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计算机组装与维修
第二章 CPU与CPU散热器
知识要点
CPU的主要性能指标。
主流CPU与CPU散热器的介绍。
CPU的发展历程。
2.1 什么是CPU
计算机的产生
计算机的发展历程
2.2 CPU的性能指标
CPU的核心 CPU的频率
CPU的工作电压 制造工艺
缓存 前端总线
QPI总线与DMI总线 CPU接口类型
CPU的多媒体指令集 超线程技术
睿频 集成显卡
PCI-E通道数 内存通道数
2.3 主流CPU产品与散热器 CPU的品牌
主流CPU产品
CPU散热器
2.4 硬件助手
CPU-Z
Super π
wPrime
2.5 CPU的发展历程
2.3 主流CPU产品与散热器
2.3.1 CPU的品牌
　　从1971年Intel的4004到现在的第八代酷睿i7处理器经历了50多年的发展过程，CPU的市场竞争残酷程度是难以想象的。
　　在以486为主的年代里曾经有Intel、AMD、Cyrix、IBM、IDT、VIA等诸多厂商活跃在市场上。但是随着发展脚步的加快，技术落后、研发能力差的厂家相继退出了这个领域，剩下的只有Intel和AMD
2.3 主流CPU产品与散热器
2.3.2 主流CPU产品
1．Intel公司的CPU
Intel公司是目前全球最大的CPU生产商，其优点是兼容性好、稳定性强、发热量低等。
1．AMD公司的CPU
　　AMD公司目前是Intel公司全球唯一的竞争对手，在多年的发展过程中形成了自己独特的技术特点，在CPU市场上占据着不小的份额。
2.3 主流CPU产品与散热器
2.3.2 主流CPU产品-Intel公司的CPU
酷睿X（骨灰级玩家之选）
　　10代酷睿X系列处理器发布于2019年4季度，因核心多、缓存大、支持四通道内存、超多PCI-E通道等特性，成为了intel处理器性能天花板。
酷睿Ｘ系列处理器
CPU名称 i9-10900X i9-10920X i9-10940X i9-10980EX
工艺（nm） 14 热功耗（W） 165 主频/睿频（GHz） 3.7/4.7 3.5/4.8 3.3/4.8 3.0/4.8
指令缓存（KB） 10×32 12×32 14×32 18×32
数据缓存（KB） 10×32 12×32 14×32 18×32
二级缓存（KB） 10×1024 12×1024 14×1024 18×1024
三级缓存（MB） 19.25 16.5 19.25 24.75
核心线程数 10/20 12/24 14/28 18/36
PCI_E通道数 48 参考价格（元） 3899 4499 4780 6580
内存规格 四通道DDR4-2933 最大256GB 接口类型 LGA2066 集成显卡 无 支持的芯片组 X299芯片组EATX板型 2.3 主流CPU产品与散热器
2.3.2 主流CPU产品－Intel公司的CPU
酷睿i9
　　酷睿处理器的产品线有i3、i5和i7三个。从7代酷睿开始发布了酷睿X系列i9处理器，其无与伦比的性能，使intel站上了性能之巅。因X系列i9与i7的性能跨度太大，intel在i7和i9之间补充一个产品线，满足不同用户群体的实际需求。
酷睿i9处理器
CPU名称 i9-9900K i9-10900K i9-11900K i9-12900K 发布时间 18年4季度 20年2季 21年1季 2021年4季度 工艺（nm） 14 14 14 Intel 7 热功耗（W） 95 125 125 125 最大睿频功耗 241 W 主频/睿频 GHz 3.6/5.0 3.7/5.3 3.5/5.3 3.1/5.1 指令缓存（KB） 10×32 10×32 8×32 8×32+8×64 数据缓存 10×32 10×32 8×32 8×48+8×32 二级缓存 10×1024 10×1024 8×1024 8×1.25MB+2×2MB 三级缓存（MB） 16 20 16 8×3+2×3 集成显卡 HD630 HD630 HD750 HD770 核心线程数 8/16 10/20 8/16 性能核P-core 能效核E-core 合计
