第 2 章 主机

1. 第2章　主机 讲师：田家华 本章要点 CPU 2.1 主板 2.2 内存 2.3 机箱和电源 2.4

2. 本章要点 知识要点 ◎ 主板、CPU、内存储器的分类、常见型号及主 要性能指标 ◎ 主板的结构与安装 ◎ 主板、CPU、内存储器的选购方法 ◎ 机箱、电源的选购与安装 技能目标 ◎ 熟练掌握主板、内存储器的拆卸与安装 ◎ 学会选购主机的各个部件

3. 2.1 CPU 基本要求 ◎ 了解CPU的分类和型号 ◎ 了解CPU的性能指标 ◎ 掌握CPU的选购技巧

4. 2.1 CPU 2.1.1CPU的分类 2.1.2CPU的型号 2.1.3CPU的主要性能指标 2.1.4CPU的选购

5. 2.1.1 CPU的分类 1．按位数分 2．按主频分 3．按CPU所采用接口方式分 4．按生产厂家分

6. 2.1.1 CPU的分类 1．按位数分 CPU按位数可分为8位CPU、16位CPU、32位CPU和64位CPU等 2．按主频分 CPU按主频可分为2.0GHz、2.4GHz、2.6GHz和3.0GHz等。 3．按CPU所采用接口方式分 CPU按其采用的接口方式可分为引脚式、卡式、针脚式和触点式等。

7. 2.1.1 CPU的分类 4．按生产厂家分 　　目前市场上的CPU多为Intel公司、AMD公司所生产， Intel 公司的CPU有Celeron 4和Pentium D等，而AMD公司的CPU架构自成体系，不兼容Intel的CPU。如图2-1(a) 所示为 Intel Pentium D 820 CPU，图2-1 (b)所示为AMD Athlon 64 3000+ CPU。

8. (a) Intel Pentium D 820 (b) AMD Athlon 64 3000+ 图2-1 Intel和AMD的CPU

9. 2.1.2 CPU的型号 1．Intel奔腾时代的CPU 2．AMD CPU的型号

10. 2.1.2 CPU的型号 1．Intel奔腾时代的CPU 1993年3月，以310万个晶体管组成的Pentium CPU正式发布。如图2-2所示为Pentium CPU。 Intel在1996年推出Pentium MMX，新增加了 MMX（多媒体扩展指令集）技术。多媒体扩展指令集专门用来处理音频、视频等数据。如图2-3所示为Pentium MMX CPU。

11. 图2-2 Pentium CPU 图2-3 Pentium MMX CPU

12. 2.1.2 CPU的型号 1997年推出的Pentium II（即PII或奔腾II），工作频率为200～500MHz，如图2-4所示。 1999年，Intel正式发布代号为“Coppermine”的新一代Pentium III处理器，其系统前端总线为133MHz，CPU主频最高达到1GHz。Coppermine采用全新的核心设计，内置256KB与CPU主频同步运行的二级缓存，并率先采用0.18μm工艺制作。如图2-5所示为Pentium III CPU。

13. 图2-4 Pentium II CPU 　　　图2-5 Pentium III CPU

14. 2.1.2 CPU的型号 2000年11月21日，Intel在全球同步发布了其最新一代的CPU——Pentium 4。Pentium 4处理器最主要的特点是采用了新的Intel NetBurst CPU结构，最初频率为1.3GHz。最早的Pentium 4使用的是Socket 423接口，后来转变为Socket 478接口，接下来又过渡到Socket 775接口。如图2-6所示为Socket 775接口的Pentium 4 CPU。

15. (a)正面 (b)背面 图2-6Socket 775接口Pentium 4

16. 2.1.2 CPU的型号 　　第一个Pentium 4的核心为Willamette，全新的Socket 423插座，集成256KB的二级缓存，支持更为强大的SSE2指令集，多达20级的超标量流水线，搭配i850/i845系列芯片组，随后Intel陆续推出了1.4~2.0GHz的Willamette P 4处理器，而该核心后期的P 4处理器均转到了针脚更多的Socket 478插座。如图2-7所示为Pentium 4 Willamette核心CPU。 　　在一年以后，Intel发布了第二个Pentium 4核心，代号为Northwood，改用了更为精细的0.13μm制成，集成了更大的512KB二级缓存，性能有了大幅度的提高，如图2-8所示。

