CCUTSOFT計算機(jī)組裝與維護(hù)二零零九年十月（第三講）

2023/2/61第二章CPU及其散熱器主要內(nèi)容：一、CPU簡介二、CPU的架構(gòu)和封裝方式三、CPU的性能指標(biāo)四、CPU的主流產(chǎn)品五、CPU的選購指南六、CPU散熱器CCUTSOFT計算機(jī)組裝與維護(hù)2023/2/62

目前世界上主要生產(chǎn)CPU產(chǎn)品的廠商有Intel公司、AMD公司、VIA（威盛）公司、IBM公司和富士通公司。其中，Intel公司的CPU在民用領(lǐng)域占有80%多的市場份額。四、CPU的主流產(chǎn)品2023/2/63Pentium4

Pentium4系列CPU是Intel公司在2000年推出的產(chǎn)品，并先后推出了Willamette核心、Northwood核心和Prescott核心三種不同的核心版本。制作工藝也分別采用0.18微米、0.13微米和0.09微米三種標(biāo)準(zhǔn)。主頻范圍在1.5GHz~3.04GHz，并首次將前端總線提升至533MHz。IntelCPU的主流產(chǎn)品2023/2/65CCUTSOFT2023/2/66PentiumD

PentiumD于2005年中期推出，是Intel公司意在對抗AMD公司生產(chǎn)的64位CPU的主打產(chǎn)品。IntelCPU的主流產(chǎn)品2023/2/67CeleronD

Intel公司生產(chǎn)的CeleronD系列處理器是Intel公司面向中、低端用戶市場而開發(fā)的一款處理器，制作工藝為90納米，前端總線頻率為533MHz，而二級緩存僅為256KB，主頻在2.4~3.09之間。IntelCPU的主流產(chǎn)品2023/2/69Core2Duo

Intel公司的CPU向來以其穩(wěn)定性和超強(qiáng)的兼容性著稱，2006年7月底，Intel公司發(fā)布了其最新的處理器——Core（酷睿）系列處理器，用以代替沿用了十多年的Pentium系列處理器，這代產(chǎn)品名稱將是Core2。IntelCPU的主流產(chǎn)品2023/2/610Core2Duo

Core系列處理器是Intel真正意義上的雙核處理器，實現(xiàn)了雙內(nèi)核的共享緩存技術(shù)。并提出了新的CPU性能衡量標(biāo)準(zhǔn)——性能不再只由頻率決定，下面這個公式體現(xiàn)了未來處理器的發(fā)展方向：性能=頻率x每個時鐘周期的指令數(shù)Core之所以能夠在降低頻率的同時，還能夠讓性能大幅提升，關(guān)鍵就是每個時鐘周期可執(zhí)行的指令數(shù)提升了。IntelCPU的主流產(chǎn)品2023/2/611Intel的四核CPU

Core2QuadQ6600是Intel在2007年中最為重要的一款產(chǎn)品，這款處理器的核心代號為Kentsfield，前端總線頻率為1066MHz，其實際工作頻率為2.4GHz，由兩顆Conroe核心合并封裝而成，對應(yīng)的雙核心版本為E6600，每顆雙核心擁有4MB共享式二級緩存，合計容量達(dá)8MB，核心工作電壓1.35V。IntelCPU的主流產(chǎn)品2023/2/6132023/2/6142023/2/6152023/2/617兩顆四核心Xeon搭配的同樣是服務(wù)器芯片組主板，型號“S5000XVN”，代號Greencreek，EATX板型。該主板有8條FB-DIMM內(nèi)存插槽，最大支持32GB容量。擴(kuò)展插槽方面有一條PCI-Ex16、2條PCI-Ex4、2條64-bitPCI-X，6個存儲接口可配置為6個SATA3Gbps或者2個SATA加4個SAS，此外還有雙千兆以太網(wǎng)卡等。IntelCPU的主流產(chǎn)品2023/2/6182023/2/6192023/2/621酷睿2至尊處理器QX9300和英特爾酷睿2四核處理器Q9100是英特爾的首批移動四核處理器，擁有四個核心，時鐘頻率為2.53GHz，支持1066MHz前端系統(tǒng)總線，集成12MB二級緩存。IntelCPU的主流產(chǎn)品2023/2/6222023/2/6232023/2/6252023/2/6262023/2/627CCUTSOFT AMD創(chuàng)辦于1969年，總公司設(shè)于美國硅谷，是目前世界上第二大CPU生產(chǎn)廠商，專為電腦、通信及電子消費(fèi)類市場供應(yīng)各種芯片產(chǎn)品。

