CPU也稱�中央處理�,是電子�(jì)算機(jī)的主要設(shè)備之一。其功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理�(jì)算機(jī)軟件中的�(shù)�(jù)。所謂的�(jì)算機(jī)的可編程性主要是指對(duì)CPU的編�。CPU是計(jì)算機(jī)中的核心配件,只有火柴盒那么大,幾十張紙那么�,但它卻是一�(tái)�(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。計(jì)算機(jī)中所有操作都由CPU�(fù)�(zé)讀取指�,對(duì)指令譯碼并執(zhí)行指令的核心部件。CPU、內(nèi)�存儲(chǔ)�和輸�/輸出�(shè)備是電子�(jì)算機(jī)的三大核心部��
1、指令控制——程序的順序控制 主要由程序計(jì)�(shù)器PC 及控制類指令的執(zhí)行等來實(shí)�(xiàn)指令的控制�
2、操作控� 由執(zhí)行指令的一系列微操作信�(hào)�(jìn)行控制�
3、時(shí)間控制——對(duì)各種操作�(shí)施時(shí)間上的控� 主要由時(shí)序信�(hào)�(fā)生器等實(shí)�(xiàn)�(shí)間的控制�
4、數(shù)�(jù)加工——對(duì)�(shù)�(jù)�(shí)�(xiàn)算術(shù)、邏輯運(yùn)算等的處��
位:在數(shù)字電路和電腦技�(shù)中采用二�(jìn)制,代碼只有�0”和�1�,其中無論是 �0”或是�1”在CPU中都� 一“位��
字長:電腦技�(shù)中對(duì)CPU在單位時(shí)間內(nèi)(同一�(shí)�)能一次處理的二�(jìn)制數(shù)的位�(shù)叫字�。所以能處理字長�8位數(shù)�(jù)的CPU通常就叫8位的CPU。同�32位的CPU就能在單位時(shí)間內(nèi)處理字長�32位的二�(jìn)制數(shù)�(jù)。字節(jié)和字長的區(qū)別:由于常用的英文字符用8位二�(jìn)制就可以表示,所以通常就將8位稱為一�(gè)字節(jié)。字長的長度是不固定的,�(duì)于不同的CPU、字長的長度也不一��8位的CPU一次只能處理一�(gè)字節(jié),�32位的CPU一次就能處�4�(gè)字節(jié),同理字長為64位的CPU一次可以處�8�(gè)字節(jié)�
CPU依靠指令來計(jì)算和控制系統(tǒng),每款CPU在設(shè)�(jì)�(shí)就規(guī)定了一系列與其硬件電路相配合的指令系統(tǒng)。指令的�(qiáng)弱也是CPU的重要指�(biāo),指令集是提高微處理器效率的最有效工具之一。從�(xiàn)階段的主流體系結(jié)�(gòu)講,指令集可分為�(fù)雜指令集和精簡指令集兩部�,而從具體�(yùn)用看,如Intel的MMX(Multi Media Extended�、SSE� SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2�、SEE3和AMD�3DNow!等都是CPU的擴(kuò)展指令集,分別增�(qiáng)了CPU的多媒體、圖形圖象和Internet等的處理能力。我們通常�(huì)把CPU的擴(kuò)展指令集稱為"CPU的指令集"。SSE3指令集也是目前規(guī)模最小的指令�,此前MMX包含�57條命�,SSE包含�50條命�,SSE2包含�144條命�,SSE3包含�13條命�。目前SSE3也是的指令集,英特爾Prescott處理器已�(jīng)支持SSE3指令集,AMD�(huì)在未來雙核心處理器當(dāng)中加入對(duì)SSE3指令集的支持,全美達(dá)的處理器也將支持這一指令集�
� 光刻�
