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1、第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.1 认识认识CPU 3.2 CPU的选购的选购3.3 Intel公司的公司的CPU3.4 AMD公司的公司的CPU3.5 认识超线程技术认识超线程技术第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.1 认识认识CPU电 脑 常 用 的 CPU有 Intel公 司 的 Pentium系 列、Celeron系列，AMD公司的Athlon系列，VIA(威盛)公司的C3系列等，如图3-1所示。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 Intel公司生产的Celeron芯片Intel公司生产的Pentium芯片
2、AMD公司生产的AthlonCPUVIA(威盛)公司生产的C3CPU图3-1不同公司的CPU的外观第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.1.1 CPU的工作原理的工作原理CPU处理存储在内存单元上的信息，这些信息可以是数据，也可以是指令。数据是一个二进制表达式，例如字母、数字和颜色。而指令则告诉CPU如何处理这些数据，例如对它们进行加、减或者移动等操作。CPU对数据进行以下三种基本操作：(1)读取数据。(2)对数据进行处理。(3)把数据写回到存储器上。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 对于最简单的构成，CPU只需要四个部分来实现它对数据的操作：指令、指令指示器、一些寄存器以
3、及算术逻辑单元。指令指示器告诉CPU它所需要的指令放在内存中的哪个位置；寄存器是CPU内部的临时存储单元，它保存等待被处理的数据，或者是已经处理过的数据；算术逻辑单元简称为ALU，是CPU的运算器，执行指令所指示的数学和逻辑运算。另外，CPU还包括以下一些协助基本单元完成工作的附加单元：取指器负责从RAM或者CPU上的存储区中取出指令。解码器从取指器中取出指令，把它翻译成CPU所能理解的语言，同时它也决定了完成该指令需要哪些步骤。控制器的工作是管理和控制CPU的所有操作，它告诉ALU什么时候开始计算，取指器什么时候取一个01值，以及解码器什么时候把该值翻译成一条指令。第第3章章 CPU的认识与
4、选购的认识与选购 CPU的工作过程是这样的：指令指示器指向内存中存放指令的地方。取指器在那里取出指令，并把它交给解码器。解码器解释指令，并决定为完成该指令需要哪些步骤。然后，ALU执行指令所要求的操作：它对数据进行加、减运算，或者进行其他的一些处理。在CPU解释并执行完一条指令后，控制器会告诉取指器在内存中取出下一条指令。这个过程一直持续着一条指令接一条指令，以令人眼花的速度运行，直到最后，产生在屏幕上所见的结果。一个程序，例如文字处理，就是由一系列的指令和数据构成的。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 为了使一切都按时发生，各组成部分还需要一个时钟发生器。时钟发生器是用来调节CPU的
5、每一个动作的，它发出调整CPU步伐的脉冲。这些脉冲是以每秒数百万次或者MHz来计算的，它是CPU原始频率的计量单位。时钟发生器每秒钟发出的脉冲越多，CPU的运行速度就越快。在相同的条件下，700MHz的CPU比600MHz的CPU运行得快，但是，对于几个CPU的并行以及其他的形式来说，这些数字的意义并不那么重大。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.1.2 CPU的性能指标的性能指标CPU主要的性能指标包括以下几个方面。1主频、倍频和外频主频、倍频和外频主频即CPU的时钟频率(CPUClockSpeed)，也就是CPU运算时的工作频率。一般来说，主频越高，一个时钟周期里面完成的指令数
6、也越多，当然CPU的速度也就越快。不过，由于各种各样CPU的内部结构不尽相同，所以并非所有的时钟频率相同的CPU的性能都一样。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 外频是系统总线的工作频率。倍频是指CPU外频与主频相差的倍数。主频、倍频和外频的关系为：主频主频=外频外频倍频倍频超频就是提高倍频，从而提高CPU的主频。我们所说的733、800、1G等就是指CPU的主频。一般来说，同样的CPU，主频越高，CPU的速度就越快，整机的性能也就越高。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 2内部缓存(L1 Cache)封闭在CPU芯片内部的高速缓存，用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据，存
