cpu-第6章
按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
沾伤兄辈迨紻IP，单层陶瓷双列直插式DIP，引线框架式DIP（含玻璃陶瓷封接式，塑料包封结构式，陶瓷低熔玻璃封装式）等。
DIP封装具有以下特点：
1。适合在PCB（印刷电路板）上穿孔焊接，操作方便。
2。芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。
最早的4004、8008、8086、8088等CPU都采用了DIP封装，通过其上的两排引脚可插到主板上的插槽或焊接在主板上。
QFP封装
这种技术的中文含义叫方型扁平式封装技术（PlasticQuadFlatPockage），该技术实现的CPU芯片引脚之间距离很小，管脚很细，一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式，其引脚数一般都在100以上。该技术封装CPU时操作方便，可靠性高；而且其封装外形尺寸较小，寄生参数减小，适合高频应用；该技术主要适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线。
QFP封装
这种技术的中文含义叫方型扁平式封装技术（PlasticQuadFlatPockage），该技术实现的CPU芯片引脚之间距离很小，管脚很细，一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式，其引脚数一般都在100以上。该技术封装CPU时操作方便，可靠性高；而且其封装外形尺寸较小，寄生参数减小，适合高频应用；该技术主要适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线。
PFP封装
该技术的英文全称为PlasticFlatPackage，中文含义为塑料扁平组件式封装。用这种技术封装的芯片同样也必须采用SMD技术将芯片与主板焊接起来。采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊盘。将芯片各脚对准相应的焊盘，即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片，如果不用专用工具是很难拆卸下来的。该技术与上面的QFP技术基本相似，只是外观的封装形状不同而已。
PGA封装
该技术也叫插针网格阵列封装技术（CeramicPinGridArrauPackage），由这种技术封装的芯片内外有多个方阵形的插针，每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列，根据管脚数目的多少，可以围成2～5圈。安装时，将芯片插入专门的PGA插座。为了使得CPU能够更方便的安装和拆卸，从486芯片开始，出现了一种ZIFCPU插座，专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。该技术一般用于插拔操作比较频繁的场合之下。
BGA封装
BGA技术（BallGridArrayPackage）即球栅阵列封装技术。该技术的出现便成为CPU、主板南、北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。但BGA封装占用基板的面积比较大。虽然该技术的I/O引脚数增多，但引脚之间的距离远大于QFP，从而提高了组装成品率。而且该技术采用了可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善它的电热性能。另外该技术的组装可用共面焊接，从而能大大提高封装的可靠性；并且由该技术实现的封装CPU信号传输延迟小，适应频率可以提高很大。
BGA封装具有以下特点：
1。I/O引脚数虽然增多，但引脚之间的距离远大于QFP封装方式，提高了成品率
2。虽然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善电热性能
3。信号传输延迟小，适应频率大大提高
4。组装可用共面焊接，可靠性大大提高
目前较为常见的封装形式：
OPGA封装
OPGA（OrganicpingridArray，有机管脚阵列）。这种封装的基底使用的是玻璃纤维，类似印刷电路板上的材料。此种封装方式可以降低阻抗和封装成本。OPGA封装拉近了外部电容和处理器内核的距离，可以更好地改善内核供电和过滤电流杂波。AMD公司的AthlonXP系列CPU大多使用此类封装。
mPGA封装
mPGA，微型PGA封装，目前只有AMD公司的Athlon64和英特尔公司的Xeon（至强）系列CPU等少数产品所采用，而且多是些高端产品，是种先进的封装形式。
CPGA封装
CPGA也就是常说的陶瓷封装，全称为CeramicPGA。主要在Thunderbird（雷鸟）核心和“Palomino”核心的Athlon处理器上采用。
FC…PGA封装
FC…PGA封装是反转芯片针脚栅格阵列的缩写，这种封装中有针脚插入插座。这些芯片被反转，以至片模或构成计算机芯片的处理器部分被暴露在处理器的上部。通过将片模暴露出来，使热量解决方案可直接用到片模上，这样就能实现更有效的芯片冷却。为了通过隔绝电源信号和接地信号来提高封装的性能，FC…PGA处理器在处理器的底部的电容放置区域（处理器中心）安有离散电容和电阻。芯片底部的针脚是锯齿形排列的。此外，针脚的安排方式使得处理器只能以一种方式插入插座。FC…PGA封装用于奔腾III和英特尔赛扬处理器，它们都使用370针。