8（超线程） 8无超线程 16核心
8×2+8
参考价格 2799 2999 3299 4699 支持内存类型 双通道DDR4-2666 DDR4-3200 双通道DDR4 3200/DDR5 4800MHz 接口类型 LGA1151 LGA1200 LGA1700 支持的芯片组 Z390 Z490 Z590 Intel Z690 2.3 主流CPU产品与散热器
2.3.2 主流CPU产品－Intel公司的CPU
酷睿i7（高端用户之选）
　　随着办公应用和个人娱乐用户群体的逐渐割裂，酷睿i7已经成为个人用户的基本需求。12代酷睿i7-12700K因其混合架构和对DDR5内存的支持备受关注，得益于制造工艺intel7的帮助，其主频和缓存容量也有了大幅提升。
2.3 主流CPU产品与散热器-i7
CPU名称 i7-9700K i7-10700K i7-11700K i7-12700K 发布时间 18年4季 20年2季 21年1季 2021年4季度 工艺（nm） 14 14 14 Intel 7 热功耗（W） 95 125 125 125 最大睿频功耗 190 主频/睿频（GHz） 3.6/4.9 3.8/5.0 3.6/4.9 3.6/5.0 指令缓存（KB） 8×32 8×32 8×32 8×32+4×64 数据缓存 8×32 8×32 8×48 8×48+4×32 二级缓存 8×256 8×256 8×512 8×1.25MB + 1×2MB 三级缓存（MB） 12 16 16 25 集成显卡 HD630 HD630 HD750 HD770 核心线程数 8/8 8/16 8/16 性能核P 能效核E 合计
8支持超线程 4 不支持超线程 12核心
8×2+4
参考价格 2799 2999 3299 4699 支持内存类型 DDR4 2666 双通道3200MHz 双通道DDR4 3200/DDR5 4800MHz 接口类型 LGA1151 LGA1200 LGA1700 支持的芯片组 Z390 Z490 Z590 Intel Z690 2.3 主流CPU产品与散热器
2.3.2 主流CPU产品－酷睿i5
酷睿i5（主流用户之选）
　　12代i5产品线比较丰富、其分为有E核心（名称后面带K）的i5和没有E核心的i5两种。前者有一组E核心，在4个E核心的帮助下其性能和i9-11900K不分伯仲。
CPU名称 i5-11600K i5-12400F i5-12600 i7-12600K 发布时间 21年1季度 22年1季 22年1季 2021年4季度 工艺（nm） 14 intel 7 intel 7 intel 7 热功耗（W） 95 65 65 125 最大睿频功耗 117 117 150 主频/睿频（GHz） 3.9/4.9 2.5/4.4 3.3/4.8 3.7/4.9 指令缓存（KB） 6×32 6×32 6×32 6×32+4×64 数据缓存 6×48 6×48 6×48 6×48+4×32 二级缓存 6×512 6×1.25 6×1.25 6×1.25MB+1×2MB 三级缓存（MB） 12 18 18 20 集成显卡 HD750 F（无集显） HD770 HD770 核心线程数 6/12 6/12 6/12 性能核P-core 能效核 E 合计
6（支持超线程 4不支持超线程 10核心
6×2+4
参考价格 2799 2999 3299 4699 支持内存类型 双通道DDR4 3200 双通道DDR4 3200/DDR5 4800MHz 接口类型 LGA1200 LGA1700 支持的芯片组 B560 B660 B660 Intel Z690 2.3 主流CPU产品与散热器-i5
2.3 主流CPU产品与散热器
2.3.2 主流CPU产品－Intel的CPU
酷睿i3
　　最早的i3处理器是双核4线程的，到了8代酷睿升级为4核4线程，从10代开始变成了现在的4核8线程。而且三级缓存也从3MB、6MB变成了12MB，性能表现压过了9代i5-9600K
2.3 主流CPU产品与散热器-i3
