中央處理器CPU簡介

中央處理器CPU簡介

CPU的全稱是 Central Processing Unit,中文名為中央處理器,身為電腦的核心,它控制著整台電腦的運行和工作。
長期以來,CPU的性能也代表著這台電腦的整體性能等級,雖然近一段時間,GPU(圖像處理晶片)、APU(音頻處理晶片)等各種獨立工作、減輕CPU工作負擔的硬體逐漸出現,但CPU的重要性仍然不可忽視。

■ 工作時脈:
指CPU的工作頻率,通常以MHz表示,該數值愈大,代表CPU運算速度愈快。
內部快取記憶體(L1 Cache & L2 Cache):
封閉在CPU晶片內部的高速快取記憶體,用於暫時儲存CPU運算時的部分指令和數據,一般容量單位為KB。
內部快取記憶體越大,CPU工作時與存取速度較慢的 SDRAM間交換數據的次數越少,減少CPU讀取SDRAM中資料浪費的時間,相對CPU的運算速度可以提高。
因為種記憶體成本昂貴,為降低成本,Inter公司生產了一種L2 Cache較小的CPU命為賽揚,性能也不錯,是需求不高的理想選擇。

■ MMX技術 :
是「多媒體擴展指令集」的縮寫。MMX是Intel公司在1996年為增強Pentium CPU在音效 、圖形和通信應用方面而採取的新技術。為CPU增加57條MMX指令,除了指令集中增加 MMX指令外,還將CPU晶片內的L1快取記憶體由原來的16KB增加到32KB, 因此MMX CPU比普通CPU在運行含有MMX指令的程式時,處理多媒體的能力上提高了60% 左右。目前CPU基本都具備MMX技術。

