新手装备手册——CPU篇 李肖峰 2000年 第37期 　　CPU是英文Central Process Unit（中央处理器）的缩写。CPU在电脑中的作用就像我们的心脏和跑车的发动机，由此可见它在电脑中的重要性。因此想进一步了解和掌握电脑，不妨就从CPU开始。 #1 一、品牌和结构 　　目前电脑CPU主要有三大品牌，根据规格不同分为Slot（插槽） 和Socket（插座）两种结构。 #1 ● 三大品牌 　　CPU的三大品牌是：Intel、AMD和Cyrix。目前Intel依然领导着CPU生产的技术新潮流，所产CPU也占据CPU市场份额的70％以上。AMD公司在三大品牌中仅次于Intel公司，在CPU市场份额上也同样如此，但AMD公司目前在CPU技术上开始赶超Intel，特别是AMD目前推出的Socket A结构的Athlon（速龙）和Duron（钻龙）都已经超过了同等规格的Intel的Pentium Ⅲ（奔腾三代）和Celeron（赛扬）。最后一个是Cyrix公司，现在已由台湾威盛公司兼并，只是至今仍然没什么起色，所开发、生产的Cyrix M2和Cyrix ⅢCPU，无论在技术层次还是在市场份额上目前都无法与Intel和AMD抗衡。 #1 ● 两种结构 　　CPU的两种结构分别是安装时使用插槽的Slot结构（^37010301a^1）和安装时使用插座的Socket结构（^37010301b^2）。在Pentium Ⅱ问世之前，CPU基本都采用Socket结构，而且不同品牌的CPU的Socket插座也能互相兼容，用户更换不同品牌的CPU时只要调整主板上几个跳线就可以了，非常方便。但当Intel公司推出Pentium Ⅱ时出于技术需要（但很可能主要出于商业竞争目的），自行开发了具有专利保护的Slot插槽，以后又开发Celeron（Pentium Ⅱ的简化版）专用的Socket 370插座，三大品牌的CPU就被迫在器件接口上首次分道扬镳，AMD公司自行开发了Slot A插槽和Socket A，以便安装自己K7系列的Athlon、速龙和钻龙。而Cyrix公司只有一种Cyrix Ⅲ并且已和Intel达成协议能使用Socket 370插座，因此和Intel公司CPU在安装插座上保持了兼容。由此一来，目前的PC电脑主板也就分为只能使用AMD CPU的主板和只能使用Intel和Cyrix CPU的主板了。 #1 二、主要技术规格和性能 　　CPU技术规格中比较重要的是主频、外频、L1和L2 Cache（一级、二级高速缓存）容量。技术规格决定了CPU的性能，这就是为什么Intel的Celeron Ⅱ运算速度比不上同主频的AMD 钻龙的主要原因。 #1 ● 主频 　　主频是CPU最主要的技术指标之一，使用频率单位MHz表示。同一品牌、型号的CPU中，主频高的CPU运算速度比主频低的CPU要快。 #1 ● 外频 　　外频是主板时钟发生器为CPU以及其它总线产生的标准时钟信号，也使用MHz表示。CPU以此信号为基准频率进行相应倍频（取决倍频系数）建立标称主频。主频和外频的关系是：主频=外频×倍频因子。 　　目前CPU使用的标准外频有66MHz、100MHz和133MHz，今后可能还将有150MHz、200MHz等。AMD的K7系列CPU虽然号称使用200MHz外频，但这是根据CPU与主板芯片组之间采用DDR技术（即利用时钟信号的前后沿同时传输数据）交换数据而言，实际CPU仍然使用100MHz作为基准外频来建立标称主频。 　　在CPU主频已高达1000MHz（1GHz）的情况下，依然采用较低的外频，是为了迁就运行速度较慢的PCI、ISA、AGP总线以及与其相连的外部设备如硬盘、显卡等。但外频偏低制约了CPU和内存交换数据的速度，而内存与CPU交换数据的速度越快，系统的处理速度就越快，所以尽管电脑主频相同但使用不同的外频运行时，使用高外频的系统可比使用低外频系统获得更快的运算速度。 #1 ● L1、L2 Cache容量 　　从486CPU开始，芯片内部都集成一定容量的Cache（高速缓存），用于CPU运算过程中的数据暂存。目前根据CPU类型不同，在芯片内部分别集成L1 Cache和L2 Cache，其中L1 Cache的容量和速度取决于具体产品型号，一般来说L1 Cache的工作时钟与CPU主频相同，而L2 Cache的工作时钟则根据具体CPU类型不同而分为全速（On－Die Cache）和半速Cache，全速指与CPU主频时钟相同，半速即为主频时钟的一半。另外CPU在运算时如果需要与内存交换数据，通常先在L1、L2高速缓存中查找，如果在这两级高速缓存有CPU所需要的数据，那么就不必要再去系统主内存查找了，因此也就节约了CPU在数据交换方面所产生的延时，因此L1 Cache、L2 Cache的容量越大，CPU就可以减少直接访问内存的次数。因此某种CPU使用的外频频率越高，芯片内部集成的L1、L2高速缓存容量越大，就越表明这款CPU技术规格较高，运算速度也越快。这就是目前AMD公司的钻龙运算速度超过了Intel公司的Celeron Ⅱ的主要原因。 #1 三、内核工作电压、制造工艺和超频能力 #1 ● 内核电压 　　自Intel 公司的Pentium MMX开始，CPU开始分别设置I/O电压（Vi/o）和内核工作电压（Vcore）。其中适当提高或降低CPU内核工作电压，可以改进CPU的运行稳定性，这就是近来电脑爱好者利用它进行超频的缘由。 #1 ●制造工艺 　　在半导体集成电路的生产技术中通常用微米（μm）来表示制造工艺的先进性，一般情况下生产工艺越精细，则表明集成电路中的元器件之间的间隔越小，不但可以集成更多的元器件，而且器件之间的距离减小可以提高电流通过的速度，降低电路的工作电压，相应也减小了电路功率消耗，因此半导体制造工艺越先进就可以得到运算速度更快、耗能更小的CPU。目前最先进的制造工艺已经达到0.13 μm，并开始应用在Pentium 4等后续产品中。 　　另外在实际应用中，生产工艺越先进的CPU超频性能也越好，这可能与制造工艺先进的CPU高频特性好、耗能少、发热量小有关。 #1 四、CPU的主要测试项目 　　目前CPU的性能测试主要采用美国ZD测试工具委员会发布的ZD Winstone、ZD WinBench 和ZD 3D WinMark 三套软件。由于ZD测试软件版本随年度更新，所以在这些软件上都带有年度标志，如Winstone 99等等。以下是几种主要测试项目及含义。 #1 ● Business Winstone 99 　　这项测试的目的是检验商业配置（安装需测试的CPU的电脑）处理典型商业软件的综合能力和总体性能，测试所得的数值越大表示CPU的性能越优异，这项测试侧重反映的是CPU的整数性能。但这项测试数据能较客观地反映CPU的真实性能，是所有新型CPU发布时必有的测试数据（^37010301c^3）。 #1 ● CPU Mark 99 　　CPU Mark测试的目的是考察CPU整数性能，测试所得的数值也是越大越好。 #1 ● FPU WinMark 99 　　FPU Winmark专门测试CPU处理浮点数据的能力，所得数值也是越大越好。CPU浮点运算能力主要反应在运行涉及3D图形显示较多的游戏、广告和动画制作软件时的速度，因此主要从事这方面应用的用户应该优先选择浮点性能较好的CPU。 #1 ● 3D WinMark 99和3D Mark 2000指数 　　3D WinMark是对CPU处理3D图形方面的综合能力测试，测试数值也是越大越好。另外还有公司采用另一种软件如3D Mark 2000来测试CPU运行3D程序时的实际性能，测试所得的3D Mark 2000指数也是越大越好。 编后：想了解更多的CPU选购知识，请阅读本期40版《CPU选购经验谈》一文。另外本期的35版还介绍了WinBench 2000的使用，一定不要错过哟。