奔腾M处理器

高达2兆字节的高级L2缓存

高达1.5 Gbyte DDR SDRAM

辅助IDE上高达1gb的可引导CompactFlash(请参见

订购选项)

内部SVGA和DVI控制器

通过P2后部I/O支持串行ATA

通过英特尔855GME芯片组的400 MHz系统总线

支持10BaseT和100BaseTX的以太网控制器

通过前面板

支持10BaseT的千兆以太网控制器，100BaseTX

和支持可选Vita 31.1的1000BaseT接口

四个异步16550兼容串行端口

四个通用串行总线(USB)2.0版连接，两个开启

前面板和两个后部I/O

PMC扩展站点(PCI-X，66 MHz)

32千字节非易失性SRAM

对Windows XP、Windows 2000、

VxWorks、QNX、LynxOS和Linux

功能特点

微处理器:VMIVME-7807基于奔腾M

处理器家族。增强型1.1 GHz和1.6 GHz奔腾M

处理器有1兆字节的L2高速缓存，而1.8 GHz的奔腾M

处理器有2兆字节的L2高速缓存。奔腾M处理器家族

提供非常适合嵌入式的热特性

在很宽温度范围内运行的系统。

DRAM内存:VMIVME-7807支持DDR SDRAM和

可选的ECC支持，最大存储容量为1.5 GB。这

SDRAM是VMEbus的双端口。

BIOS:系统和视频BIOS以可重新编程的闪存形式提供

记忆。

以太网控制器:VMIVME-7807为以下设备提供连接

使用英特尔82551ER以太网控制器的10/100兆字节局域网。一个

标准RJ45连接器提供在前面板上，带有网络

状态指示器。第二个以太网接口是双千兆位接口

以太网(Intel 82546EB ),一个路由到前面板，另一个路由到

使用P2连接器连接到底板。两个千兆以太网

通用电气发那科嵌入式系统公司的VMIVME-7807/VME-7807RC功能齐全

基于奔腾M的单槽单板计算机(SBC ),被动冷却，

VME欧洲卡外形。这些产品利用了英特尔的先进技术

855GME芯片组。

VMIVME-7807/VME-7807RC提供了通常在桌面上可以找到的功能

系统，例如:

1.0GB DDR SDRAM，使用一个SODIMM和可选的512MB焊接内存

最大1.5GB内存

内置SVGA支持(前面板连接)

具有双头显示功能的数字视频控制器(后置I/O) DVI-D

10/100 Mbit以太网控制器(前面板连接)

双千兆以太网支持(前面板或后I/O)

带有VITA 31.1接口的可选P0

串行ATA (SATA)支持(后部I/O)

串行端口COM1(前面板连接)

Ultra IDE驱动器支持(后部I/O)

实时时钟/日历

前面板复位开关

微型扬声器

键盘/鼠标端口(前面板连接)

855GME芯片组允许VMIVME-7807/VME-7807RC提供增强的

集成视频和Ultra ATA/100 IDE支持等功能。这

VMIVME-7807/VME-7807RC能够执行当今的许多桌面

操作系统，如微软的视窗XP，视窗2000和广泛的

各种Linux

第1代奔腾处理器主频有60MHz和66MHz。1994年3月推出的第2代奔腾处理器，则有75MHz，90MHz，100MHz，120MHz，133MHz，150MHz，166MHz和200MHz等多种。

第2代奔腾处理器增加了片内的可编程中断控制器(APIC)和双处理器接口，实现了同一主机板上两个第2代处理器的同时运行，拓宽了文件服务器的设计途径。使用该特性的对称多重处理(SMP)已经集成到Windows NT和Windows 2000等操作系统中。

第3代奔腾处理器发表于1997年1月，它把MMX技术结合进第2代奔腾处理器，也就是扩充了面向多媒体操作的数据类型和增加了57条新的指令，又称奔腾MMX处理器(Pentium-MMX)。该产品拥有166，200，233MHz和只用于移动设备的266MHz等速度的版本，同样包括超标量体系结构、支持多重处理、片内本地APIC控制器和电源管理特性。新增特性是流水线的MMX单元和16KB代码回写高速缓冲存储器等。

