计算机组装与维护第03讲电子教案ppt课件.ppt
CCUTSOFT,计算机组装与维护,二零零九年十月,长春工业大学国家示范性软件职业技术学院,（第三讲）,2022/11/24,2,第二章 CPU及其散热器,主要内容：一、CPU简介二、CPU的架构和封装方式三、CPU的性能指标四、CPU的主流产品五、CPU的选购指南六、CPU散热器,CCUTSOFT,计算机组装与维护,2022/11/24,3,目前世界上主要生产CPU产品的厂商有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在民用领域占有80%多的市场份额。,四、CPU的主流产品,2022/11/24,4,2022/11/24,5,Pentium 4 Pentium 4系列CPU是Intel公司在2000年推出的产品，并先后推出了Willamette核心、Northwood核心和Prescott核心三种不同的核心版本。制作工艺也分别采用0.18微米、0.13微米和0.09微米三种标准。主频范围在1.5GHz3.04GHz，并首次将前端总线提升至533MHz。,Intel CPU的主流产品,2022/11/24,6,CCUTSOFT,2022/11/24,7,Pentium D Pentium D 于2005年中期推出，是Intel公司意在对抗AMD公司生产的64位CPU的主打产品。,Intel CPU的主流产品,2022/11/24,8,Pentium D Pentium D的特点是将两块相同的内核封装在一块芯片上，以实现CPU的双核处理功能。其频率范围为2.8GHz至3.99GHz，拥有两个互相的缓存，制作工艺则有90纳米和65纳米两种标准。 但由于该系列CPU未能实现缓存的共享，因此，还不能真正成为双核CPU。,Intel CPU的主流产品,2022/11/24,9,Celeron D Intel公司生产的Celeron D系列处理器是Intel公司面向中、低端用户市场而开发的一款处理器，制作工艺为90纳米，前端总线频率为533MHz，而二级缓存仅为256KB，主频在2.43.09之间。,Intel CPU的主流产品,2022/11/24,10,Core 2 Duo Intel公司的CPU向来以其稳定性和超强的兼容性著称，2006年7月底，Intel公司发布了其最新的处理器Core（酷睿）系列处理器，用以代替沿用了十多年的Pentium 系列处理器，这代产品名称将是Core 2。,Intel CPU的主流产品,2022/11/24,11,Core 2 Duo Core系列处理器是Intel真正意义上的双核处理器，实现了双内核的共享缓存技术。并提出了新的CPU性能衡量标准性能不再只由频率决定，下面这个公式体现了未来处理器的发展方向： 性能 = 频率 x 每个时钟周期的指令数 Core之所以能够在降低频率的同时，还能够让性能大幅提升，关键就是每个时钟周期可执行的指令数提升了。,Intel CPU的主流产品,2022/11/24,12,Core 2 Duo Core系列处理器有三种核心，即Conroe核心，Merom核心和Woodcrest核心，分别面向桌面平台、移动平台和服务器平台三个不同的领域。 Core系列处理器0.065微米的制作工艺，前端总线频率为1066MHz，主频范围在1.862.67之间，超频后更是达到了惊人的5.396GHz，二级缓存则首次达到了4MB。,Intel CPU的主流产品,2022/11/24,13,Intel的四核CPU Core 2 Quad Q6600是Intel在2007年中最为重要的一款产品，这款处理器的核心代号为Kentsfield，前端总线频率为1066 MHz，其实际工作频率为2.4 GHz，由两颗Conroe核心合并封装而成，对应的双核心版本为E6600，每颗双核心拥有4 MB共享式二级缓存，合计容量达8 MB，核心工作电压1.35V。,Intel CPU的主流产品,2022/11/24,14,2022/11/24,15,2022/11/24,16,Intel Core 2 Extreme QX6800处理器为65nm制程，核心频率为2.93GHz，FSB为1066MHz，L2的快取为4MB x2 。,2022/11/24,17,2022/11/24,18,两颗四核心Xeon搭配的同样是服务器芯片组主板，型号“S5000XVN”，代号Greencreek，EATX板型 。该主板有8条FB-DIMM内存插槽，最大支持32GB容量。