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2020.03.03
第一章计算机硬件系统概述
要想成为一名计算机硬件工程师，不了解计算机的历史显然不行。在本书的第一章中，我们将带你走进计算机硬件世界，去回顾计算机发展历程中的精彩瞬间。
第一节计算机的发展历史
一、机械计算机的诞生
在西欧，由中世纪进入文艺复兴时期的社会大变革，极大地促进了自然科学技术的发展，人们长期被神权压抑的创造力得到了空前的释放。而在这些思想创意的火花中，制造一台能帮助人进行计算的机器则是最耀眼、最夺目的一朵。从那时起，一个又一个科学家为了实现这一伟大的梦想而不懈努力着。但限于当时的科技水平，多数试验性的创造都以失败而告终，这也就昭示了拓荒者的共同命运:往往在倒下去之前见不到自己努力的成果。而后人在享用这些甜美成果的时候，往往能够从中品味出汗水与泪水交织的滋味……
1614年:苏格兰人JohnNapier（1550～1617年）发表了一篇论文，其中提到他发明了一种可以进行四则运算和方根运算的精巧装置。
1623年:WilhelmSchickard（1592～1635年）制作了一个能进行6位数以内加减法运算，并能通过铃声输出答案的“计算钟”。该装置通过转动齿轮来进行操作。
1625年:WilliamOughtred（1575～1660年）发明计算尺。
1668年:英国人SamuelMorl（1625～1695年）制作了一个非十进制的加法装置，适宜计算钱币。
1671年:德国数学家GottfriedLeibniz设计了一架可以进行乘法运算，最终答案长度可达16位的计算工具。
1822年:英国人CharlesBabbage（1792～1871年）设计了差分机和分析机，其设计理论非常超前，类似于百年后的电子计算机，特别是利用卡片输入程序和数据的设计被后人所采用。
1848年:英国数学家GeorgeBoole创立二进制代数学，提前近一个世纪为现代二进制计算机的发展铺平了道路。
1896年:HermanHollerith创办了IBM公司的前身。
二、电子计算机问世
在以机械方式运行的计算器诞生百年之后，随着电子技术的突飞猛进，计算机开始了真正意义上的由机械向电子时代的过渡，电子器件逐渐演变成为计算机的主体，而机械部件则渐渐处于从属位置。二者地位发生转化的时候，计算机也正式开始了由量到质的转变，由此导致电子计算机正式问世。下面就是这一过渡时期的主要事件:
1906年:美国人LeeDeForest发明电子管，为电子计算机的发展奠定了基础。
1924年2月:IBM公司成立，从此一个具有划时代意义的公司诞生。
1935年:IBM推出IBM601机。这是一台能在一秒钟内算出乘法的穿孔卡片计算机。这台机器无论在自然科学还是在商业应用上都具有重要的地位，大约制造了1500台。
1937年:英国剑桥大学的AlanM.Turing（1912～1954年）出版了他的论文，并提出了被后人称之为“图灵机”的数学模型。
1937年:Bell试验室的GeorgeStibitz展示了用继电器表示二进制的装置。尽管仅仅是个展示品，但却是第一台二进制电子计算机。
1941年夏季:Atanasoff和学生Berry完成了能解线性代数方程的计算机，取名叫“ABC”（Atanasoff-BerryComputer），用电容作存储器，用穿孔卡片作辅助存储器，那些孔实际上是“烧”上去的，时钟频率是60Hz，完成一次加法运算用时一秒。
1943年1月:MarkI自动顺序控制计算机在美国研制成功。整个机器有51英尺长、5吨重、75万个零部件。该机使用了3304个继电器，60个开关作为机械只读存储器。程序存储在纸带上，数据可以来自纸带或卡片阅读器。MarkI被用来为美国海军计算弹道火力表。
1943年9月:Williams和Stibitz完成了“RelayInterpolator”，后来命名为“ModelⅡRe-layCalculator”的计算机。这是一台可编程计算机，同样使用纸带输入程序和数据。它运行更可靠，每个数用7个继电器表示，可进行浮点运算。
1946年:ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer）诞生，这是第一台真正意义上的数字电子计算机。开始研制于1943年，完成于1946年，负责人是JohnW.Mauchly和J.PresperEckert，重30吨，用了18000个电子管，功率25千瓦，主要用于计算弹道和氢弹的研制。
三、晶体管计算机的发展
真空管时代的计算机尽管已经步入了现代计算机的范畴，但因其体积大、能耗高、故障多、价格贵，从而制约了它的普及和应用。直到晶体管被发明出来，电子计算机才找到了腾飞的起点。
1947年:Bell实验室的WilliamB.Shockley、JohnBardeen和WalterH.Brattain发明了晶体管，开辟了电子时代新纪元。
1949年:剑桥大学的Wilkes和他的小组制成了一台可以存储程序的计算机，输入输出设备仍是纸带。
1949年:EDVAC（ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer——电子离散变量自动计算机）——第一台使用磁带的计算机。这是一个突破，可以多次在磁带上存储程序。这台机器是JohnvonNeumann提议建造的。
1950年:日本东京帝国大学的YoshiroNakamats发明了软磁盘，其销售权由IBM公司获得。由此开创了存储时代的新纪元。
1951年:GraceMurrayHopper完成了高级语言编译器。
1951年:UNIVAC-1——第一台商用计算机系统诞生，设计者是J.PresperEckert和JohnMauchly。被美国人口普查部门用于人口普查，标志着计算机进入了商业应用时代。
1953年:磁芯存储器被开发出来。
1954年:IBM的JohnBackus和他的研究小组开始开发FORTRAN（FORmulaTRANslation），1957年完成。这是一种适合科学研究使用的计算机高级语言。//本文来自华强电子网www.jb51.net
1957年:IBM开发成功第一台点阵式打印机。
四、集成电路为现代计算机铺平道路
尽管晶体管的采用大大缩小了计算机的体积、降低了价格、减少了故障，但离用户的实际要求仍相距甚远，而且各行业对计算机也产生了较大的需求，生产性能更强、重量更轻、价格更低的机器成了当务之急。集成电路的发明解决了这个问题。高集成度不仅使计算机的体积得以减小，也使速度加快、故障减少。从此，人们开始制造革命性的微处理器。
1958年9月12日:在RobertNoyce（Intel公司创始人）的领导下，集成电路诞生，不久又发明了微处理器。但因为在发明微处理器时借鉴了日本公司的技术，所以日本对其专利不承认，因为日本没有得到应有的利益。过了30年，日本才承认，这样日本公司可以从中得到一部分利润。但到2001年，这个专利就失效了。
1959年:GraceMurrayHopper开始开发COBOL（COmmonBusiness-OrientedLanguage）语言，完成于1961年。
1960年:ALGOL——第一个结构化程序设计语言推出。
1961年:IBM的KennthIverson推出APL编程语言。
1963年:DEC公司推出第一台小型计算机——PDP-8。
1964年:IBM发布PL/1编程语言。
1964年:发布IBM360首套系列兼容机。
1964年:DEC发布PDB-8小型计算机。
1965年:摩尔定律发表，处理器的晶体管数量每18个月增加一倍，价格下降一半。
1965年:LoftiZadeh创立模糊逻辑，用来处理近似值问题。
1965年:ThomasE.Kurtz和JohnKemeny完成BASIC（Beginner’sAll-purposeSymbolicIn-structionCode）语言的开发。特别适合计算机教育和初学者使用，得以广泛推广。
1965年:DouglasEnglebart提出鼠标器的设想，但没有进一步研究，直到1983年才被苹果电脑公司大量采用。
1965年:第一台超级计算机CD6600开发成功。
1967年:NiklausWirth开始开发PASCAL语言，1971年完成。
1968年:RobertNoyce和他的几个朋友创办了Intel公司。
1968年:SeymourPaper和他的研究小组在MIT开发了LOGO语言。
1969年:ARPANet（AdvancedResearchProjectsAgencyNetwork）计划开始启动，这是现代Internet的雏形。
1969年4月7日:第一个网络协议标准RFC推出。
1970年:第一块RAM芯片由Intel推出，容量1KB。
1970年:KenThomson和DennisRitchie开始开发UNIX操作系统。
1970年:Forth编程语言开发完成。
1970年:Internet的雏形ARPANet基本完成，开始向非军用部门开放。
1971年11月15日:MarcianE.Hoff在Intel公司开发成功第一块微处理器4004，含2300个晶体管，字长为4位，时钟频率为108KHz，每秒执行6万条指令。
1972年:1972年以后的计算机习惯上被称为第四代计算机。基于大规模集成电路及后来的超大规模集成电路。这一时期的计算机功能更强，体积更小。此时人们开始怀疑计算机能否继续缩小，特别是发热量问题能否解决。同时，人们开始探讨第五代计算机的开发。
1972年:C语言开发完成。其主要设计者是UNIX系统的开发者之一DennisRitche。这是一个非常强大的语言，特别受人喜爱。
1972年:Hewlett-Packard发明了第一个手持计算器。
1972年4月1日:Intel推出8008微处理器。
1972年:ARPANet开始走向世界，Internet革命拉开序幕。
1973年:街机游戏Pong发布，得到广泛欢迎。发明者是NolanBushnell（Atari的创立者）。
1974年:第一个具有并行计算机体系结构的CLIP-4推出。
五、当代计算机技术渐入辉煌
在此之前，应该说计算机技术还是主要集中于大型机和小型机领域的发展。随着超大规模集成电路和微处理器技术的进步，计算机进入寻常百姓家的技术障碍逐渐被突破。特别是在Intel公司发布了其面向个人用户的微处理器8080之后，这一浪潮终于汹涌澎湃起来，同时也催生出了一大批信息时代的弄潮儿，如StephenJobs（史缔芬·乔布斯）、BillGates（比尔·盖茨）等，至今他们对整个计算机产业的发展还起着举足轻重的作用。在此时段，互联网技术和多媒体技术也得到了空前的应用与发展，计算机真正开始改变我们的生活。
1974年4月1日:Intel发布其8位微处理器芯片8080。
1975年:BillGates和PaulAllen完成了第一个在MIT（麻省理工学院）的Altair计算机上运行的BASIC程序。
1975年:BillGates和PaulAllen创办Microsoft公司（现已成为全球最大、最成功的软件公司）。3年后就收入50万美元，员工增加到15人。1992年达28亿美元，1万名雇员。1981年Microsoft为IBM的PC机开发操作系统，从此奠定了在计算机软件领域的领导地位。
1976年:StephenWozinak和StephenJobs创办苹果计算机公司，并推出其AppleⅠ计算机。
1978年6月8日:Intel发布其16位微处理器8086。1979年6月又推出准16位的8088来满足市场对低价处理器的需要，并被IBM的第一代PC机所采用。该处理器的时钟频率为4.77MHz、8MHz和10MHz，大约有300条指令，集成了29000个晶体管。
1979年:低密软磁盘诞生。
1979年:IBM公司眼看个人计算机市场被苹果等电脑公司占有，决定开发自己的个人计算机。为了尽快推出自己的产品，IBM将大量工作交给第三方来完成（其中微软公司就承担了操作系统的开发工作，这同时也为微软后来的崛起奠定了基础），于1981年8月12日推出了IBM-PC。
1980年:“只要有1兆内存就足够DOS尽情表演了”，微软公司开发DOS初期时说。今天来听这句话有何感想呢？
1981年:Xerox开始致力于图形用户界面、图标、菜单和定位设备（如鼠标）的研制。结果研究成果为苹果所借鉴，而苹果电脑公司后来又指控微软剽窃了他们的设计，开发了Windows系列软件。
1981年8月12日:MS-DOS1.0和PC-DOS1.0发布。Microsoft受IBM的委托开发DOS操作系统，他们从TimPaterson那里购买了一个叫86-DOS的程序并加以改进。由IBM销售的版本叫PC-DOS，由Microsoft销售的叫MS-DOS。Microsoft与IBM的合作一直到1991年的DOS5.0为止。最初的DOS1.0非常简陋，每张盘上只有一个根目录，不支持子目录，直到1983年3月的2.0版才有所改观。MS-DOS在1995年以前一直是与IBM-PC兼容的操作系统，Windows95推出并迅速占领市场之后，其最后一个版本命名为DOS7.0。
1982年:基于TCP/IP协议的Internet初具规模。
1982年2月:80286发布，时钟频率提高到20MHz、增加了保护模式、可访问16MB内存、支持1GB以上的虚拟内存、每秒执行270万条指令、集成了13.4万个晶体管。
1983年春季:IBMXT机发布，增加了10MB硬盘、128KB内存、一个软驱、单色显示器、一台打印机、可以增加一个8087数字协处理器。当时的价格为5000美元。
1983年3月:MS-DOS2.0和PC-DOS2.0增加了类似UNIX分层目录的管理形式。
1984年:DNS（DomainNameServer）域名服务器发布，互联网上有1000多台主机运行。
1984年底:Compaq开始开发IDE接口，能以更快的速度传输数据，并被许多同行采纳，后来在此基础上开发出了性能更好的EIDE接口。
1985年:Philips和SONY合作推出CD-ROM驱动器。
1985年10月17日:80386DX推出。时钟频率达到33MHz、可寻址1GB内存、每秒可执行600万条指令、集成了275000个晶体管。
1985年11月:MicrosoftWindows发布。该操作系统需要DOS的支持，类似苹果机的操作界面，以致被苹果控告，该诉讼到1997年8月才终止。
1985年12月:MS-DOS3.2和PC-DOS3.2发布。这是第一个支持3.5英寸磁盘的系统，但只支持到720KB，3.3版才支持1.44MB。
1987年:MicrosoftWindows2.0发布。
1988年:EISA标准建立。
1989年:欧洲物理粒子研究所的TimBerners-Lee创立WorldWideWeb雏形。
1989年3月:EIDE标准确立，可以支持超过528MB的硬盘，能达到33.3MB/s的传输速度，并被许多CD-ROM所采用。
1989年4月10日:80486DX发布。该处理器集成了120万个晶体管，其后继型号的时钟频率达到100MHz。
1989年11月:SoundBlasterCard（声卡）发布。
1990年5月22日:微软发布Windows3.0，兼容MS-DOS模式。
1990年11月:第一代MPC（多媒体个人电脑标准）发布。该标准要求处理器至少为80286/12MHz（后来增加到80386SX/16MHz）及一个光驱，至少150KB/sec的传输率。
1991年:ISA标准发布。
1991年6月:MS-DOS5.0和PC-DOS5.0发布。为了促进OS/2的发展，BillGates说DOS5.0是DOS终结者，今后将不再花精力于此。该版本突破了640KB的基本内存限制。这个版本也标志着微软与IBM在DOS上合作的终结。
1992年:WindowsNT发布，可寻址2GB内存。
1992年4月:Windows3.1发布。
1993年:Internet开始商业化运行。
1993年:经典游戏Doom发布。
1993年3月22日:Pentium发布，该处理器集成了300多万个晶体管、早期版本的核心频率为60～66MHz、每秒钟执行1亿条指令。
1993年5月:MPC标准2发布，要求CD-ROM传输率达到300KB/s，在320×240的窗口中每秒播放15帧图像。
1994年3月7日:Intel发布90～100MHzPentium处理器。
1994年:Netscape1.0浏览器发布。
1994年:著名的即时战略游戏Command&Conquer（命令与征服）发布。
1995年3月27日:Intel发布120MHz的Pentium处理器。
1995年6月1日:Intel发布133MHz的Pentium处理器。
1995年8月23日:纯32位的多任务操作系统Windows95发布。该操作系统大大不同于以前的版本，完全脱离MS-DOS，但为照顾用户习惯还保留了DOS模式。Windows95取得了巨大成功。
1995年11月1日:PentiumPro发布，主频可达200MHz、每秒可执行4.4亿条指令、集成了550万个晶体管。