■ CPU 種類:
賽揚誕生於1998年,當時是Intel為了彌補Pentium II和Pentium MMX處理器之間的空缺生產的去掉L2 Cache的簡化版本的Pentium II處理器。
目前我們在市場上看到的Celeron有兩種,第一種是Intel在2000年5月推出的,為了對抗AMD在低階處理器市場的攻勢,改進了原來的使用PentiumII核心的Celeron處理器,開始採用支援SSE指令集的Coppermine-128內部核心製造Celeron處理器,很多人將其稱為Celeorn-II,自2002年底,Intel開始推出Tualatin核心的Pentium III時,同時推出的Tualatin-256核心Celeron,目前被人們稱為Celeron-III。Celeron III使用IHS頂蓋封裝,更能保護核心,提高散熱效率,而且新Celeron還使用了0.13um製程,發熱量極低,運行頻率較高。起始頻率為1.0GHz(標為Celeron 1000A),由於使用了全新的核心和全速的256KB L2 Cache,性能大大提升。
實際上,Intel的Pentium III早已因市場策略而功成身退。目前市場上仍然存在的Pentium III主要是採用Coppermine核心,256KB L2 Cache的版本,該版本的Pentium III使用了0.18um製程,L2 Cache為256bit,支援SSE,使用133MHz外頻,頻率範圍在500MHz到1.13GHz,目前仍然在銷售的則只有133MHz外頻的Pentium III 733、866和1GHz,其他頻率版本的Pentium III已經很少在出現在市場上,即使這些頻率版本的Pentium III也早已不再被Intel生產,只是作為商家的存貨在銷售而已,不過,Intel目前還在生產一種Pentium III,那就是使用512KB L2 Cache的Tualatin核心Pentium III-S,這種版本的Pentium III與Celeron III外觀差不多,但是L2 Cache更大,也因此成為了伺服器版本的專用Pentium III處理器,其起始頻率為1.13GHz,還有1.2GHz和1.26GHz,未來可能還會有1.33GHz和1.4GHz,最高將達到1.46GHz。雖然Pentium III-S性能強勁,但它畢竟是伺服器Pentium III,不但價格昂貴,而且殊為罕見,我們在這裡就不多作介紹了。
目前在市場上主要出現的Pentium 4都是以Willamette為核心的,使用Socket 423和Socket 478兩種封裝模式,尤其是後者,與Tualatin核心的PIII和Celeron相當相似。Pentium 4都使用了100MHz的QDR模式外頻,其L1Cache傳輸頻率為400MHz,執行頻率為200MHz,Willamette核心的P4最高頻率為2GHz,最低為1.3GHz,L2 Cache均為256KB。由於為了提高頻率而使用了20級的執行管路,導致Pentium 4 Willamette的運行頻率不如AMD的Athlon和Athlon XP。
此外,Pentium 4還有使用Northwood核心的產品,也使用了Socket 478封裝,它擁有512KB的L2 Cache,而且還使用了0.13um製程,部分還採用了133MHz外頻,經過QDR後達到533MHz,這樣,Northwood就可以達到非常高的運行頻率。
同樣的,分辨Northwood和Willamette也不能只靠外觀,因為從外觀上看Northwood核心的Pentium 4與Socket 478 Willamette Pentium 4沒什麼差別,因此當你遇到1.6到2.0GHz之間頻率的Pentium 4時,必須注意其編號後是否有A,沒有A則是Willamette核心,有A則是Northwood核心。
Intel Xeon處理器備有512 KB的L2Cache,具有更高的時脈速度、 400 MHz系統匯流排、快速執行引擎和作業追蹤快取記憶體、Hyper-Threading技術這些功能的整合,都是專為提升現有應用程式效能與傳輸量,並為以Intel Xeon處理器為基礎的伺服器平台建立充足的儲備動力,以符合現有及未來隨著企業與工作量成長所需的動力需求而設計。
AMD的Athlon系列目前有兩種,分別採用的核心,為Thunderbird和Palamino。前者就是我們常見的Athlon雷鳥,而後者正是我目前流行的Athlon XP
由於AMD的市場規劃,Thunderbird正逐漸退出市場,其實Thunderbird本身是一個相當傑出的處理器核心,它擁有133MHz外頻,EV2線路結構,DDR模式的266MHz頻率,可接受快取記憶體頻率達2.1GB/s。核心方面擁有256KB全速L2 Cacheh,128KB L1Cache,比Pentium 4總數僅20KB的 L1Cache大了很多。Thunderbird的處理流程管路數為13級,晶體管數為3700萬個,不知道是由於設計原因還是封裝落後的關係(Thunderbird仍然使用了陶瓷封裝),它的耗電功率和發熱量之高讓人匪夷所思,最高頻率1.4GHz的產品居然高達70W耗電功率,當然,這也是它的工作頻率最高只能達到1.4G的主要原因。此外,Thunderbird核心中沒有溫控晶體管,加上陶瓷封裝的核心裸露,高溫燒毀、散熱器壓毀處理器的慘劇時常發生。
Palamino核心的Athlon XP是如今比較亮眼的明星產品,雖然仍然採用了0.18um製程,但由於更換了類似於FC-PGA的OPGA封裝,再加上改良了設計,Athlon XP核心溫度和耗電功率均大幅度降低,一直到Athlon XP 2100+才達到70W耗電功率,當然,相比Pentium 4仍有所不足,但相信改換為0.13um製程後應該會有更出色的表現。Palamino核心的基本特性與Thunderbird相同,除了增加有數據預取功能以外,幾乎沒有區別。但是Palamino多了50萬個晶體管,同時也增加了核心的溫控晶體管,從而可以更精確控制CPU的核心溫度,從而大大增加了安全性。最值得一提的是Athlon XP由於雖然頻率低,但性能高,在與其他處理器的市場對照比較時劣勢明顯,所以AMD特意為其採用了PR性能計算法,將處理器頻率和處理器型號分開,使用公式"內頻×3÷2-500″的方式得到型號數值,用於體現其實際性能。
AMD Athlon MP 處理器是 AMD Athlon 系列處理器的最新型號,可確保多處理器系統能發揮前所未有的高效能。AMD Athlon MP 處理器利用核心邏輯 (core logic) 執行 Smart MP 技術,使多處理器系統發揮更卓越的效能。這款處理器是全球首款有如此力的第 七代 x86 處理器,可支援高效能多處理器平台的 伺服器及工作站 。
AMD Athlon MP 處理器是配置單處理器 (1-way) 和雙處理器 (2-way) 伺服器及工作站平台所必要的元件,尤其適用於商用及企業系統。這款處理器的設計獨特,最適合執行多線程式以及負責重要任務的應用軟體 。

■ CPU 超頻:
簡單來說,超頻就是藉由調整主機板的設定,使CPU的執行工作頻率超過原本的設定,使CPU在較高的工作頻率下,能有更好的效率。
CPU 到底可不可以超頻?那得看CPU 本身設計及電腦本身的品質好不好。超頻對CPU本身的壽命難免會有影響,而且可能經常會發生當機的情況喔!

■ 盒裝 & 散裝:
一般市面上所販售的 CPU有盒裝及散裝的規格,盒裝的 CPU會附上原廠風扇以確保 CPU能正常工作,購買散裝的 CPU價格雖便宜,但沒有原廠使用手冊, CPU貼紙,原廠風扇等配件,通常 AMD的 CPU是以散裝方式販售。

■ CPU 購買指南:
一般來說賽揚與AMD的價格差不多,Pentium 4 的價位高出前者 3倍左右,我們該如何選購適合自己的 CPU呢?舉例來說,如果您的公司有大量的數據須處理,您可能必須要請一位頭腦靈敏,工作效率高的會計小姐,但如果您只是些許的資料須建檔,那找一位工讀生就可以了。
所以說,您有大量的資料運算需求,或快速的貼圖需求(遊戲和繪圖),那非Pentium 4不可,若只是要作資料建檔或上網,現在的賽揚就足夠了,當然 AMD也是不錯的選擇,但它的高溫問題不能忽視,這意味您須要細心規劃散熱問題及勤作風扇的保養。