奔腾Ⅱ处理器是在1997年5月展示于世人的。该处理器问世后不久，其333MHz和更快的芯片就采用0．2tLm技术。不仅提高了核心工作频率，还降低了电源消耗。奔腾Ⅱ处理器还拥有双独立总线(DIB)体系结构，即处理器中存在着两条总线——L2高速缓冲存储器总线和处理器到存储器系统总线。由此，该处理器能得到单总线结构处理器两倍的输入/输出数据。DIB体系结构使处理器的L2高速缓冲存储器的运行速度达到了普通奔腾处理器的L2高速缓冲存储器的速度的两倍半。总的来说，DIB体系结构的改进提供了原来的3倍带宽。

奔腾Ⅲ处理器正式发表于1999年2月，其最重要的改进是带有70条新指令的流式SIMD扩展(SSE)。神奇的增强性能使该芯片更适用于高级图像处理、3D技术、流式音频、视频、Web访问和语音识别等应用。所有奔腾Ⅲ处理器都有512KB的L2高速缓冲存储器，它们以核心处理器一半的速度运行。奔腾Ⅲ处理器的Xeon版本中的L2高速缓冲存储器则完全以核心处理器的速度运行，适合于服务器和工作站的使用。

奔腾Ⅳ处理器是Intel公司最新的微处理器产品，发表于2000年。它的网络成组微架构已有效地工作于1．30GHz，1.40GHz和1.50GHz，超流水线技术成倍地加深多达20个流水线，成功地提升了处理器的性能和频率。高速执行引擎使处理器的ALu(算术逻辑单元)工作于两倍的核心频率，取得了极高的执行吞吐。400MHz的系统总线速度改善了高级动态执行和浮点处理。奔腾Ⅳ处理器的144条新指令的SSE2指令集合里，有76条是新增加的指令，还有68条是原有的SSE指令集合。该处理器的目标是占领服务器和工作站的市场。 [1]

2022年初，新一代的奔腾处理器采用了与 12 代酷睿一样的 Intel 7 工艺，但没有大小核架构。参数方面，奔腾 G7400 为 2 核 4 线程，3.7GHz，6MB 三级缓存，46W TDP，支持 DDR4-3200 内存和 DDR5-4800 内存。核显为 UHD 710，16 EU 1.35GHz。 [5]

冯诺依曼体系结构是现代计算机的基础。在该体系结构下，程序和数据统一存储，指令和数据需要从同一存储空间存取，经由同一总线传输，无法重叠执行。根据冯诺依曼体系，CPU的工作分为以下 5 个阶段：取指令阶段、指令译码阶段、执行指令阶段、访存取数和结果写回。 [1]

取指令（IF，instruction fetch），即将一条指令从主存储器中取到指令寄存器的过程。程序计数器中的数值，用来指示当前指令在主存中的位置。当 一条指令被取出后，程序计数器（PC）中的数值将根据指令字长度自动递增。 [1]

指令译码阶段（ID，instruction decode），取出指令后，指令译码器按照预定的指令格式，对取回的指令进行拆分和解释，识别区分出不同的指令类 别以及各种获取操作数的方法。现代CISC处理器会将拆分已提高并行率和效率。 [1]

执行指令阶段（EX，execute），具体实现指令的功能。CPU的不同部分被连接起来，以执行所需的操作。

访存取数阶段（MEM，memory），根据指令需要访问主存、读取操作数，CPU得到操作数在主存中的地址，并从主存中读取该操作数用于运算。部分指令不需要访问主存，则可以跳过该阶段。 [1]

结果写回阶段（WB，write back），作为最后一个阶段，结果写回阶段把执行指令阶段的运行结果数据“写回”到某种存储形式。结果数据一般会被写到CPU的内部寄存器中，以便被后续的指令快速地存取；许多指令还会改变程序状态字寄存器中标志位的状态，这些标志位标识着不同的操作结果，可被用来影响程序的动作。 [1]

在指令执行完毕、结果数据写回之后，若无意外事件（如结果溢出等）发生，计算机就从程序计数器中取得下一条指令地址，开始新一轮的循环，下一个指令周期将顺序取出下一条指令。 [1] 许多复杂的CPU可以一次提取多个指令、解码，并且同时执行。