1995年12月:Netscape发布其javascript。
1996年1月:NetscapeNavigator2.0发布。这是第一个支持javascript的浏览器。
1996年1月4日:Intel发布150～166MHz的Pentium处理器，集成了310～330万个晶体管。
1996年:Windows95OSR2发布，修正了部分BUG，扩充了部分功能。
1997年:HeftAuto、Quake2和BladeRunner等著名游戏软件发布，并带动3D图形加速卡迅速崛起。
1997年1月8日:Intel发布PentiumMMXCPU，处理器的游戏和多媒体功能得到增强。
1997年4月:IBM的深蓝（DeepBlue）计算机战胜人类国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫。
1997年5月7日:Intel发布PentiumⅡ，增加了更多的指令和Cache。
1997年6月2日:Intel发布233MHzPentiumMMX。
1998年2月:Intel发布333MHzPentiumⅡ处理器，采用0.25μm工艺制造，在速度提升的同时减少了发热量。
1998年6月25日:Microsoft发布Windows98，一些人企图肢解微软，微软回击说这会伤害美国的国家利益。
1999年1月25日:LinuxKernel2.2.0发布，人们对其寄予厚望。
1999年2月22日：AMD公司发布K6-3400MHz处理器。
1999年7月:PentiumⅢ发布，最初时钟频率在450MHz以上，总线速度在100MHz以上，采用0.25μm工艺制造，支持SSE多媒体指令集，集成有512KB以上的二级缓存。
1999年10月25日:代号为Coppermine（铜矿）的PentiumⅢ处理器发布。采用0.18μm工艺制造的Coppermine芯片内核尺寸进一步缩小，虽然内部集成了256KB全速On-DieL2Cache，内建2800万个晶体管，但其尺寸却只有106平方毫米。
2000年3月:Intel发布代号为“Coppermine128”的新一代的Celeron处理器。新款Celeron与老Celeron处理器最显著的区别就在于采用了与新PⅢ处理器相同的Coppermine核心及同样的FC-PGA封装方式，同时支持SSE多媒体扩展指令集。
2000年4月27日:AMD宣布正式推出Duron作为其新款廉价处理器的商标，并以此准备在低端向Intel发起更大的冲击，同时，面向高端的ThunderBird也在其后的一个月间发布。
2000年7月:AMD领先Intel发布了1GHz的Athlon处理器，随后又发布了1.2GMHzAthlon处理器。
2000年7月:Intel发布研发代号为Willamette的Pentium4处理器，管脚为423或478根，其芯片内部集成了256KB二级缓存，外频为400MHz，采用0.18μm工艺制造，使用SSE2指令集，并整合了散热器，其主频从1.4GHz起步。
2001年5月14日，AMD发布用于笔记本电脑的Athlon4处理器。该处理器采用0.18微米工艺造，前端总线频率为200MHz，有256KB二级缓存和128KB一级缓存。
2001年5月21日，VIA发布C3出处理器。该处理器采用0.15微米工艺制造（处理器核心仅为2mm2），包括192KB全速缓存（128KB一级缓存、64KB二级缓存），并采用Socket370接口。支持133MHz前端总线频率和3DNow！、MMX多媒体指令集。
2001年8月15日，VIA宣布其兼容DDR和SDRAM内存的P4芯片组P4X266将大量出货。该芯片组的内存带宽达到4GB，是i850的两倍。
2001年8月27日，Intel发布主频高达2GHz的P4处理器。每千片的批发价为562美元。
第二节计算机的体系结构
台计算机由硬件和软件两大部分组成。硬件是组成计算机系统的物理实体，是看得见摸得着的部分。从大的方面来分，硬件包括CPU（CentralProcessingUnit——中央处理器）、存储器和输入/输出设备几个部分。
CPU负责指令的执行，存储器负责存放信息（类似大脑的记忆细胞），输入/输出设备则负责信息的采集与输出（类似人的眼睛和手）。具体设备如我们平常所见到的内存条、显卡、键盘、鼠标、显示器和机箱等。软件则是依赖于硬件执行的程序或程序的集合。这是看不见也摸不着的部分。
一、VonNeumann（冯.诺依曼）体系结构
VonNeumann体系结构是以数学家JohnVonNeumann的名字命名的，他在20世纪40年代参与设计了第一台数字计算机ENIAC。VonNeumann体系结构的特点如下:
·一台计算机由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备5大部分组成。
·采用存储程序工作原理，实现了自动连续运算。
存储程序工作原理即把计算过程描述为由许多条命令按一定顺序组成的程序，然后把程序和所需的数据一起输入计算机存储器中保存起来，工作时控制器执行程序，控制计算机自动连续进行运算。VonNeumann体系结构存在的一个突出问题就是，外部数据存取速度和CPU运算速度不平衡，不过可以通过在一个系统中使用多个CPU或采用多进程技术等方法来解决。
二、CPU
CPU是计算机的运算和控制中心，其作用类似人的大脑。不同的CPU其内部结构不完全相同，一个典型的CPU由运算器、寄存器和控制器组成。3个部分相互协调便可以进行分析、判断和计算，并控制计算机各部分协调工作。最新的CPU除包括这些基本功能外，还集成了高速Cache（缓存）等部件。
三、存储器
每台计算机都有3个主要的数据存储部件:主存储器、高速寄存器和外部文件存储器。主存储器通常是划分为字（典型的是32位或64位）或字节（每字含4或8字节）的线性序列。高速寄存器通常是一个字长的位序列。一个寄存器的内容可能表示数据或主存储器中数据或下一条指令的地址。高速缓存通常位于主存储器和寄存器之间作为从主存储器存取数据的加速器。外部文件存储器包括磁盘、磁带或日益普及的CD-ROM等，通常以记录划分，每个记录是位或字节的序列。
四、输入/输出（I/O）设备
输入设备类似人的眼睛、耳朵和鼻子，负责信息的采集，并提交给CPU处理。具体产品如键盘、鼠标和扫描仪等。输出设备类似人的手，执行大脑（CPU）发出的指令，可完成一定的功能，输出计算机的运算结果。具体产品如打印机、显示器和音箱等。
五、总线
微型计算机的体系结构有一个最显著的特征是采用总线结构。总线就像一条公共通路，将所有的设备连接起来，达到相互通信的目的。与并行计算机（各部件间通过专用线路连接）相比，采用总线结构的微型计算机简化了设计、降低了成本、缩小了体积，但在同等配置条件下，性能有所下降。总线又分用于传输数据的数据总线（DataBus）、传输地址信息的地址总线（AddressBus）和用于传输控制信号、时序信号和状态信息的控制总线（ControlBus）。//本文来自脚本之家www.jb51.net
六、操作集
七、顺序控制
在机器语言程序中下一条要被执行的指令通常是由程序地址寄存器（也称为指令计数器）的内容确定的。为了将控制权转到程序某处，程序员可使用一些操作修改该寄存器的内容。解释器作为一部计算机操作的核心，每次执行的都是简单的循环算法。而对于每次循环，解释器都会从程序地址寄存器取得下一条指令的地址（并增量寄存器的值为下一条指令的地址），从存储器取得指定的指令，对指令进行解码，分解为操作码和一组操作数并取得操作数（如果必要的话），使用操作数作为参数调用指定的操作。基本操作可能修改内存和寄存器中的数据，和输入输出设备进行通讯，通过修改程序地址寄存器的内容改变程序的执行流程。在执行基本操作后，解释器将重复上述循环。
八、数据存取
除了操作码，每条机器指令还需要指定操作码所需的操作数。一般操作数可以被存放在主存储器或寄存器中。计算机必须包含一个指定和存取操作数的机制。同样道理，运算的结果必须被存放在某一地址。上述机制称为数据存取控制。一般的方式是，对每个存储器地址用一个整数标记，同时提供一个机制对于给定的地址存取该地址的内容（或将一个新值存入给定的地址）。同理，寄存器一般也采用一个简单的整数标明。
九、存储管理
另外，为了平衡主存和中央处理器间的速度差异，可使用缓存。缓存是位于主存和中央处理器间的一个较小的高速数据存储器，大小一般为1～256KB，包含中央处理器最近使用的数据和指令，当然也包括了将来最有可能被使用到的程序代码或数据。如果所需的数据恰在缓存中，则中央处理器就直接调用该缓存中的数据，被修改的数据在相对较慢的主存速率下被存至主存。如果指定的地址不在主存中，则读取包含该地址的一段数据块，这些相近地址中的数据有可能马上会被使用。使用32KB缓存可达到95%的命中率（CPU在缓存中找到所用数据的概率）。
十、操作环境
计算机的操作环境包括外围存储器和输入/输出设备。这些设备代表了计算机的外部世界，任何与计算机的通讯都必须通过操作环境进行。操作环境按照不同的存取速率分为不同类别，如高速存储器（外存）、中速存储器（磁盘和CD-ROM）、低速存储器（磁带）和输入输出设备（阅读器、打印机、数据通信线）等。值得指出的是，计算机硬件的组织通常都具有不同的形式。本章介绍的只是其中的“VonNeumann体系结构”，当然还有其他的体系结构。
十一、计算机状态
从静态角度观察一台计算机，可以把它视为是由数据、操作和控制结构等组成的一个完整的系统。
因此对计算机的了解还应包括对它的动态行为，即程序执行过程的了解。这个了解也就要包括其程序执行前不同存储器的内容、所执行的指令序列、程序执行过程中数据内容是如何被修改的及程序执行的最后结果是什么等。
描述计算机动态行为的一个简便方法是使用“计算机状态”。将计算机上程序的执行看成是计算机状态的一个变化序列，每个状态由程序执行过程中某一时刻的内存、寄存器和外部设备的内容确定。这些存储器的初始内容定义了计算机的初始状态，每一步程序的执行都是通过修改存储器的内容将当前的状态转换为一个新的状态，该过程称为状态转换。当程序执行结束后，最终状态定义就是这些存储器的内容。程序的执行可以看成是由计算机状态序列的转换，如果能预测状态的转换序列，就可以说理解了计算机的动态行为。
CPU（CentralProcessingUnit），即中央处理单元，也称微处理器，是整个系统的核心，也是整个系统最高的执行单位。它负责整个系统指令的执行、数学与逻辑运算、数据存储、传送以及输入输出的控制。因为CPU是决定电脑性能的核心部件，人们就以它来判定电脑的档次，于是就有了486、586（Pentium）、PⅡ、PⅢ、P4之分。CPU既然关系着指令的执行和数据的处理，当然也关系着指令和数据处理速度的快慢，因而CPU有不同的执行功能，不同的处理速度。一般CPU的功能和处理速度，我们可以从它的型号和编号来判断，如Pentium系列是586机种的CPU，型号后的数字即为它的工作频率（时钟频率），单位是MHz。
第一节CPU的历史
CPU从最初发展至今已经有20多年的历史了，这期间，按照其处理信息的字长，CPU可以分为
4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以及64位微处理器等等。在风起云涌的IT业界，PC机CPU厂商主要以Intel、AMD和VIA（威盛）三家为主，我们将以他们的产品为介绍重点。
一、Intel阵营
Intel（英特尔）公司大家已经是如雷贯耳，不管你是否为计算机高手，也不管你是否是业内人士，只要你知道计算机这个词，对Intel就一定不会陌生。Intel是全世界硬件行业的老大，是世界上最大的芯片生产商和制造商。提到Intel公司就不能不谈谈IntelCPU芯片的发展历程。按照国际上目前比较能够得到业内认同的说法，Intel的CPU芯片主要经历了以下几个发展阶段:
1.Intel4004
1971年，Intel公司推出了世界上第一款微处理器4004。这是第一个用于个人计算机的4位微处理器，它包含2300个晶体管，由于性能很差，市场反应冷淡。
2.Intel8080/8085
在4004之后，Intel公司又研制出了8080处理器和8085处理器，加上当时美国Motorola公司的MC6800微处理器和Zilog公司的Z80微处理器，一起组成了8位微处理器家族。
3.Intel8086/8088
16微处理器的典型产品是Intel公司的8086微处理器，以及同时生产出的数学协处理器，即8087。这两种芯片使用互相兼容的指令集，但在8087指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算的指令。由于这些指令应用于8086和8087，因此被人们统称为x86指令集。此后Intel推出新一代CPU产品均兼容原来的x86指令集。
1979年Intel公司推出了8086的简化版——8088芯片，它仍是16位微处理器，内含29000个晶体管，时钟频率为4.77MHz，地址总线为20位，可以使用1MB内存。8088的内部数据总线是16位，外部数据总线是8位。1981年，8088芯片被首次用于IBMPC机当中，开创了个人电脑的新时代。如果说8080处理器还不为大多数人所熟知的话，那么8088则可以说是家喻户晓了，PC（个人电脑）机的第一代CPU便是从它开始的。
4.Intel80286
1982年的Intel80286虽然是16位芯片，但是其内部已包含了13.4万个晶体管，时钟频率也到了前所未有的20MHz。其内、外部数据总线均为16位，地址总线为24位，可以使用16MB内存，工作方式包括实模式和保护模式两种。
5.Intel80386DX/80386SX
32位微处理器的代表产品首推Intel公司1985年推出的80386，这是一种全32位微处理器芯片，也是x86家族中第一款32位芯片，其内部包含了27.5万个晶体管，时钟频率为12.5MHz，后逐步提高到33MHz。80386的内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，可以寻址到4GB内存。它除了具有实模式和保护模式以外，还增加了一种虚拟386的工作方式，可以通过同时模拟多个8086处理器来提供多任务能力。
1989年，Intel公司又推出准32位处理器芯片80386SX。它的内部数据总线为32位，与80386相同，外部数据总线为16位。也就是说，80386SX的内部处理速度与80386接近，也支持真正的多任务操作，并且可以使用为80286开发的输入/输出接口芯片。80386SX的性能优于80286，而价格只及80386的1/3。386处理器没有内置数学协处理器，因此不能执行浮点运算指令，如果需要进行浮点运算，必须额外购买昂贵的80387数学协处理器。
6.Intel80486DX/80486SX
1989年，80486处理器面市，它集成了125万个晶体管，时钟频率由25MHz逐步提升到33MHz、40MHz和50MHz。80486内含80386和数字协处理器80387以及一个8KB的高速缓存，并在x86系列中首次使用了RISC（精简指令集）技术，可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线方式，大大提高了与内存的数据交换速度。由于这些改进，80486的性能比带有80387数学协处理器的80386提高了4倍。
早期的486理器分为有数学协处理器的486DX和无数学协处理器的486SX两种，其价格也相差许多。随着芯片技术的不断发，CPU的频率越来越快，而PC机外部设备受工艺限制，能够承受的工作频率有限，这就阻碍了CPU主频的进一步提高，在这种情况下，出现了CPU倍频技术，该技术使CPU内部工作频率为处理器外频的2～3倍，486DX2、486DX4的名字便是由此而来。以后的日子里，CPU开始了突飞猛进的发展。
7.IntelPentiumClassic（经典奔腾）
代号:P54C
核心频率:60～200MHz
总线频率:50～66MHz
工作电压:3.3V
制造工艺:0.8～0.35μm
晶体管数目:310～330万个
芯片面积:191mm2
缓存容量:16KBL1Cache
指令内置:x86指令集、x86译码器、80位浮点单元
接口类型:Socket7
早期的Pentium处理器（主要是Pentium60和Pentium66）存在浮点运算错误的问题，Intel为此花4亿美元回收了大批有问题的CPU，这在当时是十分冒险的行为，但Intel的这一做法最终赢得了用户的信任，Pentium再度成为市场上最畅销的产品。
8.IntelPentiumPro（高能奔腾）
代号:P6
核心频率:150～200MHz
总线频率:60～66MHz
工作电压:3.1V/3.3V
制造工艺:0.5～0.35μm
晶体管数目:550～700万个
芯片面积:196mm2
缓存容量:16KBL1Cache、256KB/512KB/1MBL2Cache
指令内置:x86指令集、x86译码器、80位浮点单元、分支预测功能
接口类型:Socket8