7、取速度与CPU主频一致。L1缓存的容量单位一般为KB。3外部缓存外部缓存(L2 Cache)CPU外部的高速缓存，由于L2和CPU的频率相差不大，所以成本昂贵。为了降低成本，Intel公司生产了一种不带L2的CPU，命名为Celeron(赛扬)，性能也不错，是超频的理想选择。4制造工艺现在CPU的制造工艺可以达到0.13m。由于距离短，芯片中各单元之间信号传输的速度就快，所消耗的能源就少，芯片的性能就优异。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 5工作电压任何电器在工作的时候都需要电源，CPU当然也不例外。工作电压是指CPU正常工作所需的电压。早期CPU的工作电压一般为5V，那是因为当时的
8、制造工艺相对落后，以致于CPU的发热量太大，使得寿命减短。随着CPU的制造工艺与主频的提高，近年来各种CPU的工作电压有逐步下降的趋势，以解决发热过高的问题。6地址总线宽度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，简单地说，就是CPU到底能够使用多大容量的内存。如果我们把地址总线宽度比作车牌号码位数，位数越多，说明一个地区的汽车容量越大。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 7数据总线宽度数据总线宽度数据总线负责整个系统的数据流量的速度，而数据总线宽度则决定了CPU与二级高速缓存、内存以及输入/输出设备之间一次数据传输的信息量。数据总线宽度就好比公路的宽度，道路越宽，一
9、次通过的汽车越多。如果汽车中装载着信息量，显而易见，公路越宽，一次通过的信息量就越多。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.1.3 CPU的插槽类型1Socket 370Socket370是Intel公司为赛扬系列CPU设计的插槽，其基本特征是370插孔，只插与其管脚兼容的赛扬系列CPU。2Slot 1Slot在英文中也是槽的意思，是Intel公司专为其Pentium系列CPU设计的插槽。该方案将PentiumCPU及其相关控制电路、二级缓存(跟一级缓存类似)都做在一块卡上，插入主板上的该插槽中，与其他CPU插槽不兼容。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3Socket A这
10、种插槽是由AMD公司专门为了抗衡Intel公司的赛扬和Pentium而生产的ThunderBird(雷鸟)、Duron(毒龙)和Athlon系列使用的CPU插槽，该插槽采用462脚架封装。它以良好的性价比和超强的超频能力得到广大电脑用户的青睐。4Socket 423和和Socket 478Socket 423是Intel公司为新一代处理器Pentium 4系列CPU而设计的插槽，它有423个插孔，与以前的Socket370完全不兼容。虽然Intel公司的Socket423插槽与AMD公司的Athlon处理器使用的Socket423插脚相同，但两者并不兼容。目前广泛使用的第二代Pentium4处
11、理器使用新的Socket478插槽。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.2 CPU的选购的选购 3.2.1 根据实际需要选择根据实际需要选择如果你是刚刚接触电脑或是初级玩家，而且你不过是用电脑进行简单的文字处理、上网娱乐、看影碟、平时玩一些小游戏，那么赛扬4对你已经足够了。如果你已是中高级玩家，或是想组建初级的图形工作站，那么Pentium4就是你最佳的选择。它绝对能胜任数码影像剪辑、大型商业软件和3D游戏的严峻考验。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.2.2 根据技术指标选择根据技术指标选择1看外频看外频CPU的主频越高，其运算速度越快。同样，外频越高的CPU其系统性
12、能也越好。一个主频为600MHz的PentiumCPU，分别工作在100MHz外频6倍频或133MHz外频4.5倍频下，虽然两者都是工作在600MHz主频下，但性能却有较大的差别。外频就是CPU的外部工作频率，也就是系统总线的频率。外频越高，内存速度、PCI总线速度就越快，因而整机的性能就相应提高。因此，在主板支持的前提下，CPU的默认外频越高越好。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 Pentium4将外频提高到400MHz，其实Pentium4的外频也只是100MHz，只不过它采用了4倍的传输方式，获得了所谓的400MHz的外频。我们得出的结论是：同一主频的CPU要选高外频的，除非你
