理器被插入一個插槽。它不使用針腳，而是使用“金手指”觸點，處理器使用這些觸點來傳遞信號。S.E.C.C. 被一個金屬殼覆蓋，這個殼覆蓋了整個卡盒組件的頂端。卡盒的背面是一個熱材料鍍層，充當了散熱器。S.E.C.C. 內部，大多數處理器有一個被稱為基體的印刷電路板連接處理器、二級高速緩存和總線終止電路。S.E.C.C. 封裝用于有 242 個觸點的英特爾奔騰 II 處理器和有 330 個觸點的奔騰 II 至強和奔騰 III 至強處理器。 圖1314) S.E.C.C.2 封裝S.E.C.C.2 封裝與 S.E.C.C. 封裝相似，除了 S.E.C.C.2 使用更少的保護性包裝并且不含有導熱鍍層。S.E.C.C.2 封裝用于一些較晚版本的奔騰 II 處理器和奔騰 III 處理器（242 觸點）。 圖1415) S.E.P. 封裝“S.E.P.”是“Single Edge Processor”的縮寫，是單邊處理器的縮寫?！癝.E.P.”封裝類似于“S.E.C.C.”或者“S.E.C.C.2”封裝，也是采用單邊插入到 Slot 插槽中，以金手指與插槽接觸，但是它沒有全包裝外殼，底板電路從處理器底部是可見的?！癝.E.P.”封裝應用于早期的 242 根金手指的 Intel Celeron 處理器。 圖1516) PLGA 封裝PLGA 是 Plastic Land Grid Array 的縮寫，即塑料焊盤柵格陣列封裝。由于沒有使用針腳，而是使用了細小的點式接口，所以 PLGA 封裝明顯比以前的 FC-PGA2 等封裝具有更小的體積、更少的信號傳輸損失和更低的生產成本，可以有效提升處理器的信號強度、提升處理器頻率，同時也可以提高處理器生產的良品率，降低生產成本。目前 Intel 公司 Socket 775 接口的 CPU 采用了此封裝。 圖1617) CuPGA 封裝CuPGA 是 Lidded Ceramic Package Grid Array 的縮寫，即有蓋陶瓷柵格陣列封裝。其與普通陶瓷封裝最大的區(qū)別，是增加了一個頂蓋，能提供更好的散熱性能以及能保護 CPU 核心免受損壞。目前 AMD 64 系列 CPU 采用了此封裝。 圖17電腦四大核心硬件知識詳解上一頁 回目錄 下一頁電腦四大核心硬件知識詳解之CPU 知識詳解上一頁 回目錄 下一頁7、核 心 類 型 7、核心類型核心（Die）又稱為內核，是 CPU 最重要的組成部分。CPU 中心那塊隆起的芯片就是核心，是由單晶硅以一定的生產工藝制造出來的，CPU 所有的計算、接受/存儲命令、處理數據都由核心執(zhí)行。各種 CPU 核心都具有固定的邏輯結構，一級緩存、二級緩存、執(zhí)行單元、指令級單元和總線接口等邏輯單元，都會有科學的布局。為了便于 CPU 設計、生產、銷售的管理，CPU 制造商會對各種 CPU 核心給出相應的代號，這也就是所謂的 CPU 核心類型。不同的 CPU （不同系列或同一系列）都會有不同的核心類型（例如 Pentium 4 的 Northwood，Willamette 以及 K6-2 的 CXT 和 K6-2+ 的 ST-50 等等），甚至同一種核心都會有不同版本的類型（例如 Northwood 核心就分為 B0 和 C1 等版本），核心版本的變更，是為了修正上一版存在的一些錯誤，并提升一定的性能，而這些變化，普通消費者是很少去注意的。每一種核心類型都有其相應的制造工藝（例如 0.25um、0.18um、0.13um 以及 0.09um 等）、核心面積（這是決定 CPU 成本的關鍵因素，成本與核心面積基本上成正比）、核心電壓、電流大小、晶體管數量、各級緩存的大小、主頻范圍、流水線架構和支持的指令集（這兩點是決定 CPU 實際性能和工作效率的關鍵因素）、功耗和發(fā)熱量的大小、封裝方式（例如 S.E.P、PGA、FC-PGA、FC-PGA2 等等）、接口類型（例如 Socket 370，Socket A，Socket 478，Socket T，Slot 1、Socket 940 等等）、前端總線頻率（FSB）等等。因此，核心類型在某種程度上決定了 CPU 的工作性能。