扩展插槽方面有一条PCI-Ex16、2条PCI-E x4、2条64-bit PCI-X，6个存储接口可配置为6个SATA 3Gbps或者2个SATA加4个SAS，此外还有双千兆以太网卡等。,Intel CPU的主流产品,2022/11/24,19,2022/11/24,20,2022/11/24,21,2022/11/24,22,酷睿2至尊处理器QX9300和英特尔酷睿2四核处理器Q9100是英特尔的首批移动四核处理器，拥有四个核心，时钟频率为2.53GHz，支持1066MHz 前端系统总线，集成12MB二级缓存。,Intel CPU的主流产品,2022/11/24,23,2022/11/24,24,2022/11/24,25,2022/11/24,26,2022/11/24,27,2022/11/24,28,2022/11/24,29,CCUTSOFT,AMD 创办于 1969 年，总公司设于美国硅谷，是目前世界上第二大CPU生产厂商，专为电脑、通信及电子消费类市场供应各种芯片产品。 目前，AMD公司的主要产品有Sempron（闪龙）、Athlon64、 Athlon64 FX和Athlon64 X2四类产品。其中，前两者针对中、低端市场，后两者针对高端市场。,2022/11/24,30,Athlon 64 和Athlon 64 FX AMD公司于2003末推出的第一代64位处理器，与以往的CPU最大的不同就是在其中加入了X86-64指令集，使他们支持64位地址空间和64位数据空间。 所有AMD的64位处理器均采用0.09-0.13m制造工艺，1.059亿个晶体管，128KB L1 Cache。512KB /1MBL2 Cache，并且支持Hyper Transport技术。,AMD CPU的主流产品,2022/11/24,31,Athlon 64 和Athlon 64 FX Athlon 64和Athlon 64 FX最大区别在于Athlon 64内部集成的是单通道的DDR内存控制器，而Athlon 64 FX内部集成双通道DDR内存控制器。 从外观上看，Athlon 64与Athlon 64 FX的外部最大区别在于Athlon 64的针脚是754针，而Athlon 64 FX的针脚是940针。,AMD CPU的主流产品,2022/11/24,32,CCUTSOFT,Athlon 64,Athlon 64 FX,2022/11/24,33,Sempron 为AMD的低端产品线，采用0.09微米制造工艺，主频最高可达1.8Ghz。与Athlon 64系列相比最大的不同在于二级缓存只有其一半。 其售价低于同级别的Intel CeleronD 处理器，不同架构的Sempron在测试中都有良好的表现。,AMD CPU的主流产品,2022/11/24,34,CCUTSOFT,2022/11/24,35,Atholn 64 X2 2005年末，为了应对Intel公司Pentium D 的挑战，AMD公司推出了自己的第一代双核处理器Athlon 64 X2系列处理器。 该系列处理器虽然在主频上与Pentium D系列处理器仍然有一定差距，但在性能上，依然使AMD公司的CPU在2005年末继续保持着对Intel公司CPU的领先。,AMD CPU的主流产品,2022/11/24,36,CCUTSOFT,2022/11/24,37,AMD公司于2006年5月29日推出的其旗下最新的双核处理器，采用全新的Socket AM2接口，制作工艺采用65nm和90nm两种标准，两个内核仍然分别集成二级缓存。 采用该接口的处理器最大的亮点在于支持双通道DDR2内存 。,AMD CPU的主流产品,2022/11/24,38,CCUTSOFT,2022/11/24,39,2007年第二季度亮相的四核心处理器Opteron（皓龙），代号Barcelona（巴塞罗那），支持HT 2.0，功耗版本从68W至SE版120W，主流型号TDP为95W。 2008年第三季度上市的四核心处理器代号Budapest（布达佩斯），支持HT 3.0，以Opteron 12XX以及A64型号上市。,AMD CPU的主流产品,2022/11/24,40,2008年9月30日，代号Shanghai（上海）的四核心处理器问世，其实就是布达佩斯的22XX以及82XX版形式。它将隶属于Opteron系列，它采用了45纳米制造工艺并具备6MB三级缓存，HyperTransport 3.0总线也有改进。另外，与现有Phenom和Opteron处理器相比，“Shanghai”处理器还可提供更高的指令/周期（IPC）吞吐量，也就是说“Shanghai”处理器的整体时钟周期性能会更高。 AMD的这种处理器旨在与英特尔的Nehalem处理器进行竞争，特别是在双插座的桌边服务器市场。