9.IntelPentiumMMX
代号:P55C
核心频率:166～233MHz
内核电压:2.8V
I/O电压:3.3V
制造工艺:0.35μm
晶体管数目:450万个
芯片面积:128mm2
缓存容量:32KBL1Cache
指令内置:x86指令集、x86译码器、80位浮点单元、MMX多媒体指令集
PentiumMMX有16KB数据缓存、16KB指令缓存和4路写缓存，并增加了从PentiumPro而来的分支预测单元和从Cyrix6x86而来的返回堆栈技术。新增的57条MMX指令用来处理音频、视频和图像数据，使CPU在多媒体应用上的能力大大增强。
10.IntelPentiumⅡ代号:Klamath（1997年上市）、Deschutes（1998年上市）
核心频率:233～333MHz（66MHz外频）、350～450MHz（100MHz外频）
总线频率:66～100MHz
制造工艺:0.35（Klamath）/0.25（Deschutes）μm
核心电压:2.8V（Klamath）/2.0V（Deschutes）
晶体管数目:750万个
芯片面积:130.9mm2
缓存容量:32KBL1Cache、512KBL2Cache
接口类型:Slot1
PentiumⅡ是在PentiumPro的基础上将内置的L2Cache移出，与CPU焊在同一块电路板上，然后封装成卡匣形式而成。外置L2Cache的容量为512KB，以CPU速度的一半运行。
11.IntelCeleron（赛扬）
代号:Covington
核心频率:266～300MHz
总线频率:66MHz
制造工艺:0.25μm
芯片面积:153.9mm2
12.IntelCeleronMendocino（新赛扬）
代号:Mendocino
核心频率:300～533MHz
晶体管数目:1900万个
缓存容量:32KBL1Cache、128KBL2Cache
接口类型:Slot1、Socket370
由于具有和PentiumⅡ一样的核心，所以Celeron的浮点能力依然强劲，在游戏和3D图形处理方面与PentiumⅡ一样出色。但没有了L2Cache，Celeron的整数性能大打折扣，Celeron266的整数运算能力甚至还不及PentiumMMX233，在与K6-2的争斗中一败涂地。所以Intel又加入了128KB全速L2Cache，此为新赛扬。
新赛扬只有128KBL2Cache，虽然比起PentiumⅡ的512KB少得多，但其性能并不比PentiumⅡ差。因为新赛扬的缓存速度与CPU核心频率相同，而PentiumⅡ的缓存速度只有CPU核心频率的一半。
正因为如此，新赛扬不但具有同频PentiumⅡ的高性能，并且具有很强的超频能力，部分300MHzCeleronA能超到令人吃惊的504MHz甚至更高。
13.IntelPentiumⅢ
代号:Katmai、Coppermine
核心频率:450MHz以上
总线频率:100～133MHz
CPU核心电压:1.8V
制造工艺:0.25（Katmai）/0.18（Coppermine）μm
晶体管数目:950万个
指令内置:MMX指令集和SSE指令集
PentiumⅢ处理器增加了70条SSE指令，并具有惟一的处理器序列号。
二、AMD阵营
在CPU市场的多年较量中，与Intel始终相执不下的就是CPU芯片的另一霸主——同是美国公司的AMD了。从K5起，AMD就一直致力于与Intel争夺在低端应用领域的市场份额。
1.AMDK5
代号:5K86
核心频率:75～133MHz
CPU核心电压:3.52V
晶体管数目:430万个
芯片面积:181mm2
缓存容量:24KBL1Cache（16KB数据Cache、8KB指令Cache）
2.AMDK6
核心频率:166～300MHz
CPU核心电压:2.9～3.2V
制造工艺:0.35～0.25μm
晶体管数目:880万个
芯片面积:68/162mm2
缓存容量:64KBL1Cache
指令内置:MMX多媒体指令集
这是AMD公司并购NexGen公司之后制造的第一代K6处理器，性能基本达到了低频PⅡ处理器的水平，缺点是发热量较大。K6和Cyrix6x86/MX性能相当。第一代166MHz和200MHzK6处理器的内核电压是2.9V，输入/输出电压为3.3V，而第二代233、266和300MHz的K6都为3.2V。AMDK6和Cyrix6x86MX的整数运算能力接近3年前的PentiumPro，但它们的浮点运算速度仍然不快。
3.AMDK6-2
代号:Chomper
核心频率:266～550MHz
CPU核心电压:2.2V
晶体管数目:930万个
芯片面积:68mm2
指令内置:3DNow!指令集、MMX多媒体指令集
K6-2/3DNow!采用了和K6一样的内核，支持MMX指令和3DNow!指令。随着DirectX和OpenGl等应用程序接口提供对3DNow!的支持，K6-2处理器在游戏和图形应用领域的表现比其上一代产品有了质的提高。
4.AMDK6-3
代号:Sharptooth（利齿）
核心频率:350～550MHz
总线频率:66/100MHz
CPU核心电压:2.2V/2.4V
CPUI/O电压:3.3V
晶体管数目:2130万个
芯片面积:135mm2
缓存容量:64KBL1Cache、256KBL2Cache
K6-3是AMD公司最后一款支持Super7架构的CPU，其特点是内置了256KB全速L2Cache（超过新赛扬的128KB），并持主板上的512KB～2MB三级Cache，支持MMX和3DNow!指令集，性能不错，但成品率较低，与上一代产品相比价格偏贵。
5.AMDAthlon
代号:K7
核心频率:500MHz以上
总线频率:200MHz
CPU核心电压:1.6（K7核心）或1.7V/1.8V（K75核心）
制造工艺:0.18/0.25μm
芯片面积:120mm2
缓存容量:128KBL1Cache、512KB～8MBL2Cache
指令内置:3DNow!指令集、MMX多媒体指令集、部分SSE指令
接口类型:SlotA
AMDAthlon采用了EV6总线架构，可以上到200MHz的外频，同样支持MMX指令集和3DNow!指令集。为了在CPU上集成更多的缓存，AMD不得不从Socket架构转变到Slot架构。集成在CPU电路板上的L2Cache最大可达到8MB。
Athlon有两种规格，一种采用0.25μm工艺制造，使用K7核心，工作电压为1.6V，缓存速度为内核速度的一半。另一种采用0.18μm工艺制造，使用K75核心，缓存速度为内核速度的1/3或2/5，工作电压为1.7V或1.8V。AMD的SlotA架构与Intel的Slot1架构在物理上完全兼容，但电气性能不兼容，因此，用户不能在PentiumⅡ主板上安装Athlon，反之亦然。
Athlon处理器还采用大容量缓存提高性能，在CPU核心中集成了128KB一级缓存，其容量为PentiumⅡ处理器的4倍，而二级缓存则采用类似IntelXeon的配置，标准版本的二级缓存为512KB，工作在处理器主频速度一半的状态下。Athlon还具备3个并行的超标量结构，在一个时钟周期中可以处理比PentiumⅢ更多的指令。
除了上述CPU市场的两大霸主外，几年来，由于众多的厂商都看好CPU芯片这个市场，于是便有了以下的内容。
三、非Intel、AMD“Inside”一派
1.Cyrix6x86/6x86L
核心频率:100～150MHz
总线频率:50～75MHz
CPU核心电压:3.3V/3.52V（6x86）/2.8V（6x86L）
I/O电压:3.3V/3.52V（6x86）/3.3V（6x86L）
制造工艺:0.65μm（6x86）/0.35μm（6x86L）
晶体管数目:300万个
美国Cyrix公司是第一家胆敢与PentiumPro一较高低的公司，就像其将CPU命名为6x86一样，多少有点瞒天过海的味道，这是试图超越Intel高性能处理器的第一次尝试。不幸的是，6x86并没有击败PentiumPro。汲取了以前的教训，Cyrix决定改变它的市场策略，转而用6x86与Pentium竞争。6x86的运行速度比同频率的Pentium要快一个级别，如时钟频率为133MHz的6x86与166MHz的Pentium相当。也因为这个成就，Cyrix和AMD让用户们明白了在较慢的时钟频率下，处理器的速度可以更快。于是，一种名为“P-Rating”（性能评级）的处理器评级系统出现了（也是后来AMD公司所采用的方式）。
“P-Rating”简单衡量了6x86处理器相对于Pentium的性能。133MHz的6x86之所以叫做“Cyrix6x86P166”，是因为它的速度和Pentium166相差无几。但6x86的浮点运算能力很差，6x86P166的浮点能力仅与Pentium90相当。
由于6x86的发热量很大，所以Cyrix推出了一款采用双电压设计的6x86L，核心电压为2.8V，大大降低了发热量。不过6x86和6x86L都存在一定的兼容性问题，有些软件需要安装特定的补丁程序才能正常运行。在Intel推出PentiumMMX以后，Cyrix也推出了6x86MX，其整数性能在当时是最高的，但浮点运算能力依然没有多大改观。
核心频率:225～300MHz
CPU核心电压:2.8V
晶体管数目:650万个
在推出6x86后，为了进一步与PentiumMMX争夺市场，Cyrix沿用Cyrix6x86MX的设计模式，生产出了名叫CyrixMⅡ的新型处理芯片。从6x86到MⅡ的变化，不仅在于其MMX指令集的改变，整个处理器的设计工艺也有所变化。如果配合Cyrix专用的散热芯片和风扇，MⅡ不再烫得可怕，同时FPU（FloatPointUnit，浮点运算单元）的性能也大幅提高了。但它的总体性能仍比PentiumMMX低，甚至在AMDK6之下。
核心频率:120～233MHz
晶体管数目:240万个
CyrixMediaGX处理器由于将声音、PCI控制、I/O和图像处理整合于一体，直接焊在主板上，使得成本相当低廉。虽然CyrixMediaGX开了整合处理器的先河，但市场反响平淡。
4.WinChipC6
核心频率:180～240MHz
总线频率:60～75MHz
电压:3.3V/3.52V（单电压）
晶体管数目:540万个
IDT（IntegratedDeviceTechnology，集成设备技术）公司开发了一款名为WinChipC6的处理器。这款处理器体积小、售价低、耗电量少，却能完成当时典型处理器所能完成的工作。IDTWinChipC6瞄准了1000美元以下台式机市场和2000美元以下笔记本市场。WinChip的工作频率在180MHz以上，当然也包括了新的MMX指令集。WinChip采用了RISC（精简指令集计算）设计。尽管指令简单，性能却不差。通过使用大容量片内缓存和缓存及转换索引表（TLB）算法，提高了内存的使用效率，缓解了系统总线的瓶颈问题。WinChipC6最大的缺点就是浮点运算能力不强。
在相同时钟频率下进行浮点运算时，WinChipC6的FPU远不及Pentium的速度快。由于MMX性能取决于FPU性能，所以它仍然落后于Pentium。1998年5月，IDT又发布了WinChip2和WinChip2-3D，在WinChip的基础上改进了MMX单元并加强了浮点运算能力，两者的区别是后者带有3DNow!指令集。IDT处理器的一大特点是发热量很小。
第二节CPU的制造工艺
CPU从诞生至今已经走过了20余年的发展历程，CPU的制造工艺和制造技术也有了长足的进步和发展。在介绍CPU的制造过程之前，有必要先单独地介绍一下CPU处理器的构造。
从外表观察，CPU其实就是一块矩形固状物体，通过密密麻麻的众多管脚与主板相连。不过，此时用户看到的不过是CPU的外壳，用专业术语讲也就是CPU的封装。
而在CPU的内部，其核心则是一片大小通常不到1/4英寸的薄薄的硅晶片（英文名称为Die，也就是核心的意思，PⅢCoppermine和Duron等CPU中部的突起部分就是Die）。可别小瞧了这块面积不大的硅片，在它上面密不透风地布满了数以百万计的晶体管。这些晶体管的作用就好像是我们大脑上的神经元，相互配合协调，以此来完成各种复杂的运算和操作。
硅之所以能够成为生产CPU核心的重要半导体素材，最主要的原因就是其分布的广泛性且价格便宜。此外，硅还可以形成品质极佳的大块晶体，通过切割得到直径8英寸甚至更大而厚度不足1毫米的圆形薄片，也就是我们平常讲的晶片（也叫晶圆）。一块这样的晶片可以切割成许多小片，其中的每一个小片也就是一块单独CPU的核心。当然，在执行这样的切割之前，我们也还有许多处理工作要做。
Intel公司当年发布的4004微处理器不过2300个晶体管，而目前PⅢ铜矿处理器所包含的晶体管已超过了2000万个，集成度提高了上万倍，而用户却不难发现单个CPU的核心硅片面积丝毫没有增大，甚至越变越小，这是设计者不断改进制造工艺的结果。
除了制造材料外，线宽也是CPU结构中的重要一环。线宽即是指芯片上的最基本功能单元门电路的宽度，因为实际上门电路之间连线的宽度同门电路的宽度相同，所以线宽可以描述制造工艺。缩小线宽意味着晶体管可以做得更小、更密集，可以降低芯片功耗，系统更稳定，CPU得以运行在更高的频率下，而且可使用更小的晶圆，于是成本也就随之降低。
随着线宽的不断降低，以往芯片内部使用的铝连线的导电性能已逐渐满足不了要求，未来的处理器将采用导电特性更好的铜连线。AMD公司在其面向高端的Athlon系列Thunderbird（雷鸟）处理器的高频率版本中已经开始采用铜连线技术。这样复杂的构造，大家自然也就会更关心“CPU究竟是怎么做出来的呢”。客观地讲，最初的CPU制造工艺比较粗糙，直到晶体管的产生与应用。众所周知，CPU中最重要的元件就属晶体管了。晶体管就像一个开关，而这两种最简单的“开和关”的选择对应于电脑而言，也就是我们常常挂在嘴边的“0和1”。明白了这个道理，就让我们来看看CPU是如何制造的。
一、CPU的制造
1.切割晶圆
所谓的“切割晶圆”也就是用机器从单晶硅棒上切割下一片事先确定规格的硅晶片，并将其划分成多个细小的区域，每个区域都将成为一个CPU的内核（Die）。
2.影印（Photolithography）
在经过热处理得到的硅氧化物层上面涂敷一种光阻（Photoresist）物质，紫外线通过印制着CPU复杂电路结构图样的模板照射硅基片，被紫外线照射的地方光阻物质溶解。
3.蚀刻（Etching）
用溶剂将被紫外线照射过的光阻物清除，然后再采用化学处理方式，把没有覆盖光阻物质部分的硅氧化物层蚀刻掉。然后把所有光阻物质清除，就得到了有沟槽的硅基片。
4.分层
为加工新的一层电路，再次生长硅氧化物，然后沉积一层多晶硅，涂敷光阻物质，重复影印、蚀刻过程，得到含多晶硅和硅氧化物的沟槽结构。
5.离子注入（IonImplantation）
通过离子轰击，使得暴露的硅基片局部掺杂，从而改变这些区域的导电状态，形成门电路。接下来的步骤就是不断重复以上的过程。一个完整的CPU内核包含大约20层，层间留出窗口，填充金属以保持各层间电路的连接。完成最后的测试工作后，切割硅片成单个CPU核心并进行封装，一个CPU便制造出来了。
另外，除了上述制造步骤外，生产CPU的环境也十分重要，超洁净空间是CPU制造的先决条件。如果拿微处理器制造工厂中生产芯片的超净化室与医院内的手术室比较的话，相信后者也是望尘莫及。作为一级的生产芯片超净化室，其每平方英尺只允许有一粒灰尘，而且每间超净化室里的空气平均每分钟就要彻底更换一次。空气从天花板压入，从地板吸出。净化室内部的气压稍高于外部气压。这样，如果净化室中出现裂缝，那么内部的洁净空气也会通过裂缝溜走，以此来防止受污染的空气流入。同时，在处理器芯片制造工厂里，Intel公司的上千名员工都身穿一种特殊材料制造的“兔装”工作服。这种“兔装”工作服其实也是防尘的手段之一，它是由一种极其特殊的非棉绒、抗静电纤维制成，可以避免灰尘、脏物或其他污染源损坏生产过程中的计算机芯片。兔装可以穿着在普通衣服的外面，但必须经过含有54个单独步骤的严格着装检验程序，而且当着装者每次进入和离开超净化室时都必须重复这个程序。
二、CPU的封装
自从Intel公司1971年设计制造出4位微处理器芯片以来，在20多年里，CPU从Intel4004、
80286、80386、80486发展到Pentium、PⅡ、PⅢ、P4，从4位、8位、16位、32位发展到64位;主频从MHz发展到今天的GHz;CPU芯片里集成的晶体管数由2000多个跃升到千万以上;半导体制造技术的规模由SSI、MSI、LSI、VLSI（超大规模集成电路）达到ULSI。封装的输入/输出（I/O）引脚从几十根，逐渐增加到几百根，甚至可能达到2000根。这一切真是一个翻天覆地的变化。对于CPU，读者已经很熟悉了，286、386、486、Pentium、PⅡ、Celeron、K6、K6-2、Athlon……相信您可以如数家珍似地列出一长串。但谈到CPU和其他大规模集成电路的封装，知道的人未必很多。