FC…PGA2封装
FC…PGA2封装与FC…PGA封装类型很相似，除了这些处理器还具有集成式散热器（IHS）。集成式散热器是在生产时直接安装到处理器片上的。由于IHS与片模有很好的热接触并且提供了更大的表面积以更好地发散热量，所以它显著地增加了热传导。FC…PGA2封装用于奔腾III和英特尔赛扬处理器（370针）和奔腾4处理器（478针）。
OOI封装
OOI是OLGA的简写。OLGA代表了基板栅格阵列。OLGA芯片也使用反转芯片设计，其中处理器朝下附在基体上，实现更好的信号完整性、更有效的散热和更低的自感应。OOI有一个集成式导热器（IHS），能帮助散热器将热量传给正确安装的风扇散热器。OOI用于奔腾4处理器，这些处理器有423针。
PPGA封装
“PPGA”的英文全称为“PlasticPinGridArray”，是塑针栅格阵列的缩写，这些处理器具有插入插座的针脚。为了提高热传导性，PPGA在处理器的顶部使用了镀镍铜质散热器。芯片底部的针脚是锯齿形排列的。此外，针脚的安排方式使得处理器只能以一种方式插入插座。
S。E。C。C。封装
“S。E。C。C。”是“SingleEdgeContactCartridge”缩写，是单边接触卡盒的缩写。为了与主板连接，处理器被插入一个插槽。它不使用针脚，而是使用“金手指”触点，处理器使用这些触点来传递信号。S。E。C。C。被一个金属壳覆盖，这个壳覆盖了整个卡盒组件的顶端。卡盒的背面是一个热材料镀层，充当了散热器。S。E。C。C。内部，大多数处理器有一个被称为基体的印刷电路板连接起处理器、二级高速缓存和总线终止电路。S。E。C。C。封装用于有242个触点的英特尔奔腾II处理器和有330个触点的奔腾II至强和奔腾III至强处理器。
S。E。C。C。2封装
S。E。C。C。2封装与S。E。C。C。封装相似，除了S。E。C。C。2使用更少的保护性包装并且不含有导热镀层。S。E。C。C。2封装用于一些较晚版本的奔腾II处理器和奔腾III处理器（242触点）。
S。E。P。封装
“S。E。P。”是“SingleEdgeProcessor”的缩写，是单边处理器的缩写。“S。E。P。”封装类似于“S。E。C。C。”或者“S。E。C。C。2”封装，也是采用单边插入到Slot插槽中，以金手指与插槽接触，但是它没有全包装外壳，底板电路从处理器底部是可见的。“S。E。P。”封装应用于早期的242根金手指的IntelCeleron处理器。
PLGA封装
PLGA是PlasticLandGridArray的缩写，即塑料焊盘栅格阵列封装。由于没有使用针脚，而是使用了细小的点式接口，所以PLGA封装明显比以前的FC…PGA2等封装具有更小的体积、更少的信号传输损失和更低的生产成本，可以有效提升处理器的信号强度、提升处理器频率，同时也可以提高处理器生产的良品率、降低生产成本。目前Intel公司Socket775接口的CPU采用了此封装。
CuPGA封装
CuPGA是LiddedCeramicPackageGridArray的缩写，即有盖陶瓷栅格阵列封装。其与普通陶瓷封装最大的区别是增加了一个顶盖，能提供更好的散热性能以及能保护CPU核心免受损坏。目前AMD64系列CPU采用了此封装。
超线程技术HT
CPU生产商为了提高CPU的性能，通常做法是提高CPU的时钟频率和增加缓存容量。不过目前CPU的频率越来越快，如果再通过提升CPU频率和增加缓存的方法来提高性能，往往会受到制造工艺上的限制以及成本过高的制约。
尽管提高CPU的时钟频率和增加缓存容量后的确可以改善性能，但这样的CPU性能提高在技术上存在较大的难度。实际上在应用中基于很多原因，CPU的执行单元都没有被充分使用。如果CPU不能正常读取数据（总线/内存的瓶颈），其执行单元利用率会明显下降。另外就是目前大多数执行线程缺乏ILP（Instruction…LevelParallelism，多种指令同时执行）支持。这些都造成了目前CPU的性能没有得到全部的发挥。因此，Intel则采用另一个思路去提高CPU的性能，让CPU可以同时执行多重线程，就能够让CPU发挥更大效率，即所谓“超线程（Hyper…Threading，简称“HT”）”技术。超线程技术就是利用特殊的硬件指令，把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片，让单个处理器都能使用线程级并行计算，进而兼容多线程操作系统和软件，减少了CPU的闲置时间，提高的CPU的运行效率。
采用超线程及时可在同一时间里，应用程序可以使用芯片的不同部分。虽然单线程芯片每秒钟能够处理成千上万条指令，但是在任一时刻只能够对一条指令进行操作。而超线程技术可以使芯片同时进行多线程处理，使芯片性能得到提升。
超线程技术是在一颗CPU同时执行多个程序而共同分享一颗CPU内的资源，理论上要像两颗CPU一样在同一时间执行两个线程，P4处理器需要多加入一个LogicalCPUPointer（逻辑处理单元）。因此新一代的P4HT的die的面积比以往的P4增大了5％。而其余部分如ALU（整数运算单元）、FPU（浮点运算单元）、L2Cache（二级缓存）则保持不变，这些部分是被分享的。
虽然采用超线程技术能同时执行两个线程，但它并不象两个真正的CPU那样，每各CPU都具有独立的资源。当两个线程都同时需要某一个资源时，其中一个要暂时停止，并让出资源，直到这些资源闲置后才能继续。因此超线程的性能并不等于两颗CPU的性能。