17. 图2-7Pentium 4 Willamette核心CPU 图2-8Pentium 4 Northwood核心CPU

18. 2.1.2 CPU的型号 Prescott核心是Pentium 4的第三个核心，生产工艺进一步升级为0.09μm，可搭配512KB、1MB和2MB的二级缓存，外频为533MHz或800MHz，增加了SSE3指令集支持。如图2-9所示为Pentium 4 Prescott核心CPU。 2005年第二季度，基于双核心的Intel Pentium 8XX处理器发布（双核心简称“双核”）。这是Intel公司推出的第一代双核心处理器。如图2-10所示为Pentium D 2.8GHz CPU。

19. 图2-9Pentium 4 Prescott核心CPU 图2-10Pentium D 2.8GHz CPU

20. 2.1.2 CPU的型号 　　随着CPU频率的不断加快，原有的NetBurst CPU结构也渐渐满足不了现实要求了。2006年7月27日，Intel推出了新一代基于Core微架构的产品体系“酷睿”（Core），这是Intel推出的基于Pentium 9XX的双核心处理器，由两个单核芯片以LGA 775的形式封装而成，Pentium D 9XX系列处理器是实际意义上的双核心处理器。酷睿1是用于笔记本电脑的移动CPU，酷睿2是Intel最新发布的Pentium 9XX的双核处理器（用于台式机和笔记本）。如图2-11所示为Intel Core 2 CPU。

21. 图2-11Intel Core 2 CPU

22. 2.1.2 CPU的型号 2．AMD CPU的型号 　　在Intel CPU更名的同时，AMD也推出了K5系列的CPU，如图2-12所示为AMD K5 CPU。 　　在Intel推出奔腾 MMX的几个月后，AMD也推出了新产品K6，由于没有MMX（多媒体扩展指令集）技术，K6的多媒体性能要逊于奔腾 MMX。如图2-13所示为AMD K6 CPU。为了对抗不可一世的奔腾II， 1998年，AMD推出了K6-2处理器，而且也开发了自己的多媒体指令集，命名为3DNow!。K6-2的所有型号都内置了3DNow!指令集，使AMD公司的产品首次在某些应用程序中，在整数性能以及浮点运算性能都同时超越Intel。如图2-14所示为AMD K6-2 CPU。

23. 图2-12AMD K5 CPU 图2-13AMD K6 CPU 图2-14AMD K6-2 CPU

24. 2.1.2 CPU的型号 　　真正让AMD扬眉吐气的是代号为K7的Athlon（速龙）处理器，由于K7强大的浮点单元，使AMD处理器在浮点上首次超过了Intel当时的处理器。如图2-15所示为AMD K7(Athlon) CPU。 2000年，AMD发布了第二个Athlon核心——Tunderbird（雷鸟）。Tunderbird核心的Athlon不但在性能上要稍微领先于奔腾III，而且其最高的主频也一直比奔腾III高。在低端CPU方面，AMD推出了Duron CPU（毒龙），它的基本架构和Athlon一样，只是二级缓存只有64KB。如图2-16所示为AMD K7(Tunderbird) CPU。

25. 图2-15 AMD K7(Athlon) CPU 　图2-16 AMD K7(Tunderbird) CPU

26. 2.1.2 CPU的型号 2003年AMD公司发布了第一款应用于个人计算机的64位处理器——Athlon 64，如图2-17所示。 AMD公司随后又推出了针对低端市场的Socket 754接口的Sempron64处理器，这样AMD在高、中、低端市场都推出了相应的64位处理器。如图2-18所示为AMD Sempron 64 CPU。

27. 图2-17 AMD Athlon 64 CPU 图2-18 AMD Sempron 64 CPU

28. 2.1.3 CPU的主要性能指标 1．字长 2．CPU的频率 3．高速缓存 4．前端总线速度 5．CPU的制造工艺与封装技术 6．超线程 7．支持的扩展指令集

29. 2.1.3 CPU的主要性能指标 1．字长 　　在计算机技术中，把CPU在单位时间内一次处理的二进制数的位数称为“字长”。一般情况下，把单位时间内能处理字长为8位数据的CPU叫8位CPU。同理，64位的CPU在单位时间内能处理字长为64位的二进制数据。字长是表示运算器性能的主要技术指标，通常等于CPU数据总线的宽度。CPU字长越长，运算精度越高，信息处理速度越快，CPU性能也就越高。