13、的主板不支持。2看代号看代号众所周知，Pentium4的起点频率是1.3GHz，为了避免出现“青黄不接”的现象，Tualatin便横空出世。Tualatin率先采用0.13m的铜制工艺，在设计上较好地解决了散热问题。由此可以看出，不同代号代表了不同构造的CPU，知道了不同代号CPU的性能指标后，我们就能做到看代号而知性能了。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3看看CacheCache就是缓存，它的作用就是为CPU和内存在数据交流时提供一个高速的数据缓冲区。当CPU要读取数据时，它会首先在Cache中寻找，如果找到了，则直接从Cache中读取；如果在Cache中未能找到，CPU才会从主
14、内存中读取。由于内存的工作速度远不如Cache快，如果CPU的Cache容量足够大的话，这时的CPU的运算能力便会明显提高。一般来说，可从三个方面衡量CPU的Cache：容量大小、速度和缓存是内置还是外置。我们总希望CPU的缓存容量越大越好，但缓存大了也会有“副作用”：首先是CPU的成本会急剧上升，这显然是我们不愿看到的；其次，缓存大了，耗电量也会跟着增加。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 比较而言，相同容量相同速度的内置Cache的CPU肯定要比外置Cache的好，外置Cache的CPU除了散热性好外，似乎看不出有什么优点了。其实，主流CPU的二级Cache大都是内置的。综上所述，
15、对于Cache的要求不妨考虑速度第一，容量第二。4看核心电压看核心电压核心电压越低，CPU的耗电量和发热量就越低，相对来说，其超频能力就越出色。经常超频的用户都知道，散热不良是超频失败的主要原因之一，发热量小了，超频就容易多了。核心电压越低，其制造工艺也越先进和精良。所以，同频同核心的CPU，选择核心电压低的会好一点。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 5看兼容性看兼容性CPU的兼容性一般出现在插座、插槽和BIOS等方面。有的时候，虽然CPU可以顺利地安装到插座中，却未必能顺利开机，这是因为CPU的针脚和插座针脚定义不同所致，这大多出现在较早期但不太老的主板身上。因此，在购买CPU时得
16、首先清楚自己手上的主板是否支持所要购买的CPU。像C3虽然也是Socket370的结构，理论上说，赛扬的主板可以兼容C3，但由于C3CPU的针脚位和主板BIOS的问题，所以某些主板配C3时会出现不能启动的现象。因此，如果打算用C3的话，就必须清楚地知道主板是否支持C3的CPU。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.3 Intel公司的公司的CPU 3.3.1 Pentium 4 CPU的选购与识别的选购与识别1Pentium 4 CPU的选择的选择目前在市面上有两种规格的Pentium4CPU：较早的Socket423和最新的Socket478，如图3-2所示。前者是Intel为推广
17、Pentium4但又受阻于技术而生产的过渡性产品，而后者则是Intel为进一步普及Pentium4以及生产技术成熟后的稳定型产品，而且今后的Pentium4处理器最终都是Socket478形式。Socket478的Pentium4更率先将CPU的时钟频率推至2GHz的历史新高峰。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 这是Socket 423规格的Pentium 4CPU这是Socket 478规格的Pentium 4CPU图3-2两种不同规格的Pentium4CPU第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 因为Pentium4采用全新的架构，产生的热量和电磁噪声比Pentium高得多，
18、所以Intel对Pentium4主板的CPU插座设计和主板设计有着严格的要求。根据Pentium4标准设计的散热风扇，其面积比CPU甚至插座本身的面积还大，所以不能直接扣在Socket插座上。Intel规定Pentium4主板在插座四周预留安装锁定散热风扇扣具的螺丝孔，让散热风扇以90的角度覆盖在CPU插座上，再利用扣具以螺丝贯穿主板，直接固定在机箱上。因此，除主板外，标准的Pentium4电脑必须要配合Pentium4专用机箱，否则将无法扣上散热风扇。不过，这种情况在850主板上比较常见，在845主板上已经完全解决了这个问题，用户如果购买i845主板时可以完全不必担心这个问题。第第3章章 C
19、PU的认识与选购的认识与选购 Pentium4主板对电源的要求也比Pentium主板严格，而且组装电脑时还要特别考虑电源和机箱的匹配。要组装一套可靠性高的Pentium4电脑，就必须选择符合标准的电源。为提供足够电力给整个Pentium4电脑系统，Intel建议在主板中增加ATX12V插头，以备使用更高速Pentium4处理器时提供足够的电力。ATX12V与ATX的最大不同是前者除ATX电源接头外，还增加有一对P8、P9电源接头。不过也有些主板厂商通过修改线路来达到使用普通4针插口就可以取代P8、P9插口，甚至只需要使用普通ATX的电源就可以正常运行，具体购买的时候需要有所注意。第第3章章 C