所谓封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁——芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件建立连接。因此，封装对CPU和其他LSI（LargeScaleIntegration）集成电路都起着重要的作用，新一代CPU的出现常常伴随着新的封装形式的使用。
芯片的封装技术已经历了好几代的变迁，从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP再到MCM，技术指标一代比一代先进，包括芯片面积与封装面积之比越来越接近于1，适用频率越来越高，耐温性能越来越好，引脚数增多，引脚间距减小，重量减小，可靠性提高，使用更加方便等等。下面将对具体的封装形式作详细说明。
1.DIP封装
20世纪70年代流行的是双列直插封装，简称DIP（DualIn-linePackage）。DIP封装结构具有以下特点:
（1）适合PCB（印刷电路板）的穿孔安装;
（2）比TO型封装易于对PCB布线;
（3）操作方便。
DIP封装结构形式有:多层陶瓷双列直插式DIP，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。
衡量一个芯片封装技术先进与否的重要指标是芯片面积与封装面积之比，这个比值越接近1越好。以采用40根I/O引脚塑料双列直插式封装（PDIP）的CPU为例，其芯片面积/封装面积=（3×3）/（15.24×50）=1:86，离1相差很远。不难看出，这种封装尺寸远比芯片大，说明封装效率很低，占去了很多有效安装面积。Intel公司早期的CPU，如8086、80286，都采用PDIP封装（塑料双列直插）。
2.载体封装
20世纪80年代出现了芯片载体封装，其中有陶瓷无引线芯片载体LCCC（LeadlessCeramicChipCarrier）、塑料有引线芯片载体PLCC（PlasticLeadedChipCarrier）、小尺寸封装SOP（SmallOutlinePackage）、塑料四边引出扁平封装PQFP（PlasticQuadFlatPackage）。
以0.5mm焊区中心距、208根I/O引脚QFP封装的CPU为例，如果外形尺寸为28mm×28mm，芯片尺寸为10mm×10mm，则芯片面积/封装面积=（10×10）/（28×28）=1:7.8，由此可见QFP封装比DIP封装的尺寸大大减小。QFP的特点是:
（1）用SMT表面安装技术在PCB上安装布线;
（2）封装外形尺寸小，寄生参数减小，适合高频应用;
（3）操作方便;
（4）可靠性高。
Intel公司的80386处理器就采用塑料四边引出扁平封装（PQFP）。
3.BGA封装
20世纪90年代随着集成技术的进步、设备的改进和深亚微米技术的使用，LSI、VLSI、ULSI相继出现，芯片集成度不断提高，I/O引脚数急剧增加，功耗也随之增大，对集成电路封装的要求也更加严格。为满足发展的需要，在原有封装方式的基础上，又增添了新的方式——球栅阵列封装，简称BGA（BallGridArrayPackage）。BGA一出现便成为CPU、南北桥等VLSI芯片的最佳选择。其特点有:
（1）I/O引脚数虽然增多，但引脚间距远大于QFP，从而提高了组装成品率;
（2）虽然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，简称C4焊接，从而可以改善它的电热性能;
（3）厚度比QFP减少1/2以上，重量减轻3/4以上;
（4）寄生参数减小，信号传输延迟小，使用频率大大提高;
（5）组装可用共面焊接，可靠性高;
（6）BGA封装仍与QFP、PGA一样，占用基板面积过大。
Intel公司对集成度很高（单芯片里达300万只以上晶体管）、功耗很大的CPU芯片，如Pentium、PentiumPro、PentiumⅡ采用陶瓷针栅阵列封装（CPGA）和陶瓷球栅阵列封装（CBGA），并在外壳上安装微型排风扇散热，从而使CPU能稳定可靠地工作。
4.面向未来的封装技术
BGA封装比QFP先进，更比PGA好，但它的芯片面积/封装面积的比值仍很低。
Tessera公司在BGA基础上做了改进，研制出另一种称为μBGA的封装技术，按0.5mm焊区中心距，芯片面积/封装面积的比为1:4，比BGA前进了一大步。
1994年9月，日本三菱电气研究出一种芯片面积/封装面积=1:1.1的封装结构，其封装外形尺寸只比裸芯片大一点点。也就是说，单个IC芯片有多大，封装尺寸就有多大，从而诞生了一种新的封装形式，命名为芯片尺寸封装，简称CSP（ChipSizePackage或ChipScalePackage）。CSP封装具有以下特点:
（1）满足了LSI芯片引出脚不断增加的需要;
（2）解决了IC裸芯片不能进行交流参数测试和老化筛选的问题;
曾有人想，当单芯片一时还达不到多种芯片的集成度时，能否将高集成度、高性能、高可靠的CSP芯片（用LSI或IC）和专用集成电路芯片（ASIC）在高密度多层互联基板上用表面安装技术（SMT）组装成为多种多样电子组件、子系统或系统。由这种想法产生出多芯片组件MCM（MultiChipModel）。
它将对现代化的计算机、自动化、通讯业等领域产生重大影响。MCM的特点有:
（2）缩小整机/组件封装尺寸和重量，一般体积减小1/4，重量减轻1/3;
（3）可靠性大大提高。
随着LSI设计技术和工艺的进步及深亚微米技术和微细化缩小芯片尺寸等技术的使用，人们产生了将多个LSI芯片组装在一个精密多层布线的外壳内形成MCM产品的想法。进一步又产生另一种想法:把多种芯片的电路集成在一个大圆片上，从而又导致了封装由单个小芯片级转向硅圆片级（waferlevel）封装的变革，由此引出系统级芯片SOC（SystemOnChip）和电脑级芯片PCOC（PCOnChip）。
相信随着CPU和其他ULSI电路的不断进步，集成电路的封装形式也将有相应的发展，而封装形式的进步又将反过来促成芯片技术向前发展。
CPU的工作原理简单地说就像是一个工厂对产品的加工过程:进入工厂的原料（指令），经过物资分配部门（控制单元）的调度分配，被送往生产线（逻辑运算单元），生产出成品（处理后的数据）后，再存储在仓库（存储器）中，最后等着拿到市场上去卖（交由应用程序使用）。了解了这样一种工作原理，性能指标对CPU的影响自然也就显而易见了。
一、主频、倍频和外频
我们经常说“这款CPU的频率是多少多少”，其实这个泛指的频率是指CPU的主频，主频也就是CPU的时钟频率，英文全称叫做CPUClockSpeed，简单地说也就是CPU运算时的工作频率。一般说来，主频越高，一个时钟周期里完成的指令数也越多，当然CPU的速度也就越快了。由于各种CPU的内部结构不尽相同，所以并非时钟频率相同性能就一样。外频是系统总线的工作频率。倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。三者有十分密切的关系:主频=外频×倍频。
二、内存总线速度
内存总线速度的英文全称是Memory-BusSpeed。CPU处理的数据都是由主存储器提供的，而主存储器也就是我们平常所说的内存了。一般我们放在外存（磁盘或者各种存储介质）上面的资料都要通过内存，然后再进入CPU进行处理，所以与内存之间的通道，也就是内存总线的速度对整个系统的性能就显得尤为重要。由于内存和CPU之间的运行速度或多或少会有差异，因此便出现了二级缓存，来协调两者之间的差异。内存总线速度是指CPU二级（L2）高速缓存和内存之间的通信速度。
三、扩展总线速度
扩展总线速度的英文全称是Expansion-BusSpeed。扩展总线指的是微机系统的局部总线，如VESA或PCI总线。平时用户打开电脑机箱时，总可以看见一些插槽般的东西，这些东西又叫做扩展槽，上面可以插显卡、声卡之类的功能模块，而扩展总线就是CPU用以联系这些设备的桥梁。
四、工作电压
工作电压的英文全称是SupplyVoltage，即CPU正常工作所需的电压。早期CPU（286～486时代）的工作电压一般为5V，那是因为当时的制造工艺相对落后，以至于CPU的发热量太大，弄得寿命减短。
随着CPU的制造工艺与主频的提高，近年来各种CPU的工作电压呈逐步下降的趋势，以解决发热过高的问题。
五、地址总线宽度
应当说地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间，换句话说就是CPU到底能够使用多大容量的内存。16位的微机我们就不用说了，但是对于386以上的微机系统，地址线的宽度为32位，最多可以直接访问4096MB（4GB）的物理空间。
六、数据总线宽度
数据总线负责整个系统的数据流量的大小，而数据总线宽度则决定了CPU与二级高速缓存、内存以及输入/输出设备之间一次数据传输的信息量。
七、数学协处理器
486以前的CPU没有内置数学协处理器，由于数学协处理器的主要功能就是负责浮点运算，因此386、286和8088等CPU的浮点运算性能都相当落后，相信接触过386的朋友都知道主板上可以另外加一个外置数学协处理器，其目的就是为了增强浮点运算的能力。486以后的CPU一般都内置了数学协处理器，功能也不再局限于增强浮点运算，含有内置数学协处理器的CPU，可以加快特定类型的数值计算，某些需要进行复杂计算的软件系统，如高版本的AutoCAD就需要数学协处理器支持。
八、超标量
超标量是指在一个时钟周期内CPU可以执行一条以上的指令。这在486或者以前的CPU上是很难想象的，只有Pentium级以上CPU才具有这种超标量结构。486以下的CPU属于低标量结构，即在这类CPU内执行一条指令至少需要一个或一个以上的时钟周期。
九、L1高速缓存
L1高速缓存也就是大家经常说到的一级高速缓存。CPU内置高速缓存可以提高运行效率，这也是486DX比386DX-40快的原因。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，容量越大，性能也相对会提高不少，这也正是一些公司力争加大L1高速缓存容量的原因。不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。
十、采用回写（WriteBack）结构的高速缓存
采用回写结构的高速缓存对读和写操作均有效，速度较快。而采用写通（Write-through）结构的高速缓存，仅对读操作有效。
十一、动态处理
动态处理是应用在高能奔腾处理器中的新技术，创造性地把3项专为提高处理器对数据的操作效率而设计的技术融合在一起。这3项技术是多路分支预测、数据流量分析和猜测执行。动态处理并不是简单执行一串指令，而是通过操作数据来提高处理器的工作效率。
1.多路分支预测
即通过几个分支对程序流向进行预测，采用多路分支预测算法后，处理器便可参与指令流向的跳转。它预测下一条指令在内存中位置的精确度可以达到惊人的90%以上。这是因为处理器在读取指令时，还会在程序中寻找未来要执行的指令。这个技术可加速向处理器传送任务。
2.数据流量分析
抛开原程序的顺序，分析并重排指令，优化执行顺序。处理器读取经过解码的软件指令，判断该指令能否处理或是否需与其他指令一道处理。然后，处理器再决定如何优化执行顺序以便高效地处理和执行指令。
3.猜测执行
通过提前判读并执行有可能需要的程序指令的方式提高执行速度。当处理器执行指令时（每次5条），采用的是“猜测执行”的方法。这样可使PentiumⅡ处理器超级处理能力得到充分的发挥，从而提升软件性能。
被处理的软件指令是建立在猜测分支基础之上，因此结果也就作为“预测结果”保留起来。一旦其最终状态能被确定，指令便可返回到其正常顺序并保持永久的机器状态。
第四节CPU指令集
为了提高计算机在多媒体、3D图形方面的处理和应用能力，与CPU处理器相对应的，各种处理器指令集应运而生，其中最著名的3种便是Intel公司的MMX、SSE和AMD的3DNow!指令集。
一、MMX指令集
MMX（MultiMediaeXtension，多媒体扩展指令集）指令集是Intel公司于1996年推出的一项多媒体指令增强技术。MMX指令集中包括有57条多媒体指令，通过这些指令可以一次处理多个数据，在处理结果超过实际处理能力的时候也能进行正常处理，这样在软件的配合下，就可以得到更高的性能。MMX的益处在于，当时存在的操作系统不必为此而做出任何修改便可以轻松地执行MMX程序。
但是，问题也比较明显，那就是MMX指令集与x87浮点运算指令不能够同时执行，必须做密集式的交错切换才可以正常执行，这种情况就势必造成整个系统运行质量的下降。
二、SSE指令集
而最终推出的SSE指令集也就是所谓胜出的“互联网SSE”指令集。SSE指令集包括了70条指令，其中包含提高3D图形运算效率的50条SIMD（单指令多数据技术）浮点运算指令、12条MMX整数运算增强指令、8条优化内存中连续数据块传输指令。
理论上这些指令对目前流行的图像处理、浮点运算、3D运算、视频处理、音频处理等诸多多媒体应用起到全面强化的作用。SSE指令与3DNow!指令彼此互不兼容，但SSE包含了3DNow!技术的绝大部分功能，只是实现的方法不同。SSE兼容MMX指令，它可以通过SIMD和单时钟周期并行处理多个浮点数据来有效地提高浮点运算速度。
三、3DNow!指令集
由AMD公司提出的3DNow!指令集应该说出现在SSE指令集之前，并被AMD广泛应用于其K6-2、K6-3以及Athlon（K7）处理器上。3DNow!指令集技术其实就是21条机器码的扩展指令集。
与Intel公司的MMX技术侧重于整数运算有所不同，3DNow!指令集主要针对三维建模、坐标变换和效果渲染等三维应用场合，在软件的配合下，可以大幅度提高3D处理性能。
第五节当前CPU的技术特点
一、制造工艺——更细的线宽
近两年来主流CPU最显著的技术特征之一就是CPU制造工艺的进步。早期的CPU处理器采用的大多是0.5微米制造工艺。随着CPU频率的提高，0.35微米及曾经普遍使用的0.25微米工艺成为CPU市场的主流。从PⅢCoppermine（铜矿）处理器开始，采用0.18微米制造工艺的CPU开始出现。由于采用了更精细的工艺，使得原有晶体管门电路更大限度地缩小，因此在同样的面积内可以集成更多的晶体管。晶体管越做越小，能耗自然也就随之降低，CPU也可以更省电。
另一方面，传统的芯片内部大多使用铝作为导体，由于芯片速度不断提高，面积不断缩小，铝线的性能极限已达临界，在这种情况下，铜导线技术初显端倪。铜导线技术与铝导线技术相比，优势在于导电性能更佳，发热量更小，可以有效提高CPU芯片的稳定性。在0.18微米制造工艺之后，采用0.13微米制造工艺的CPU也即将上市，更快的处理器频率必将推进铜导线技术全面取代铝导线技术。
二、封装方式——Socket架构是主流
再来看看Slot系列的Slot1和SlotA。Slot1接口方式是由Intel公司最早提出来的一种狭长的242引脚插槽，可以支持采用SEC（单边接触）封装技术的早期PentiumⅡ、PentiumⅢ和Celeron处理器。除了接口方式不同外，Slot1所支持的特性与Super7系统没有太大的差别。SlotA接口标准则是由AMD提出的，支持AMD的K7处理器。虽然从外观上看SlotA与Slot1十分相像，但是由于它们的电气性能不同，两者并不兼容。
三、缓存——全速L2Cache
Pentium时代的处理器把L1Cache集成在CPU内部，而L2Cache则做在主板上以与CPU外频相同的频率工作。到了Slot1时代，PentiumⅡ处理器的缓存封装方式与旧的Socket7架构完全不同，L2Cache开始做到了处理器上，并以处理器速度一半的频率工作，这便是Intel引以为荣的双独立总线结构。在这种结构中，一条总线联接L2高速缓存，另一条负责系统内存，这样便使整个系统的速度得到了很大的提高。
后来AMD在其Super7平台的最后一款产品K6-3中首次使用了三级缓存技术，它包括一个全速64KBL1Cache，一个内部全速256KBL2Cache，还有主板上运行在100MHz频率下的L3Cache。
这种三级缓存技术使得K6-3的性能有很大提高，与同频的PentiumⅡ相比，其速度也要略快一筹。而在新一代CPU技术中，缓存技术得到了更进一步的发展，如AMDDuron（钻龙，俗称毒龙）处理器的L2Cache已为64KB，L1Cache高达128KB，高端的Thunderbird（雷鸟）处理器更是达到了128KBL1Cache和256KBL2Cache的高速缓存。从理论上讲，L2Cache全内置并与处理器同频工作是大势所趋，而这也正是决定CPU处理器性能的一个关键环节所在。
四、指令集——MMX、SSE和3DNow!唱主角
第六节新款CPU介绍
一、Intel公司的新款CPU
1.PⅢCoppermine（铜矿）处理器
2000年最惹人注目的莫过于Intel公司采用0.18微米工艺生产的PⅢCoppermine处理器了。尽管Intel公司早在1999年10月25日便发布了这款代号为Coppermine的PentiumⅢ处理器，但其真正的普及是在2000年。
