CPU中央處理器

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蔡孟穎

CPU 是 Central Processing Unit 「中央 處理單元」 之簡稱。電腦的主要裝置之一，它是使整部電腦能夠運作的最核心、最重要的元件。其功能主要是解釋電腦指令以及處理電腦軟體中的資料。電腦的可編程性主要是指對 CPU 的編程。中央處理器、記憶體和輸入／輸出裝置是現代電腦的三大核心部件。 20 世紀 70 年代以前， CPU 是由多個獨立單元構成。後來發展出由積體電路製造的 CPU ，微處理器 CPU 複雜的電路可以做成單一微小功能強大的單元。

目前的中央處理單元 (CPU) ，都是將控制單元及算術邏緝單元放置在同一個超大型積體電路 (VLSI) 上，又稱為微處理器 (Microprocessor) 。微處理器可以說是電腦的心臟，電腦中所有指令的處理、資料的運算，都必須透過CPU ，通常一台電腦的執行效率的好壞，CPU 是主要關鍵之一。

如果你經常注意報章雜誌，應該知道 Intel 是目前全世界最大的微處理器製造公司。這家公司歷年來所生產的 CPU 主宰著 全世界的電腦演進，從早期的8086 、 80286 、 80386 、 80486 、 Pentium，到最近的 Pentium MMX 、 Pentium II 等，而在今年登場的是 Pentium !!! 。 當然，全世界的 CPU 生產廠商不是只有 Intel一家，目前比較知名的其他廠商，有生產 K5 、 K6微處理器的「美商超微半導體」 (AMD) ，以及生產 6X86 微處理器的「新瑞仕公司」 (Cyrix) 。這兩家公司所生產的 CPU 性能好、價格便宜，是購買 CPU 另一個不錯的選擇。

CPU的性能

1. 內部運算架(Architecture) 例如說這顆CPU 的內部設計，是scalar， 還是超純量(superscalar) 的設計; 有無內建快取記憶體，指令、資 料與 記憶體的讀寫設計等，都會影響整個CPU的運作效能。

2. 位元處理能力。例如8位元、16位元的CPU。通常這跟CPU內部暫存 器、資料匯流排或指令寬度有關。就 Intel的定義，8086/286的通用暫存器(General Purpose Registers，GPR) 是16位元，所以它們算是16位 元的CPU ; 386/486 以至於Pentium 、 Pentium Pro， 依然是32 位元的 CPU，因為CPU核心的GPR只有32位元。

3. 記憶體容量我們說這顆CPU的記憶體控制範圍有多少MB,像386/ 486 等32位元的CPU，其最大記憶體容量有4096MB(=4GB)。

4. 工作時脈(clock)每個CPU工作時脈越高，執行指令的單位時間(cycle) 越小，速度就越快 。 例如說 Intel 486DX-33， 是 以 33MHz (= 33，000，000Hz/ 每秒鐘 ) 為工作時脈， 它其與同類型的 486DX-25 (24MHz工作時脈)相比較，前者速度就比後者快上33% 。

5. IC製程目前有BiCMOS與CMOS兩類。一般是以若依線路精密度來 分，是以微米 (micron，= 0.000001M，也就是百萬分之一公尺) 。 目前的CPU 製程， 已經進化到0．35micron，將來還會拓展到0．25micron 。

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