30. 2.1.3 CPU的主要性能指标 2．CPU的频率 CPU的频率是指计算机运行时的工作频率，也称为“主频”或“时钟频率”，CPU的频率表示CPU内部数字脉冲信号振荡的速度，代表了CPU的实际运算速度，单位是Hz。CPU的频率越高，在一个时钟周期内所能完成的指令数也就越多，CPU的运算速度也就越快。 CPU实际运行的频率与CPU的外频和倍频有关，其计算公式为： CPU的实际频率＝外频×倍频

31. 2.1.3 CPU的主要性能指标 3．高速缓存 　　缓存（Cache）的作用是为CPU和内存进行数据交换时提供一个高速的数据缓冲区。当CPU要读取数据时，首先会在缓存中寻找，如果找到了则直接从缓存中读取，如果在缓存中未能找到，那么CPU就从主内存中读取数据。CPU缓存一般分为L1高速缓存和L2高速缓存。 L1高速缓存（也称为一级高速缓存、L1 Cache）用于暂存部分指令和数据，以使CPU能迅速地得到所需要的数据。 L2高速缓存（也称为二级高速缓存、L2 Cache）的容量和频率对CPU的性能影响也较大，其作用就是协调CPU的运行速度与内存存取速度之间的差异。L2高速缓存是CPU晶体管总数中占得最多的一部分。

32. 2.1.3 CPU的主要性能指标 4．前端总线速度 　　前端总线是AMD在推出K7 CPU时提出的概念，一直以来很多人都误认为这个名词不过是外频的一个别称。其实，通常所说的外频是指CPU与主板的连接速度，这个概念是建立在数字脉冲信号振荡速度的基础之上,而前端总线速度指的是数据传输的速度。例如100MHz外频是指数字脉冲信号在每秒钟震荡1000万次，而100MHz前端总线则是指CPU每秒钟可接受的数据传输量是100MHz×64bit÷8bit/Byte=800MB。就处理器速度而言，前端总线比外频更具代表性。

33. 2.1.3 CPU的主要性能指标 5．CPU的制造工艺与封装技术 CPU的制造工艺直接关系到CPU的电气性能。线路宽度越小，CPU的功耗和发热量就越低，并可以工作在更高的频率下。目前Intel的主流产品的制造工艺技术已经达到0.065µm级别。由于CPU制造完成后，是一块不到1cm2的硅晶片（或集成电路），还需要对其进行封装，并安装引脚（或称为“针”）后才能插到主板上。通常所说的Socket 478，Socket 939中的数值的就是指该CPU的引脚数。封装CPU的材料一般有陶瓷封装和树脂封装两种。

34. 2.1.3 CPU的主要性能指标 6．超线程 　　超线程（Hyper-Threading，HT）是Intel为Pentium 4专门设计的一项技术。超线程是一种同步多线程执行技术，一款应用超线程技术的Intel CPU可以在逻辑上被模拟成两个CPU，这样CPU可以充分利用空闲资源同时处理两个任务集，从而在相同时间内完成更多的任务。当计算机系统应用超线程技术后，可使整机性能提高25％以上。

35. 2.1.3 CPU的主要性能指标 7．支持的扩展指令集 　　指令集是CPU用来计算和控制系统的命令，是与硬件电路相配合的一系列指令。指令集对提高CPU的效率具有重要作用，是评价CPU性能的重要指标之一，目前指令集有Intel公司的MMX、SSE、SSE2、SSE3和AMD公司的3DNow!等。

36. 2.1.3 CPU的主要性能指标 　　当然，CPU的性能指标还包括接口类型和工作电压等。下面我们以Intel公司生产的CPU和AMD公司生产的CPU产品之一为例，对CPU的性能作一个比较。如图2-19(a) 所示为Intel Pentium D 940 CPU，图2-19(b)所示为AMD Athlon 64 X2 CPU。 表2-1所示为这两种CPU 技术指标的比较。

