六.几个有关的CPU专用术语
1. IA-32&IA-64
IA是英语“intel体系/Intel Architecture” 的缩写。这是因为目前使用的CPU以Intel公司的X86序列产品为主,所以人们将Intel生产的CPU统称为intel体系(IA) CPU。 由于其它公司如AMD等公司生产的CPU基本上能在软、硬件方面与Intel的CPU兼容, 所以人们通常也将这部分CPU列入IA系列。由于目前使用的CPU,包括新推出的Pentium III都还是32位的,所以又被列为IA-32。而IA-64就是Intel下一步将推出的64位CPU,但其物理结构和工作机理与目前的X86序列的IA-32CPU完全不同。
2. CPU外频
CPU外频也就是常见特性表中所列的CPU总线频率, 是由主板为CPU提供的基准时钟频率,而CPU的工作主频则按倍频系数乘以外频而来。在Pentium时代,CPU的外频一般是60/66MHz,从Pentium II350开始,CPU外频提高到100MHz。由于正常情况下CPU总线频率和内存总线频率相同,所以当CPU外频提高后,与内存之间的交换速度也相应得到了提高,对提高电脑整体运行速度影响较大。
3. CPU主频
CPU主频也叫工作频率,是CPU内核(整数和浮点运算器)电路的实际运行频率。在486 DX2 CPU之前,CPU的主频与外频相等。从486DX2开始,基本上所有的CPU主频都等于“外频乘上倍频系数”了。
4.流水线技术
流水线(pipeline) 是InteI首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在CPU中由5~6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线,然后将一条X86指令分成5~6步后再由这些电路单元分别执行,这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令,因此提高CPU的运算速度。由于486CPU只有一条流水线,通过流水线中取指令、译码、产生地址、执行指令和数据写回五个电路单元分别同时执行那些已经分成五步的指令,因此实现了486CPU设计人员预期的在每个时钟周期中完成一条指令的目的(按笔者看法,CPU实际上应该是从第五个时钟周期才达到每周期能完成一条指令的处理速度) 。到了Pentium时代、设计人员在CPU中设置了两条具有各自独立电路单元的流水线,因此这样CPU在工作时就可以通过这两条流水线来同时执行两条指令,因此在理论上可以实现在每一个时钟周期中完成两条指令的目的。
5. CPU的生产工艺技术
我们常可以在CPU性能列表上看到“工艺技术”一项,其中有“0.25um”或“0.18um”等,这些同样是为了说明CPU技术先进程度。一般来说“工艺技术”中的数据越小表明CPU生产技术越先进。目前生产CPU主要采用CMOS技术。CMOS是英语“互补金属氧化物半导体”的缩写。采用这种技术生产CPU时过程中采用“光刀”加工各种电路和元器件,并采用金属铝沉淀在硅材料上后用“光刀”刻成导线联接各元器件。现在光刻的精度一般用微米(um)表示,精度越高表示生产工艺越先进。因为精度越高则可以在同样体积上的硅材料上生产出更多的元件,所加工出的联接线也越细,这样生产出的CPU工作主频可以做得很高。正因为如此,在只能使用0.65 um工艺时生产的第一代Pentium CPU的工作主频只有60/66MHz,在随后生产工艺逐渐发展到0.35um、0.25um,所以也相应生产出了工作主额高达266MHz的Pentium MMX和主频高达500MHz的Pentium II CPU。
由于目前科学技术的限制,现在的CPU生产工艺只能达到0.25um,因此Intel、AMD、Cyrix以及其它公司正在向0.18um和铜导线 (用金属铜沉淀在硅材料上代替原来的铝) 技术努力,估计只要生产工艺达到0.18um后生产出主频为l000MHz的CPU就会是很平常的事了。
(全文完)

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