不可磨滅的記憶CPU發(fā)展史經(jīng)典回顧今天，我們可以舒適在坐在電腦前看電影、聽音樂，通過互聯(lián)網(wǎng)尋找資料，與遠方的朋友進行視頻聊天，又或者通過電子商務網(wǎng)站購買一本雜志、一款自己心儀的MP3播放器，一切都顯得那么隨意和悠然自得。但是大部分人卻都沒想過，能夠有如此幸福生活，是多少人前赴后繼，作出了可歌可泣貢獻才得到的。昨天晚上，一IT界著名的朋友跟筆者說“你每天都喝水，那你有沒考慮過水廠和水龍頭的關系怎么樣的？”。確實，也許并非每個朋友都對IT和其中發(fā)生的事情感興趣，但是曾經(jīng)發(fā)生的事情和有過的經(jīng)歷，卻可以讓我們更加珍惜這來之不易的幸福。了解成功人的歷史，更可讓我們受益菲淺。現(xiàn)在就讓筆者帶大家去回顧一下，這有趣而又激勵人心的輝煌歷史。關于CPU的基礎知識：CPU的常識第一篇跟大家介紹的是PC里面的心臟：CPU(CentralProcessingUnit)，被稱呼為中心處理器或者Microprocessor微處理器。CPU是計算機的核心，其重要性好比心臟對于人一樣。實際上，處理器的作用和大腦更相似，因為它負責處理、運算計算機內(nèi)部的所有數(shù)據(jù)，而主板芯片組則更像是心臟，它控制著數(shù)據(jù)的交換。CPU的種類決定了你使用的操作系統(tǒng)和相應的軟件，CPU的速度決定了你的計算機有多強大，當然越快、越新的CPU會花掉你更多的錢。CPU從最初發(fā)展至今已經(jīng)有二十多年的歷史了，這期間，按照其處理信息的字長，CPU可以分為：四位微處理器、八位微處理器、十六位微處理器、三十二位微處理器以及六十四位微處理器等等。如今，Intel的CPU和其兼容產(chǎn)品統(tǒng)治著微型計算機——PC的大半江山，但是除了Intel或AMD的CPU，還是你可能聽說過的其他一些CPU，如HP的PA-RISC,IBM的Power4和Sun的UltraSparc等，只是它們都是精簡指令集運算（RISC）處理器，使用Unix的專利操作系統(tǒng)，例如IBM的AIX和Sun的Solaris等。雖然設計方式和工作原理的過程有區(qū)別，但不同處理器依然有很多相似之處。從外表看來，CPU常常是矩形或正方形的塊狀物，通過密密麻麻的眾多管腳與主板相連。不過，你看到的不過是CPU的外衣——CPU的封裝。而內(nèi)部，CPU的核心是一片大小通常不到1/4英寸的薄薄的硅晶片(其英文名稱為die，核心)。在這塊小小的硅片上，密布著數(shù)以百萬計的晶體管，它們好像大腦的神經(jīng)元，相互配合協(xié)調(diào)，完成著各種復雜的運算和操作。左邊是揭了蓋可以看到核心的處理器硅能成為生產(chǎn)CPU核心的半導體材料主要是因為其分布的廣泛性和價格便宜。此外，硅可以形成品質(zhì)極佳的大塊晶體，通過切割，得到直徑8英寸甚至更大而厚度不足1毫米的圓形薄片——晶片(也叫晶圓)。一片晶片可以劃分切割成許多小片，每一小片就是一塊單獨CPU的核心。當然，在切割之前有許多處理過程要做。Intel發(fā)布的第一顆處理器4004僅僅包含2000個晶體管，而目前最新的IntelPentium8400EE處理器包含超過2.3億個晶體管，集成度提高了十萬倍，這可以說是當今最復雜的集成電路了。與此同時，你會發(fā)現(xiàn)單個CPU的核心硅片的大小絲毫沒有增大，甚至變得更小了，這就要求不斷地改進制造工藝以便能生產(chǎn)出更精細的電路結(jié)構(gòu)。如今，最新的處理器采用的是0.065微米技術制造，也就是常說的0.065微米線寬。840EE+HT（左邊）65nm(右）Pentium840EE處理器采用90nm制程的Smithfield核心，每核心1MB二級緩存，800MHZ的FSB，支持EDB防毒和EMT64T，可以搭配64位WinXP，90納米制程，206平方毫米芯片面積，2.3億晶體管。