目前，AMD公司的主要產(chǎn)品有Sempron（閃龍）、Athlon64、Athlon64FX和Athlon64X2四類產(chǎn)品。其中，前兩者針對中、低端市場，后兩者針對高端市場。2023/2/629Athlon64和Athlon64FX

AMD公司于2003末推出的第一代64位處理器，與以往的CPU最大的不同就是在其中加入了X86-64指令集，使他們支持64位地址空間和64位數(shù)據(jù)空間。

所有AMD的64位處理器均采用0.09-0.13μm制造工藝，1.059億個晶體管，128KBL1Cache。512KB/1MBL2Cache，并且支持HyperTransport技術(shù)。AMDCPU的主流產(chǎn)品2023/2/630Athlon64和Athlon64FX

Athlon64和Athlon64FX最大區(qū)別在于Athlon64內(nèi)部集成的是單通道的DDR內(nèi)存控制器，而Athlon64FX內(nèi)部集成雙通道DDR內(nèi)存控制器。從外觀上看，Athlon64與Athlon64FX的外部最大區(qū)別在于Athlon64的針腳是754針，而Athlon64FX的針腳是940針。AMDCPU的主流產(chǎn)品2023/2/631CCUTSOFTAthlon64Athlon64FX2023/2/632Sempron

為AMD的低端產(chǎn)品線，采用0.09微米制造工藝，主頻最高可達(dá)1.8Ghz。與Athlon64系列相比最大的不同在于二級緩存只有其一半。

其售價低于同級別的IntelCeleronD處理器，不同架構(gòu)的Sempron在測試中都有良好的表現(xiàn)。AMDCPU的主流產(chǎn)品2023/2/633CCUTSOFT2023/2/634Atholn64X2

2005年末，為了應(yīng)對Intel公司PentiumD的挑戰(zhàn)，AMD公司推出了自己的第一代雙核處理器——Athlon64X2系列處理器。

該系列處理器雖然在主頻上與PentiumD系列處理器仍然有一定差距，但在性能上，依然使AMD公司的CPU在2005年末繼續(xù)保持著對Intel公司CPU的領(lǐng)先。AMDCPU的主流產(chǎn)品2023/2/635CCUTSOFT2023/2/636AMD公司于2006年5月29日推出的其旗下最新的雙核處理器，采用全新的SocketAM2接口，制作工藝采用65nm和90nm兩種標(biāo)準(zhǔn)，兩個內(nèi)核仍然分別集成二級緩存。

采用該接口的處理器最大的亮點在于支持雙通道DDR2內(nèi)存。AMDCPU的主流產(chǎn)品2023/2/637CCUTSOFT2023/2/638

2007年第二季度亮相的四核心處理器Opteron（皓龍），代號Barcelona（巴塞羅那），支持HT2.0，功耗版本從68W至SE版120W，主流型號TDP為95W。2008年第三季度上市的四核心處理器代號Budapest（布達(dá)佩斯），支持HT3.0，以O(shè)pteron12XX以及A64型號上市。AMDCPU的主流產(chǎn)品2023/2/639

2008年9月30日，代號Shanghai（上海）的四核心處理器問世，其實就是布達(dá)佩斯的22XX以及82XX版形式。它將隸屬于Opteron系列，它采用了45納米制造工藝并具備6MB三級緩存，HyperTransport3.0總線也有改進(jìn)。另外，與現(xiàn)有Phenom和Opteron處理器相比，“Shanghai”處理器還可提供更高的指令/周期（IPC）吞吐量，也就是說“Shanghai”處理器的整體時鐘周期性能會更高。AMD的這種處理器旨在與英特爾的Nehalem處理器進(jìn)行競爭，特別是在雙插座的桌邊服務(wù)器市場。AMDCPU的主流產(chǎn)品2023/2/640

AMD羿龍三核8450，適用臺式機(jī)；主頻2.1GHz；接口類型SocketAM2+；CPU針腳數(shù)目940Pin；多核心三核；制程工藝65納米；CPU支持指令集MMX(+),3DNOW!(+),SSE,SSE2,SSE3,SSE4A,x86-64處理器緩存一級數(shù)據(jù)緩存192KB、二級緩存容量1536KB、三級緩存容量2048KB。AMD羿龍三核8450(盒)物理參數(shù)工作功率95WAMDCPU的主流產(chǎn)品2023/2/641AMD羿龍三核8450(盒)2023/2/6422023/2/643

2009年上半年CPU產(chǎn)品1-5名關(guān)注比例分析2023/2/6442009年上半年CPU產(chǎn)品6-10名關(guān)注比例分析2023/2/6452023/2/6462023/2/647不要盲目追求主頻明確所購機(jī)器的用途不要選擇新一代的最初產(chǎn)品要注意識別同型號CPU的不同內(nèi)核盒裝和散裝CPU五、CPU的選購指南2023/2/648

