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CPU完全檔案

微處理器的英文縮寫是CPU，即中央處理單元，是電腦的核心，電腦完成的每一件工作，都是在它的指揮和干預下完成的。電腦配置的CPU的型號實際上代表著電腦的的基本性能水平。目前市場上流行的主要是多弁鄔b騰級以上的晶片。

　　MMX晶片
MMX是英文MultiMedia eXtension（多媒體擴展）的縮寫。英代爾在1996年3月份正式公佈了MMX技術的細節後，於1997年1月正式向全球推出基於MMX技術的166MHz和200MHz的Pentium晶片，1997年3月份推出基於MMX技術的233MHz的Pentium Pro晶片。
　　
　　MMX技術是英代爾公司針對X86微處理器體系結構的一次重大擴充，使電腦同多媒體相關任務的綜合處理能力提高了1.5～2倍，它不僅是英代爾自 i386面世以來對英代爾CPU體系結構的一次顯著改進，同時也是英代爾對多媒體資料處理等專用晶片及弁鄋O卡的一次強力挑戰。
　　從晶片設計的角度來看，新技術MMX有以下一些要點：

　　單指令多資料技術
　　英代爾為MMX技術設計了一組基本的、通用的整型指令集，以滿足各種多媒體和通訊應用的需要。其中最基本的是單指令多資料（即SIMD）技術。該技術允釦Q用任何新增加的單個指令處理多組資料。

　　借用寄存器
　　將CPU中8個浮點運算單元（FPU）重新命名為8個MMX寄存器，因而在物理上不需要增加新的寄存器。這樣，現有的作業系統和應用軟體無需作任何修改即可運行於具有MMX的CPU上，保證了向下相容。

　　增加新指令
　　增加了57個MMX指令。這些指令都具有一些各自的獨特弁遄C例如分支指令能夠利用遮罩和位元比較在多個運算元中執行邏輯操作，從而達到沒有延時的分支效果等等。

　　採用新的資料類型
　　新的資料類型包括壓縮型位元組、壓縮型字、壓縮型雙字和壓縮型四字，他們都是壓縮的定點整數類型，可以將多個整型機器字壓縮到8個64位的MMX寄存器中。將64位元資料置於單個寄存器中，使MMX CPU可以同時處理8個位元組的資料，這有利於加速計算密集型的迴圈運算。
　　由於採用MMX技術的CPU中實際上並沒有增加新寄存器，而是借用了8個浮點運算寄存器，於是導致MMX技術的固有缺陷，諸如不能加速所有應用軟體的運行速度、多工環境中可能會出現計算錯誤以及軟體版本需要多樣化等等。
　　值得慶倖的是，英代爾公司在推出相應的MMX CPU的同時也承諾逐步解決上述問題。加之在MMX的實現上，相容廠商將採取不同的技術。所以對於用戶而言，MMX技術的前景是十分樂觀的。

　　MMX晶片的使用

　　P55C的使用
　　選購
　　目前市場上有Pentium MMX－166、Pentium MMX －200、Pentium MMX －233幾個品種。在選購Pentium MMX 時最好到授權代理商處購買，可以保證買到可靠的Intel產品。