虽然取名为“铜矿”，Coppermine处理器并没有采用新的铜芯片技术制造。从外形上分析，采用0.18μm工艺制造的Coppermine芯片的内核尺寸进一步缩小，虽然内部集成了256KB的全速On-DieL2Cache，内建2810万个晶体管，但其尺寸却只有106mm2。从类型上分析，新一代的Coppermine处理器可以分为E和EB两个系列。E系列的Coppermine处理器采用了0.18μm工艺制造，同时应用了Intel公司新一代On-Die全速256KBL2Cache;而EB系列的Coppermine不仅集合了0.18μm制造工艺、On-Die全速256KBL2Cache，同时还具有133MHz的外频速率。
从技术的角度分析，新一代Coppermine处理器具有两大特点:一是封装形式的变化。除了部分产品采用SECC2封装之外，Intel也推出了FC-PGA封装及笔记本使用的MicroPGA和BGA封装；二是制造工艺的变化。Coppermine处理器全部采用了0.18μm制造工艺，其核心工作电压降到了1.65V（SECC2）和1.6V（FC-PGA），与传统的PⅢ相比大大降低了电能的消耗和发热量。
PⅢCoppermine的整体性能与传统的PⅢ相比有了较大幅度的提高。作为新一代处理器，Coppermine强劲的高速On-DieL2Cache值得称道，而且PⅢCoppermine的可超频性也是非常出色的。
2.PⅢCoppermine-T和Tualatin
2001年末，PⅢCoppermine会进一步改进制造工艺采用0.13微米制造，新版本Tualatin也即将问世。其核心技术大致如下：最初时钟频率应该是1.13/1.26GHz；内核集成512KB二级缓存；采用新的总线结构；封装结构上采用FCPGA2替换FCPGA。
我们注意到Tualatin在电压和总线规格上和过去的PⅢ处理器有了不同，因此未来似乎应该有全新的平台来支持PⅢ处理器。当前只有一款芯片组宣布支持Tualatin，它就是Almador或者被称之为i830。
3.CeleronⅡ处理器
为了进一步扩大在低端市场的占领份额，2000年3月Intel终于发布了其代号为“Coppermine128”的新一代的Celeron处理器——CeleronⅡ（Intel仍称其为Celeron，但为了和前面的Celeron区分，我们暂且这样称呼）。CeleronⅡ与老Celeron最显著的区别在于采用了与PⅢCoppermine相同的核心及同样的FC-PGA封装方式，同时支持SSE多媒体扩展指令集。
4.Pentium4处理器
Pentium4。新一代的Pentium4处理器即原先研发代号为Willamette的Willy芯片，是Intel公司继Coppermine处理器之后推出的面向普通用户的主流产品。
2000年11月20日，Intel公司正式发布Pentium4处理器。该处理器采用了不同于P6总线的全新NetBurst架构，其管线长度是P6架构的两倍，达到了20级。这将使Pentium4达到更高时钟频率。现在的PentiumⅢ处理器由于管线长度的限制，最高时钟频率在1.2GHz左右，PentiumⅢ1.13GHz处理器出现的问题就是最好的证明。不过，管线长度的加长，也意味着entium4每一个时钟周期执行的指令要比PentiumⅢ少，这就是为什么在相同的速度下，PentiumⅢ或Athlon处理器的性能看起来要比Pentium4处理器更强一些的原因。不过，随着Pentium4速度的提升，这一现象会逐渐消失。
虽然真实时钟频率只有100MHz，位宽还是64位，但由于利用了与APG4x相同的工作原理，它的速度实际相当于400MHz是传统P6总线的四倍，可传输高达3.2GB/s。明显超过AMDThunderbird处理器266MHz（133MHz×2）2.1GB/s的数据传输率。
Pentium4的二级缓存与PentiumⅢ的二级缓存大小相同，都是256KB并皆为8路联合方式运作。但Pentium4的二级缓存每线为128字节，并分成2个等量的64字节。当它从系统（无论是内存、AGP显卡或是PCI等）取出数据时，都是以64字节为单位，这样一来确保批量传输的最大性能。
一级缓存方面，Pentium4仅有8KB的一级数据缓存，没有指令缓存，这样便于降低一级的延迟，采用4路联合方式，并使用64字节的缓存管道。双端口结构使得能在一个时钟内，一个读取而另一个写回的方式来同时运作。过去在PentiumⅢ或Athlon处理器中，都有一级指令缓存。代码会先被放入此块缓存中，直到要真正被处理单元执行时才会取出。糟糕的是某些x86指令非常复杂，因此解码过程可能会阻塞整个执行管道，同时这些指令中的部分重复频率很高，常常刚解码一次后又需要再次解码。基本上讲，Pentium4的执行追踪缓存就是在解码器底下的的一级指令缓存，如果缓存里存放有已经解码过的复杂指令，下一次它进入流水线时就不需要再解码，而只直接提取微指令即可。
另外Pentium4新加有硬件预取的机制。这块新的处理单元可辨认Pentium4核心执行软件的数据存取样本，并依此猜测下次会被处理的数据，然后将这些数据预先载入缓存中。在应用大量的有规则数据情况下比如矩阵，Pentium4的硬件预取功能将大幅加速执行效能。
还有Pentium4最有名的特性之一就是该处理器具有非常长的流水线工位。PentiumⅢ的流水线工位有10个，Athlon为11个，而Pentium4不少于20个。如此多的工位数量保证了每个工位执行的任务足够简单，很显然Pentuim4已经做好了足够的准备向更高的GHz频率进军，这显然是PentiumⅢ和Athlon所不具备的，也是他们注定无法在更高频率上和Pentium4抗衡的致命伤。
Pentium4的流水线能保留多达126个将要被执行指令，其中最多可包含48个载入及24个存储运算。而追踪缓存分支预测单元，就是用来确保清空整个管道内容的情况不会经常发生的。Intel声称用了这个单元后，可减少PentiumⅢ33%的预测失败。但一旦发生预测失败，所带来的损失也相当惊人。
其余的新特性包括两组双速ALU及AGU。因为他们可以每半时钟内处理一个微指令，因此四个中的每一个时钟皆为处理器时钟的两倍。快速执行引擎无法处理的指令，将被送到唯一的SlowALU处处理。不过好在程序指令绝大部分都是一些简单的指令。加入流式单指令多数据扩展技术的第二版棗SSE2。这一次新开发的SIMD指令了包括浮点SIMD指令、整形SIMD指令、SIMD浮点和整形数据之间转换以及数据在XMM寄存器和MMX寄存器中转换等几大部分。其中重要的改进包括引入新的数据格式，比如128位SIMD整数运算和64位双精度浮点运算等等。为了更好的利用Cache，P4还另外增加了几条操作缓存的指令，允许程序员控制已经缓存过的数据。由于SSE2更多是在架构内部的加强和优化，其最大好处是并不需要因此而开发全新的操作系统，只要稍微打个补丁之类，就能享受到SSE2带来的好处。
Intel公司于2001年8月底发布的1.9和2.0GHz的Pentium4仍然采用0.18微米的Willamette内核。我们曾经很希望看到此次发表的Socket478接口Pentium4采用代号为Northwood的新核心。
不过，Intel可能在0.13微米制程上碰到了一些麻烦。
5.Itanium处理器
大多数熟悉计算机的爱好者一定都听过Merced这个名字，现在Intel已经正式把它命名为
Itanium。这将是Intel第一款执行IA-64指令的微处理器。它采用了EPIC（ExplicitlyParallelIn-structionCode，显性并行指令计算）技术，可实现每时钟周期高达20次运算。Itanium有128个整数和多媒体寄存器，128个82位浮点寄存器，64个论断寄存器，8个分支寄存器。这么多的寄存器允许Intel整合动态寄存器堆栈引擎，这将大大提高处理能力。第一代IA-64的处理器通过它们的浮点单元可每秒执行60亿次浮点操作。
（1）Itanium的主要物理参数
·首批产品采用733MHz和800MHz主频。
·2266MHz数据总线，以2.1GB/s带宽支持快速系统总线处理。
·“机器检查体系结构”（MCA）、完善的错误记录、高速缓存和系统总线纠错码（ECC）设计提供了先进的错误检测、纠正和处理能力。
·64位数据总线（以及8位ECC）。
·3英寸×5英寸插盒，包括安腾处理器和高达4MB的盒上3级高速缓存。
·专用的边缘电源接头为处理器和高速缓存设备提供单独电压，从而提高信号的完整性。
·硬件内建IA-32指令二进制兼容性。
·CCPU中晶体管数量为2500万个，高速缓存中有3亿个。
（2）Itanium的主要性能指标
·一体化的2MB或4MB盒上三级高速缓存。以处理器主频全速运行，采用4路成组相联设计和64字节高速缓存线。采用全面的流水线和优化设计，使用128位宽高速缓存总线以12.8GB/s带宽实现快速数据访问。
·一体化的96KB二级高速缓存，6路成组相联结构，采用全面的流水线设计和64位高速缓存线。
·一级高速缓存为32KB，数据高速缓存与指令高速缓存分开（16KB数据/16KB指令）。4路成组相联结构，采用全面的流水线设计和32字节高速缓存线。
·高度并行的流水线硬件，10级流水线。
·两个整数单元和两个内存单元，每时钟周期能够执行4条ALU指令。
·浮点（FP）计算单元包含两个以82位运算数运行的FMAC（浮点相乘累积）单元。每个FMAC单元每时钟周期能够执行两次浮点运算，支持单精度、双精度和扩展双精度。
·两个额外的FP多媒体单元，每个单元能够执行两条单精度FP运算。与常规的FMAC相结合，每时钟周期能够执行8次单精度FP运算，最高结果可达6.4GFLOPS。
·44位物理内存寻址能力。
·集成的系统管理特性，提供温度监测和插盒识别信息。
·并行运算:使编译器能够为处理器提供更多信息，确保处理器能够持续并行执行多项运算，进而提供更高的性能和可扩展性。
·寄存器堆栈:利用由寄存器堆栈引擎（RSE）管理的灵活的整数寄存器模型来减少呼叫/返回程序开销。
·寄存器循环:在硬件中自动为寄存器重命名，以提高软件循环性能，不需要满足传统方式中的额外要求。
·SIMD指令集:通过使每条指令在多个整数运算数或浮点运算数上执行而显著地提高了多媒体应用的性能。
·海量寄存器资源:128个整数寄存器，128个浮点寄存器，8个分支寄存器和64个分支预测寄存器。
·增强的延迟事务处理能力，提高总线效率。
·增强版低电压AGTL（AdvancedGunningTransceiverLogic）信号技术。
二、AMD公司的新款CPU
1.Duron处理器
Duron的研发代号为Spitfire（烈火），其中文名字叫钻龙。Duron一词源于拉丁语“durare”，意思是“长久”，再加上后缀“-on”，显然AMD选择Duron作为处理器的名字是因为希望它能为用户的投资价值延长寿命。当Athlon终于在高端CPU领域把Intel重重打了一拳后，2000年4月27日，AMD宣布正式推出Duron作为其新款廉价处理器的商标，并以此准备在低端市场向Intel发起更大的冲击。
Duron处理器采用了ThunderBird（雷鸟）处理器的核心，0.18μm铝工艺制造，集成有全速的128KB一级缓存，采用SocketA架构并支持200MHz的前端总线频率，具有增强了的3DNow!多媒体技术。Duron处理器的晶体管数目为2500万个，工作电压和电流分别为1.65V和25A。总功耗为41W，是CeleronⅡ600MHz处理器的两倍多，因此发热量较大。正式上市的Duron起始主频为600MHz。目前已经发布了600MHz、650MHz、700MHz和800MHz等几种型号，稍后还会有更高主频的型号上市。由于Duron全部采用AMDThunderBird（雷鸟）处理器的核心，因此具有全面优于K6系列的卓越性能，能耗较之原来的K6系列大幅降低，三通道的浮点运算处理能力使一直让AMD倍感头痛的浮点运算问题得以解决。
从技术角度分析，AMDDuron处理器与IntelCeleronⅡ处理器有许多类似之处，但也有着极大的不同。相同的是，这两款低价位的处理器都针对于需要廉价电脑的商业和家庭用户，而且技术应用也十分相似，都是采用0.18μm的制造工艺，将全速L2Cache集成在Die（CPU内核）中。不同的是，Duron处理器的L2Cache为64KB，而CeleronⅡ则为128KB。Duron处理器采用的是ThunderBird（雷鸟）处理器的核心，其L1Cache为128KB，外频为100MHz，而CeleronⅡ采用的是Coppermine核心，而且其L1Cache为32KB，外频仅为66MHz。
众所周知，CPU的二级缓存和内存之间的数据传输率始终是系统运行的瓶颈所在。Duron内置的128KB一级缓存从数量上已经是CeleronⅡ的4倍，这样在平时工作中就允许有足够多的数据存放在一级缓存中，一级缓存的命中率提高了，二级缓存的瓶颈就可以得到有效遏制。从这一点上分析，尽管Duron只有64KB的全速二级缓存，但其性能表现已超过具备128KB全速二级缓存的CeleronⅡ。
由于Duron与CeleronⅡ一样也引入了0.18μm的铝工艺技术制造，能耗降低的好处自然就是超频性能的提升。
2.Thunderbird处理器
新款的Thunderbird（雷鸟）处理器和PⅢCoppermine处理器相比有以下几点区别:首先，在缓存系统构架方面，Thunderbird处理器采用的是外置缓存构架，而Intel公司一贯采用的是内置缓存构架。基于内置缓存系统的PⅢCoppermine处理器在正常工作时，其存储在L1Cache中所有的数据都被复制到L2Cache中。
基于外置缓存的Thunderbird处理器则恰好与内置缓存运作相反，其在工作时不是将L1Cache中的数据复制到L2Cache中，L2Cache中只是包含了将要写回内存子系统的备份缓存模块。因此，AMD一直强调其Thunderbird处理器核心采用了384KB片内缓存，因为如果Thunderbird处理器内建了128KB的L1Cache后再加上容量为L1Cache一倍的高达256KB的L2Cache，累计起来正好384KB。
其次，虽然Thunderbird处理器仍采用64位数据通道，但这种64位的数据通道比PⅢCoppermine处理器所采用的256位数据通道窄得多，而这相差3/4的二级缓存数据带宽势必会妨碍Thunderbird处理器较之PⅢCoppermine有更佳的性能表现。第三，Thunderbird处理器和PⅢCoppermine处理器的二级缓存还有一个不同之处在于，Thunderbird处理器内置了16通道的二级缓存访问，而PⅢCoppermine处理器仅设置有8通道二级缓存访问。显而易见，拥有16通道相对L2Cache的Thunderbird处理器比只带有8通道相对L2Cache的PⅢCoppermine处理器有着更高的数据命中率。
3.Palomino和Morgan（摩根马）
Palomino处理器是AMD对IntelPentium4处理器的回应，而且很有意思的是发布的时候它居然被叫做了Athlon4，此前并无Athlon2或Athlon3的说法。从设计规划上看它有能力威胁到IntelPentiumⅢ处理器的市场份额。这款芯片拥有512KB全速二级缓存；起始工作频率大约在1.5GHz上下;芯片组采用AMD760、AMD760MP、VIAKX266和VIAKT133。
Morgan是用来替换AMDDuron处理器的。这样的升级可以保证AMD在一个时候只制造一种处理器核心，而不是高端已经升级，低端却仍然保留在过去的水平上，从而降低成本。Morgan的关键技术特征有:64KB或128KB全速二级缓存;起始时钟频率900MHz;芯片组:VIAKM133、KL-133、SiS730S。这款处理器被期望在2001年3季度转而采用0.13微米的技术加以制造。（AMD可能会和IBM有某种方式的合作，来提升生产力）。这种转换将有助于降低电力消耗和增加核心的时钟速度。
4.Thoroughbred、Appaloosa和Barton
2001年年底之前，AMD将把其第七代处理器过渡到更小、更先进的0.13微米制作工艺。第一块0.13微米芯片将是Palomino继承者，代号“Thoroughbred”。目前，AMD还没有透露有关Thor-oughbred的更多信息。据我们所知，AMD预计在年底开始限量供货，到2002年上半年全线生产Thoroughbred。既然AMD以前把2002年初的奋斗目标定在2GHz，我们就有理由相信Thoroughbred将是2GHz的产品。而Morgan的继承者是“Appaloosa”，AMD计划以这种0.13微米的处理器进军经济型市场。AMD的规划显示，Appaloosa将比Thoroughbred稍微晚一点点发布。
AMD处理器未来的规划中还包括了一个新的面向高性能市场的速龙核心，代号“Barton”。和Thoroughbred一样，有关Barton的信息AMD说得含糊不清，惟一知道的一点是它将运用从IBM获得许可的SOI（Silicon-On-Insulator）技术。Barton将在2002年下半年某个时候推出，届时，AMD还计划推出它的第一个64位处理器“Hammer”。