由于CPU散熱器在計算機(jī)中是一個很小的配件，但是隨著電腦系統(tǒng)硬件發(fā)熱量增大，CPU對散熱器的要求也就越來越高了。因此如何選擇一款能滿足CPU需求的散熱器已經(jīng)變得很重要了，由于平時對CPU散熱器了解的不多，所以現(xiàn)在就來學(xué)習(xí)如何正確選擇CPU散熱器。六、CPU的散熱器2023/2/649

CPU散熱器根據(jù)工作原理不同可以分為：風(fēng)冷式、熱管散熱式、水冷式、液態(tài)氮制冷等幾種，常用的散熱器是風(fēng)冷式.。近期新出現(xiàn)的熱管散熱器本質(zhì)上也是風(fēng)冷散熱器的一種。CPU散熱器的工作原理2023/2/650CCUTSOFT2023/2/651CCUTSOFT2023/2/652CCUTSOFT2023/2/653CCUTSOFT2023/2/654CCUTSOFT2023/2/655CCUTSOFT2023/2/656

CPU產(chǎn)生的熱量通過熱傳導(dǎo)傳遞到散熱片，風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)動將絕大部分熱量通過對流（強(qiáng)制對流和自然對流）的方式帶走，只有極少部分的熱量通過輻射方式直接散發(fā)。風(fēng)冷散熱器的制造成本低，可操作性強(qiáng)，使用起來也方便安全，所以成為現(xiàn)在常用的散熱方式。風(fēng)冷散熱方式的工作原理2023/2/657CPU風(fēng)冷散熱器的物理結(jié)構(gòu)可以分為三個主要部分：散熱片、風(fēng)扇和扣具。

早期的CPU由于其發(fā)熱量比較小，所以有些CPU沒有散熱器，或者僅有散熱片，沒有風(fēng)扇。其中大部分的散熱片都是直接粘在CPU表面的，沒有扣具。CPU風(fēng)冷散熱器的基本結(jié)構(gòu)2023/2/6581．純鋁散熱片這種散熱片是目前使用率最高的散熱片之一，整體采用純鋁制造，具有成本低和熱容低的主要特點。雖然這種散熱片吸熱慢，但放熱快，散熱效果跟其結(jié)構(gòu)和做工成正比。散熱片數(shù)越多、底部拋光越好，散熱效果越好。常見散熱片的種類

2023/2/6592．純銅散熱片

顧名思義，純銅散熱片的材質(zhì)為純銅。因為銅跟鋁相比有個先天的優(yōu)點：熱傳導(dǎo)效能較高，接近鋁的一倍；但銅也有個先天的缺點：熱容太高了。也就是說這種散熱片吸熱快但放熱慢，熱量在銅片中大量聚集，需要配合高轉(zhuǎn)速大尺寸風(fēng)扇才能滿足散熱需求。另外純銅的成本要比鋁高很多，還要搭配更高檔次的風(fēng)扇才能滿足散熱需求，直接導(dǎo)致純銅散熱器的價格居高不下，目前已經(jīng)慢慢退出獨(dú)立散熱器的歷史舞臺。常見散熱片的種類

2023/2/6603．鋁鰭塞銅式散熱片

這種鋁鰭塞銅式散熱片可以說用最經(jīng)濟(jì)實惠的方式解決了銅和鋁的矛盾關(guān)系——利用銅吸熱快的特性來吸取CPU熱量，再利用鋁的快速放熱性來釋放銅塊上的熱量。嵌銅散熱片的制造過程是利用熱脹冷縮的原理，將鋁制散熱片加熱到一定的溫度后，再把事先準(zhǔn)備好的銅塊嵌進(jìn)去，等鋁的溫度下降后，收縮就把銅塊緊緊地包在了一起。這種散熱片的優(yōu)點是價格便宜，既經(jīng)濟(jì)實惠，而且效果又好。常見散熱片的種類

2023/2/6614．鋁鰭壓鑄銅式散熱片

這種散熱片乍看外表頗似鋁鰭塞銅式散熱片，底座上也有一塊銅。但不一樣的地方是，這種散熱片上的銅塊并不像嵌銅散熱片那樣是利用熱脹冷縮的原理嵌進(jìn)去的，而是使用了最先進(jìn)的壓鑄技術(shù)，可以說是完全的無縫連接，從根本上保證了銅塊與鋁座之間的熱傳導(dǎo)性，因此，具有超強(qiáng)的散熱性能。而且價格也不是很貴，比較適合發(fā)熱量較大的CPU使用。常見散熱片的種類

