哈佛結構是一種將程序指令存儲(chu) 和數據存儲(chu) 分開的存儲(chu) 器結構。中央處理器首先到程序指令存儲(chu) 器中讀取程序指令內(nei) 容，解碼後得到數據地址，再到相應的數據存儲(chu) 器中讀取數據，並進行下一步的操作（通常是執行）。程序指令存儲(chu) 和數據存儲(chu) 分開，可以使指令和數據有不同的數據寬度，如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位寬度，而數據是8位寬度。

哈佛結構的微處理器通常具有較高的執行效率。其程序指令和數據指令分開組織和存儲(chu) 的，執行時可以預先讀取下一條指令。
目前使用哈佛結構的中央處理器和微控製器有很多，除了上麵提到的Microchip公司的PIC係列芯片，還有摩托羅拉公司的MC68係列、Zilog公司的Z8係列、ATMEL公司的AVR係列和安謀公司的ARM9、ARM10和ARM11。
馮(feng) ·諾伊曼結構，也稱普林斯頓結構，是一種將程序指令存儲(chu) 器和數據存儲(chu) 器合並在一起的存儲(chu) 器結構。程序指令存儲(chu) 地址和數據存儲(chu) 地址指向同一個(ge) 存儲(chu) 器的不同物理位置，因此程序指令和數據的寬度相同，如英特爾公司的8086中央處理器的程序指令和數據都是16位寬。
目前使用馮(feng) ·諾伊曼結構的中央處理器和微控製器有很多。除了上麵提到的英特爾公司的8086，英特爾公司的其他中央處理器、安謀公司的ARM7、MIPS公司的MIPS處理器也采用了馮(feng) ·諾伊曼結構。
這裏所說的CPU，是指目前廣泛使用的電腦即IBM PC及其兼容機中所使用的CPU，也就是大家平常所說的X86係列CPU。
 
CPU是“Central Processor Unit”的縮寫(xie) ，它是電腦中的最關(guan) 鍵部件，電腦的升級實際上主要就是CPU芯片的升級。
 
　　以下我們(men) 從(cong) 業(ye) 餘(yu) 角度介紹CPU的一般技術結構和接口，主要技術參數及其意義(yi) ，另外再從(cong) 應用角度介紹一下當前主流的CPU及其主要技術特性
 
 
　　一、X86 CPU的簡曆
 
1.X86 CPU係列的產(chan) 生
 
1978年，美國Intel公司首次生產(chan) 出16位的微處理器，並命名為(wei) i8086，同時還生產(chan) 出與(yu) 之相配合的數學協處理器i8087，這兩(liang) 種芯片使用相互兼容的指令集，但在i8087指令集中增加了一些專(zhuan) 門用於(yu) 對數、指數和三角函數等數學計算指令。
 
　　由於(yu) 這些指令集應用於(yu) i8086和i8087，所以人們(men) 也稱之為(wei) X86指令集。雖然以後Intel又陸續生產(chan) 出第二代、第三代等更先進和更快的新型CPU，但都仍然兼容原來的X86指令
 
　　而且Intel在後續CPU的命名上沿用了原先的X86序列，直到後來因商標注冊(ce) 問題，才放棄了繼續用阿拉伯數字命名。
 
　　其他公司，例如AMD和Cyrix等，在486以前（包括486）的CPU都是按Intel的命名方式為(wei) 自己的X86係列CPU命名。
但到了586時代，同樣由於(yu) 商標注冊(ce) 問題，無法繼續使用與(yu) Intel的X86係列相同或相似的命名，隻好另外為(wei) 自己的586、686兼容CPU命名了。
 
2.X86係列CPU的發展史
 
X86係列CPU的發展史實際上是以Intel公司的產(chan) 品為(wei) 代表的發展史。
 
　　從(cong) 1978年Intel製造出第一片i8086以來的短短二十年，CPU已經發展到第六代的Pentium Ⅱ，並且64位的第七代芯片也即將推出。X86係列CPU的發展史是從(cong) 1978年開始的：
 