20、PU的认识与选购的认识与选购 总的来说，从外形上很难区分出新旧Pentium4，最直观的方法就是看标识，如图3-3所示。Northwood处理器表面的文字字体和Pentium4处理器的Logo标识要相对小一些，而且Intel公司为了区分Willamette核心的Pentium42GHz，新的Pentium42GHz命名为Pentium42AGHz。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 图3-3Pentium42GHzCPU标识第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 旧Pentium4的电容只有8颗图3-4新、旧Pentium4CPU电容数量的差异第第3章章 CPU的认识与选购的认识与
21、选购 针对同为2GHz主频的CPU，由于新Pentium4和旧Pentium4在外观上几乎一模一样，是很难直接从其正面分辨的，因此用户在购买新Pentium4时要格外小心，选购时主要留心新旧Pentium42GHz之间的差别。由于Pentium42AGHz采用的是新的制造工艺、新内核，并且L2数据缓存数增加了一倍，性能(特别是超频性)肯定比采用Willamette内核的Pentium42GHz要好，所以希望大家在选择时留个心眼，免得上当受骗。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.3.2 Intel系列系列CPU盒装与散装的区别盒装与散装的区别对于DIY爱好者来讲，在装机时首先要考虑的
22、就是计算机的CPU，如果打算使用Intel系列的CPU，建议用户使用Intel盒装CPU来装机。CPU的盒装与散装的区别见表3-1。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 表3-1Intel系列CPU盒装与散装的区别第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 通过上面的比较，我们对Intel系列CPU的盒装与散装就有一个较清楚的认识了。所以，如果准备购买IntelCPU，最好购买Intel盒装CPU。例如，在装机时要选择原包盒装的Pentium4处理器。由于盒装处理器与散装处理器之间存在着不小的差价，所以很多不法商家便把散装Pentium4CPU
23、打造成原包盒装的CPU来出售，以获得差价利润。在这种情况下，如何识别原包盒装Pentium4处理器，便成了很多用户的焦点问题。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 以前用户识别原包盒装Pentium4处理器多是从CPU的包装盒上动脑筋，总认为只要包装盒是真的，那里面的CPU自然就是真品了。但是，即使包装盒是真的，也不能保证里面装的就是原包盒装Pentium4处理器。下面向用户推荐一种识别盒装Pentium4的方法，可以有效区别真假CPU，保证用户的利益。首先我们还是要保证Pentium4处理器的包装是真的。在保证包装是真的前提下，再对比包装上的编号和Pentium4上面相应的编号，如果是
24、真品，包装盒与CPU的编号是完全一致的，一旦发现二者的编码不符，必须要求换货或退货。但是，这样也并不完全能够保证CPU是真品，因为不法商家还可以撕掉原来包装盒上的编号标签，然后通过打印机在不干胶纸上打印出与CPU相符的编号标签，从而达到以假乱真的目的。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.3.3 800FSB的的Pentium 4处理器处理器在Pentium4平台的高端市场，一直以来都是850E和Rambus DRAM支撑局面，不过随着Intel E7205、SiS655等双通道折中方案推出以来，Rambus的日子越来越不好过了。我们常常听到用户抱怨说这么贵的主板和内存，只比SDRA
25、M快一点点而已。现在，伴随着Intel全新一代双通道DDR400芯片组产品发布的同时，Rambus最终完成了历史使命。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 Intel之所以在高端应用领域取得成功，除了Rambus以及所带来的高内存带宽之外，还得益于Pentium4处理器不断提升的前端总线以及所带来的性能提升。我们知道，当前端总线FSB运行于400MHz时，系统所需总线带宽为64位总线位宽100MHz系统外频4倍速/8=3200MB/s第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 如果Pentium4系统的前端总线一直停留在533MHz上，E7205已经能够很好地满足P4的需求。不过，Int