,AMD CPU的主流产品,2022/11/24,41,AMD羿龙三核 8450，适用台式机；主频 2.1GHz；接口类型Socket AM2+；CPU针脚数目940Pin；多核心三核；制程工艺65纳米；CPU支持指令集MMX(+), 3DNOW!(+), SSE,SSE2, SSE3, SSE4A, x86-64处理器缓存一级数据缓存192KB、二级缓存容量1536KB、三级缓存容量2048KB。AMD羿龙三核 8450(盒)物理参数工作功率95W,AMD CPU的主流产品,2022/11/24,42,AMD羿龙三核 8450(盒),2022/11/24,43,2022/11/24,44,2009年上半年CPU产品1-5名关注比例分析,2022/11/24,45,2009年上半年CPU产品6-10名关注比例分析,2022/11/24,46,2022/11/24,47,2022/11/24,48,不要盲目追求主频明确所购机器的用途不要选择新一代的最初产品要注意识别同型号CPU的不同内核盒装和散装CPU,五、CPU的选购指南,2022/11/24,49,由于CPU散热器在计算机中是一个很小的配件，但是随着电脑系统硬件发热量增大，CPU对散热器的要求也就越来越高了。因此如何选择一款能满足CPU需求的散热器已经变得很重要了，由于平时对CPU散热器了解的不多，所以现在就来学习如何正确选择CPU散热器。,六、CPU的散热器,2022/11/24,50,CPU散热器根据工作原理不同可以分为：风冷式、热管散热式、水冷式、液态氮制冷等几种，常用的散热器是风冷式.。 近期新出现的热管散热器本质上也是风冷散热器的一种。,CPU散热器的工作原理,2022/11/24,51,CCUTSOFT,2022/11/24,52,CCUTSOFT,2022/11/24,53,CCUTSOFT,2022/11/24,54,CCUTSOFT,2022/11/24,55,CCUTSOFT,2022/11/24,56,CCUTSOFT,2022/11/24,57,CPU产生的热量通过热传导传递到散热片，风扇高速转动将绝大部分热量通过对流（强制对流和自然对流）的方式带走，只有极少部分的热量通过辐射方式直接散发。风冷散热器的制造成本低，可操作性强，使用起来也方便安全，所以成为现在常用的散热方式。,风冷散热方式的工作原理,2022/11/24,58,CPU风冷散热器的物理结构可以分为三个主要部分：散热片、风扇和扣具。 早期的CPU由于其发热量比较小，所以有些CPU没有散热器，或者仅有散热片，没有风扇。其中大部分的散热片都是直接粘在CPU表面的，没有扣具。,CPU风冷散热器的基本结构,2022/11/24,59,1 纯铝散热片 这种散热片是目前使用率最高的散热片之一，整体采用纯铝制造，具有成本低和热容低的主要特点。虽然这种散热片吸热慢，但放热快，散热效果跟其结构和做工成正比。散热片数越多、底部抛光越好，散热效果越好。,常见散热片的种类,2022/11/24,60,2 纯铜散热片 顾名思义，纯铜散热片的材质为纯铜。因为铜跟铝相比有个先天的优点：热传导效能较高，接近铝的一倍；但铜也有个先天的缺点：热容太高了。也就是说这种散热片吸热快但放热慢，热量在铜片中大量聚集，需要配合高转速大尺寸风扇才能满足散热需求。 另外纯铜的成本要比铝高很多，还要搭配更高档次的风扇才能满足散热需求，直接导致纯铜散热器的价格居高不下，目前已经慢慢退出独立散热器的历史舞台。,常见散热片的种类,2022/11/24,61,3 铝鳍塞铜式散热片 这种铝鳍塞铜式散热片可以说用最经济实惠的方式解决了铜和铝的矛盾关系利用铜吸热快的特性来吸取CPU热量，再利用铝的快速放热性来释放铜块上的热量。嵌铜散热片的制造过程是利用热胀冷缩的原理，将铝制散热片加热到一定的温度后，再把事先准备好的铜块嵌进去，等铝的温度下降后，收缩就把铜块紧紧地包在了一起。这种散热片的优点是价格便宜，既经济实惠，而且效果又好。,常见散热片的种类,2022/11/24,62,4 铝鳍压铸铜式散热片 这种散热片乍看外表颇似铝鳍塞铜式散热片，底座上也有一块铜。但不一样的地方是，这种散热片上的铜块并不像嵌铜散热片那样是利用热胀冷缩的原理嵌进去的，而是使用了最先进的压铸技术，可以说是完全的无缝连接，从根本上保证了铜块与铝座之间的热传导性，因此，具有超强的散热性能。而且价格也不是很贵，比较适合发热量较大的CPU使用。,常见散热片的种类,2022/11/24,63,1.风扇功率 风扇功率是影响风扇散热效果的一个很重要的条件，功率越大通常风扇的风力也越强劲，散热的效果也越好。