| qwert11 |
2008-07-26 02:41 |
微型晶片是積體電路的一種, 主要通稱於電腦或相關產業,
是把成千上萬的電子元件如電阻、電容等設計濃縮在一片不到指甲大小的矽微晶片上，
如此可縮小傳統電子迴路的體積。
微晶片是二十世紀下的產物, 也是二十世紀人類最偉大的發明, 如果在這世界上突然沒有了它,
那麼就會發生比天災更加嚴重的災難。
而電腦的心臟 CPU 就是一種微晶片, CPU是Central Processing Unit 「中央處理單元」之簡稱，
它是使整部電腦能夠運作的最核心、最重要的元件。其作用就是當電腦系統開始運作時，CPU從記憶體內，
讀取操作它的軟體的指令與資料，透過ALU運算出結果後存回記憶體，
同時由主機板，與外界的I/O週邊溝通，達到資料處理的目的。
CPU為控制整部電腦運作的中心樞紐，其內部包括控制單元、算術及邏輯單元、暫存器或記憶單元。略介紹如下：
算術及邏輯運算單元(ALU)：加、減、乘、除及比較、選擇、判斷等運算。
控制單元(CU)：翻譯程式中的指令的解碼功能及協調控制各部門依指令執行 使電腦自動化處理資料。
記憶單元：儲存目前正要被處理運算的程式或資料，容量以KB為單位。
輸入單元(Input,I/P)：接受輸入的資料或程式，以供進一步處理。如：鍵盤、滑鼠等。
輸出單元(Output,O/P)：負責將CPU處理結果輸出，輸出於各種輸出設備上，如：印表機、磁碟機等。
暫存器(Register)：暫時儲存資料，如用來儲存運算的累積器。其功能與記憶體相似。
CPU內部較重要的暫存器：
1.程式計數器PC (Program Counter)：負責儲存CPU下一次所要執行的記憶體位址。
2.指令暫存器IR (Instruction Register)：負責儲存CPU所要執行的指令。
3.堆疊指標器SP (Stack Pointer)：負責儲存CPU目前使用的堆疊位址。
4.位址暫存器MAR：負責儲存CPU所要存取記憶體資料的位址。
微電腦的基本結構
1.位址匯流排Address Bus：負責傳送CPU所要存取資料的位址，它可以決定CPU 所能處理的記憶體容量，
Ｎ條位址線可以擁有2的N次方的記憶空間，而其位址為0至2的N次方來減1。
2.資料匯流排Data Bus：負責傳送CPU所要存取的資料，其線數的多少代表CPU的字組Word，
亦即CPU一次所能存取資料的基本單位，常稱N位元CPU亦就是此CPU有N條資料線。
3.控制匯流排Control Bus：負責傳送CPU所發出的控制訊號。
衡量CPU的性能有下列幾項
1.內部運算架構(Architexture)
例如說這顆CPU的內部設計，是scalar，還是超純量(superscalar)的設計；有無內建快取記憶體，
指令、資料與記憶體的讀寫設計等，都會影響整個CPU的運作效能。
2.位元處理能力
例如8位元、16位元的CPU。通常這跟CPU內部暫存器、資料匯流排或指令寬度有關。
就Intel的定義，8086/286的通用暫存器(General Purpose Registers)GPR是16位元，
所以它們算是16位元的CPU；386/486以至於Pentium、Pentium Pro，也是32位元的CPU，
因為CPU核心的GPR只有32位元。
3.記憶體容量
我們說這顆CPU的記憶體控制範圍有多少MB，像386/486等32位元的CPU，
其最大記憶體容量有2的32次方等於4096MB=4GB(實際上32bit系統並不一定能夠正常識別4GB)。
4.工作時脈(clock)
每個CPU工作時脈越高，執行指令的單位時間(cycle)越小，速度就越快。
例如說Intel 486DX-33，是以33MHz(=33,000,000Hz/每秒鐘)為工作時脈，
它其與同類型的486DX-25(24MHZ工作時脈)相比較，前者速度就比後者快上約33%。
5.IC製程
目前有BiCMOS與CMOS兩類。一般是以若依線路精密度來分，
是以微米(micron,=10的負6次方M, 也就是百萬分之一公尺)。
目前的CPU製程，已經進化到0.25um，將來還會拓展到0.18um。
最後概略解說早期的CPU歷史演進
從1981年個人電腦(Personal Computer,PC)興起至今，已經有十六、七年歷史了，而PC的CPU也經過數個世代的演進：
第一代 8086、8088、AT/XT
第二代 80286
第三代 80386
第四代 80486
第五代 Pentium、Pentium MMX、AMD K5/K6、Cyrix 6x86 MX
第六代 Pentium Pro、Pentium Ⅱ、Celeron、AMD K6-2、Cyrix M2、IDT WinChip/WinChip-2
第七代 Intel Merced、AMD K7、IDT WinChip-3
話說回來現在已經邁入奈米科技的時代,製程也越來越小,所以可以做的更精密更省電，
性能更為強大的CPU，未來除了四核心的CPU之外也有傳聞會開發出16核心跟32核心以上的產品，請大家拭目以待 |
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