26、el一直致力于走在技术的前端，向全球同步发布了800FSB的Pentium4处理器，如图3-5所示。同时发布的还有配套逻辑控制芯片i875以及崭新的超级南桥ICH5。800FSB的CPU需要6.4GB/s的内存带宽，E7205显然不能满足新处理器的需要，于是全新的865、875也就随着800FSB的Pentium4同步推出了。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.3.4 NorthWood核心核心Pentium 4作为替代现在的Pentium4的产品，NorthWood核心新Pentium4拥有众多的新技术，它采用0.13m制造工艺，CPU内部集成了512KB的全速L2缓存，使得新一
27、代NorthWood核心Pentium 4将拥有全面超越现有Willamette核心Pentium4的性能表现和优秀的超频能力。如图3-6所示。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 图3-6NorthWood核心Pentium4处理器第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 NorthWood核心Pentium4是工作在2400MHz的一款产品，高达24倍频，512KB全速二级缓存。由于采用512KB全速缓存，新NorthWood核心P42.4GHz比老核心P42.0GHz性能要高出很多。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.4 AMD公司的公司的CPU 3.4.1 AMD
28、的的K6-2与与3DNOW！AMD为了确保在CPU竞争中获得更大的利益，推出了K6-2，如图3-7所示。K6-2最显著的变化是加入了3DNOW!技术。这项新技术可提高三维图形、多媒体以及浮点运算密集的个人电脑应用程序的运算能力，使“逼真的运算平台”成为现实。3DNOW!有一组共21条新指令，可采用单指令多数据(SIMD)及其他加强的性能，以缓解主处理器与三维图形加速卡之间在三维图形通道上所形成的传输瓶颈。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3DNOW!技术可加强三维图形通道前端的物理及几何运算功能，使三维图形加速器可以全面发挥其性能。由于K6-2处理器备有SIMD式的指令以及双寄存器执
29、行通道，因此可以在每一时钟周期内执行四个浮点运算。K6-2/333的浮点性能最高可达1.333Gflops，较P333及P400的浮点性能好很多(这两款CPU的最高浮点性能分别只有0.333 Gflops及0.4 Gflops)。AMDK6-2-300可以发挥1.2Gflops的最高浮点性能，若与最高性能只有0.3Gflops的P300比较，K6-2-300的三维处理性能要高3倍。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 在3DNOW!技术的支持之下，供应商可开发性能更强劲的软硬件应用方案，Windows兼容型个人电脑可发挥更卓越的三维图形性能及更逼真的视觉效果。3DNOW!若与各大三维图形
30、加速器配合使用，可发挥各种不同的优点，其中包括以更高的帧速率播放高清晰度画面，建造更接近真实世界的物理模型、更逼真的三维图形及影像，以及可与影院媲美的影音效果。在制定3DNOW!技术标准及整个计划执行的过程中，Microsoft、应用程序开发商、图形供应商以及x86处理器供应商均提供意见，整个计划获得业界广泛支持。3DNOW!技术可与现在的x86软件兼容，经过优化，适用于3Dnow!技术的应用程序可以与现时所有的操作系统配合运行。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.4.2 K7的卓越性能的卓越性能AMD公司为了推出完全具有与IntelP处理器相抗衡的CPU，开发了K7系列CPU。A
31、MD的K7开始使用的是Slot结构，和老P一样，K7有一个塑料外壳，内部集成同主频的L2Cache。K7包含128KB的L1Cache(是K6-2的两倍)，512KB1MB的L2Cache。AMD的K7也拥有一个强劲的浮点单元(FPU)，在3DNOW!的帮助下有更进一步的3D和多媒体处理能力。这个先进的FPU会使K7拥有超越其他X86处理器2倍的性能。AMD认为，在该FPU的帮助下，3DNOW!技术完全有能力和Intel发布的KNI指令集相抗衡。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 虽然K7所用的Slot接口(称为“SlotA”)在物理结构上和Intel的Slot1接口可以完全互换(即从
