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CPU的功能
好了﹐這裡要說的是電腦的腦。
Central Processing Unit (CPU) 我們翻譯成中央除處理器。 大mainframe其CPU可以是幾層樓那麼大﹐但在PC上面的CPU只是一片比蘇打餅還要小的陶瓷片。只要打開電腦﹐把風扇拿掉就可以一睹廬山真面目了。不過﹐現在新的CPU如Pentium II Pentium III的CPU已經包裝得像一個盒子那樣了。我們常問"您的機器是什麼型號的啊﹖"﹐其實問的多指CPU的型號。或許您聽過什麼386﹐486﹐Pentium, Pentium II/III 等CPU﹐他們所代表的可以說是不同生產年代(generations)。
CPU的功能如何呢﹖其實CPU也分為五個單元﹕
- 一﹐輸入單元
- 用來讀取給電腦處理的資料或程式
- 二﹐處理單元
- 用來執行計算﹔比較和判斷等運算功能
- 三﹐輸出單元
- 將電腦的運算結果和處理好的資料輸出
- 四﹐記憶單元
- 用來儲存資料或程式的地方
- 五﹐控制單元
- 按作業程序指揮上述單元的運作及交換資料通道的傳送
我們常追求最新最快的CPU﹐但是不同年代的CPU究竟不同在哪裡呢﹖如果真要解釋得清楚﹐恐怕要寫一本書出來。不過﹐下面的列表相信也可以幫助我們了解一下的。
| 項目/類型 | 80386 | 80486 | Pentium | Pentium II |
| 數據BUS | 32 bit | 32 bit | 64 bit | 64 bit |
| 地址BUS | 32 bit | 32 bit | 32 bit | 36 bit |
| 地址範圍 | 4 GB | 4 GB | 4 GB | 64 GB |
| 虛擬記憶體 | 32 TB | 32 TB | 32 TB | 64 TB |
| 運算速度 | 16-33 MHz | 33-100 MHz | 100-266 MHz | 233-450 MHz |
| 浮點運算 | 無 | 有 | 有 | 有 |
| 內置緩衝 | 無 | 有(1) | 有(2) | 有(512K L2) |
| 管道處理 | 無 | 有(1) | 有(2) | 有(3) |
| 多工處理 | 無 | 無 | 有(2) | 有(4) |
在1980年末﹐IBM才開始進大舉軍個人電腦市場。在這之前﹐蘋果早在1976年就推出了Apple I 個人電腦了﹐此時Apple II也已經成功地擁有很大數量的用戶了。IBM PC使用的CPU廠商Intel其實早在1976年也推出了一款型號叫8086的CPU﹐其後不久的8088和它很相近﹐比起現代的CPU來說﹐它們可以說是慢得象蝸牛了﹕最快的只有8MHz﹗Intel相繼8086和8088之後還推出了80186和80188﹐但不是很成功。但是其打算將系統部件合併到CPU去的概念卻對後來生產更快的CPU﹐如80286﹐起到很重要的作用。從80286起人們就把80給去掉了﹐直接稱為x86了。
如何計算CPU的速度﹖
要真正發揮CPU的效率﹐與周邊設施的配合是密不可分的。 因為他們要在同一速率上才能工作﹐時間上必須要配合默契。當CPU完成了一個運算之後﹐I/O也要同時將產生的運算結果傳達出去﹐也同時傳給CPU下一個運算數據。這情形就像接力賽那樣﹐如果時間不吻合﹐接力棒就會丟了。不過﹐CPU處理數據往往要比單純的數據交接更須時間。聰明的CPU設計工程師想出了一道絕招﹕就是將CPU運行於比BUS(所有系統數據的運送通道)快一定倍數的速度上。這樣等周邊反應過來的同時﹐CPU也率先完成運用了﹐(時至今日﹐CPU的速度遠遠快過週邊﹐掉過來往往是CPU等它們了)。
通常CPU的型號也按這個BUS的倍數比計算出來的﹕
| BUS速度/倍數 | x3 | x3.5 | x4 | x4.5 | x5 |
| 66 MHz | 200 MHz | 233 MHz | 266 MHz | 300 MHz | 333 MHz |
| 83 MHz | 266 MHz | 300 MHz | 333 MHz | 400 MHz | 450 MHz |
| 100 MHz | 300 MHz | 350 MHz | 400 MHz | 450 MHz | 500 MHz |
聞說﹐CPU在生產的時候都是一樣的﹐之後廠家經過測試﹐按照盡可能穩定情況下的最高速度原則來定型號的。有些用家買了低速的CPU回來﹐然後經過改變BUS速度和倍數以求更快的速度﹐這就是所謂的"超頻"了。不過﹐閣下看到這裡可別忙著去修改自己的電腦哦﹐否則要有什麼元件損壞﹐網中人可一概不負責的哦~~
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Netman 網中人Last Updated: March 28, 2000