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1.風(fēng)扇功率

風(fēng)扇功率是影響風(fēng)扇散熱效果的一個很重要的條件，功率越大通常風(fēng)扇的風(fēng)力也越強(qiáng)勁，散熱的效果也越好。而風(fēng)扇的功率與風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速又是直接聯(lián)系在一起的，也就是說風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速越高，風(fēng)扇也就越強(qiáng)勁有力。風(fēng)扇的主要性能指標(biāo)2023/2/663

2.風(fēng)扇口徑

該性能參數(shù)對風(fēng)扇的出風(fēng)量也有直接的影響，它表示在允許的范圍之內(nèi)風(fēng)扇的口徑越大，那么風(fēng)扇的出風(fēng)量也就越大，風(fēng)力效果的作用面也就越大。風(fēng)扇的主要性能指標(biāo)2023/2/664

3.風(fēng)扇轉(zhuǎn)速

風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速與風(fēng)扇的功率是密不可分的，轉(zhuǎn)速的大小直接影響到風(fēng)扇功率的大小。通常我們認(rèn)為，在一定的范圍內(nèi)，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速越高，它向CPU傳送的進(jìn)風(fēng)量就越大，CPU獲得的冷卻效果就會越好。風(fēng)扇的主要性能指標(biāo)2023/2/6654.風(fēng)扇散熱片材質(zhì)

由于CPU的熱量是通過傳導(dǎo)到散熱片，再經(jīng)風(fēng)扇帶來的冷空氣吹拂而把散熱片的熱量帶走的，而風(fēng)扇所能傳導(dǎo)的熱量快慢是由組成風(fēng)扇的散熱片的材質(zhì)決定的，因此風(fēng)扇的材料質(zhì)量對熱量的傳導(dǎo)性能具有決定性的作用，為此我們在選擇風(fēng)扇時一定要注意風(fēng)扇散熱片的熱傳導(dǎo)性是否良好。風(fēng)扇的主要性能指標(biāo)2023/2/666

5.風(fēng)扇噪聲

衡量風(fēng)扇質(zhì)量高低的另外一個外在表現(xiàn)是噪音大小。噪音大小通常與風(fēng)扇的功率有關(guān)，通常功率越大，轉(zhuǎn)速也就越快，此時一個負(fù)面影響也就表現(xiàn)出來了，那就是噪聲。為了減輕噪聲，出現(xiàn)了一些新的設(shè)計，例如改變扇葉的角度，增加扇軸的潤滑度和穩(wěn)定度等。風(fēng)扇的主要性能指標(biāo)2023/2/667

6.風(fēng)扇形狀

通常從風(fēng)扇的外形、風(fēng)扇的尺寸大小、葉片的設(shè)計形式以及風(fēng)扇厚度等角度來綜合檢查，通常不同形狀的風(fēng)扇對散熱產(chǎn)生的影響也不會太大，但相比之下，風(fēng)扇的尺寸大小對芯片進(jìn)行散熱起著比較大的作用。風(fēng)扇的主要性能指標(biāo)2023/2/668

7.風(fēng)扇排風(fēng)量

風(fēng)扇排風(fēng)量是一個比較綜合的指標(biāo)，是衡量一個風(fēng)扇性能的最直接因素。如果一個風(fēng)扇可以達(dá)到5000轉(zhuǎn)/分，但其扇葉如果是扁平的話，那就不會形成任何氣流的，所以關(guān)系散熱風(fēng)扇的排風(fēng)量，扇葉的角度（以45°為最大）是決定性因素。風(fēng)扇的主要性能指標(biāo)2023/2/669

1.含油軸承

含油軸承(SleeveBearing)是目前使用最普遍的一種散熱風(fēng)扇軸承。它使用潤滑油作為潤滑劑和減阻劑，優(yōu)點是價格非常低廉，初期使用時運(yùn)行噪音也比較低。缺點是軸承很容易磨損，壽命較短。另外，這種軸承使用時間一長，軸承套筒里的潤滑油容易泄漏出來，噪音隨之增大，并且會污染主板和其他配件。當(dāng)前風(fēng)扇軸承的主要技術(shù)2023/2/670

2.雙滾珠軸承

雙滾珠軸承(DualBallBearing或TwoBallBearing)采用了兩個滾珠軸承，利用滾動摩擦來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滑動摩擦，所以摩擦力較小，不需要潤滑油，也就不存在漏油的問題。它的優(yōu)點是使用壽命非常長，抗老化性能好，適合轉(zhuǎn)速較高的風(fēng)扇。缺點是制造成本高，并且噪音最大。當(dāng)前風(fēng)扇軸承的主要技術(shù)2023/2/671

3.單滾珠軸承