32、外表看上去完全一样)，但两者在电气性能上完全不兼容，为K7所设计的芯片组或主板将不能使用Intel的CPU(甚至包括局部总线)。AMD称，按照这个设计，生产厂家可以从现有市场上得到所有所需的原材料部件。K7还是AMD的第一个具有SMP能力的桌面系统CPU，这意味着使用者能够用K7构建双处理器甚至4处理器系统，而在以前x86级CPU中，这一直是Intel才能办到的。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 K7的主板具有异步速度运行内存的能力，使内存条能工作在100MHz的速度下。为了适应未来的200MHz高速EV6兼容主板，则必须使用新型的内存，如DDRSDRAM或RDRAM。AMD-K7使
33、用了一种200MHz总线技术，该技术只有Alpha处理器设计中才有，称之为“EV-6”。AMD发布了一种主板，它和ATXSlot1主板很相似。令人感兴趣的是，该主板所用的芯片组是AMD自己设计的。Acer和VIA生产了这种K7所用的芯片组。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.4.3 Duron(毒龙毒龙)为了在低端市场争夺份额，AMD推出了Duron(毒龙)CPU系列。在Duron登场前，全新的赛扬最高时钟频率是566MHz，于是Duron针对这一点发起了冲击。Duron系列一问世就发布了三款，即600MHz、650MHz和700MHz，而且时钟频率上都没有和AMD的雷鸟发生重叠(
34、雷鸟的时钟频率是从750MHz一直到1GHz)。雷鸟核心为了集成256KBL2Cache用去了近1500万个晶体管，使得处理器核心晶体管总数从2200万个急升到3700万个。由于Duron的L2Cache只有雷鸟的1/4大小，所以其处理器的晶体管只用了2500万个。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 DuronCPU采用0.18m工艺制造，拥有100MHzDDR(实际上相当于200MHz)的EV6前端总线，芯片内部电路采用铝导线。与AMD已经推出的雷鸟处理器一样，Duron处理器也采用了SocketA封装形式(462针脚)。之所以采用SocketA封装形式的原因在于其制造成本较低，适用
35、范围也比较灵活。目前，为了抗衡赛扬CPU的挑战，DuronCPU的工作频率已达到1.6GHz以上。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 AMD又发布了内核名称为“Applebred”的新核心Duron。新内核的Duron在缓存方面与以前的一样，一级缓存为128KB，二级缓存为64KB，但它不同于以前的Spitfire或Morgan内核，而是彻底抛弃了原来200MHz的前端总线，采用了全新的266MHz的EV-6前端总线。由于新Barton核心的Athlon XP的系统前端总线已经提升到333MHz，这样，即使266 MHz外频的Duron，仍然可以和AthlonXP保持一定外频差距与缓存
36、差距。这样，一是可以稳固现有的AthlonXP市场不会受到低端较大冲击，产生尴尬局面；二是可以保证高主频，弥补性能上的不足，获得较高性价比。新Duron继承了目前Barton内核AthlonXP的SSE指令集、动态分支预取和感温二极管等技术，OPGA封装，电压1.5V，最大功率57.0W。如图3-8所示。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 图3-8AMDDuronCPU第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.4.4 Athlon XPAMD公司为了在高端CPU市场与Intel公司竞争，推出了AthlonXPCPU，如图3-9所示。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 图3
37、-9AMDAthlonXPCPU第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 AthlonXPCPU的性能指标如下：0.18m制造工艺；OPGA封装；核心电压为1.75V；系统总线266MHz；128KB一级缓存；256KB二级缓存；第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 先进的微结构设计，9个并行执行单元；先进缓存设计；超标量浮点单元；增强型3DNOW！Professional；266MHz前端总线。基于Palomino核心的桌面处理器AthlonXP，其0.18m制造工艺在频率上仍然没有太大的突破，好在处理器的性能并没有受到频率的太大影响。VIA和nVIDIA同期发布的KT266A和nF