CPU名称 i3-10100 11代i3 i3-12100F i3-12100 发布时间 20年2季度 未发布桌面级i3处理器 22年1季 2022年1季度 工艺（nm） 14 intel 7 intel 7 热功耗（W） 65 58 60 最大睿频功耗 89 89 主频/睿频（GHz） 3.6/4.3 3.3/4.3 3.3/4.3 指令缓存（KB） 4×32 4×32 4×32 数据缓存（KB） 4×32 4×48 4×48 二级缓存（KB） 4×256 4×1.25 4×1.25MB 三级缓存（MB） 12 12 12 集成显卡 HD750 F（无集显） HD730 核心线程数 4/8 4/8 性能核P-core 能效核E-core 合计
4（支持超线程） 0 8
参考价格（元） 850 990 支持内存类型 DDR4 3200 双通道DDR4 3200/DDR5 4800MHz 接口类型 LGA1200 LGA1700 支持的芯片组 H410 H610 Intel H610 2.3 主流CPU产品与散热器
2.3.2 主流CPU产品－Intel公司的CPU
奔腾（Pentium）与赛扬（Celeron）
目前，intel公司致力于酷睿系列处理器的研发，对面向低端用户的Pentium和Celeron处理器研发似乎并没有太多的兴趣。所以并没有新品面市
CPU名称 赛扬G3900 赛扬G3930 奔腾G4400 奔腾G4560
工艺（nm） 14 14 14 14
耗电量（W） 51 51 54 54
主频/睿频（GHz） 2.8 2.9 3.3 3.5
指令缓存（KB） 2×32 2×32 2×32 2×32
数据缓存（KB） 2×32 2×32 2×32 2×32
二级缓存（KB） 2×256 2×256 2×256 2×256
三级缓存（MB） 2 2 3 3
核心线程数 2/2 2/2 2/2 2/4
参考价格（元） 239 239 349 499
支持内存类型 双通道DDR4 双通道DDR4 双通道DDR4 双通道DDR4
接口类型 LGA1151 LGA1151 LGA1151 LGA1151
集成显卡 HD510 HD610 HD510 HD610
2.3.2 主流CPU产品-AMD公司的CPU
线程撕裂者（发烧友之选）
第一代锐龙ThreadRipper（线程撕裂者）处理器基于“Zen”架构，有16核心32线程，这样的参数当时已经是让人感觉到“高不可攀”了
新老4代线程撕裂者参数
CPU名称 Threadripper 1950X Threadripper 2990X Threadripper 3990X Threadripper PRO 5995WX
核心架构 Zen Zen+ Zen2 Zen3
工艺（nm） 14 12 7 7
热功耗（W） 180 250 280 280
主频/睿频（GHz） 3.4/4 3/3.4 2.9/4.3 2.7/4.5
指令缓存（KB） 16×64 32×64 32×32 32×32
数据缓存（KB） 16×32 32×32 32×32 32×32
二级缓存（KB） 16×512 32×512 64×512 64×512
三级缓存（MB） 32 64 256 256
核心线程数 16/32 32/64 64/128 64/128
PCI-E通道数 66 66 88 152
参考价格（元） 8499 11499 40079 49999
支持内存类型 四通道DDR4 四通道DDR4 四通道DDR4 八通道DDR4
接口类型 Socket TR4 Socket TR4 Socket sTRX4 Socket Swrx8
支持的芯片组 AMD X399 AMD X399 TRX40 WRX80
2.3.2 主流CPU产品-AMD公司的CPU
AMD Ryzen 9（高端用户的选择）
　　锐龙9对标i9处理器，是Ryzen3000系列开始新增的一个序列。有12核心和16核心两个规格，全部标配64MB三级缓存，性能碾压同时代i9
AMD全系列支持成熟的DDR4内存，且与之配套的X570和B550芯片组主板价格均已降至合理区间。在7000系列Ryzen处理器大量铺货前，Ryzen9 5950X仍是高性能PC的首选。
2.3.2 主流CPU产品-AMD公司的CPU