一般說來，新的核心類型，往往比老的核心類型具有更好的性能（例如同頻的 Northwood 核心 Pentium 4 1.8A GHz 就要比 Willamette 核心的 Pentium 4 1.8 GHz 性能要高）。但這也不是絕對的。這種情況一般發(fā)生在新核心類型剛推出時，由于技術不完善或新的架構和制造工藝不成熟等原因，可能會導致新的核心類型的性能反而還不如老的核心類型的性能。例如，早期 Willamette 核心 Socket 423 接口的 Pentium 4 的實際性能，不如 Socket 370 接口的 Tualatin 核心的 Pentium III 和賽揚，現在的低頻 Prescott 核心 Pentium 4 的實際性能，不如同頻的 Northwood 核心 Pentium 4 等等。但隨著技術的進步以及 CPU 制造商對新核心的不斷改進和完善，新核心的中后期產品的性能，必然會超越老核心產品。CPU 核心的發(fā)展方向，是更低的電壓、更低的功耗、更先進的制造工藝、集成更多的晶體管、更小的核心面積（這會降低 CPU 的生產成本從而最終會降低 CPU 的銷售價格）、更先進的流水線架構和更多的指令集、更高的前端總線頻率、集成更多的功能（例如集成內存控制器，等等）以及雙核心和多核心（也就是一個 CPU 內部有 2 個或更多個核心）等。CPU 核心的進步，對普通消費者而言，最有意義的就是能以更低的價格買到性能更強的 CPU。在 CPU 漫長的歷史中，伴隨著紛繁復雜的 CPU 核心類型。以下分別就 Intel CPU 和 AMD CPU 的主流核心類型，作一個簡介。主流核心類型介紹（僅限于臺式機 CPU，不包括筆記本 CPU 和服務器/工作站 CPU，而且不包括比較老的核心類型）。（一）Intel CPU 的核心類型1) Tualatin這也就是大名鼎鼎的“圖拉丁”核心，是 Intel 在 Socket 370 架構上的最后一種 CPU 核心，采用 0.13um 制造工藝，封裝方式采用 FC-PGA2 和 PPGA，核心電壓也降低到了 1.5V 左右，主頻范圍從 1GHz 到 1.4GHz，外頻分別為 100MHz（賽揚）和 133MHz（Pentium III），二級緩存分別為 512KB（Pentium III-S）和 256KB（Pentium III 和賽揚），這是最強的 Socket 370 核心，其性能甚至超過了早期低頻的 Pentium 4系列 CPU。2) Willamette這是早期的 Pentium 4 和 P4 賽揚采用的核心，最初采用 Socket 423 接口，后來改用 Socket 478 接口（賽揚只有 1.7GHz 和 1.8GHz 兩種，都是 Socket 478 接口），采用 0.18um 制造工藝，前端總線頻率為 400MHz，主頻范圍從 1.3GHz 到 2.0GHz（Socket 423）和 1.6GHz 到 2.0GHz（Socket 478），二級緩存分別為 256KB（Pentium 4）和 128KB（賽揚）。注意，另外還有些型號的 Socket 423 接口的 Pentium 4 居然沒有二級緩存！核心電壓 1.75V 左右，封裝方式采用 Socket 423 的 PPGA INT2，PPGA INT3，OOI 423-pin，PPGA FC-PGA2 和 Socket 478 的 PPGA FC-PGA2 以及賽揚采用的 PPGA 等等。Willamette 核心制造工藝落后，發(fā)熱量大，性能低下，已經被淘汰掉，而被 Northwood 核心所取代。3) Northwood這是目前主流的 Pentium 4 和賽揚所采用的核心，其與 Willamette 核心最大的改進，是采用了 0.13um 制造工藝，并都采用 Socket 478 接口，核心電壓 1.5V 左右，二級緩存分別為 128KB（賽揚）和 512KB（Pentium 4），前端總線頻率分別為 400/533/800MHz（賽揚都只有 400MHz），主頻范圍分別為 2.0GHz 到 2.8GHz（賽揚），1.6GHz 到 2.6GHz（400MHz FSB Pentium 4），2.26GHz 到 3.06GHz（533MHz FSB Pentium 4）和 2.4GHz 到 3.4GHz（800MHz FSB Pentium 4），并且 3.06GHz Pentium 4 和所有的 800MHz Pentium 4 都支持超線程技術（Hyper-Threading Technology），封裝方式采用 PPGA FC-PGA2 和 PPGA。