·80861978年6月推出，為(wei) 第一代CPU（16位），其運算速度<1MIPS(1個(ge) MIPS表示每秒鍾運算1百萬(wan) 次)。
 
·80881979年6月推出，8086的簡化型CPU，與(yu) 8086的區別是：其數據總線寬度內(nei) 部為(wei) 16位、外部為(wei) 8位。
 
·802861982年2月推出，為(wei) 第二代CPU（16位），運算速度1～2MIPS。
 
·803861985年10月推出，為(wei) 第三代CPU（32位），運算速度6～12MIPS。
 
·804861989年4月推出，為(wei) 第四代CPU（32位），運算速度20～40MIPS，首次在486DXCPU內(nei) 部集成了數學協處理器。
 
·Pentium1993年3月推出的第五代CPU（32位），廠家代號：P54C，運算速度在100～200MIPS以上。Intel的第五代CPU推出後，為(wei) 擺脫AMD等兼容CPU廠家的糾纏而進行了注冊(ce) 申請，但由於(yu) 不能用阿拉伯數字申報注冊(ce) 。
 
　　所以Intel將i80586改成了Pentium（Pentium是拉丁文，表示“五”的意思），另外還為(wei) Pentium起了中文名字“奔騰”，但我國多數人還是習(xi) 慣稱之為(wei) “586”。
 
·Pentium Pro1995年11月推出，為(wei) 第六代CPU（32位），中文名稱“高能奔騰”。Intel公司第一次采用了雙芯片CPU生產(chan) 技術，在CPU內(nei) 部集成了256～512KB的L2 Cache，因此L2 Cache能與(yu) CPU內(nei) 部時鍾同步運行。Pentium Pro主要應用在服務器方麵。
 
·Pentium MMX1997年1月推出，仍然是第五代CPU（32位），廠家代號：P55C，中文名稱“多能奔騰”。是在原Pentium芯片中增加了處理多媒體(ti) 數據的MMX指令集改進而成。
 
·Pentium Ⅱ1997年5月推出，仍然屬於(yu) 第六代CPU（32位），中文文稱“奔騰二代”。將Pentium Ⅱ CPU芯片、Tag RAM（L2 Cache的管理和控製芯片）和L2 Cache集成在一塊電路板上，然後封裝在單邊接觸盒（SEC）中並加上冷卻風扇。所以它的外形與(yu) 以往的CPU大不一樣，是一個(ge) 扁黑盒子
 
　　二、當前主用的CPU和技術特點
 
1.目前主用的CPU
 
　　目前我們(men) 使用的CPU主要有Pentium MMX（586）和Pentium Ⅱ（686）及其兼容CPU。
 
586級CPU主要有Intel公司的Pentium MMX、AMD公司的K6、Cyrix公司的6x86MMX和IDT公司少量的Pentium兼容級CPU產(chan) 品；686級CPU主要有Intel公司的Pentium Ⅱ和Celeron，AMD公司的K6－2和Cyrix公司的MⅡ。
2.CPU的實際封裝形式
 
　　目前的主流CPU有兩(liang) 種封裝形式：一種是Socket 7，采用296根針腳的PGA封裝；另一種是Slot 1結構的Pentium Ⅱ係列CPU，采用單邊接觸盒封裝。
 
●Socket 7結構　電腦從(cong) 486開始普遍采用Socket插座來安裝CPU，從(cong) Socket 4、Socket 5一直延續到現在的Socket 7。
 
Socket 7是方形多針腳ZIF（零插拔力）插座，插座上有一根拉杆，在安裝和更換CPU時隻要將拉杆向上拉出，就可以輕易地插進或取出CPU芯片了。
 
Socket 7插座不但可以安裝Intel公司的Pentium、Pentium MMX，還能安裝AMD公司的K5、K6和K6－2，Cyrix公司的6x86、6x86MMX和6x86 MⅡ和IDT公司的Winchip C6也可以安裝。適用範圍非常廣。
 