计算机（computer）俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。

由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。

计算机发明者约翰·冯·诺依曼。计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一，对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域，已形成了规模巨大的计算机产业，带动了全球范围的技术进步，由此引发了深刻的社会变革，计算机已遍及一般学校、企事业单位，进入寻常百姓家，成为信息社会中必不可少的工具。

计算机的应用在中国越来越普遍，改革开放以后，中国计算机用户的数量不断攀升，应用水平不断提高，特别是互联网、通信、多媒体等领域的应用取得了不错的成绩。1996年至2009 年，计算机用户数量从原来的630万增长至6710 万台，联网计算机台数由原来的2.9万台上升至5940万台。互联网用户已经达到3.16 亿，无线互联网有6.7 亿移动用户，其中手机上网用户达1.17 亿，为全球第一位。

性能衡量指标

对于CPU而言，影响其性能的指标主要有主频、 CPU的位数、CPU的缓存指令集、CPU核心数和IPC（每周期指令数）。所谓CPU的主频，指的就是时钟频率，它直接的决定了CPU的性能，可以通过超频来提高CPU主频来获得更高性能。而CPU的位数指的就是处理器能够一次性计算的浮点数的位数，通常情况下，CPU的位数越高，CPU 进行运算时候的速度就会变得越快。21世纪20年代后个人电脑使用的CPU一般均为64位，这是因为64位处理器可以处理范围更大的数据并原生支持更高的内存寻址容量，提高了人们的工作效率。而CPU的缓存指令集是存储在CPU内部的，主要指的是能够对CPU的运算进行指导以及优化的硬程序。一般来讲，CPU 的缓存可以分为一级缓存、二级缓存和三级缓存，缓存性能直接影响CPU处理性能。部分特殊职能的CPU可能会配备四级缓存。 [4]

CPU结构

通常来讲，CPU的结构可以大致分为运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等。所谓运算逻辑部件，主要能够进行相关的逻辑运算，如：可以执行移位操作以及逻辑操作，除此之外还可以执行定点或浮点算术运算操作以及地址运算和转换等命令，是一种多功能的运算单元。而寄存器部件则是用来暂存指令、数据和地址的。控制部件则是主要用来对指令进行分析并且能够发出相应的控制信号。

对于中央处理器来说，可将其看作一个规模较大的集成电路，其主要任务是加工和处理各种数据。传统计算机的储存容量相对较小，其对大规模数据的处理过程中具有一定难度，且处理效果相对较低。随着我国信息技术水平的迅速发展，随之出现了高配置的处理器计算机，将高配置处理器作为控制中心，对提高计算机CPU的结构功能发挥重要作用。中央处理器中的核心部分就是控制器、运算器，其对提高计算机的整体功能起着重要作用，能够实现寄存控制、逻辑运算、信号收发等多项功能的扩散，为提升计算机的性能奠定良好基础。 [2]

集成电路在计算机内起到了调控信号的作用，根据用户操作指令执行不同的指令任务。中央处理器是一块超大规模的集成电路。它由运算器、控制器、寄存器等组成，如下图，关键操作在于对各类数据的加工和处理。 [5]

传统计算机存储容量较小，面对大规模数据集的操作效率偏低。新一代计算机采用高配置处理器作为控制中心，CPU在结构功能方面有了很大的提升空间。中央处理器以运算器、控制器为主要装置，逐渐扩散为逻辑运算、寄存控制、程序编码、信号收发等多项功能。这些都加快了CPU调控性能的优化升级。 [5]

CPU总线

CPU总线是在计算机系统中最快的总线，同时也是芯片组与主板的核心。人们通常把和CPU直接相连的局部总线叫做CPU总线或者称之为内部总线，将那些和各种通用的扩展槽相接的局部总线叫做系统总线或者是外部总线。在内部结构比较单一的CPU中，往往只设置一组数据传送的总线即CPU内部总线，用来将CPU内部的寄存器和算数逻辑运算部件等连接起来，因此也可以将这一类的总线称之为ALU总线。而部件内的总线，通过使用一组总线将各个芯片连接到一起，因此可以将其称为部件内总线，一般会包含地址线以及数据线这两组线路。系统总线指的是将系统内部的各个组成部分连接在一起的线路，是将系统的整体连接到一起的基础；而系统外的总线，是将计算机和其他的设备连接到一起的基础线路。 [4]