按照 Intel 的規(guī)劃，Northwood 核心會很快被 Prescott 核心所取代。4) Prescott這是 Intel 新的 CPU 核心，最早使用在 Pentium 4 上，現在低端的賽揚 D 也大量使用此核心，其與Northwood 最大的區(qū)別是采用了 0.09um 制造工藝和更多的流水線結構，初期采用 Socket 478 接口，以后會全部轉到 LGA 775 接口，核心電壓 1.25-1.525V，前端總線頻率為 533MHz（不支持超線程技術）和 800MHz（支持超線程技術），主頻分別為 533MHz FSB 的 2.4GHz 和 2.8GHz 以及 800MHz FSB 的 2.8GHz、3.0GHz、3.2GHz 和 3.4GHz。其與 Northwood 相比，其 L1 緩存從 8KB 增加到 16KB，而 L2 緩存則從 512KB 增加到 1MB，封裝方式采用 PPGA。按照 Intel 的規(guī)劃，Prescott 核心會很快取代 Northwood 核心，并且很快就會推出 Prescott 核心 533MHz FSB 的賽揚。5) Prescott 2MPrescott 2M 是 Intel 在臺式機上使用的核心，與 Prescott 不同，Prescott 2M 支持 EM64T 技術，也就是說，可以使用超過 4G 內存，屬于 64 位的 CPU，這是 Intel 第一款使用 64 位技術的臺式機 CPU。Prescott 2M 核心，使用 90nm 制造工藝，集成 2M 二級緩存，800 或者 1066MHz 前端總線。從目前來說，P4 的 6 系列和 P4EE CPU，使用的是 Prescott 2M 核心。Prescott 2M 本身的性能并不是特別出眾，不過，由于集成了大容量的二級緩存和使用較高的頻率，性能仍然有提升。此外，Prescott 2M 核心還支持增強型的 Intel SpeedStep 技術(EIST)。這種技術完全與英特爾的移動處理器中的節(jié)能機制一樣，它可以讓 Pentium 4 6 系列處理器在低負載的時候降低工作頻率，這樣，可以明顯降低它們在運行時的工作熱量及功耗。（二）AMD CPU 的核心類型1) Athlon XP 的核心類型Athlon XP 有 4 種不同的核心類型，但都有共同之處：都采用 Socket A 接口，而且都采用 PR 標稱值標注。2) Palomino這是最早的 Athlon XP 的核心，采用 0.18um 制造工藝，核心電壓為 1.75V 左右，二級緩存為 256KB，封裝方式采用 OPGA，前端總線頻率為 266MHz。3) Thoroughbred這是第一種采用 0.13um 制造工藝的 Athlon XP 核心，又分為 Thoroughbred-A 和 Thoroughbred-B 兩種版本，核心電壓 1.65V-1.75V 左右，二級緩存為 256KB，封裝方式采用 OPGA，前端總線頻率為 266MHz 和 333MHz。4) Thorton采用 0.13um 制造工藝，核心電壓 1.65V 左右，二級緩存為 256KB，封裝方式采用 OPGA，前端總線頻率為 333MHz。可以看作是屏蔽了一半二級緩存的 Barton。5) Barton采用 0.13um 制造工藝，核心電壓 1.65V 左右，二級緩存為 512KB，封裝方式采用 OPGA，前端總線頻率為 333MHz 和 400MHz。（三）新 Duron 的核心類型AppleBred采用 0.13um 制造工藝，核心電壓 1.5V 左右，二級緩存為 64KB，封裝方式采用 OPGA，前端總線頻率為 266MHz。沒有采用 PR 標稱值標注，而以實際頻率標注，有 1.4GHz、1.6GHz