37. (a) Intel Pentium D 940 (b) AMD Athlon 64 X2 图2-19 Intel和AMD的CPU

38. 表2-1Intel CPU和AMD CPU 技术指标的比较

39. 2.1.4 CPU的选购 1．选购CPU的一般原则 2．如何识别CPU

40. 2.1.4 CPU的选购 1．CPU的选购 　　（1）注重性价比 在选购CPU时，性价比是比较重要的一个因素。虽然Intel的CPU兼容性好，但是价格普遍比AMD的CPU高。 （2）根据需要选择 在选购CPU时，还应该根据需要进行选择。Intel和AMD的CPU各有千秋，在Intel奔腾II、奔腾III时代，Intel起主导地位，但从奔腾4开始，AMD公司逐步开始占有市场，比前些年市场占有额有较大提高，这全归功于AMD产品的高性价比（低端市场）。 近年来，AMD公司发展迅猛，并在高端市场开始与Intel抗衡，并逐步成为世界各大品牌计算机的供货商。至于选Intel还是AMD，建议高性能用途选Intel，中等性能用途两者皆可，看具体性价，低端用途选AMD。

41. 2.1.4 CPU的选购 　　（3）看包装 盒装产品中的风扇与CPU的匹配较好，且出厂前经过反复测试。如果价格相差不大，建议买盒装。

42. 2.1.4 CPU的选购 2．如何识别CPU 　　 （1）看包装 盒装Pentium 4 CPU，提供了原装散热风扇，并且提供3年质保。散装CPU，其上面也会贴有经销商的质保标签，这类产品一般由经销商提供质保。 （2）看CPU编号 Intel公司的CPU编号比较直观易辨，可以轻易看出该CPU的基本性能参数。 （3）利用测试工具 一般在购买CPU时准备几款CPU频率测试工具，现场测试CPU频率比较可靠，常用的频率测试工具有Intel(R) Processor Frequency ID Utility和CPU INFORMATION。

43. 2.1.4 CPU的选购 　　我们以如图2-20所示的Intel CPU为例，解读CPU上的文字信息，识别CPU型号。 图2-20CPU上的文字信息

44. 2.1.4 CPU的选购 　　我们可以看到，CPU表面共5行字母，第１行字母“INTEL 04”表示生产厂商；第2行 “PENTIUM D”表示这颗CPU的系列，即我们常说的奔腾D；第3行的“820”是Intel处理器上的一个产品编号，与第4行的“2.80GHz”相对应，也就是说不同的数字代表不同的频率。“SL98T”是S-Spec编码，通过此编码到Intel的官方网站上就可以直接查到该型号CPU的所有相关信息，“MALAY”表示该CPU的产地，即马来西亚；第4行就是我们可以看懂这颗CPU的最简单的信息了，“2.80GHz”表示CPU的主频，“2M”是处理器的二级缓存，同样外频也提高到了800MHz。“05A”表示生产日期是2005年。最后一行“0521A577”是Intel处理器的一个出厂编号，一个编号只对应一颗CPU。

45. 2.2 主板 基本要求 ◎ 了解主板的分类和型号 ◎ 了解主板的结构和性能指标 ◎ 掌握主板的选购和安装

46. 2.2 主板 2.2.1主板的分类 2.2.2主板的结构 2.2.3主板的型号 2.2.4主板的主要性能指标 2.2.5主板的选购 2.2.6主板的安装

47. 2.2.1 主板的分类 1．按CPU插座分类 2．按控制芯片组分类 3．按主板的结构分类

48. 2.2.1 主板的分类 1．按CPU插座分类 　　主板按CPU插座分类，可分为Slot 1主板、Socket 370主板、Slot A主板、Socket 775主板和Socket A主板等。 2．按控制芯片组分类 　　主板按其所使用的控制芯片组可分为Intel公司生产的芯片组、VIA公司生产的芯片组和nVIDIA公司生产的芯片组等。

49. 2.2.1 主板的分类 3．按主板的结构分类 　　主板按其结构可分为AT主板、Baby AT主板、ATX主板和BTX主板等。 　　（1）AT主板 AT主板首先应用在IBM PC机上，不过这种类型的主板因不能适应计算机的发展需求，已经被淘汰。AT主板如图2-21所示。 （2）Baby AT主板   随着电子元件集成化程度的提高，相同功能的主板不再需要全AT的尺寸。因此在1990年推出了Baby/Mini AT主板规范，简称为Baby AT主板，如图2-22所示。

50. 图2-21AT主板 　　　　　　 图2-22 Baby AT主板