　　主板的配套
　　多能奔騰可以在多種586主板上運行。下面就採用Pentium 166 MMX CPU和TX晶片組的主板組裝一台奔騰微機系統時談談應該注意的事項。
　　1.硬體電參數的配合
　　(1)只有提供特定低電壓的主板才能支援多能奔騰。選配主板時，一定要查明實際為CPU提供的電壓值。因為多能奔騰和一般的Pentium處理器不同，其內核電壓插腳（Vccz）和時鐘插腳（Clk和Plcclk）採用不同的電壓。這就要求主板供給Vccz插腳的電壓為2.8V。另外，還要提供3.3V的時鐘驅動電壓。
　　(2)只有提供特定大電流的主板才能支援多能奔騰。採用MMX技術的CPU，要求主板必須能夠為其提供充足的電流。具體分為通往內核的最大電流和通往I/O電路的最大電流。對於不同頻率的CPU，其電流需求值又有所不同。具體資料如下：
　　166MHz：通往內核的最大電流為4.75A，通往I/O電路的最大電流為0.54A
　　200MHz：通往內核的最大電流為5.7A，通往I/O電路的最大電流為0.5A
　　233MHz：通往內核的最大電流為6.5A，通往I/O電路的最大電流為0.75A
　　(3)只有提供特定內核—匯流排頻率比的主板才能支持高頻多能奔騰。對於200MHz的多能奔騰CPU，要求主板能支持3:1的頻率比;對於233MHz的多能奔騰CPU，要求主板能支持7:2的頻率比。為實現CPU所要求的頻率比，主板必須提供相應的跳線設置。
　　2.COMS參數的優化設置
　　(1)關於BIOS弁鈳]置的優化
　　◇啟用CPU溫度保護弁遄]CPU Temperature Protect），一旦CPU溫度超過60℃，將自動降低執行速度並發出警告聲音。
　　◇同時啟用CPU內部和主板上的（512KB）二級快取記憶體（CPU Internal、External Cache），為了提高機器的運行速度，必須同時使用這兩種快取記憶體。
　　◇為了減少機器的啟動時間，還需要設置好快速開機自檢（Quick Power Self Test）方式為Enabled。
　　◇為了減少機器的啟動時間，可以將開機時測試軟盤機一項（Boot Up Floppy Seek）設置為Disabled。
　　(2)晶片組工作參數的設定
　　由於此類參數涉及的軟硬體知識較深，為了方便用戶，高檔主板多由BIOS自行依照機器工作最佳狀態進行設置部分參數。
　　◇對於記憶體時序選項（DRAM Timing），若使用的是速度為60ns的FPM或EDO RAM，應設置為60ns。如果系統因此而不穩定，還需要改回為70ns。
　　◇記憶體讀寫時序（DRAM R/W Lead of Timing），一般設置為10/6/4。
　　◇為了提高機器運行速度，對於系統BIOS允陸玟t存取選項（System BIOS Cachealbe），應該設置為Enaled。
　　◇同樣，為了提高機器顯示速度，對於顯示BIOS允陸玟t存取選項（Video BIOS Cachedable），也應該設置為Enaled。
　　一般TX晶片主板可以使用AT電源，也可以使用ATX電源。當電源種類選項設置為AUTO時，可以自動偵測電源類型。選用ATX電源後，還要確定該電源能否直接開機（Sytem After AC BACK）。設置為Full－on選項時，ATX電源打開後，主機隨之開始啟動；若設置為Soft－off選項時，ATX電源打開後，主機並不隨之啟動，仍要由軟體（Soft Power）信號決定開、關機器。
　　(3)關於軟、硬碟傳輸方式及外設介面參數的優化
　　為了突破IDE硬碟傳輸速度慢的瓶頸，由Intel和Quantum聯合發佈的新一代硬碟傳輸規格是：Ultra DAM/33。其傳輸速率高達33MB/s。但用戶不僅要安裝Ultra DMA規格的硬碟和相應的驅動程式，而且只有在TX晶片的主機板上才能獲得此種支持。

　　安裝
　　Pentium MMX 的安裝很簡單，它與Socket 7插座相容，故只要在主板上移走原有的CPU，換上Pentium MMX 插進CPU插座就行了。Pentium MMX 的必v消耗比較大，因此必須重視其運行時的散熱問題。如果散熱不良，Pentium MMX 晶片的溫度過高，在運行軟體，特別是大型軟體時電腦性能就不穩定，非常容易產生出錯、死機、頻繁重新啟動等問題。Intel的Pentium MMX晶片用矽膠把散熱風扇和 CPU緊密粘貼起來，只要接好電源，就能保證晶片的散熱。另外，在選擇主板時要挑選具有大必v散熱器、性能比較穩定的主板，最好是名牌主板。釵h雜牌主板為了降低生產成本，選用的零件很一般，耐熱性較差，不太適合Pentium MMX 的使用。