38、orce芯片组也给AthlonXP锦上添花，完全将CPU的性能发挥得淋漓尽致。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 AMD公司还推出了新核心Thoroughbred的CPU，它采用0.13m工艺制造的CPU，除了在制造工艺上有所改进之外，核心的L2Cache是512KB。我们都知道，处理器中L2Cache的大小直接影响着整个电脑性能的优劣。最近，AMD发布了AthlonXP2600+/2400+，它依然采用了Thoroughbred核心和133MHzFSB总线，这两款处理器的实际频率分别是2GHz和2.13GHz，是AMD首款实际运行频率在2GHz以上的处理器。如图3-10所示。第第3章
39、章 CPU的认识与选购的认识与选购 图3-10AMDAthlonXP2600+第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 1Athlon XP 2600+/2400+处理器处理器Thoroughbred核心首次应用了0.13m制造工艺，理论上讲，它应该比采用0.18m制造工艺的核心功耗更低，而且可以达到更高的主频。但是，Thoroughbred似乎并没有给AMD带来预想的结果，通过超频测试可以验证这一点，因为1.8GHz的Thoroughbred很少可以运行在2.1GHz的频率上。而这次AMD推出实际运行频率在2GHz以上的处理器肯定要对其核心进行一些修正，这样才能保证更高主频的处理器稳定地运
40、行。这就是为什么AthlonXP2600+/2400+处理器核心面积比AthlonXP2200+大了4mm2，成为了现在的84mm2，晶体管数目也从原来的3720万个增加到3760万个。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 其中，AthlonXP2400+和AthlonXP2600+处理器核心中增加了一层金属层(由8层变成了9层)，借以减少晶体管的阻抗和容抗，当然还有其他的一些改变，都是为了降低处理器内部的电磁干扰，提高处理器运行期间的稳定性。这两款处理器的FSB均为133MHz，而继它们之后的AthlonXP2800+则会采用新的166/333MHz的前端总线技术，它的标称运行频率将会
41、达到2.24GHz。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 2分分辨辨Thoroughbred-A核核心心和和Thoroughbred-B核心核心采用0.13m工艺的新Thoroughbred核心包括两种：Thoroughbred-A核心和Thoroughbred-B核心。由于AMD计划在以后的一段时间里继续生产出售低频率AthlonXP处理器，为了提高生产水平，AMD将在所有现在生产的处理器上采用Thoroughbred-B核心，其性能更好一些，可以在比较高的核心频率下工作。为了让用户可以购买到超频性能更好的产品，我们介绍一下分辨Thoroughbred-A核心和Thoroughbred
42、-B核心的方法。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 对比Thoroughbred-A核心，Thoroughbred-B核心有以下几点变化：(1)CPUID从680变为681。(2)核心尺寸从80mm2增大为84mm2。(3)晶体管数量从3720万个增加到3760万个。(4)增加了新的23.0和24.0标准倍频，取消了原先的22.5倍频。(5)进一步提升了处理器的运行效率。(6)处理器核心电压有所提升(视具体处理器频率而定)。(7)在处理器封装中增加了FSB识别针脚。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 Thoroughbred-A核心和Thoroughbred-B核心的外观十分相
43、似，所以我们不能简单地分辨出来，但是其核心编号会有一些变化。Thoroughbred-B核心的电压全部为1.6V，正是由于核心电压的提高，Thoroughbred-B核心可以达到更高的频率。通过这个细节我们可以把两种核心分辨出来。然而在AthlonXP2100+处理器中，上面这种方法却并不通用。这时候我们可以通过处理器编号下一排开头的五位步进编码进行识别。如果我们看到的为AIUGB，那么这个处理器是采用Thoroughbred-B核心，而AthlonXP2400+以上的处理器产品则全部采用Thoroughbred-B核心。从目前的情况来看，Thoroughbred-B核心的AthlonXP处理