CPU名称 3900X 3950X 5900X 5950X 7950X
核心架构 Zen2 Zen2 Zen3 Zen3 Zen4
工艺（nm） 7 7 7 7 5
热功耗（W） 65 105 105 105 170
主频/睿频（GHz） 3.8/4.6 3.5/4.7 3.7/4.8 3.7/5.1 4.5/5.7
指令缓存（KB） 12×32 16×32 12×32 16×32 16×32
数据缓存（KB） 12×32 16×32 12×32 16×32 16×32
二级缓存（KB） 12×512 16×512 12×512 16×512 16×1024
三级缓存（MB） 4×16 4×16 2×32 2×32 2×32
核心线程数 12/24 12/24 12/24 16/32 16/32
参考价格（元） 2939 5749 2799 5270 5499
支持内存类型 双通道DDR4 双通道DDR4 双通道DDR4 双通道DDR4 双通道DDR5
接口类型 Socket AM4 Socket AM4 Socket AM4 Socket AM4 Socket AM5
推荐的芯片组 AMD X570 AMD X570 AMD X570 AMD X570 AMD X670E
AMD Ryzen 9
AMD Ryzen 7（主流用户的福音）
AMD在推出Zen4架构7000系列处理器前发布了一款Ryzen7 5800X3D。特点是采用了3D V-Cache（3D垂直缓存）技术、三级缓存容量高达96MB。
2.3.2 主流CPU产品-AMD的处理器
AMD Ryzen 7
CPU名称 5700G 5700X 5800X 5800X3D 7700X
核心架构 Zen3 Zen3 Zen3 Zen3 Zen4
工艺（nm） 7 7 7 7 5
热功耗（W） 65 65 105 105 105
主频/睿频（GHz） 3.8/4.6 3.4/4.6 3.8/4.7 3.4/4.8 4.5/5.4
指令缓存（KB） 8×32 8×32 8×32 8×32 8×32
数据缓存（KB） 8×32 8×32 8×32 8×32 8×32
二级缓存（KB） 8×512 8×512 8×512 8×512 8×1024
三级缓存（MB） 16 32 32 96 32
核心线程数 8/16 8/16 8/16 8/16 8/16
核心显卡 Radeon Graphics 8 无 RadeonGraphics
参考价格（元） 2599 1999 2480 2799 2999
支持内存类型 双通道DDR4 DDR4 DDR4 DDR4 DDR5
接口类型 Socket AM4 Socket AM4 Socket AM4 Socket AM4 Socket AM5
推荐的芯片组 AMD X570 AMD X570 AMD X570 AMD X570
AMD X670
AMD Ryzen 5（主流用户之选）
　　Ryzen 5分有集显和没有集显两种规格。6核心12线程、32MB缓存的规格可以轻松应对所有常规应用、网游和多数3D游戏
2.3.2 主流CPU产品-AMD的处理器
AMD Ryzen 5
CPU名称 Ryzen 5 3600 Ryzen 5 5600X Ryzen 5 5600G Ryzen 5 7600X
核心架构 Zen2 Zen3 Zen3 Zen4
工艺（nm） 7 7 7 5
热功耗（W） 65 65 65 105
主频/睿频（GHz） 3.6/4.2 3.7/4.6 3.9/4.4 4.7/5.3
指令缓存（KB） 6×32 6×32 6×32 6×32
数据缓存（KB） 6×32 6×32 6×32 6×32
二级缓存（KB） 6×512 6×512 6×512 6×1024
三级缓存（MB） 32 32 16 32
核心线程数 6/12 6/12 6/12 6/12
参考价格（元） 1199 1510 1599 2249
支持内存类型 双通道DDR4 双通道DDR4 双通道DDR4 双通道DDR5
接口类型 Socket AM4 Socket AM4 Socket AM4 Socket AM5
