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CPU你知道多少,CPU是用沙子製作出來的?

作者:由 數碼初學者 發表于 書法日期:2022-09-18

cpu原材料是什麼

中央處理器(CPU,central processing unit)作為計算機系統的運算和控制核心,是資訊處理、程式執行的最終執行單元,是運算和處理資料的核心,又稱為“微處理器”。現如今,對於 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效能強弱重要指標。

CPU的功能主要是處理計算機軟體的資料,將人類的命令轉化為機器語言,並對其他計算機中的裝置,如記憶體、顯示卡、主機板等提出命令。在整臺計算系統中,它扮演“老闆”的角色。

更形象地說,

CPU就是人類的大腦,一切資訊都需要它的參與或思考。

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CPU的正反面

CPU裡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裡電晶體的數量,由於CPU實在太精密,裡面組成了數目相當多的電晶體,早在多年前就只能透過光刻工藝來進行加工了。

這也是為什麼這幾年光刻機對於我國的重要性,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、控制器與暫存器。

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資料;

控制器

類似於“領導”,任務就是針對不同的需要,給“員工”下達不同的命令;

暫存器

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。

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CPU三大部門

製造CPU的基本原料

沙子:矽是地殼內第二豐富的元素,而脫氧後的沙子(尤其是石英)最多包含25%的矽元素,以二氧化矽(SiO2)的形式存在,這也是半導體制造產業的基礎。

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沙子和其中的提取物

CPU的生產流程

第一步要做矽提純

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

第五步重複和分層

最後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。雖然相比於現在的CPU,它無論是功能還是執行速度都弱小的十分可憐。但他出現卻具有劃時代的意義。隨後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Intel4004和Intel8008。因為技術的限制,整合度非常低約為4000個電晶體/片,指令集也很簡單。而這個階段裡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Intel8080和8085。因為技術的提升,整合度提高了4倍,因此CPU的效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的製造工藝得到了明顯的提升,整合度和運算速度方面也是如此,達到20000~70000電晶體/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。整合度高達100萬個電晶體/片。電腦逐漸被大眾所認可,併成為了許多“有錢人”家裡的大玩具。

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的市場佔用率發起挑戰!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。無數小夥伴們打著學習的旗號讓家裡給自己買電腦,可實際上,基本都是用來玩遊戲的!不得不說,網路遊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,一個個耳熟能詳的遊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,這種情況直到2017年AMD釋出了銳龍系列CPU以後才有所改觀。

下面是2022年cpu天梯圖由上到下也是由強到弱。

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最新的cpu天梯圖

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