中央處理器(CPU, unit)作為計算機系統的運算和控制核心,是信息處理、程序運行的最終執行單元,是運算和處理數據的核心,又稱為“微處理器”。現如今,對于 PC ,甚至手機而言,CPU的規格與頻率甚至直接被用來衡量電腦及手機性能強弱重要指標。CPU的功能主要是處理計算機軟件的數據,將人類的命令轉化為機器語言,并對其他計算機中的設備,如內存、顯卡、主板等提出命令。在整臺計算系統中,它扮演“老板”的角色。
更形象地說,CPU就是人類的大腦,一切信息都需要它的參與或思考。
CPU的正反面
CPU里面最重要的東西就是晶體管了,提高CPU的速度,最重要的就是提高單位面積里晶體管的數量,由于CPU實在太精密pc機中有幾個微處理器,里面組成了數目相當多的晶體管,早在多年前就只能通過光刻工藝來進行加工了。
這也是為什么這幾年光刻機對于我國的重要性,我們國家也正在加大研發更先進的光刻機。
組成CPU的三大部門
CPU由三部分組成:運算器、控制器與寄存器。
運算器主要是負責執行任務,可以理解為“打工人”,它的任務是負責直接計算相關數據;
控制器類似于“領導”,任務就是針對不同的需要,給“員工”下達不同的命令;
寄存器則可以理解為控制器和運算器之間聯絡的小組,也可以理解成“秘書”,它的主要工作是協調控制器和運算器。
CPU三大部門
制造CPU的基本原料
沙子:硅是地殼內第二豐富的元素,而脫氧后的沙子(尤其是石英)最多包含25%的硅元素,以二氧化硅(SiO2)的形式存在,這也是半導體制造產業的基礎。
沙子和其中的提取物
CPU的生產流程:
第一步要做硅提純
第二步切割晶圓
第三步影印
第四步蝕刻,這一步是CPU工業的重頭技術
第五步重復和分層
最后一步就是封裝和多次的測試
CPU的發展史:
CPU整個的發展史可以簡單說成Intel和AMD的發展歷史。在1971年,世界上第一個CPU——4004,在Intel公司誕生了。雖然相比于現在的CPU,它無論是功能還是運行速度都弱小的十分可憐。但他出現卻具有劃時代的意義。隨后Intel又接著推出了16位的微處理器i8088在接下來的十年中CPU迎來了它的發展黃金時期,幾乎每年都會在技術上做出重大突破。
第一階段:(1971-1973年)4位處理器時代,那個時候的CPU主要是和。因為技術的限制,集成度非常低約為4000個晶體管/片,指令集也很簡單。而這個階段里CPU幾乎很少出現在民用的“電腦”中。
第二階段:(1974-1977年)8位處理器時代,典型的產品是和8085。因為技術的提升,集成度提高了4倍,因此CPU的性能也得到了明顯的提升,指令集更加的完善。個人電腦開始進入民用消費類市場,人們也開始逐漸對這個磨人的“小妖精”更加著迷。
第三階段:(1978-1984年)16位處理器時代,典型的產品是Intel的8086和8088。CPU的制造工藝得到了明顯的提升,集成度和運算速度方面也是如此,達到20000~70000晶體管/片。比上一代幾乎提升了一個數量級!IBM公司開始推出了個人電腦,6年間個人電腦幾乎火遍全球,人們逐漸認識到了電腦為我們帶來的工作便利。
第四階段:(1985-1992年)32位處理器時代,Intel推出了我們所熟悉的80386和80486.集成度高達100萬個晶體管/片。電腦逐漸被大眾所認可,并成為了許多“有錢人”家里的大玩具。
第五階段:(1993-2005年)這是一個Intel和AMD雙雄爭霸的新時代,在應用市場,奔騰和K6\K7展開了一場拉鋸戰。2003年AMD公司推出了第一款桌面級的64位處理器,再次對Intel的市場占用率發起挑戰!電腦的應用也進入到了人們生活的方方面面,社會上開始了一場學習電腦的熱潮。無數小伙伴們打著學習的旗號讓家里給自己買電腦,可實際上,基本都是用來玩游戲的!不得不說,網絡游戲也是從這個時候開始嶄露頭角的。《萬王之王》、《傳奇》、《魔力寶貝》、《紅色警戒》、《魔獸爭霸》等等,一個個耳熟能詳的游戲也為我們的生活帶來了更多的樂趣!
第六階段:(2005年至今)酷睿系列處理器成為了CPU的代表,同時也意味著農企AMD開始被Intel踩在腳下。Intel也是從這個時候開始慢慢擠牙膏的pc機中有幾個微處理器,這種情況直到2017年AMD發布了銳龍系列CPU以后才有所改觀。
下面是2022年cpu天梯圖由上到下也是由強到弱。
最新的cpu天梯圖