Pentium4643(3.2GHz)采用65nm工藝的CedarMill，集成2MB二級緩存，單核心，支持HT、EM64T，VT?；蛑刃枰恼f明黑的是申，線睡寬是掉指芯義片上嬌的最惠基本液功能蒜單元斧——測門電夕路的適寬度冒，因軟為實物際上昏門電業(yè)路之穿間連座線的甲寬度福同門脂電路胡的寬你度相糟同，罩所以口線寬出可以刑描述釣制造陣工藝識。縮喘小線輪寬意某味著鎮(zhèn)晶體呢管可捐以做兔得更常小、比更密做集，慨可以裂降低滑芯片變功耗厚，系腥統(tǒng)更瓣穩(wěn)定朋，C間PU洲得以墻運行犁在更朱高的炮頻率焰下，爪而且哥在相趣同的缸芯片董復雜撿程度坑下可抵使用疏更小簡的晶漆圓，步于是幟成本葬降低鳴了。目托件隨著歡線寬無的不合斷降主低，誦以往框芯片恭內(nèi)部贈使用拉的鋁墳連線販的導低電性繳能將案不敷燦使用綱，A歇MD務在其礎K7薯系列便開始絮采用正銅連櫻線技等術。運而現(xiàn)杯在這捉一技炎術已檔經(jīng)得稠到了辭廣泛谷應用榜。距關于偷CP最U介的基危礎知階識：封CP失U腹的制耐造過哪程這切割嶄晶圓度械班所謂肌的“頑切割改晶圓碌”也查就是倚用機信器從趕單晶赤硅棒稀上切耐割下粥一片抖事先避確定漿規(guī)格讓的硅緞晶片柜，并閱將其僅劃分椅成多圈個細賓小的寄區(qū)域翻，每始個區(qū)兵域都請將成庭為一小個C遮PU預的內(nèi)抬核(哨Di膊e)糕。夕2.直影印獨（P指ho墊to悔li皺th喝og膝ra對ph芹y）類把在經(jīng)墳過熱朽處理上得到飲的硅姻氧化腔物層壘上面辭涂敷遲一種馬光阻鬧(P絞ho叔to濕re師si麻st議)物絲質(zhì)，軟紫外折線通覺過印令制著草CP揚U復薯雜電離路結(jié)仿構(gòu)圖增樣的殖模板扣照射技硅基響片，徑被紫趣外線壟照射負的地楚方光妄阻物幻質(zhì)溶難解。癥3.衛(wèi)蝕刻招(E它tc青hi技ng汗)稠支用溶甲劑將照被紫易外線導照射地過的泄光阻才物清賭除，死然后屯再采責用化暖學處抵理方動式，梅把沒叫有覆述蓋光魚阻物群質(zhì)部御分的許硅氧電化物牌層蝕斃刻掉怨。然比后把機所有石光阻縮物質(zhì)坡清除暑，就紫得到定了有警溝槽抽的硅據(jù)基片鐮。貸4.綠分層白途策為加精工新似的一虧層電蜜路，勵再次抹生長障硅氧銜化物本，然此后沉宅積一綢層多趴晶硅憲，涂剝敷光好阻物覆質(zhì)，嫌重復即影印拿、建蝕刻弟過程鞏，得權到含乖多晶脂硅和距硅氧句化物跪的溝羽槽結(jié)犧構(gòu)。鞠5.敏離子捧注入千(I容on接Im行pl花an助ta種ti映on窗)喚慰通過葵離子宗轟擊葡，使乞得暴場露的濫硅基猾片局摩部摻摧雜，蠟從而念改變飛這些項區(qū)域修的導迫電狀牧態(tài)，得形成罪門電束路。補接下欺來的午步驟仗就是呢不斷萬重復派以上般的過陰程。殊一個鵝完整扣的C丑PU廈內(nèi)核該包含泊大約族20腎層，咸層間充留出饑窗口雄，填貨充金拴屬以蹤保持促各層駛間電相路的于連接鉆。完軟成最蹤后的朽測試妹工作狐后，兔切割宅硅片先成單壓個C臨PU勁核心于并進透行封雨裝，味一個罩CP鋸U便巷制造煎出來保了。復關曉于河CP碌U列的基限礎知蠟識：憑CP泡U謎的主吊要性巾能指乖標主頻環(huán)柱即C傻PU慌的時販鐘頻蠻率(撕CP衡U堪Cl換oc堪k虛Sp膀ee囑d)覆，這碎是我搬們最扇關心谷的，流我們差所說史的3案.2肅GH討z、店2.內(nèi)0G迷Hz捎等就具是指蓄它，萍一般份說來士，主顯頻越膏高，哪CP拌U的示速度朵就越勤快，傅整機貧的就傾越高雁。不臉過現(xiàn)橋在萌AM斤D傭都采飼用了劣更加限模糊亦的命面名方廈式，狗企圖使讓消伙費者始淡化魔以主帽頻率暑計算回性能那的觀姨念。駕比如餃At燭hl貝on朽3串00短0+夢，它濕的頻辮率有齡可能訂是2晴.2岔0G腔Hz中，也苦有可釣能是須2.憶0G郵Hz礎。獎In執(zhí)te潛l租則哲采用睬了P碑en菜ti鏈um利6陶43桂這種嚼更易沿讓人欲眼花侄繚亂愛的命滿名方階式，陷一般揭人不糕查參墻數(shù)，鳴很難擦記得望它的改意義酬。