44、器还不能在短时间内完全取代Thoroughbred-A核心处理器，在一段时间内必将出现两者并存的局面。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.5 认识超线程技术认识超线程技术 3.5.1 什么是超线程什么是超线程当今的处理器发展普遍向着提高处理器指令平铺速率的方向迈进，但由于所使用的处理器资源会有冲突，因此性能提升的效果并不理想。利用Hyper-Threading技术，通过在一枚处理器上整合两个逻辑处理器单元，使得具有这种技术的新型CPU具有能同时执行多个线程的能力，而这是现有其他微处理器都不能做到的。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 简 单 地 说，Hyper Thread
45、ing是 一 种 同 步 多 执 行 者(SimultaneousMulti-threading，简称SMT)技术，它的原理很简单，就是把一颗CPU当成两颗来用，将一颗具有Hyper-Threading功能的“实体”处理器变成两个“逻辑”处理器，而逻辑处理器对于操作系统来说跟实体处理器并没什么两样，因此操作系统会把工作线程分派给这“两颗”处理器去执行，让多种应用程序或单一应用程序的多个执行者(thread)，能够同时在同一颗处理器上执行；不过两个逻辑处理器是共享这颗CPU的所有执行资源的。通过整合这一技术，具有Hyper-Threading技术的CPU能在同一物理处理器资源下同时执行两个程序，
46、或者是一个程序的两个线程，从而使物理处理器资源利用率至少提升40%。Intel将在未来使用NetBurtst架构的全线处理器中引入这一技术。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.5.2 超线程技术如何工作超线程技术如何工作Hyper-Threading的做法是复制一个处理器的架构指挥中心，使其变成两个，使得Windows操作系统认为是在与两个处理器沟通，但这两个架构指挥中心共享该处理器的工作资源。架构指挥中心追踪每个程序或其执行状况；工作资源是指处理器用来进行加、乘、加载等工作的单元。如此一来，操作系统把工作线程安排好以后，就分派给这两个逻辑上的处理器执行，而这个CPU的每个执行单元
47、等于在同样的时间内要服务两个“指令处理中心”，当然它的效率就高多了。操作系统把一个实体的处理器认定为两个逻辑处理器进行工作指派，当然整体工作效能就比没有具备Hyper-Threading的处理器高出许多，性价比自然也高得多。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 具有多重处理器功能的软件应用程序不需要经过修改就可以使用两倍的逻辑处理器。每个逻辑处理器都可独立响应中断。第一个逻辑处理器可追踪一个软件执行者，同时，第二个处理器也可追踪另一个软件执行者。由于两个执行者共享同一组执行资源，因此若一个执行者正在执行中，第二个执行者将会暂时闲置。这种方式的结果是每个实体处理器中的执行资源使用率都会提升
48、。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.5.3 实现超线程需要的条件实现超线程需要的条件除了硬件支持之外，我们必须注意到，超线程技术的实现还需要软件的支持才能够发挥出应有的威力。首先是操作系统的支持，我们必须使用支持双处理器的操作系统如Windows2000等才能完全发挥出超线程技术的性能。至于软件方面，目前很多专业的应用程序对于双处理器都提供了支持，如图形处理软件3Dmax、Maya等。也许有人要问，既然超线程技术以前专门针对服务器处理器，那么现有的众多软件能否完全兼容支持超线程技术的处理器？是否还需要什么修改才能运行呢？其实这个问题我们大可不必担心，现有的IA32软件不需进行任何
49、的修改，就可以在支持超线程的P4处理器上很好地运行了。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 3.5.4 超线程与效能提升超线程与效能提升采用超线程技术后系统的效能是不是一定就会大幅提升？其实，我们前面说到的超线程技术实现的必要条件，除了操作系统支持之外，还必须要软件的支持。从这点我们就可以看出，就目前的软件现状来说，支持双处理器技术的软件毕竟还在少数。对于大多数软件来说，目前由于设计的原理不同，还并不能从超线程技术上得到直接的好处，因为超线程技术是在线程级别上并行处理命令，按线程动态分配处理器等资源。该技术的核心理念是“并行度”，也就是提高命令执行的并行度，提高每个时钟的效率。这就需要软
50、件在设计上线程化，提高并行处理的能力。而目前PC上的应用程序几乎没有为此做出相应的优化，采用超线程技术并不能获得效能的大幅提升。第第3章章 CPU的认识与选购的认识与选购 上面说的只是目前软件支持的现状，操作系统在这个方面则没有太大的问题，毕竟Windows的某些版本以及Linux都是支持多处理器的操作系统，并且随着Intel支持超线程技术的处理器面世之后，凭借Intel处理器的号召力，必然会引起目前应用程序设计上的改变，必然会有更多的支持并行线程处理的软件面世，届时，当然是支持超线程处理器大显身手的时候了。那时候，普通用户才能够从超线程技术中得到最直接的好处。但是我们还是可以看到，随着目前操