　　K6的使用
　　1997年4月4日，AMD公司在北京正式宣佈推出帶有MMX技術的第六代處理器AMD K6，此次推出的K6系列CPU時鐘頻率分別為166MHz、200MHz和233MHz，可運行16位元及32位元軟體。
　　AMD K6採用RISC86超標量微結構，可同時發出6條指令，將X86指令集相容能力與高效的精簡指令集（RISC）技術結合在一起，從而執行簡單、高效、固定長度的RISC86操作編碼，使CPU核心可以發揮更高的性能；K6內置已成為業內標準的57條高性能多媒體指令，具有多媒體擴展弁遄F內置分離式64K一級快取記憶體（Cache）、多個精密解碼器、專門的平行執行單元、高性能浮點運算單元，同時還具備分支目標快取記憶體、返回位址堆疊及8192個輸入分支歷史圖表。

　　
　　AMD K6目前採用0.35微米工藝，五層金屬片製作技術，內置880萬個電晶體，封裝採用C4倒裝片互連技術，充分利用了晶片空間。AMD繼續使用Socket 7來支持K6，可使現有系統方便地改用K6晶片，也可降低PC製造商的成本。下麵是K6 CPU的電壓配置：
　　K6 CPU的電壓配置
　　處理器　　核心頻率　　核心電壓　　　I/O電壓
　　K6-233　　233MHz　　　3.2V　　　　　3.3V
　　K6-200　　200MHz　　　2.9V　　　　　3.3V
　　K6-166　　166MHz　　　2.9V　　　　　3.3V
　　AMD K6已獲微軟授權採用Designed for Microsoft Windows 95標誌，並可與市場上主要作業系統、6萬多種其他軟體以及MMX多媒體應用軟體相容。
　　據資料顯示，AMD K6在運行Windows 95和Windows NT時，可比相同配置的Pentium Pro及Pentium MMX發揮更高的效能，而且其價格要比Intel產品低25％以上。AMD公司稱K6將改變個人電腦業的競爭形勢，打破PC微處理器市場的壟斷，這是因為K6既可發揮更高的性能與相容能力，又能保持合理的價格水平。

　　選購
　　目前市場上有K6－166、K6－200、K6－233幾個品種。K6有原盒包裝和OEM散片裝兩種，同級別原盒價格比散片價格高約100－200元。在選購K6時最好到授權代理商處購買，建議選擇原盒包裝的那種，而不要為節省一兩百元購買散裝的。由於不同主頻K6之間的價格相差比較大，一些不法商人挑選出性能較好的低主頻的K6－166，將其Remark為K6－200甚至K6－233投入市場，以賺取高額利潤。如果你實在想購買散片K6，建議購買最低主頻的K6－166，比Intel的MMX P166的性能還要高一些。
　　由於K6與K5尺寸不同（K6面積比K5稍微大一些）、外表不同（K6為銀白色頂，K5為黑頂或金頂），一般不可能用K5 Remark成K6。而你如果幸運的話，可將K6－166超頻至K6－200使用。

　　主板的配套
　　K6具有與Socket 7插座相相容的針腳，原則上可應用於所有較新的586主板，但要注意幾個問題：
　　1.主板是否支援雙電壓
　　K6的內部電壓為2.9V，其所配套的主板必須支援2.9V(2.8V、3.0V也可以)的CPU內部電壓。
　　2.主板的BIOS是否能識別、支援K6
　　由於有些主板出廠時間較早，不能正確識別K6，如某些主板把K6識別為K5。雖然K6也能在此類板上啟動、正常工作，但其性能卻要大受影響，速度也大打折扣。解決方法有兩個：
　　(1)換主板，換上新上市的支持K6的主板。這種方法最好、最乾脆，但要你掏腰包，花上一筆費用。
　　(2)升級你的主板BIOS。用高版本的支援K6的主板BIOS替換你主板上原有的BIOS，注意BIOS的型號、版本是否適合你的主板。更新BIOS後，系統的性能一般都有明顯的提高。
　　3.主板的晶片組
　　如選用K6 CPU可考慮採用非Intel晶片組（如SIS、OPTI、VIA等晶片組）的主板，如海洋R12。最好用AMD公司已開發出的主板晶片組AMD 640，該晶片組針對K6進行了全面的優化，是K6 CPU最好的搭檔。
　　4.主板支持的主頻
　　主板最起碼要支持200MHz的CPU主頻，最好要支持233MHz、266MHz乃至300MHz，這樣才能滿足你超頻以及將來升級的需要。
　　5.主板最好帶有512K Cache