5.K8
代码为“SledgeHammer”（大锤）的K8处理器是AMD与IntelPentium4竞争的下一代技术产品。从AMD已经公布的资料分析，K8处理器将不再采用全新的64位设计，而是重新回到x86-64的轨道上来（即增强型的x86-32），以便与现有的32位和16位程序兼容。K8就是这种设计下的第一款成品。
新一代的K8芯片尺寸将会进一步缩小，达到110mm2，同时可以在一个内核中集成两个处理器并使之并行工作。K8处理器将不再采用EV6总线结构，而是全新的LDT（LightningDataTransport，闪电数据传输总线）。它能提供高达6.4GB/s的数据传输率，并且兼容当今的外围设备和输入/输出装置。AMD也在开发适用于此总线的API（ApplicationProgrammingInterfaces，应用程序接口）和插拔接口。第一颗K8将使用与摩托罗拉共同开发的0.18微米铜线互连技术制造，初始速度为1GHz，2001年正式上市。AMD如果能成功开发出K8，势必会如愿以偿地成为x86体系的领导者。
三、其他厂商的新款CPU
1.VIA的CyrixⅢ处理器Cyrix曾经是一家相当有实力的处理器设计公司。早在486时代，Cyrix便红极一时，甚至俨然已经可以和当时的Intel分庭抗礼。Cyrix所设计的5x6120MHz处理器是一款比奔腾75还要快的486级处理器，推翻了下一代处理器总比上一代处理器要快的结论，不仅创造了一个奇迹，也延长了486处理器的生命。不过进入586时代后Cyrix公司便开始下滑，连年亏损最终被VIA（威盛）收购。而586时代的另一个CPU厂商IDT也因为经营困难而被VIA收购。CyrixⅢ便是威盛收购Cyrix和IDT之后开发的。//本文来自脚本之家www.jb51.net转载请注明
CyrixⅢ原名Joshua（约书亚），定位于低端市场，锋芒直指Intel的Celeron处理器。但Joshua没有上市，后来VIA将IDT的WinChip4重新命名为CyrixⅢ，这就是Samuel。与前一款产品不同的是，新款CyrixⅢ的芯片面积大幅度缩小，内核电压也降为1.8V，一级缓存为128KB，但没有二级缓存。由于CyrixⅢ内置了MMX和3DNow！指令，因此在多媒体领域应该还是具有一定实力的。早在处理器面市之前，VIA便声称CyrixⅢ将是抢夺CeleronⅡ处理器市场份额的利器。首先，CyrixⅢ的外频可以支持66MHz、100MHz甚至133MHz，而且为了改变CyrixⅢ处理器天生浮点运算能力较差的弱点，新款CyrixⅢ提供了两个80位的浮点处理单元。其次，CyrixⅢ与CeleronⅡ处理器一样采用了Socket370接口，可以兼容CeleronⅡ处理器所使用的芯片组。第三，CyrixⅢ处理器较之CeleronⅡ还有一点优势，那就是CyrixⅢ可以同时支持Intel的MMX和AMD的3DNow！多媒体指令集。但一些权威媒体的测试表明，由于没有了二级缓存，新款CyrixⅢ的性能大打折扣，综合性能赶不上同频的CeleronⅡ。
2.VIAC32001年5月25日，VIA在CeBIT2001上发布新的C3
36处理器，采用标准的Socket370接口，起始频率为733MHz。该处理器采用0.15微米工艺制造，核心面积只有52mm2，内部集成了128KB全速一级缓存，64KB二级缓存。支持133MHz前端总线频率、3DNow！和MMX多媒体指令集。
另外VIA的整合型处理器Matthew的计划依旧，并没有受到IntelTimna夭折的影响。这颗内建Samuel2核心、ApolloPro133A、S3Savage4、音效、网卡、Modem，采用0.18微米制程的处理器，是VIA进军低价笔记本电脑的有力武器。
3.Crusoe
2000年1月16日，一家在业界很不出名的公司Transmeta突然宣布了他们自行研发的处理器Crusoe。一石激起千层浪，惹得Intel、AMD两家自以为世上无人再有能力生产便携机CPU的厂商大跌眼镜。Crusoe是一款应用于笔记本电脑和Internet网络设备的新型处理器。Crusoe芯片的开发者Transmeta公司在芯片研发过程中采用了一种革命性的微处理器设计方案。与主流的x86处理器完全使用硬件设计不同，Crusoe处理器的解决方案采用软硬兼施办法，即硬件引擎核心和软件核心的合成结构。
Crusoe处理器的硬件核心组成部分采用了高性能低功耗的VLIW（VeryLongInstructionWord，超长指令）引擎，其核心指令与普通的x86处理器指令没有相同之处。这种VLIW结构的处理器逻辑控制芯片，采用非常简单的设计和软件的指令时序安排。它允许一个简单和非常直接的硬件执行流程，包括7条整数管道流水线和10条浮点管道流水线，使得参与处理器逻辑控制的晶体管数量大为减少。
而Crusoe处理器的软件核心则是包围的软件层构造，以此使得Crusoe能与x86硬件结构的处理器运行指令相同。这个具有全新定义的软件层又称之为“CodeMorphing”（代码融合）软件，它可以动态“Morphing（融合）”x86指令进入本地硬件引擎。在指令执行时，Cruose编译x86指令块一次，就将编译的结果保存到编译缓冲区中，下一次（已经编译）的代码执行时，系统跳过编译这一步，以全速直接运行已编译过的指令。
第三章主板综述
主板（MotherBoard，也叫MainBoard或SystemBoard）是一台PC的主体所在，主板完成电脑系统的管理和协调，支持各种CPU、功能卡和各总线接口的正常运行。它是PC机的“总司令部”，主板所用的芯片组、IOS、电源器件和布线水平等决定了它的“级别”。平时我们所说的386、486和Pentium电脑等，其判断的标准就是机器所用的主板和CPU。换句话说，若换上不同的主板和CPU，电脑就可以从486变成PentiumⅢ，其他附件如显示器、声卡和键盘等基本上可以通用。
第一节主板的组成
在介绍主板的性能和特点之前，有必要先简单介绍一下主板的各主要组成部分。主板的外形多为矩形印刷电路板（PCB——PrintedCircuitBoard），集成有芯片组、各种I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯接插件、扩展槽、主板和电源接口等元器件。
1.CPU插槽:CPU插槽主要分Socket和Slot两种。Socket插槽包括IntelPentium、PentiumMMX、AMDK6-2和K6-3等CPU专用的Socket7插座;IntelPentiumⅢCoppermine、CeleronⅡ（这不是Intel的官方命名，但为了和以前的两款Celeron相区别，我们暂时这样称呼）、CyrixⅢ等专用的Socket370;AMDDuron和Thunderbird用的SocketA。Slot插槽包括IntelPentiumⅡ和PentiumⅢ专用的Slot1插槽和AMDAthlon使用的SlotA插槽。//本文来自脚本之家www.jb51.net
2.芯片组:芯片组由NorthBridge（北桥）芯片和SouthBridge（南桥）芯片组成。北桥是CPU与外部设备之间的联系纽带，AGP、DRAM、PCI插槽和南桥等设备通过不同的总线与它相连。由于北桥的功能越来越强、速度越来越快，集成的晶体管也就越来越多，发热量自然就会大幅增加，所以时下多数厂商在北桥上加装了散热片或风扇，以免其在高速运行时因过热而损坏。南桥（SouthBridge）与北桥共同组成了芯片组，主要连接ISA设备和I/O设备。南桥芯片负责管理中断及DMA通道，其作用是让所有的资料都能有效传递。Intel的i810和i815系列芯片组不再以南、北桥划分，而是由GMCH（Graphics&MemoryControllerHub）芯片、ICH（I/OControllerHub）芯片和FWH（FirmWareHub）芯片组成。
目前常见的芯片组有供IntelPentiumⅡ/Ⅲ、Celeron使用的VIA693A、VIA694X、Intel440BX、Inteli810、Inteli815/i815E;供AMDAthlon使用的AMD750、VIAKX133（已淘汰）;供AMDThunderbird和Duron使用的KT133、KT133A;供Socket7CPU使用的VIAMVP3和VIAMVP4等。
3.主板供电电路:在电源接口和CPU插槽的周围有一些整齐排列的大电容和大功率的稳压管，再加上滤波线圈和稳压控制集成电路，共同组成了主板的电源部分。设计合理的电源电路可以让主板工作更稳定，减少死机现象。
4.AGP插槽:AGP（AcceleratedGraphicsPort）即加速图形端口，是主板上靠近CPU插座的褐色插槽，它通过专用的AGP总线直接与北桥芯片相连，所以AGP显卡的传输速率大大超过与其他设备共享总线的PCI显卡。AGP接口从最初的AGP1x发展到AGP2x、AGPPro和AGP4x，速度越来越快，功耗也越来越高。AGP1x能提供266MB/s的带宽，而AGP2x可达到533MB/s的带宽，最新的AGP4x高达1066MB/s。
6.PCI插槽:这是常见也是最常用的主板插槽，很多声卡、网卡和SCSI卡都采用此接口。PCI插槽的工作频率为33MHz（也有个别工作在66MHz）下。
7.AMR插槽:全称是（Audio/ModemRiser，音效/调制解调器插槽），用以插入声卡或Modem卡。
8.内存插槽:按所接内存条划分，内存插槽包括EDO、SDRAM、RDRAM和DDR等。不同插槽的引脚数量、额定电压和性能也不尽相同。目前常用的是SDRAM插槽，有168个引脚。而DDR和RDRAM插槽则是今后的发展方向。
9.IDE和软驱接口:IDE接口用来连接硬盘和光驱，软驱接口则用来连接软盘驱动器。
10.BIOS:BIOS（BasicInput/OutputSystem——基本输入、输出系统）是一块装入了启动和自检程序的EPROM或EEPROM集成电路。
第二节主板的结构特点
主板结构规范也就是指主板上各种元器件的布局和排列方式。不同的板型通常要求不同的机箱与之相配套，各主板结构规范之间的差别包括尺寸大小、形状、元器件的放置位置和电源供应器等。目前常见的主板结构规范主要有AT、BabyAT、ATX、MiniATX、MicroATX、LPX、MiniLPX、NLX和FlexATX等结构。//本文来自脚本之家www.jb51.net
一、AT结构
AT结构因首先应用在IBMPC/AT机上而得名，现已成为一种计算机的工业标准。AT主板的尺寸为
二、ATX结构
ATX（ATExtend）结构是Intel公司于1995年7月提出的。ATX结构属于一种全新的结构设计，能够更好地支持电源管理。ATX是BabyAT和LPX两种架构的综合，它在BabyAT的基础上逆时针旋转了90度，直接提供COM口、LPT口、PS/2鼠标接口和PS/2键盘接口。另外在主板设计上，由于横向宽度增加，可让将CPU插槽安放在内存插槽旁边，这样在插长卡时就不会占用CPU的空间，而且内存条的更换也更加方便。
软硬盘连接口从主板的边沿移到了中间，这样安装好以后离机箱上的硬盘和软驱更近，方便了连线，降低了电磁干扰。电源位于CPU插槽的右侧，利用电源单边托架风扇，可以直接给CPU及机箱内元件散热。大部分外设接口集成在主板上，有效降低了电磁干扰，并改善了各种设备连线争用空间的情况。
ATX结构的优点有:一是全面改善了硬件的安装、拆卸和使用;二是支持现有各种多媒体卡和未来的新型设备更加方便;三是全面降低了系统整体造价;四是改善了系统通风设计;五是降低了电磁干扰，机内空间更加简洁。
MicroATX结构则在ATX架构的基础上减小了主板面积。
三、MicroATX结构
MicroATX是依据ATX规格所改进而成的一种新标准，已成为市场的新趋势。MicroATX架构降低了硬件采购成本，并减少了电脑系统的功耗。MicroATX结构规范的主要特点是:支持主流CPU、更小的主板尺寸、更低的功耗以及更低的成本，不过主板上可以使用的I/O扩展槽也相应减少了，最多支持4个扩充槽。
四、LPX结构
LPX结构是一体化主板结构规范（All-In-One），使用称为Riser的插槽来将扩展槽的方向转向并与主板平行，也就是说主板上不直接插扩展卡，先将Riser卡插到主板上，然后再把各种扩展卡插在Riser上。使用这种方式可缩小电脑的尺寸，但可用的扩充槽较少。LPX主板的维修、维护和升级都不方便，现已逐渐被NLX结构所取代。MiniLPX结构是减小尺寸的LPX结构，此类LPX主板目前主要应用于一些OEM厂商。
五、NLX结构
NLX结构是IBM公司与Intel公司共同开发的主板结构标准，是新一代一体化主板结构规范。NLX是一种灵活的规范，它通过定义基本形状，比如尺寸和安装方式等来帮助确保其兼容性，但给计算机制者留下了自由发挥的空间。NLX结构具有如下特点:
·NLX结构的最大特点在于其Add-in卡，它直接固定在机箱上，上面有PCI和ISA插槽，以及软驱和IDE接口，为主板供电的电源接口也在它的前端，而主板则像一块附加卡一样插到Add-in卡上，安装和更换都很方便。
·由于主板集成了连接各主要外部设备的接口，基本上可以不再使用接口插卡，提高了系统集成度和稳定性。
六、FlexATX结构
Intel最新研制的FlexATX主板，比MicroATX主板面积小1/3，主要用于类似iMAC这样的高度合电脑。
七、服务器主板结构
从板型看，服务器主板比上述主板都要大一些，但是然符合ATX标准。由于特殊部件比较多，所以服务器主板在布局方面和普通主板不尽相同。服务器主板大多采用双电源设计，以增加供电的稳定性，而且电源接口大都远离重要部件，以减小干扰。由于服务器数据处理量很大，所以大都采用多CPU并行处理结构，主板上有偶数个CPU插槽。值得一提的是，在服务器主板上，CPU插槽边有不少电解电容，用以滤除电流杂波。
服务器的最大特点是数据总线和地址总线上的负载比大，I/O流量也比较大，所以服务器主板一般都有多个超级I/O芯片，分别控制不同的设备，还采用多个总线驱动芯片以增强带负载的能力，提高信号质量。为了减缓I/O系统的瓶颈压力，一般采用SCSI接口的磁盘系统。另外，由于服务器对图形处理和声音回放的要求一般不高，所以很多服务器主板上集成了声卡和显卡芯片。与此同时，服务器主板上还经常集成网卡芯片和RAID卡槽。
第三节主板芯片组综述
一、主板与芯片组的关系
芯片组是主板的灵魂，决定了主板的性能和价格。主板上的芯片组又称之为控制芯片组（Chipset），与主板的关系就好像CPU对于整机的关系一样，提供了主板所需的完整核心逻辑。正如人的大脑分左脑和右脑，主板上的芯片组由北桥芯片和南桥芯片组成。其中北桥芯片负责管理L2Cache、支持存的类型及最大容量、是否支持AGP加速图形接口及ECC数据纠错等。对USB接口、UDMA/33EIDE传和ACPI（AdvancedConfigurationandPowerInterface，高级电源管理）的支持以及是否包括KBC（键盘控制模块）和RTC（实时时钟模块）则由南桥芯片决定。因此，芯片组的类型将直接影响主板甚至整机的性能。
二、主流芯片组一览
在386和486时代，生产主板芯片组的厂商很多，其中包括VIA、UMC（联华）、SiS和ALi等。Pentium处理器上市后，由于各芯片组制造厂商对其技术不熟悉，使得早期586级主板对Pentium处理器的支持不尽人意。在这种情况下，Intel公司开始自己研发主板芯片组，使其能够更好地支持Pentium系列处理器。在Intel公司正式加入芯片组竞争的短短几年中，很多专业芯片组厂商的市场份额大幅下降，甚至转行生产其他产品，Intel芯片组的市场份额也一度达到了近90%。
1.Intel芯片组
（1）Intel430TX
（2）Intel440BX
2个DIMM插槽、3个PCI插槽和1个ISA插槽，最多支持512MB内存，且不提供ECC校验功能。
同时，440ZX芯片组还细分出了82443ZX和82443ZX-66两种版本，后者不支持100MHz前端总线（FSB——FrontSideBus）。时至今日，还有许多主板厂商在改进440BX主板，比如增加UDMA/100和RAID功能，以满足新的需要。不过随着新一代芯片组的推出，440BX终将成为人们的回忆。
（3）Intel440GX
（4）Intel450NX
Intel450NX芯片组是专门为企业级服务器量身制造的芯片组。由于大多数服务器系统对图形显示没有太高要求，所以Intel450NX芯片组没有提供对AGP的支持。Intel450NX芯片组使用了地址位序列改变（ABP）和高带宽的四路交错技术，支持8GB内存，可提供4个32位PCI接口和两个64位PCI接口（或两个32位PCI、一个64位PCI接口）。