●Slot 1結構　Slot 1是一個(ge) 242線的插槽，外形與(yu) AGP插槽有點相似，實際上，Slot 1是一種電路板插槽。使用Slot 1接口的CPU隻有Intel的Pentium Ⅱ係列、Celeron和Celeron 300A/333。
 
3.CPU的主要技術特征
 
●主頻　主頻也叫時鍾頻率，單位是MHz，用來表示CPU的運算速度，主頻越高，表明CPU的運算速度越快，從(cong) i80486DX2開始，主頻=外頻×倍頻係數。
 
●外頻　外頻是CPU的基準頻率，也叫前端總線頻率和係統總線頻率，單位也是MHz。在Socket架構主板上，外頻頻率與(yu) 係統內(nei) 存和L2 Cache總線時鍾頻率相同。CPU的外頻越高，證明CPU與(yu) L2 Cache和係統內(nei) 存交換速度越快，對提高電腦係統的整體(ti) 運行速度很有利。
 
●倍頻係數　即CPU主頻和外頻之間的相對比例關(guan) 係。例如當某CPU的倍頻係數為(wei) 3、外頻為(wei) 100MHz時，CPU的主頻就是300MHz；當將外頻改為(wei) 112MHz時，則主頻將為(wei) 336MHz等等。現在Intel生產(chan) 的CPU基本上全部采用了倍頻係數不能改變的鎖頻技術，因此電腦發燒友對CPU超頻隻好從(cong) 提高外頻的方法進行了。不過AMD和Cyrix等公司的兼容CPU現在都沒有鎖頻。
 
●L1 Cache容量　集成在CPU內(nei) 部的高速緩存，容量通常在32～64KB。
 
●生產(chan) 工藝技術　指在矽材料上生產(chan) CPU時內(nei) 部各元器件間的聯接線寬度，一般用微米（μm）表示，微米數值越小，生產(chan) 工藝越先進，CPU內(nei) 部功耗和發熱量就越小。目前生產(chan) 工藝已經達到0.25微米，正在向0.18微米技術努力。
 
●CPU內(nei) 核和I/O工作電壓　從(cong) 586CPU開始，CPU的工作電壓分內(nei) 核電壓和I/O電壓兩(liang) 種，其中內(nei) 核電壓根據CPU生產(chan) 工藝而定，一般微米數值越小，內(nei) 核工作電壓越低；I/O工作電壓一般都在3V左右，具體(ti) 數值根據各廠家具體(ti) 的CPU型號規格確定。
 
●接口標準　指CPU安裝在電腦主板上時使用的插座類型，主要有Socket 7和Slot 1。其中Socket 7可以使用Intel的586係列和所有其他廠家生產(chan) 的與(yu) 其兼容的CPU；Slot 1由於(yu) 受專(zhuan) 利保護，目前隻能使用Intel自己的686係列CPU。
 
●CPU附加指令集　附加指令集通常是指為(wei) 原X86係列CPU增加的多媒體(ti) 或3D處理指令。目前有Intel的MMX、AMD的3D Now！和Intel下一步的KNL（MMX2）。附加指令可以提高CPU處理多媒體(ti) 和3D圖形等數據的能力。
 
●超頻能力　超頻就是在實際使用時讓CPU工作在高於(yu) 標稱時鍾頻率上。一般情況下，CPU都能在正常工作電壓下跳高一檔主頻運行，特別是Intel的Pentium Ⅱ係列CPU，在正常供電情況下大多能超頻25％左右運行。
 
　　而AMD和Cyrix等兼容CPU最多隻能高跳一檔（約17％以內(nei) ），且在多數情況下需要調節CPU工作電壓和加大散熱器才能讓CPU穩定運行，所以AMD等公司的CPU超頻性能與(yu) Intel產(chan) 品相比要差很多