集成显卡 不支持 不支持 RadeonGraphics Radeon Graphics
支持的芯片组 AMD B550 AMD B550 AMD B550 AMD B650E
Ryzen 3-入门级
Ryzen 5000系列并没有发布任何一款Ryzen 3处理器，这里只能介绍几款Ryzen 3000 系列的处理器了。其中带集显的Ryzen3 3200G由于其采用12nm工艺，所以缓存容量被大幅度缩减。
CPU名称 Ryzen 3 3100 Ryzen 3 3300X Ryzen 3 3200G
核心架构 Zen2 Zen2 Zen+
工艺（nm） 7 7 12
热功耗（W） 65 65 65
主频/睿频（GHz） 3.6/3.9 3.7/4.6 3.6/4.0
指令缓存（KB） 4×32 4×32 4×64
数据缓存（KB） 4×32 4×32 4×32
二级缓存（KB） 4×512 4×512 4×512
三级缓存（MB） 16 16 4
核心线程数 4/8 4/8 4/4
参考价格（元） 729 729
支持内存类型 双通道DDR4 双通道DDR4 双通道DDR4
接口类型 Socket AM4 Socket AM4 Socket AM4
集成显卡 不支持 不支持 Radeon Vega 8 Graphics
支持的芯片组 AMD A520 AMD B550 AMD A520
2.3.2 主流CPU产品-AMD处理器
2.3 主流CPU产品与散热器
3．选购CPU的原则
① 不追新：新产品诸多优势，也有价格虚高、配套稀缺、昂贵缺点
② 同系列中不选高频产品：出于性价比的考虑，在核心架构相同的前提下频率的提高给系统带来的性能提升十分有限，且配套也贵
③ 配件的规格档次和兼容性：CPU对计算机系统的性能影响不是唯一的，主板规格、内存、显卡的规格等因素都要考虑在内。
④ 用途、偏好：根据用途偏好选择Intel还是AMD平台
2.3.2 主流CPU产品
2.3 主流CPU产品与散热器
选购原则
① 散热器与CPU相接触的部分叫做储热层，将CPU散发出来的热量吸收并传递给散热片
② 散热器除储热层以外的鱼鳍状（也像暖气一样片状）部分，其作用是将热量扩散到空气中，所以它的表面积越大越好
2.3.3　CPU散热器
2.3 主流CPU产品与散热器-散热器
风扇选购原则
① 风扇转速越高风压越大，空气流通性越好，但噪音大
② 风扇直径越大风量越大，散热效果也越好，安装时可能会影响内存、显卡的安装
3．水冷散热
2.4 硬 件 助 手
2.4.1 CPU-Z
CPU品牌虽然只有Intel和AMD两家，但是其产品线却非常丰富
使用CPU-Z软件可以查看CPU的信息
具体可查看CPU名称、厂商、内核线程程、内部和外部时钟、缓存等参数。也可以测试CPU的单核和多核心性能并与主流CPU进行比对。
2.4 硬 件 助 手
2.4.2 Super π
Super π是由日本东京大学金田研究室开发的一款用来计算圆周率的软件，由于在计算π值时，考验到了CPU的多方面计算能力。因此，被日本的超频爱好者移植到PC上借助Super π来判断CPU的运算能力。
2.4 硬 件 助 手
2.4.3 wPrime
wPrime是一款多线程计算测试工具，测试多核心处理器比Superπ更准确。与Superπ的单线程运算不同的是，wPrime在打开一个软件界面下，可以支持多个核心的处理器运算，甚至是8核心处理器。
2.4 硬 件 助 手
2.4.4 CINEBENCH R23
　CINEBENCH R23是3D软件开发商MAXON Computer旗下评估计算机硬件能力的软件，它实际上是旗舰级3D建模、绘画、渲染和动画软件Cinema 4D的衍生产品。打开MAXON官网，单击官网页面顶部的“产品”，在弹出的下拉菜单中选择“CINEBENCH”命令，在进入的页面中选择Windows版进行下载即可。
2.5 CPU的发展历程
通过CPU技术参数的一些变化可以来感受IT业的发展之快和变化之大，同时也可以对微处理器的发展历史进行了解
2.5 CPU的发展历程

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