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~CPU簡介~教你簡單看CPU~Part 2

繼上一篇"~CPU簡介~教你簡單看CPU~Part 1"後~

本篇將會介紹更多CPU的相關資訊~~

話不多說~快點來看看吧~

文中還是會以Intel以及AMD兩大廠商為主進行介紹~~CPU腳位:
CPU腳位~指的就是CPU與主機板間有多少的"接點",這是CPU十分重要的部分!!畢竟CPU的腳位如果跟主機板不合,那該科CPU根本不可能在該主機板上運作。
CPU腳位的改變通常意味著CPU要大翻新,因為腳位變了~訊號傳輸的方式也變了~供應CPU電源的方式也變了~要應付如此多的變化~CPU勢必要有一些大翻新。
這邊提醒一件事~主機板上面的腳位相同~並不代表可以支援所有該腳位的CPU~有時候是因為外頻不夠(前面提過主機板的外頻跟CPU的外頻一樣!!)~有時候是因為北橋晶片不支援該CPU(北橋晶片是主機板上的重要晶片~有如人體的"中樞神經系統"~未來主機板篇會介紹~)

一般的CPU接腳通常都是在CPU上面做接腳~主機板上面做接點~但是~

目前Intel系列CPU在市面上使用的主流CPU腳位為LGA775接腳,這種接腳技術是在CPU上面做775個接點~主機板上面做775個接腳~說好聽點~是Intel怕使用者裝CPU時壓太大力~造成針腳歪掉~導致整顆CPU不能使用(針腳十分精密!!不是那種彎掉在歪回來可以用的東西!!)~所以就讓針腳坐在主機板上~說的難聽點~就是Intel不想賠償這種針腳歪掉的爛事~就把針腳作在主機板上~讓主機板的廠商來承擔賠償責任罷了...

Intel的LGA775腳位已經使用很長一但時間了,目前有消息指出~今年下半年Intel將更換其CPU腳位~改為LGA1366~同樣是在CPU上面做接點~主機板座接腳~

AMD目前主流的CPU腳座是AM2以及AM2+,其實這兩種接腳的配置一樣~都是CPU上面有940根針腳~針腳的配置也一樣~但是依些工蛋的細部有座細微調整~所以不一定相互支援~

核心代號(微處理器架構):
影響CPU根本效能的最重要的指標,可以稱作CPU的體質,要知道~同樣叫做Pentium 4系列的CPU~全部集合起來後你會發現~他們根本就只是名字都叫Pentium 4,但是Pentium 4全系列總共經過4個架構的時期,例如:第三代的Pentium 4其核心代號為Northwood,第四代的Pentium 4叫做Presoctt,基本上第三代與第四代的Pentium 4幾乎已經完全不一樣了,從一開始的設計理念~製程~成品~架構~完全不一樣~基本上~CPU改名通常是看時再換的,核心型號才是CPU真實的面貌,自己的CPU核心代號要怎麼看?之後會使用一套名為CPU-Z的免費軟體,裡面便可以看到你家CPU是啥東東~

這邊提醒~
研發代號改了~CPU名字~不一定改~(像是前面提到的Pentium 4全系列就有四種核心代號)
CPU名字改了~研發代號~~還是不一定改!!像是最後一代的Pentium 4所使用的Presoctt核心架構,並不是只有Pentium 4使用,連後來推出的低階CPU~~Celeron D系列都是使用Presoctt為其核心~

提過~這個核心袋好其影響力超過時脈的影響!!時脈為3.4GHz的Pentium D 940(研發代號為Presler)效能沒一顆2.33GHz的Core 2 Duo E6550(研發代號為Conroe)的一半,那時脈到底代表甚麼呢?其實~時脈的可以說是"同樣研發代號"底下的CPU的"效能指標"~甚麼意思呢?舉個例子~Intel CPU研發代號為Conroe的Core 2 Duo系列中~不是只有E6550這一顆CPU~還有E6750~E6850~等一堆CPU(光是Conroe系列就有11種)~這些CPU雖使用同一種核心,但在效能上卻有很大的差距,這是為什麼呢?最主要就是原廠在製作這些CPU時,便會將其外頻、倍頻鎖定,使其時脈固定,造成效能差距,例如~E6850的時脈就比E6550還快~所以效能比較高~當然售價就比較高~

核心製程:
一般在市面上看到CPU的廣告~都會聽到"使用最新XX奈米製程!!"~這個指標其實是CPU在製作前期~還是"晶圓"(圓圓的一片~上面一格一格的~就是晶圓~最新有聽到是16吋晶圓~)的時候所使用的技術,因為CPU能夠運作~主要是靠著在CPU上面大量的電晶體(數以百萬計的電晶體)~製程越小~便能在單位面積上放上更多的電晶體~也就能提升更多的效能~

製程縮小~不一定要增壓電晶體~因為電晶體在運作期間會因為距離太近~進而產生電磁輻射干擾~這會造成電晶體運算錯誤~也會造成輻射干擾的熱能~如果能夠縮小製程~就能把電晶體之間的距離拉得更遠~減少電磁干擾的產生,而且製程縮小~相對來說CPU能使用的設計空間就會比較大~便可以放入更多的延伸技術(例如加大L1、L2~或是加入更多的多媒體指令集(這個之後會做介紹)~)~

目前Intel因為技術比較精進~於是旗下CPU最新已經到達45奈米的製程~
AMD就比較沒有這方面的優勢~旗下的CPU目前最小孩是65奈米的製程~

多媒體指令集:
這是CPU在製作時~就已經寫在CPU裡面的解碼器~功能是將傳送過來的資料、程式轉換成CPU看得懂的機械碼~這些指令集有一些是不可或缺的~像是x86、MMX這種指令集~如果CPU沒有支援的話~那根本連Windows都不能灌~因為這一些指令集Windows一定都會用到~如果沒有這些指令集的話~CPU將無法正常運行Windows~(當然如果不用Windows的話就不用是必備的~)