处理器总线接口的地址宽度为36位、数据宽度为64位，工作频率为100MHz。用特别的群集控制器能同使用8个Xeon处理器。高性能的内存管理系统包括C2C和ABP（AddressBitPermutiong），它能提供充足的带宽（1GB/s）。450NX由4部分组成：
82451NX内存和I/O桥控制器、82454NXPCI增强桥、82452NXRAS/CAS发生器和82453NX多重路径数据访问。450NX芯片组也具有企业级服务器必需的可靠性，它可在3个主要的数据传输接合点进行检查:MIOC和系统总线有ECC校验，总线控制器也有奇偶校验;MIOC和内存子系统的ECC校验;MIOC和PCI增强桥（即MIOC/PXB增强总线和PCI总线之间）的奇偶校验。
（5）Intel440EX
Intel440EX芯片组是Intel当初为赛扬处理器特别开发的一款芯片组，支持AGP。Intel440EX芯片组采用了传统的南北桥芯片组结构，北桥芯片型号为82443EX，南桥芯片仍使用82371AB，外频只支持66MHz。与440BX芯片组相比，Intel440EX芯片组除成本稍低外，并无过人之处，目前已被淘汰。
（6）Inteli810系列
Inteli810芯片组是Intel公司1999年特别针对赛扬处理器设计的面向低端市场的主流芯片组，包括i810L、i810、i810-DC100和i810E。Inteli810芯片组在440EX和440ZX的基础上做了一些改进，同时不再采用传统的南、北桥架构。
i810-DC100支持100MHz前端总线频率（CPU到GMCH）和4MB外置显存，最大内存容量由i810的256MB增加到512MB。i810E则是在i810-DC100的基础上发展而来，支持133MHz前端总线频率，可支持的PCI插槽数增加到6根。而从i810E的基础上发展起来的i810E2则支持PⅢ和新赛杨处理器，由于采用了ICH2芯片，可以支持UDMA/100。
i810系列芯片组性能对比表
（7）Inteli820
i820芯片组支持标准的PC133规范、AGP4x、UltraDMA/66，并采用同i810相同的加速Hub架构，
但未集成图形显示芯片，所以GMCH芯片就成了MCH芯片，MCH到ICH间的带宽依然为256MB/s。i820最大的特点是支持RambusDRAM（DirectRDRAM）内存，其内存频率高达300～400MHz，带宽可达1.6GB/s。
由于RambusDRAM内存价格昂贵，Intel为了加快i820进入市场的速度，在i820主板上增加了一个新芯片，这就是MTH（内存转接桥）芯片，以支持在i820主板上使用普通SDRAM。但由于SDRAM的带宽和RambusDRAM相差甚远，i820的性能不能充分发挥，后来又发现MTH芯片有Bug，导致Intel回收所有带MTH芯片的i820主板。
（8）i820E
（9）i815/i815E
i815芯片组（代号Solano）是Intel公司第一款全面支持PC133SDRAM的芯片组，其GMCH芯片为82815，ICH芯片为82801AA，FWH芯片为82802AB。i815支持133MHz前端总线频率，即整合了i752显卡，又支持外接AGP4x显卡，同时支持UDMA/66。
尽管许多厂家充分挖掘IntelBX芯片组的潜力，开发支持UDMA/66和133MHzFSB的主板，但由于芯片规格的问题，如芯片只是针对100MHzFSB设计，导致在133MHzFSB下，所支持的内存从1GB降到768MB，而且440BX不支
持AGP4x等高级性能，所以在和VIA的694X等新款芯片组竞争时，已没有多少优势可言。而i820又一时得不到承认，所以Intel推出了i815芯片组，作为440BX的替代产品。在i815之后，Intel又发布了i815E芯片组，采用了与i820E相同的ICH2芯片，相对于i815所用的ICH增加了对UDMA/100的支持，USB接口的数据传输速度从12Mbit/s增加到24Mbit/s并支持CNR接口。i815/i815E芯片组既支持eleron系列处理器，也支持PⅢCoppermine处理器。
（10）Intel815EP
Intel成功地推出了i815和i815E芯片组后，由于其自带i752显卡的3D效果远低于目前的主流显卡，Intel又推出了不带显示功能的i815EP芯片组。由于去掉了整合的显卡，所以成本得以降低。在功能方面，除了不带显卡外，其他均同i815E。由于MCH芯片的晶体管数量减少，有利于提高其成品率，减少芯片内部的出错概率。另外，部分厂家还根据芯片组的特点开发了附加功能，如技嘉的SCR（智能卡阅读器接头）。
（11）i815G和i815EG
i815G芯片组在截稿时仍然没有发布，但预计应该在2001年3季度问世。它似乎是为了取代i810系列而设计，过去也被称为i815SteppingB。i815G支持最新的Tualatin处理器和PC133SDRAM，这两个特性都是i810E2所没有的。同时它也整合了i752显卡，提供AGP插槽。其ICH提供了对UDMA/66、两个USB端口和整合的AC7声卡的支持。
虽然这之前我们已经看到了许多标记i815Step-pingB的测试主板面世，而且它们都带有AGP插槽，但也许未来还会有不配备AGP插槽的版本，它会用来代替i810。由于Intel在芯片组方面的工作重点已经全面转移到支撑P4的i845和i850上，目前有关i815G和i815EG的消息很少，估计到发布时也不会看到铺天盖地的宣传攻势。它们不是主力产品，只是Intel低端政策的延续。
12）Inteli830
自从Inteli815E芯片组推出后不久，其下一代i830芯片组便已经正式公布出了开发消息。代号为“Almador”的i830主要面向下一代的Tualatin（512KBL2Cache）及Coppermine-T（256KBL2Cache）处理器，其规格如下:
·采用82830MCH（625pinmBGA封装）和ICH3（421pinmBGA封装）
·支持PC133SDRAM（最大1.5GB，将来支持DDRSDRAM）
·FSB=133MHz（将来支持200MHzDualPumpedFSB）
·支持AGP4x（1.5V）
·支持6个PCI插槽
·不支持SMP
几种ICH的比较
（13）Inteli840
此款芯片组针对服务器和工作站市场，支持PⅢ和PⅢXeon处理器。它包括4块芯片，即82840内存控制中心（MemoryControllerHub——MCH）、82801输入/输出控制中心（I/OControllerHub——ICH）、8280664位PCI总线控制中心（PCIControllerHub——P64H）和82803RDRAM内存转发中心（MemoryRepeaterHub——MRH-R）。MRH-R芯片的作用是负责将任一个内存通道转成双通道，以此提高传输率。i840芯片组支持错误纠正、I/O奇偶校验，并能在软件故障、CPU被移除或系统遭到入侵时通过局域网自动广播报警。i840的主要性能指标如下:
·支持PⅢ和PⅢXeon处理器
·133MHz系统总线
·双RDRAM内存通道、3.2GB/s内存带宽（PC800）
·32bit/64bitPCI总线
·AGP4x、AGPPro
·预取Cache
·2个USB接口
（14）Inteli850/i860
在i815/i815E还在与440BX及VIA的694X系列争夺芯片组天下的时候，新的芯片组已经若隐若现。i850用于Pentium4处理器，其前端总线频率达到了400MHz。i850仍然使用RDRAM内存，支持6个PCI插槽。其ICH2芯片与i815E使用的一样，同为82801BA，支持UDMA/100、4个USB端口、内建10/100Mbit/s以太网卡、支持家庭网络功能（HomePNA）、6声道输出和软Modem。
i860与i850相差不大，主要用于服务器领域，支持SMP，可同时调用更多的内存。
i850的主要性能特点如下:
·FSB=400MHz（quad-pumped100MHzbus）
·4个RIMM插槽、PC600/800RDRAM（最大2GB）
·内存带宽:3.2GB/s
·支持ECC
·4个USB端口
·UDMA/100
·内建10/100Mbps以太网卡
·支持CNR
（15）i845
i845芯片组是继i850芯片组以后，Intel又一款支持P4处理器的产品。现在推出的版本是i845A或者又被叫做BrookdaleSDR。它支持Pentium4Northwood处理器，2001年8月底发布，只能支持PC133SDRAM内存。其实i845是完全支持DDR内存的，但由于和Rambnus合约方面的问题不得已才将支持DDRSDRAM的版本推迟到2002年1月。它的代号现在是i845B或BrookdaleDDR，也有人叫它Inteli845-D。
Brookdale最大可支持3GB内存，峰值带宽可达1.06GB/s；支持AGP4x；采用ICH2作为输入输出控制芯片；前端总线为400MHz；内部数据信道是256位。有测试表明它在日常应用中并不会比i850慢太多，这或许是因为SDRAM虽然峰值带宽不如RDRAM，但突发性数据响应能力却占优，再加上目前的应用仍然未能有效使用到Rambus的高带宽，所以其性能无法充分体现。
2002年上半年，还会有i845DG问世。这个产品可以使用DDR333内存并可能采用ICH4输入输出控制芯片，也就是说它会拥有支持USB2.0接口的能力。2002年下半年可能还会有一款i845G出炉，关于它的细节就更少了，只知道它会整合新的图形显示核心。
虽然在性能上绝对算不上顶尖，但就市场景而言，我们非常看好i845这款芯片组。以的经验告诉我们，在市场上最流行的芯片组一定是最超前的，但绝对是性价比较高、稳、周边产品支持丰富的产品。
（14）Inteli870
Inteli870芯片组完全是为高端服务器应用而设计的一款芯片组，也是Inteli840芯片组的后继者，但功能比Inteli840芯片组强大很多。主要有以下几个特点:
·更强大的系统总线。Inteli870芯片组采用了新型的微结构设计，这使它可以支持高达400MHz的系统总线，仅从这一设计思路分析，Inteli870芯片组并不是为外频133MHz的PentiumⅢ所设计的，Inteli870芯片组瞄准的目标将是Intel准备在2001年推出的64位Itanium（安腾）处理器。
·更强大的内存支持。Intel前期推出的i820芯片组和i840芯片组的不足之处便源于对内存的支持，而关键问题也就在于Intel过分地依赖于性能和价格均较高的RambusDRAM。这次Intel对i870芯片组的设计思路已经有了质的转变，那就是此款芯片组将同时支持DirectRambusDRAM和DDRSDRAM，这势必从适用性方面给Intel870芯片组带来十分强大的性能和兼容性。
·可缩放性端口。Intel公司为了在企业和商业网络中进一步推广自己的32位和64位微处理器，为i870芯片组设计了一种叫做可缩放性端口的缓存连贯链，使其可以支持多个对称多处理器结构和分布式计算系统内存。目前，Intel的芯片组最多只支持8颗处理器同时工作，但使用了可缩放性端口后，Inteli870芯片组可支持16路系统，以便让OEM制造商生产采用16颗甚至更多微处理器的对称多处理系统，这样可使高端服务器变得更加强大，同时也会提高Intel高端处理器的出货量。
·高速硬盘数据传输。与i815E芯片组相同，Inteli870芯片组所支持的硬盘数据传输速度也从原先的UDMA/66提升到了UDMA/100。
2.AMD芯片组
（1）AMD640/750芯片组
AMD早期的640是针对其K6处理器专门优化设计的芯片组。由于是根据VIA的ApolloVP2/97芯片组的核心逻辑，专门就K6芯片进行的优化，因此在主要功能方面与VIA的VP2/97有相近之处，如支持SDRAM、ACPI高级电源管理、USB通用串行总线接口以及UDMA/33等。
最大支持2MBCache和512MB内存，并支持ECC数据纠错等功能。AMD750是AMD开发的第一款能够支持SlotA架构的Athlon芯片组，采取了传统的“南北桥”架构。北桥芯片代号为AMD751，主要负责管理系统总线;南桥芯片代号为AMD756，主要负责管理外围设备。AMD750芯片组的最大特点是采用了72位宽、200MHz的AlphaEV6总线来连接CPU。其性能特点如下:
·200MHzFSB
·100MHz内存总线频率
·3条DIMM、768MB内存
·支持UDMA/66
·4个USB接口
·支持AGP2x
·PCI2.0
·ACPI电源管理
·支持SMP
（2）AMD760/760MP
AMD760是支持Athlon处理器的新一代芯片组，由北桥AMD-761和南桥AMD-766组成，支持C1600（200MHz）和PC2100（266MHz）DDRSDRAM、AGP4x、4个USB接口和UDMA/100。也有主板厂商使用VIA的超级南桥VT82C686B搭配AMD760，如华硕的A7M266主板。
AMD即将推出的760MP芯片组可以使任何SocketA处理器作各类SMP配置。换句话说，不仅服务器版本的SocketACPU可以工作在SMP方式下，雷鸟和钻龙也都可以。除了支持多处理器外，该芯片组也支持PC1600（200MHz）和PC2100（266MHz）DDRSDRAM以及AGP4x。其南桥可搭配VIA686B或AMD的南桥，支持4个USB接口和UDMA/100。
（3）AMD-760MP
AMD-760MP是AMDAthlonMP系列中的一款高性能双处理器芯片组。这款高性能的芯片组采用了增强的Athlon系统总线，支持DDR内存和AGP4x图形接口。加上在内存、I/O控制、系统和电源管理方面的改进，使得AMD-760MP适合于服务器和工作站平台。
主要性能特点：
·双点到点（point-to-point），高速266MHzAMDAthlon系统总线，支持双处理器
·PC2100DDR内存系统，最大支持4GB内存容量
·支持ECC功能
·AGP4x图形接口
·支持PCI2.2
·双通道EIDE接口，支持UDMA/100
·LPC总线
·Flash内存/GPIO接口
·支持4个USB接口
·SM总线
·支持IOAPIC
·支持串行IRQ
·支持电源管理
AMD-760MP的北桥AMD-762为新的设计，南桥采用AMD-760芯片组所用的AMD-766。AMD-766采用PCI总线与AMD-762通讯，并且提供UDMA/100界面、4个USB端口、并行、串行端口与SM总线控制器等一般的功能。
AMD-762提供两条EV6总线，各支持一个AthlonMP处理器，另外还有只支持DDRSDRAM的内存控制器，以与外频同步的方式运作，可以运行在100MHz（200MHzDDR）或133MHz（266MHzDDR）频率下。AMD-762和先前的AMD-760一样，不支持PC100或是PC133SDRAM。AMD-762能够支持一般的ECC功能，此外还有一个AMD-761（AMD-760芯片组的北桥）没有的功能，即支持64bitPCI界面（简称为PCI64）。
3.VIA芯片组
（1）MVP4
MVP4芯片组曾被IT业界赞誉为Socket7平台的“完美终结版”。VIAMVP4芯片组支持100MHz前端总线频率，最大可支持768MBPC100SDRAM。北桥芯片编号为VT82C501，南桥芯片编号为VT82C686。
VT82C501采用492引脚BGA封装（0.25微米工艺制造），集成了AGP接口的Blade3D显示芯片。
VT82C686采用352引脚BGA封装（0.35微米工艺制造），集成了超级I/O控制（包括软驱、并口、串口、红外线传输接口）、ATA-66（UDMA/66）、USB接口及硬件监测（HardwareMonitoring）等功能。此外，MVP4还是最早具备DVD硬件加速功能的芯片组。
（2）ApolloPro
ApolloPro是VIA公司开发的类似440BX的芯片组。VIA凭借该芯片组一举打破了Intel独占PⅡ级芯片组的局面。
（3）ApolloProPlus
ApolloProPlus芯片组是VIA在ApolloPro的基础上推出的增强版芯片组。除继承了ApolloPro芯片组所有的功能外，它可以支持所有Slot1结构的CPU、支持133MHz外频、AGPV1.0和PCIV2.1标准、CPU主频可以支持到450MHz以上、最大支持1GB内存。
ApolloProPlus也是由南北桥组成，依然采用BGA封装。其最大特点是将声音处理功能融合在了南桥芯片中，此外还对PC133规范提供全面支持，可以将AGP总线频率设定为1/2FSB频率（即133MHz/2=66.6MHz）。ApolloProPlus和ApolloPro的主要区别在北桥芯片上，前者为VT82C693，后者为VT82C691。
（4）ApolloPro133/133A
ApolloPro133的北桥芯片是VT82C693A，南桥芯片是VT82C596B或VT82C686A。它支持133MHz外频、AGP2x、UDMA/66、两个USB接口、SDRAM和VCM内存。其主要技术指标在理论上超过了Intel的440BX芯片组。