　　安裝與散熱
　　K6的安裝很簡單，它與Socket 7插座相容，故只要在主板上移走原有的CPU，換上k6插進CPU插座就行了。K6的必v消耗比較大，其必v比K5、Intel Pentium MMX、Cyrix 6x86 MX都要大，因此必須重視其運行時的散熱問題。如果散熱不良，K6晶片的溫度過高，在運行軟體，特別是大型軟體時電腦性能就不穩定，非常容易產生出錯、死機、頻繁重新啟動等問題。因此在K6頂面上必須要安裝一個大必v的散熱風扇，並且最好用矽膠把散熱風扇和K6 CPU緊密粘貼起來。注意機箱內的溫度，可能的話也可在機箱內另加裝一風扇以加強機箱內的空氣對流以利散熱。另外，在選擇主板時要挑選具有大必v散熱器、性能比較穩定的主板，最好是名牌主板。釵h雜牌主板為了降低生產成本，選用的零件質量差，耐熱性能低，不太適合K6的使用。

　　Cyrix 6x86MX（M2）的使用
　　 Cyrix 6x86MX系列CPU(即Cyrix M2)是一種高性能的超標量結構微處理器。它專門針對16位和32位元的X86軟體進行了優化。並配有MMX指令集，相容Intel的Pentium MMX微處理器。Cyrix 6x86MX還配有增強型記憶體管理單元和64KB內置高速緩衝記憶體，能夠大大提高處理器和整機系統的性能。這種微處理器適用於Socket 7的586主板。

　　Cyrix 6x86MX系列CPU性能比6x86系列產品有顯著提高，按照Cyrix公司的說法，M2系列產品會比類似的Pentium MMX微處理器及Pentium Pro微處理器有更高的性能。6x86MX系列產品的時鐘頻率在166MHz以上。
　　Cyrix 6x86MX能夠運行各種系統軟體和應用軟體，包括Windows 3.x、Windows 95、Windows NT、UNIX和OS/2，還有數量廣泛的16位和32位元x86應用軟體，特別是最新的MMX多媒體應用軟體。其主要技術參數如下：
　　◇時鐘頻率：2×、2.5×、3×、3.5×彈性Core/Bus時鐘比
　　◇第一緩存：64K Byte，回寫式，4路相聯，統一指令及資料，雙位址通道
　　◇匯流排：64位元外部資料匯流排，32位元流水線位址匯流排
　　◇引腳/插座：與Socket7引腳相容
　　◇相容性：完全相容多媒體技術及x86作業系統，包括Windows 95、Windows NT、Windows 3.X、OS/2、DOS、Solaris、UNIX及其它
　　◇浮點單元：80位元浮點運算單元，帶64位元介面，並行執行，使用x87指令集，與IEEE－754相容
　　◇電壓：核心2.8V，I/O 3.3V
　　◇電源管理：系統管理模式(SMM)、硬體休眠、FPU自動閒置

　　選購
　　現在的6x86MX CPU為黃色頂面，其頂面帶有兩個很明顯的“MX”字母。現在市場上6x86MX主要有6x86MX PR166、6x86MX PR200和6x86MX 233幾種。Cyrix 6x86MX的價格比同級的K6和Intel的Pentium MMX要低一些，其6x86MX PR233的性能直逼Pentium Ⅱ，而價格要便宜多了。可根據自己的需要選擇不同檔次的6x86MX，對價格考慮較多的可選擇6x86MX PR166，對性能考慮較多的可選擇PR200或PR233，其性能卻可以與低主頻的Pentium Ⅱ一比高低。