而风扇的功率与风扇的转速又是直接联系在一起的，也就是说风扇的转速越高，风扇也就越强劲有力。,风扇的主要性能指标,2022/11/24,64,2.风扇口径 该性能参数对风扇的出风量也有直接的影响，它表示在允许的范围之内风扇的口径越大，那么风扇的出风量也就越大，风力效果的作用面也就越大。,风扇的主要性能指标,2022/11/24,65,3.风扇转速 风扇的转速与风扇的功率是密不可分的，转速的大小直接影响到风扇功率的大小。通常我们认为，在一定的范围内，风扇的转速越高，它向CPU传送的进风量就越大，CPU获得的冷却效果就会越好。,风扇的主要性能指标,2022/11/24,66,4.风扇散热片材质 由于CPU的热量是通过传导到散热片，再经风扇带来的冷空气吹拂而把散热片的热量带走的，而风扇所能传导的热量快慢是由组成风扇的散热片的材质决定的，因此风扇的材料质量对热量的传导性能具有决定性的作用，为此我们在选择风扇时一定要注意风扇散热片的热传导性是否良好。,风扇的主要性能指标,2022/11/24,67,5.风扇噪声 衡量风扇质量高低的另外一个外在表现是噪音大小。噪音大小通常与风扇的功率有关，通常功率越大，转速也就越快，此时一个负面影响也就表现出来了，那就是噪声。为了减轻噪声，出现了一些新的设计，例如改变扇叶的角度，增加扇轴的润滑度和稳定度等。,风扇的主要性能指标,2022/11/24,68,6.风扇形状 通常从风扇的外形、风扇的尺寸大小、叶片的设计形式以及风扇厚度等角度来综合检查，通常不同形状的风扇对散热产生的影响也不会太大，但相比之下，风扇的尺寸大小对芯片进行散热起着比较大的作用。,风扇的主要性能指标,2022/11/24,69,7.风扇排风量 风扇排风量是一个比较综合的指标，是衡量一个风扇性能的最直接因素。如果一个风扇可以达到5000转/分，但其扇叶如果是扁平的话，那就不会形成任何气流的，所以关系散热风扇的排风量，扇叶的角度（以45为最大）是决定性因素。,风扇的主要性能指标,2022/11/24,70,1.含油轴承 含油轴承(Sleeve Bearing)是目前使用最普遍的一种散热风扇轴承。它使用润滑油作为润滑剂和减阻剂，优点是价格非常低廉，初期使用时运行噪音也比较低。缺点是轴承很容易磨损，寿命较短。另外，这种轴承使用时间一长，轴承套筒里的润滑油容易泄漏出来，噪音随之增大，并且会污染主板和其他配件。,当前风扇轴承的主要技术,2022/11/24,71,2.双滚珠轴承 双滚珠轴承(Dual Ball Bearing或Two Ball Bearing)采用了两个滚珠轴承，利用滚动摩擦来代替传统的滑动摩擦，所以摩擦力较小，不需要润滑油，也就不存在漏油的问题。它的优点是使用寿命非常长，抗老化性能好，适合转速较高的风扇。缺点是制造成本高，并且噪音最大。,当前风扇轴承的主要技术,2022/11/24,72,3.单滚珠轴承 单滚珠轴承(ONE Ball Bearing或Ball+Sleeve Bearing)是对传统含油轴承的改进，采用滑动摩擦和滚动摩擦混合的形式，用一个滚珠轴承加一个含油轴承来降低双滚珠轴承的成本。它集合了含油轴承和双滚珠轴承的优点，缺点是在加入滚珠之后，运行噪声有所增大，但仍小于双滚珠轴承。,当前风扇轴承的主要技术,2022/11/24,73,4.液压轴承 液压轴承(Hydraulic Bearing)是在含油轴承的基础上改进而来的。液压轴承采用了独特的环式供油回路，在很大程度上减少了漏油的问题，寿命比普通含油轴承大大延长了，并且继承了含油轴承的优点：运行噪音小，目前液压轴承已经得到了广泛应用。,当前风扇轴承的主要技术,2022/11/24,74,5.来福轴承 来福轴承(Rifle Bearing)主要用于CoolerMaster的散热风扇，也是对传统含油轴承的一种改进。来福轴承使用耐磨材料制成高含油中空轴承，还带有反向螺旋槽及挡油槽的轴芯。在风扇运转时，其中的润滑油将形成反向回流，从而避免了漏油问题，并且把运行噪音控制得非常小。,当前风扇轴承的主要技术,2022/11/24,75,另外，还有纳米轴承（NACOOL Bearing）、纳米陶瓷轴承(NANO Ceramic Bearing)、磁悬浮轴承(Magnetic Bearing)和流体保护系统轴承(Hypro Bearing)等，但它们价格比较贵，市面上较少见。,当前风扇轴承的主要技术,2022/11/24,76,根据CPU选择合适的散热器。根据需要选择合适的散热器，不要过分追求品牌。根据机箱结构选择合理形状的散热器。选择材料较好的散热器。根据散热器的主要性能指标，观察要购买的散热器的细节。,如何选购合适的散热器,
