CPU也稱�中央處理�,是電子計算機的主要�(shè)備之一。其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟�中的�(shù)�(jù)。所謂的計算機的可編程性主要是指對CPU的編�。CPU是計算機中的核心配件,只有火柴盒那么�,幾十張紙那么厚,但它卻是一臺計算機的運算核心和控制核心。計算機中所有操作都由CPU負責讀取指令,對指令譯碼并�(zhí)行指令的核心部件。CPU、內(nèi)�存儲�和輸�/輸出�(shè)備是電子計算機的三大核心部件�
1、指令控制——程序的順序控制 主要由程序計�(shù)器PC 及控制類指令的執(zhí)行等來實�(xiàn)指令的控��
2、操作控� 由執(zhí)行指令的一系列微操作信號進行控制�
3、時間控制——對各種操作實施時間上的控制 主要由時序信號發(fā)生器等實�(xiàn)時間的控��
4、數(shù)�(jù)加工——對�(shù)�(jù)實現(xiàn)算術(shù)、邏輯運算等的處��
位:在數(shù)字電路和電腦技�(shù)中采用二進制,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CPU在單位時間內(nèi)(同一時間)能一次處理的二進制�(shù)的位�(shù)叫字長。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就能在單位時間內(nèi)處理字長�32位的二進制�(shù)�(jù)。字節(jié)和字長的區(qū)別:由于常用的英文字符用8位二進制就可以表�,所以通常就將8位稱為一個字節(jié)。字長的長度是不固定�,對于不同的CPU、字長的長度也不一��8位的CPU一次只能處理一個字節(jié),�32位的CPU一次就能處�4個字節(jié),同理字長為64位的CPU一次可以處�8個字節(jié)�
CPU依靠指令來計算和控制系統(tǒng),每款CPU在設(shè)計時就規(guī)定了一系列與其硬件電路相配合的指令系統(tǒng)。指令的強弱也是CPU的重要指�,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,指令集可分為復雜指令集和精簡指令集兩部分,而從具體運用�,如Intel的MMX(Multi Media Extended)、SSE� SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2�、SEE3和AMD�3DNow!等都是CPU的擴展指令集,分別增強了CPU的多媒體、圖形圖象和Internet等的處理能力。我們通常會把CPU的擴展指令集稱為"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�,AMD會在未來雙核心處理器當中加入對SSE3指令集的支持,全美達的處理器也將支持這一指令��
� 光刻�
這是目前的CPU制造過程當中工藝非常復雜的一個步�,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的刻�� 由此改變該處材料的化學特性。這項技�(shù)對于所用光的波長要求極為嚴格,需要使用短波長的紫外線和大曲率的透鏡??涛g過程還會受到晶圓上的污點的影響。每一步刻蝕都是一個復雜而精細的過程。設(shè)計每一步過程的所需要的�(shù)�(jù)量都可以�10GB的單位來計量,而且制造每塊處理器所需要的刻蝕步驟都超�20步(每一步進行一層刻蝕)。而且每一層刻蝕的圖紙如果放大許多倍的�,可以和整個紐約市外加郊區(qū)范圍的地圖相�,甚至還要復�,試想一�,把整個紐約地圖縮小到實際面積大小只有100個平方毫米的芯片上,那么這個芯片的�(jié)�(gòu)有多么復�,可想而知了吧�
單晶硅錠和最初的核心架構(gòu)
當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成�
英特爾技�(shù)人員在監(jiān)測自動濕刻蝕工具中的晶圓,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�,另一個二氧化硅層制作完成。然�,加入另一個帶有感光層的多晶硅�。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導體�,多晶硅允許在晶體管隊列端口電壓起作用之前建立門電路。感光層同時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�。然后,要對暴露在外的硅層通過化學方式進行離子轟擊,此處的目的是生成N溝道或P溝道。這個摻雜過程創(chuàng)建了全部的晶體管及彼此間的電路連接,沒個晶體管都有輸入端和輸出�,兩端之間被稱作端口�
� 重復這一過程
從這一步起,你將持�(xù)添加層級,加入一個二氧化硅層,然后光刻一次。重復這些步驟,然后就出現(xiàn)了一個多層立體架�(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)進行層間的導電連接。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)�,并不直接代表著最終產(chǎn)品的性能差異�
� 封裝測試過程
接下來的幾個星期就需要對晶圓進行一�(guān)接一�(guān)的測�,包括檢測晶圓的電學特性,看是否有邏輯錯誤,如果有,是在哪一層出�(xiàn)的等�。而后,晶圓上每一個出�(xiàn)問題的芯片單元將被單獨測試來確定該芯片有否特殊加工需��
技�(shù)人員正在檢查各個晶�,確保每個晶圓都處于狀�(tài)。每個晶圓中可能包含�(shù)百個芯��
晶圓在測試過程中旋轉(zhuǎn)時的特寫
而后,整片的晶圓被切割成一個個獨立的處理器芯片單�。在最初測試中,那些檢測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進行封裝,這樣它就可以順利的插入某種接口規(guī)格的主板了。大多數(shù)intel和AMD的處理器都會被覆蓋一個散熱層。在處理器成品完成之�,還要進行全方位的芯片功能檢測。這一部會�(chǎn)生不同等級的�(chǎn)�,一些芯片的運行頻率相對較高,于是打上高頻率�(chǎn)品的名稱和編�,而那些運行頻率相對較低的芯片則加以改造,打上其它的低頻率型號。這就是不同市場定位的處理�。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(這種缺陷足以導致絕大多數(shù)的CPU癱瘓�,那么它們就會被屏蔽掉一些緩存容�,降低了性能,當然也就降低了�(chǎn)品的售價,這就是Celeron和Sempron的由��
在CPU的包裝過程完成之�,許多產(chǎn)品還要再進行一次測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��
維庫電子�,電子知�,一查百��
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