　　主板的配套
　　6x86MX CPU必須在具有下列弁鄋漸D板上使用才能很好地運行:
　　1.支援雙電壓
　　6x86MX CPU為了減少發熱量，CPU採用了雙電壓制，其內部核心電壓為2.8V或2.9V，I/O工作電壓為3.3V，因此主板必須支援雙電壓，要支援2.8V或2.9V的內部電壓。
　　2.主頻和倍頻
　　由於6x86MX PR233需要75MHz的特殊外部頻率，因此所購的主板應能支持75MHz，能支持83MHz當然更好。所支持的主頻最好為200MHz或200MHz以上，以滿足超頻或以後CPU升級的需要。
　　3.支援SDROM記憶體
　　主板要支援SDRAM記憶體以滿足速度和超頻的需要；最好帶有512K Cache，且Cache的速度要儘量快。
　　4.帶有能正確識別6x86MX的BIOS
　　一般支援6x86的主板，升級其BIOS之後能識別6x86MX。
　　5.所用晶片組最好為TX級的
　　如果採用的是VIA公司生產的Apollo晶片組就更好，它對Cyrix的處理器作了專門的優化，可顯著提高Cyrix CPU的工作效率。在使用VIA的Apollo晶片組的主板上，你可以發現一個跳線，它是用以區分Cyrix 6x86MX與K6、Intel Pentium MMX的，如果你採用Cyrix 6x86 CPU，應該把跳線跳到Cyrix上的線性突發（Linear Burst）模式上來，線性突發是Cyrix CPU採用的特殊技術，可使Cyrix CPU的性能得到提高。
　　目前能很好支持Cyrix 6x86MX CPU的主板已有不少，如華碩TXP4、升技AB－AX5、AB－TX5、微星MS5158等。這裏要特別推薦大眾公司出品的PA－2007和PA－2011主板，它們都採用了VIA的Apollo VP2晶片組，加強了對Cyrix CPU的支持，並能穩定地支援75MHz匯流排頻率，為Cyrix的CPU獨有的Liner Burst模式設置了跳線。

　　安裝與散熱
　　Cyrix的6x86MX CPU仍然採用原來奔騰主板上的Socket 7插座。如果你的主板為最近新購或符合上述要求，只要直接把Cyrix 6x86MX插入到主板上的Socket 7插座上即可。但在設置CPU的頻率跳線時要特別注意，千萬不要跳錯了主頻。Cyrix 6x86MX與原來的6x86一樣，由於其出色的性能設計，性能超出同頻率的Pentium MMX一個等級，故仍採用Pentium－Rating頻率標識，6x86MX PR166的實際頻率為133MHz，跳線時外部頻率跳為66MHz，倍頻為兩倍。6x86MX PR200的實際主頻為166MHz(166MHz×2.5），6x86MX PR233的實際主頻比較特殊，為188MHz（75MHz×2.5），在跳線時要注意正確設置。
　　另外，你還得正確設置6x86MX CPU的內部電壓，選擇2.8V或2.9V的內部電壓跳線。當然，一個CPU風扇是必不可少的，必須牢固安裝在CPU的頂面。大家對6x86“發高燒”的現象一定記憶猶深，釵h朋友就是因為其產生過大的熱量和較大的電風扇雜訊而對它說“不”的。但6x86MX與6x86L一樣，已採用降低CPU內部電壓的方法使CPU所產生的熱量大大減少，經實驗，將一顆6x86MMX PR166 CPU運行大半天後，其CPU表面只是略有些溫熱而已。當然，必要的散熱措施如安裝CPU風扇還是必需的。