其他的指令集~一般多為可有可不有~有的話~程式設計師就可以依據琪指令集內容來加速其程式的轉換速度~若是沒有該指令集~也只是程式轉換時會花多一點時間~並不會有成是錯誤的情況發生~

目前Intel與AMD的CPU都有指令集有:MMX(56條指令)、SSE(70條指令)、SSE2(144條指令)、SSE3(32條指令)等
Intel CPU特有的指令集有:SSE4(47條指令)、SSE4.1(7條指令)、EM64T(這是Intel的64位元技術~下面會說明~)
AMD CPU特有的指令集有:3DNow!(21條指令)、3DNow!+(45條指令)、SSE4a(170條指令)、x86-64(這是AMD的64位元技術~下面會說明~)

如果就數量上來看~似乎AMD的指令集數目會比Intel還要多,程式執行上會比Intel來的順暢,但事實卻非如此~~因為AMD的指令集固然多,但是程式設計師若是不針對指令集進行程式的優化~那指令集就一點功用都沒有,AMD目前的市占率只有25%以下,Intel市占率達到7成以上,一般程式設計師會比較偏好為Intel的CPU進行優化,因為可以達到更多的經濟效應。

64位元延伸技術:
64位元技術~需要提及的層面就比較大了~就目前來說~我們所使用的軟體有90%以上都是32位元版本的,而剛剛提到的x86指令集,便是讓32位元軟體與系統正常運作的解碼器,目前考慮的32位元定址能力有限~所以要推行64位元技術~一舉提升定址能力~不要以為32跟64只是32*2而已~不是這樣喔!!所謂32位元是2的32次方喔!!64位元就是2個64次方!!2的64次方比32次方大大大大太多了!!!

完全聽不懂對吧?還是先來說說一個我親身經歷的案例~~

有一天~西瓜開開心心的買了兩條2GB的記憶體回家~確定了主機板可以支援到8GB的RAM後~興高采烈的插了上去~在BIOS的設定上可以清楚的看到4096MB的記憶體(就是4GB)~進入Windows XP也都沒有任何問題~但是!!糟糕的事情發生了!!甚麼事情呢?就是當西瓜對著我的電腦按右鍵選"內容"時~他竟然看到電腦只抓到3.25GB的RAM!!!剩下的0.75GB的空間無故消失了!?為什麼會這樣呢?

以上就是一個32位元作業系統與64位元作業系統的差別~
這邊教一下各位~CPU以及軟體要使用記憶體(不管是RAM或是硬碟構成的虛擬記憶體),必須要對記憶體進行"定址"才能使用該記憶體~否則記憶體就會直接被系統判定為無法使用~~
(請把記憶體想成是人~然後CPU&軟體是一家公司~"定址"就是發給這些人"工作證"~這樣公司交代工作時~就依照工作證上面的號碼來分派工作~相對的~沒有拿到工作證的人~當然不可能拿的到工作~就是"無法使用"~這樣應該比較明瞭了吧^^)
32位元無法定址太多的記憶體,32位元版本的XP只能定址3.25GB的記憶體(公司的工作證不夠!!)~於是便無法將4GB的RAM全部發揮~但是64位元因為定址能力大很多(2^64>>2^32)~所以可以定址128EB的RAM(公司多出了很多很多的工作證了!!)~所以之後西瓜就灌了64位元的作業軟體後~4GB的RAM就可以正常運作了(所有人都可以拿到工作證)~(128EB有多大勒?1EB=1024PB、1PB=1024TB、1TB=1024GB、1GB=1024MB,所以~128EB就是~128*1024*1024*1024GB=137438952372GB,依照目前技術~你根本不可能把它的定址能力耗竭...)

64位元的定址能力並只是軟體,而是連硬體都要有支援,這樣硬體才能夠自己定址記憶體,AMD在很早之前就推出了支援64位元技術的CPU了,但是因為當時沒有64位元的作業軟體,所以無法發揮功用,現在支援64位元的作業軟體常見的就是:64位元版本的Windows Vsta、以及64位元的Windows XP,其他還有各家不同的系統,有些也可以支援64位元的定址能力。

要支援64位元技術~除了硬體和作業系統之外~應用程式自身也要對64位元進行調整,否則將會出現記憶體的定址錯誤,然而結至目前為止我們一般大眾使用的軟體大概有99%根本就沒有針對64位元進行修正,所以在64位元的作業軟體上發生錯誤,為了應付這個過渡期,微軟旗下的64位元版本的Windows Vsta、以及64位元的Windows XP都會自動辨認在執行的程式是否為64位元版本,若不是,就會將其編碼交由x86進行,若是64位元,則交由各家的64位元指令集進行編碼。

這邊特別注意~不是家裡的CPU有支援64位元技術就一定要灌64位元的作業軟體~目前市售的CPU都還是以32位元的程式為主,64位元只是為未來保留升級的空間,並不是一定要使用~

(...64位元對於32位元的相容問題還是一直存在...網路上各大電腦論壇都有熱烈討論64位元相容性問題...)


本篇介紹到這裡~
這次寫的東西相對於上一篇加深了不少~(有一些連我自己都要在翻書找找到底是不是這樣˙ ˙")
第三篇將會對於多核心CPU作一些詳盡的解釋,因為多核心的CPU分類甚廣~所以才打算在寫一篇專門探討CPU的多核心~

有問題歡迎留言阿~~我會盡快回答的^^
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