英特尔P4超线程有两个运行模式，SingleTaskMode（单任务模式）及MultiTaskMode（多任务模式），当程序不支持Multi…Processing（多处理器作业）时，系统会停止其中一个逻辑CPU的运行，把资源集中于单个逻辑CPU中，让单线程程序不会因其中一个逻辑CPU闲置而减低性能，但由于被停止运行的逻辑CPU还是会等待工作，占用一定的资源，因此Hyper…ThreadingCPU运行SingleTaskMode程序模式时，有可能达不到不带超线程功能的CPU性能，但性能差距不会太大。也就是说，当运行单线程运用软件时，超线程技术甚至会降低系统性能，尤其在多线程操作系统运行单线程软件时容易出现此问题。
需要注意的是，含有超线程技术的CPU需要芯片组、软件支持，才能比较理想的发挥该项技术的优势。目前支持超线程技术的芯片组包括如：英特尔i845GE、PE及矽统iSR658RDRAM、SiS645DX、SiS651可直接支持超线程；英特尔i845E、i850E通过升级BIOS后可支持；威盛P4X400、P4X400A可支持，但未获得正式授权。操作系统如：MicrosoftWindowsXP、MicrosoftWindows2003，Linuxkernel2。4。x以后的版本也支持超线程技术。
系列型号
CPU厂商会根据CPU产品的市场定位来给属于同一系列的CPU产品确定一个系列型号以便于分类和管理，一般而言系列型号可以说是用于区分CPU性能的重要标识。
早期的CPU系列型号并没有明显的高低端之分，例如Intel的面向主流桌面市场的Pentium和PentiumMMX以及面向高端服务器生产的PentiumPro；AMD的面向主流桌面市场的K5、K6、K6…2和K6…III以及面向移动市场的K6…2＋和K6…III＋等等。
随着CPU技术和IT市场的发展，Intel和AMD两大CPU生产厂商出于细分市场的目的，都不约而同的将自己旗下的CPU产品细分为高低端，从而以性能高低来细分市场。而高低端CPU系列型号之间的区别无非就是二级缓存容量（一般都只具有高端产品的四分之一）、外频、前端总线频率、支持的指令集以及支持的特殊技术等几个重要方面，基本上可以认为低端CPU产品就是高端CPU产品的缩水版。例如Intel方面的Celeron系列除了最初的产品没有二级缓存之外，就始终只具有128KB的二级缓存和66MHz以及100MHz的外频，比同时代的PentiumII/III/4系列都要差得多，而AMD方面的Duron也始终只具有64KB的二级缓存，外频也始终要比同时代的Athlon和AthlonXP要低一个数量级。
CPU系列划分为高低端之后，两大CPU厂商分别都推出了自己的一系列产品。在桌面平台方面，有Intel面向主流桌面市场的PentiumII、PentiumIII和Pentium4以及面向低端桌面市场的Celeron系列（包括俗称的I/II/III/IV代）；而AMD方面则有面向主流桌面市场Athlon、AthlonXP以及面向低端桌面市场的Duron和Sempron等等。在移动平台方面，Intel则有面向高端移动市场的MobilePentiumII、MobilePentiumIII、MobilePentium4…M、MobilePentium4和PentiumM以及面向低端移动市场的MobileCeleron和CeleronM；AMD方面也有面向高端移动市场的MobileAthlon4、MobileAthlonXP…M和MobileAthlon64以及面向低端移动市场的MobileDuron和MobileSempron等等。
目前，CPU的系列型号更是被进一步细分为高中低三种类型。就以台式机CPU而言，Intel方面，高端的是双核心的PentiumEE以及单核心的Pentium4EE，中端的是双核心的PentiumD和单核心的Pentium4，低端的则是CeleronD以及已经被淘汰掉的Celeron（即俗称的CeleronIV）；而AMD方面，高端的是Athlon64FX（包括单核心和双核心），中端的则是双核心的Athlon64X2和单核心的Athlon64，低端就是Sempron。以笔记本CPU而言，Intel方面高端的是CoreDuo，中端的是CoreSolo和即将被淘汰的PentiumM，低端的则是CeleronM；而AMD方面，高端的则是Turion64，中端的是MobileAthlon64，低端的则是MobileSempron。
但在购买CPU产品时需要注意的是，以系列型号来区分CPU性能的高低也只对同时期的产品才有效，任何事物都是相对的，今天的高端就是明天的中端、后天的低端，例如昔日的高端产品Pentium4和PentiumM现在已经降为了中端产品，AMD的Turion64在Turion64X2发布之后也将降为中端产品。另外某些系列型号的时间跨度非常大，例如Intel的Pentium4系列从2000年11月发布至今已经过了6个年头，而当时属于高端的早期的Pentium4其性能还远远不及现在属于低端的CeleronD。而且低端CPU产品中也出现过不少以超频性能著称或者能修改的精品，例如Intel方面早期的Celeron300A，中期的图拉丁核心的CeleronIII系列，以及现在的CeleronD系列等等；AMD方面也有早期的Duron由于可以依靠连接金桥而修改为Athlon和Athlo
![[三国同人]德拉科的三国之旅 作者:幽灵爱cp封面](http://www.iixs.net/cover/noimg.jpg)