　　有關相容性、浮點性能和超頻問題
　　Cyrix CPU與電腦硬體和軟體的相容性的口碑也不太佳，但用6x86MX實際測試了DOS、Windows 95、Windows 3.1、PWindows 3.2、OS/2等作業系統，Office等辦公套件、Photoshop、Coreldraw等繪圖軟體、Xing MPEG 3.11等VCD播放軟體以及部分遊戲軟體後還未發現相容性的問題，且具有很出色的速度和性能，但在執行需佔用大量處理器資源的軟體如Windows NT性能不佳。
　　有關Cyrix 6x86浮點運算性能差的問題，也是眾多使用者對Cyrix晶片敬而遠之的一個原因。新的6x86MX晶片加強了浮點數據運算能力，與原來的6x86相比有了很大的改善，但距Intel Pentium MMX的浮點性能仍有一段差距，就更不能與Pentium Ⅱ的浮點運算性能相比了。因此對於需要經常進行大量資料運算的圖像處理軟體時，Cyrix 6x86MX仍然不是一個很好的選擇，但是對於普通的電腦玩家和一般的辦公應用來說，Cyrix 6x86MX是在適度的價格下提供了非常出色的性能，很值得大家一試。
　　CPU超頻的誘惑時時吸引著電腦玩家。由於Cyrix 6x86MX採用了低電壓，使超頻的可能性大大提高，一般將其頻率提高一級運行不會有什麼問題。對於6X86MX PR166可超頻至PR200，如果超頻成特殊的150MHz效果也很明顯。超頻時要注意散熱問題。

　　Pentium Ⅱ 晶片

　　Pentium Ⅱ晶片,即以前所說的Klamath,它採用了與Pentium Pro相同的核心結構,從而繼承了原有Pentium Pro處理器優秀的32位元性能。與此同時,Pentium Ⅱ增加了對MMX指令的支援和對16位代碼優化的特性,它能夠同時處理兩條MMX指令。

　　性能特點
　　Pentium Ⅱ 雖採用了與Pentium Pro相同的核心結構,但它加快了段寄存器寫操作的速度,並增加了MMX指令集,以加速16位元作業系統的執行速度。由於配備了可重命名的段寄存器,因此Pentium Ⅱ 可以猜測地執行寫操作，並允釣洏恲竅q值的指令與使用新段值的指令同時存在。
　　如同MMX Pentium一樣,Pentium Ⅱ 使用了Intel公司的0.35微米CMOS製造工藝。Intel一改過去CMOS製造工藝的笨拙且耗電量大的雙極硬體,將750萬個電晶體壓縮到一個203平方毫米的印模上。由於使用只有0.28微米的扇出門尺寸,因此加快了這些電晶體的速度,從而達到了x86前所未有的時鐘速度。
　　Pentium Ⅱ 處理器採用了雙獨立匯流排結構,即其中一條匯流排聯接L2快取記憶體,另一條負責主要記憶體。然而,Pentium Ⅱ 的二級快取記憶體實際上還是比Pentium Pro的二級緩存慢一些。Pentium Ⅱ 使用了一種脫離晶片的外部快取記憶體,可以運行在相當於CPU自身時鐘速度一半的速度下。儘管Pentium Ⅱ 的快取記憶體要比Pentium的快取記憶體快得多,但比起200MHz Pentium Pro的快取記憶體就要遜色一些了。
　　作為一種補償,Intel將Pentium Ⅱ 上的L1快取記憶體從16K加倍到32K,從而減少了對L2快取記憶體的調用頻率。由於這一措施,再加上更高的時鐘速度,Pentium Ⅱ(配有512K的L2快取記憶體)在Windows NT下性能比Pentium Pro(配有256K的L2快取記憶體)超出大約25％。關於Pentium Ⅱ的其他性能參數見下表。
　　PentiumⅡ的性能參數表
　　主頻(MHz)　　　　233　　　　　266　　　　　　300
　　匯流排速率(MHz)　　66　　　　 　66　　　　　　 66
　　一級Cache容量　　　　16K指令+16K資料
　　一級Cache速率　　233　　　　　266　　　　　　300
　　二級Cache容量　　512K　　　　 512K　 　　　　512K
　　二級Cache速率　　117　　　　　133　　　　　　150
　　製造工藝 　　　　0.35微米　　 0.35微米　　　 0.35微米
　　晶片大小　　　　 5.6釐米／邊　5.6釐米／邊　　5.6釐米／邊
　　工作電壓　　　　 2.8V　　　　 2.8V　　　　　 2.8V
　　工作電流　　　　 11