ApolloPro133A的北桥芯片是VT82C694X，南桥芯片同ApolloPro133一样，同为VT82C686A。它是在ApolloPro133的基础上发展而来的。主要改进是支持AGP4x、最大2GB的内存容量和4个USB接口。后来VIA为提升其性能，将南桥换成了VT82C686B，使其可以支持UDMA/100。
（5）VIAApolloPro133T
新近问世的VIAApolloPro133T（694T）芯片组实际上是在VIAApolloPro133A的基础上，加入了对Tualatin版本PⅢ的支持，其他方面的变化则不明显。该芯片组的北桥为694T，南桥为596B。虽然i815EP已经在不断夺回市场，但ApolloPro133T仍然为大家看好。下面是它的具体指标。
·支持IntelPⅢ（包括Tualatin）、Celeron和VIAC3处理器
·支持66/100/133MHz前端总线
·支持AGP4x
·支持最大可达1.5GB的PC66/100/133SDRAM和VCM内存
·支持ACR接口，整合了AC’7声卡，MC’7Modem
·支持UDMA/33/66
·支持4个USB端口
·必要的时候可以提供双处理器支持
（6）ApolloPro266/266T
这是VIA的新一代芯片组，ApolloPro266是VIA新一代用于搭配PⅢ、Celeron和VIAC3处理器的芯片组。北桥芯片是VT8633，南桥芯片为VT8233。该芯片组运用了V-Link技术（将南北桥之间带宽拓展为266MB/s），并支持高带宽的DDR内存（DDR200/266），带宽为2.1GB/s，最大内存容量为2GB。但该芯片组支持的CPU总线频率仍为133MHz。
从ApolloPro266中拓展出来的ApolloPro266T主要是加入了对PⅢTualatin的支持。其北桥芯片是VT8653，南桥芯片为VT8233C。下面就来看看ApolloPro266T的主要技术指标：
·支持66/100/133MHz前端总线设置
·支持AGP2x/4x
·支持最多可达4.0GBDDR200/266SDRAM、PC100/133SDRAM或VCM内存
·支持南北桥接总线技术V-Link，带宽可达266MB/s
·支持ACR接口，6通道AC’7声卡，MC’7Modem
·整合了3Com10/100MbMAC网络控制器
·支持UDMA/33/66/100
·支持6个USB端口
（7）VIAApolloKLE133
这是一款融入了TridentBlade3DAGP图形引擎的整合芯片组。它的使用范围较广，可以支持AMDAthlon、Duron处理器，前端总线速度是200/266MHz。内存容量方面最大可以达到1GB。此外，它还整合了AC’97声卡、MC’97软Modem、10/100Mb以太网卡、4个USB端口。
（8）VIAProSavageKN133
VIAProSavageKN133是专门为笔记本电脑量身定做的芯片组产品，它集成了S3Savage42D/3D图形加速核心，并支持AMDDuron和Athlon处理器。特别要指出的是，在NVIDIA利用GeforceGo图形芯片涉足笔记本市场以前，S3和ATI是这个市场内的王者。因此，此款芯片组和对应使用PⅢ、Celeron处理器的VIAProSavagePN133芯片组实际上还是有相当的份额。我们还是来看看VIAProSavageKN133的技术细节：
·支持AMDDuron和Athlon处理器
·支持200/266MHz前端总线
·整合了S3GraphicsSavage4图形核心
·采用SMA形式的帧缓存可以从8MB到32MB
·整合250MHZRAMDAC
·整合了AC’97声卡和MC’97Modem
·北桥芯片为VT8363A
·南桥芯片为VT82C686B
（9）VIAApolloPLE133T
VIAApolloPLE133T是从PLE133演化出来的版本，主要改进在北桥上，这使得它能够支持Intel
Tualatin版本的新处理器。其他方面则基本上没有太大变动。VIAApolloPLE133/T的主要性能指标如下：
·支持IntelCeleron、PⅢ包括Tualatin（PLE133T）和VIAC3处理器
·66/100/133MHz系统总线
·整合TridentBlade3DAGP图形引擎
·支持PC100/133SDRAM
·支持ACR，整合了AC’97声卡、MC’97软Modem
·整合10/100Mb以太网控制器或1/10MbHomePNA
·集成有4个USB端口
·北桥芯片是BGA封装的VT8601（PLE133）或VT8602（PLE133T）
·南桥芯片是BGA封装的VT82C686B
（10）VIAProSavagePL133T
VIAProSavagePL133T将VIAApolloPro133A芯片组和S3Savage42D/3D图形加速核心结合在一起，北桥芯片为VT8604，南桥芯片为VT8231。为支持IntelPⅢ、Celeron和VIAC3等Socket370处理器的系统提供了一个整合解决方案，可以把它看作是VIA的i810芯片组。与过去的PM133不同，PL133T不带AGP插槽，而且PM133整合Savage43D和Savage20002D图形核心，但PL133T整合的是整个Savage42D/3D图形核心。下面是VIAProSavagePL133T的主要性能指标：
·整合VIAS3Savage4图形核心
·支持PC66/100/133SDRAM和VCMSDRAM
·支持ACR接口，整合了AC’97声卡，MC’97Modem
·整合10/100Mb以太网控制器
（11）VIAKX133
1999年，当AMD公司的Athlon处理器风头正健的时候，VIA推出了支持Athlon的ApolloKX133芯片组。ApolloKX133的北桥芯片是新开发的VT8371，南桥芯片则是和ApolloPro133相同的超级南桥VT82C686A。上文提到的AMD750芯片组只支持PC100内存标准，而KX133芯片组则支持PC133内存标准（最大2GB）。
同时，KX133还支持AGP4x、PCI2.2标准。南桥芯片686A支持内置声音芯片及AMR功能、UDMA/66和硬件检测功能，但KX133不支持对称多处理器。但该芯片组的一大缺点是只支持SlotA架构，当AMD逐渐停产SlotA架构的AthlonCPU后，该芯片组面临无CPU可配的窘境，目前已淡出市场。
（12）VIAKT133/KT133A
（13）VIAPM133
VIAPM133芯片组是威盛公司一款面向低端电脑的整合型芯片组，支持Celeron和PⅢ系列处理器。
其北桥芯片为VT8605，南桥芯片为VT8231。该芯片组整合了S3Savage43D图形加速芯片（同时支持AGP4x外接显卡）、支持66/100/133MHz前端总线。这就意味着它不但可以支持高端的Coppermine处理器，也可以支持采用66MHz外频的CeleronⅡ处理器。PM133支持3个DIMM插槽，最大容量内存可支持到1.5GBSDRAM，此外还支持DVD硬件动态补偿功能，支持最大分辨率为1920×1440，RAMDAC（随机存储器数/模转换器）的转换速率高达300MHz。
（14）VIAKM133
支持AMDAthlon和Duron处理器的KM133集成了S3Savage4的3D核心和Savage2000的2D核心。其北桥芯片为VT8365，南桥芯片与PM133相同，为VT8231。该芯片组支持支持200MHz前端总线频率和133MHz
内存总线频率，可使用SDRAM和VCM内存。同时该芯片组也额外提供了对AGP4x的支持，以方便对显示性能有更高要求的用户。此外该芯片组也支持UDMA/66、AC’97声卡、MC’97Modem，以及4个USB接口。总的来看，除了支持的CPU不同外，该芯片组的性能与PM133基本相同。
此外VIA还发布了一款KM133A，支持266MHz前端总线频率。
（15）VIAProSavagePM266
这款芯片组产品北桥是VT8607，采用P6FSB、支持DDR266SDRAM、运用了V-Link技术，将南北桥之间带宽拓展为266MB/s、支持AGP4x工作模式、整合了S3Savage4图形核心。本来计划在2001年3月问世，但到截稿时，这款产品仍未发布。计划中似乎还有简化掉AGP插槽的PL266版本。
由于PM133不受好评，因此我们很难把PM266和市场主流联系在一起。在性能上，S3Savage4已经非常老化，而价格方面这款产品也无法获得优势，所以它的出现只是提供了更多的选择和加大芯片组市场的竞争。
（16）VIAKT266
这是VIAKT133的下一代芯片组，支持Athlon和Duron系列处理器，加入了对DDR的支持。其北桥芯片名为VT8366，南桥芯片名为VT8233。KT266采用了与Inteli810所用Hub-Link类似的V-link技术，PCI总线移到了南桥芯片上，北桥芯片和南桥芯片间的带宽大大增加，由过去PCI总线的133MB/s达到了266MB/s（66MHz），消除了由于PCI总线带宽不够所带来的瓶颈。此外KT266也支持266MHz前端总线频率、PC133/PC100SDRAM/VCM、PC1600/PC2100DDRSDRAM、AGP4x、UDMA/100和ECC内存检查更正。
（17）VIAKT266rev.B
2001年上半年VIAKT266首次问世，立即引得世人瞩目。但随后人们就发现它的性能并不像先前宣传的那样好。好在DDR内存在当时还很贵，这留给了VIA修改的余地，于是他们发布了VIAKT266rev.B，改进了芯片组的内存管理系统，使之在性能上可以和AMD760和SiS735等产品相抗衡。
·采用200/266MHzFSB总线
·支持AGP2x/4x·支持最大可达4.0GB的DDR200/266SDRAM、PC100/133SDRAM或VCM内存
·支持提供了266MB/s带宽的南北桥接技术V-Link·整合ACR接口，6声道AC’97声卡，MC’97Modem·整合10/100Mb以太网和1/10MBHomePNA控制器
（18）VIAApolloP4X266
VIAApolloP4X266是威盛电子为IntelPentium4处理器设计的第一款芯片组产品。它支持高达400MHz的前端总线，内存方面可以采用DDR200/266或者PC100/133SDRAM，其他特性包括采用专用的V-Link南北桥接总线，支持AGP4x和UDMA/100等等。南桥芯片仍然采用的是KT266和ApolloPro266使用的VT8233，它支持AC’97声卡、6个USB端口、支持以太网或HomePNA。
从现在得到的消息，价格方面P4X266可能会比Intel845低25%～30%，如果一切正常，性能估计会强于采用SDRAM的i845。考虑到Rambus内存太贵，i850搭载的系统价格过高，而i845芯片在2002年1季度以前不可能推出支持DDR的版本，因此P4X266的成功是可以预期的事情。当然前提是威盛自己不要出纰漏，一方面要能保证已经承诺的性能；另一方面产品能够及时上量。
·北桥芯片采用VT8753
·处理器支持IntelPentium4·CPU前端总线400MHz
·内存最大达4.0GB，支持DDR200/266或PC100/133SDRAM
·南桥采用VT8233/8233C
·支持ACR接口，兼容AC’972.2，整合MC’97Modem
·整合VIA或3Com的以太网网卡
·支持V-Link技术
·支持ATA33/66/100·集成6个USB端口
4.SiS芯片组
（1）SiS5591
（2）SiS620/530
这两款芯片组内建了SiS6326显示芯片核心，支持100MHz外频、最大1.5GB的SDRAM内存、UDMA/66、4个USB接口、AGP2x。SiS620的北桥芯片名为SiS620，SiS530的北桥芯片名为SiS530，它们的南桥芯片都为SiS5595。不同之处是SiS530芯片组用于Socket7架构，SiS620芯片组用于Slot1和Socket370架构。
（3）SiS630/540
SiS630/540的一大特点是将南、北桥芯片整合成了单一芯片，此外再配备一个SiS950超级I/O芯片。这样做的结果是成本更低，而且更节省主板空间。该芯片组还集成了SiS300图形芯片核心、10/100MB以太网卡、1MBHomePNA、3D音效处理芯片等，显示了整合芯片组的一大潮流。SiS630/540支持DVD硬解压，能提供流畅的DVD播放效果。其内建的128bit2D/3D图形加速芯片SiS300的显示性能超过i810芯片组中集成的i752。此外，通过搭配SiS301附加卡，还可提供对双显示器和液晶显示器的支持。
（4）SiS730S
SiS730S整合了北桥芯片、南桥芯片和一个128位2D/3D图形加速芯片，支持AMD的Athlon和Duron处理器。SiS730S支持133MHz内存（最大1.5GB），集成的显卡支持AGP4x，此外还提供了一个额外的AGP4x接口，供高级用户选用。SiS730S采用共享系统内存的构建方法使可利用的帧缓存达到64MB。在硬盘接口方面，该芯片组支持UDMA/100。与SiS630一样，SiS730S也支持DVD硬件回放。如果增加一个SiS301芯片，也可以支持双显示器、电视和液晶显示器。
SiS730S提供了全面的通讯解决方案，包括针对办公用户的10/100Mb快速以太网和针对家庭用户的HomePNA。SiS730S还集成了带有3D硬件加速器的数字音频引擎（包括硬件采样率转换、专业波表）和独立的ModemDMA控制器。该芯片组还带有两个USB控制器，可支持6个USB接口（带宽为2×12Mb）。
（5）SiS635/735
与前几款产品一样，这两款芯片组仍然采用单芯片模式，SiS635支持IntelPⅢ、Celeron和Tualatin处理器，SiS735则支持AMDAthlon和Duron处理器。这两款芯片组的最大特点是支持DDR内存，并采用了与VIAV-Link技术相似的Multi-threadedI/OLink技术，使得南、北桥之间的带宽大大增加，达到1.2GB/s，是PCI架构的10倍。但这两款芯片组没有集成显卡。
SiS635/735都采用0.18微米工艺制造，677个引脚的BGA封装。
SiS公司于2000年12月11日发布了SiS635和SiS735。下面是这两款芯片组的具体指标。
·支持DDR200/266和PC133SDRAM内存，最多支持3条DIMM插槽。
·南、北桥之间采用了带宽高达1.2GB/s的Multi-threadedI/OLink传输技术。
·支持AGP4x和快写处理
·支持6条PCI插槽
·支持UDMA/100
·集成了两个USB控制器，支持6个USB接口
·支持AMD、ACR和CNR插槽
·内置10/100M网卡和1/10MHomePNA
·集成了键盘和鼠标控制器
·符合ACPI1.0b/APM1.2规范
·符合PC2001标准
（6）SiS633/633T
SiS633/633T是单芯片产品，整合了北桥和南桥的功能，它支持IntelSlot1和Socket370系列的CPU，如Celeron、PⅢ，带有633T还支持P3T（Tualatin）。SiS633/633T拥有一条AGP4x插槽，支持3根DIMMPC133SDRAM，带宽可达1.06GB/s，支持AC7，可带6个USB端口，IDE接口支持UDMA/33/66/100。在芯片内部的南北桥逻辑电路连接上采用Multi-threadedIOLink技术，带宽高达1.2GB/s，增强了硬件设备并行处理和多任务的能力。
·支持IntelPⅢ、PⅢT和Celeron处理器
·支持最多可达1.5GB的PC133SDRAM
·适应AGPV2.0，AGP4x和快写模式
·内建了Multi-threadedIOLink技术，数据传输速率在1.2GB/s
·支持PCI2.2规范
·677针球形BGA封装
（7）SiS635/635T
SiS635/635T在许多方面和SiS633/633T类似，只不过后者只支持SDRAM而前者还支持DDRSDRAM。而技术规格的其他方面我们几乎看不到再有什幺差别。另外它和VIA的ApolloPro266/266T很类似，属于直接竞争的对手。
虽然，我们不认为SiS的研发能力有问题，但我们还是担心它们的生产能力。前些时候，SiS兴建了自己的晶圆厂，但刚开始成品率上不去，导致SiS630系列芯片短缺，而且质量不佳，虽然后来情况有所改观，但已经错过了绝好时机。这一次但愿SiS不会再让这一幕情形重演。
（8）SiS645
或许是因为引脚太多导致布线艰难的原因，SiS645芯片组恢复到了2块芯片。它支持Pentium4处理器和400MHz的前端总线，支持DDR333，最大支持3GB内存。北桥芯片SiS645和南桥芯片SiS961之间的连接采用了MuTIOL传送技术使得它们之间的理论带宽达到了创纪录的533MB/s，比Intel的HUBLink和VIA的V-Link整整高出了一倍。