這是目前的CPU制造過程當(dāng)中工藝非常復(fù)雜的一�(gè)步驟,為什么這么說呢?光刻蝕過程就是使用一定波長的光在感光層中刻出相應(yīng)的刻�� 由此改變?cè)撎幉牧系幕瘜W(xué)特�。這項(xiàng)技�(shù)�(duì)于所用光的波長要求極為嚴(yán)格,需要使用短波長的紫外線和大曲率的透鏡。刻蝕過程還�(huì)受到晶圓上的污點(diǎn)的影�。每一步刻蝕都是一�(gè)�(fù)雜而精�(xì)的過�。設(shè)�(jì)每一步過程的所需要的�(shù)�(jù)量都可以�10GB的單位來�(jì)�,而且制造每塊處理器所需要的刻蝕步驟都超�20步(每一步�(jìn)行一層刻蝕)。而且每一層刻蝕的圖紙如果放大許多倍的話,可以和整�(gè)紐約市外加郊區(qū)范圍的地圖相�,甚至還要復(fù)�,試想一�,把整�(gè)紐約地圖縮小到實(shí)際面積大小只�100�(gè)平方毫米的芯片上,那么這�(gè)芯片的結(jié)�(gòu)有多么復(fù)�,可想而知了吧�
單晶硅錠和最初的核心架構(gòu)
�(dāng)這些刻蝕工作全部完成之后,晶圓被翻轉(zhuǎn)過來。短波長光線透過石英模板上鏤空的刻痕照射到晶圓的感光層上,然后撤掉光線和模板。通過化學(xué)方法除去暴露在外邊的感光層物�(zhì),而二氧化硅馬上在陋空位置的下方生��
英特爾技�(shù)人員在監(jiān)�(cè)自動(dòng)濕刻蝕工具中的晶�,該工藝可清除晶圓上多余的操作助劑或者污染物�
� 摻雜
在殘留的感光層物�(zhì)被去除之�,剩下的就是充滿的溝壑的二氧化硅層以及暴露出來的在該層下方的硅層。這一步之后,另一�(gè)二氧化硅層制作完�。然后,加入另一�(gè)帶有感光層的多晶硅層。多晶硅是門電路的另一種類�。由于此處使用到了金屬原料(因此稱作金屬氧化物半�(dǎo)體),多晶硅允許在晶體管�(duì)列端口電壓起作用之前建立門電路。感光層同時(shí)還要被短波長光線透過�??涛g。再�(jīng)過一部刻�,所需的全部門電路就已�(jīng)基本成型�。然�,要�(duì)暴露在外的硅層通過化學(xué)方式�(jìn)行離子轟擊,此處的目的是生成N溝道或P溝道。這�(gè)摻雜過程�(chuàng)建了全部的晶體管及彼此間的電路連接,沒�(gè)晶體管都有輸入端和輸出端,兩端之間被稱作端口�
� 重復(fù)這一過程
從這一步起,你將持�(xù)添加層級(jí),加入一�(gè)二氧化硅�,然后光刻一次。重�(fù)這些步驟,然后就出現(xiàn)了一�(gè)多層立體架構(gòu),這就是你目前使用的處理器的萌芽狀�(tài)�。在每層之間采用金屬涂膜的技�(shù)�(jìn)行層間的�(dǎo)電連接。今天的P4處理器采用了7層金屬連接,而Athlon64使用�9�,所使用的層�(shù)取決于最初的版圖�(shè)�(jì),并不直接代表著最終產(chǎn)品的性能差異�
� 封裝�(cè)試過�
接下來的幾�(gè)星期就需要對(duì)晶圓�(jìn)行一�(guān)接一�(guān)的測(cè)試,包括檢測(cè)晶圓的電�(xué)特�,看是否有邏輯錯(cuò)�,如果有,是在哪一層出�(xiàn)的等�。而后,晶圓上每一�(gè)出現(xiàn)問題的芯片單元將被單�(dú)�(cè)試來確定該芯片有否特殊加工需��
技�(shù)人員正在檢查各�(gè)晶圓,確保每�(gè)晶圓都處于狀�(tài)。每�(gè)晶圓中可能包含數(shù)百�(gè)芯片�
晶圓在測(cè)試過程中旋轉(zhuǎn)�(shí)的特�
而后,整片的晶圓被切割成一�(gè)�(gè)�(dú)立的處理器芯片單�。在最初測(cè)試中,那些檢�(cè)不合格的單元將被遺棄。這些被切割下來的芯片單元將被采用某種方式�(jìn)行封�,這樣它就可以順利的插入某種接口規(guī)格的主板�。大多數(shù)intel和AMD的處理器都會(huì)被覆蓋一�(gè)散熱�。在處理器成品完成之�,還要�(jìn)行全方位的芯片功能檢�(cè)。這一部會(huì)�(chǎn)生不同等�(jí)的產(chǎn)�,一些芯片的�(yùn)行頻率相�(duì)較高,于是打上高頻率�(chǎn)品的名稱和編�(hào),而那些運(yùn)行頻率相�(duì)較低的芯片則加以改造,打上其它的低頻率型號(hào)。這就是不同市�(chǎng)定位的處理器。而還有一些處理器可能在芯片功能上有一些不足之�。比如它在緩存功能上有缺陷(這種缺陷足以�(dǎo)致絕大多�(shù)的CPU癱瘓�,那么它們就�(huì)被屏蔽掉一些緩存容量,降低了性能,當(dāng)然也就降低了�(chǎn)品的售價(jià),這就是Celeron和Sempron的由��
在CPU的包裝過程完成之�,許多產(chǎn)品還要再�(jìn)行一次測(cè)試來確保先前的制作過程無一疏漏,且�(chǎn)品完全遵照規(guī)格所�,沒有偏��