閑FS痕B前子端總厘線阻星即C莊PU傅的外爸部時活鐘頻疼率，予由博電腦纖主板測提供妥，以匹前一遠般是晉13殊3M逗Hz灶，目管前樹In丙te餃l賽公司值最新豎的芯凈片組譽i9觀25究XE改芯片暴組使知用1倦06宅6M浴Hz亭的F勒SB氣。清內(nèi)部掏緩存砍（L倍1凈Ca甲ch粗e）翅勾封閉尊在C銀PU槽芯片娃內(nèi)部齊的高榮速緩敲存，輸用于艷暫時臉存儲晉CP藍U運惱算時叮的部釣分指貪令和臉數(shù)據(jù)田，存談取速額度與培CP住U主溜頻一玉致，汪L1愉緩存纏的容掃量單案位一煉般為彼KB茂。L運1緩牽存越垮大，涂CP己U工稈作時耕與存杠取速濁度較惕慢的濕L2腎緩存伐和墊內(nèi)存旗間交印換數(shù)巷據(jù)的籍次數(shù)鋤越少架，相忽對電遺腦的跡運算腸速度知可以顏提高蠅。匆外部池緩存攔（L枝2況Ca沖ch以e）炭聾CP擋U外新部的片高速勿緩存革，現(xiàn)殿在氧處理徑器戀的L細2忙Ca遼ch湊e是害和C南PU諷運行賞在相僻同頻酒率下悼的（肯以前籮P2典P泛3的腦二級剖緩存咽運行絡在相絞當于未CP鹽U頻繭率一句半下伐）。御箱其它絕的還脾有封螺裝技劈術、佩接口徹技術澇、、咳制造砌工藝足、指真令集農(nóng)等就逝不再橡詳細闖解釋練，不劃然就伴是寫擦書而妹不是玻寫文湊章了有。不宮如如玩果這美系列駁文章還可以場持續(xù)盼寫下孤去的押話，摧以后副便好腿好跟乖大家鏈再交翻流一系下。疊遠去膽的歷夸史：金微即處理此器勝發(fā)展鎮(zhèn)的第繩一階紫段為市講完愉了一臭些技癥術的秧簡單矛內(nèi)容羅，現(xiàn)款在就彼帶大蝦家去局看看枕CP平U心是怎訪樣從消無到化有，蜻并且衣一步皇步發(fā)農(nóng)展起錢來的星。眾根據(jù)紗大家姥的記礦憶，嗎筆者介把它根分為站了幾川個發(fā)齊展階族段。償注意執(zhí)，這寨并非汗按照側(cè)教科塌書去廣分，俗而是狂我們?nèi)f的記華憶。伙In啄te寒l案公司窄成立膜于1泛96早8年繭，格陷魯夫獄（左勁）、讀諾依剃斯（鐮中）黨和摩震爾（紫右）材是微告電子姨業(yè)界碑的夢橫幻組檔合誘展In寨te芽l惠4療00麥4榆等19訓71爽年1餅月，居In邁te腎l公藏司的多霍夫深(M巧ar領ci拒an亦E敬.H椒of竭f)艇研制秒成功壩世界凈上第務一枚突4位劑微處糊理器愈芯片燙In夜te拾l(fā)殊40眾04伐，標廉志著指第一僚代微亡處理班器問擠世，贈微處轟理器常和微縣機時添代從狐此開項始。璃因發(fā)林明微香處理價器，擋霍夫瑞被英查國《犁經(jīng)濟撞學家純》雜粘志列吉為“佛二戰(zhàn)稿以來廢最有鈔影響戶力的蘆7位遭科學成家”須之一席。滿專40棍04超當時雨只有亡23棕00桑個晶測體管漆，是份個四洽位系沃統(tǒng)，貫時鐘票頻率茫在1輕08亮KH仍z，柱每秒視執(zhí)行隸6萬乎條指會令（材0.慚06李M棋IP狡s)先。功鼓能比鐘較弱屢,且部計算嫂速度仇較慢譜,只挑能用渡在B堪us籍ic每om沒計算姻器上火。暖格魯榨夫寸“只鄰有偏弟執(zhí)狂酬才能畢生存灑”河厭19攝71絞年1仁1月落，I叨nt祖el抗推出櫻MC棗S-忽4微侵型計舟算機浸系統(tǒng)消（包弊括4企00煩1乖RO恨M芯普片、壯40罰02捧R評AM雄芯片專、4憂00呀3移愉位寄祥存器趴芯片飲和4譽00扭4微給處理辜器）甚，其收中4材00莊4（揀上圖舅）包閣含2古30受0個砍晶體沾管，抗尺寸耀規(guī)格渴為3候mm榜×4攔mm駁，計昆算性性能遠廁遠超缸過當衡年的揀EN盤IA惱C，愧最初感售價威為2簡00腦美元玉。懼In爆te醉l挎80欠08假傘19負72檢年4魄月，拜霍夫刷等人斤開發(fā)留出第糾一個我8位勺微處漆理器淹In藝te鼠l拉80兄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