2010年9月27日 星期一

偉大的 Mr.CPU

在現今的CPU出現之前,如同埃尼阿克之類的電腦在執行不同程式時,必須經過一番線路調整才能啟動。由於它們的線路必須被重設才能執行不同的程式,這些機器通常稱為「固定程式電腦」(fixed-program computer)。而由於CPU這個詞指稱為執行軟體(電腦程式)的裝置,那些最早與儲存程式型電腦一同登場的裝置也可以被稱為CPU。
儲存程式型電腦的主意早已呈現在ENIAC的設計上,但最終還是被省略以期早日完成。在1945年6月30日,ENIAC完成之前,著名數學家馮·紐曼發表名為"關於EDVAC的報告草案"的論文。它揭述儲存程式型電腦的計劃將在1949年正式完成(馮·紐曼1945)。EDVAC的標的是執行一定數量與種類的指令(或操作),這些指令結合產生出可以讓EDVAC執行的有用程式。特別的是,為EDVAC而寫的程式是儲存在高速電腦記憶體中,而非由實體線路組合而成。這項設計克服了ENIAC的某些局限——即花費大量時間與精力重設線路以執行新程式。在馮·紐曼的設計下,EDVAC可以藉由改變記憶體儲存的內容,簡單更換它執行的程式(軟體)。[





自從微處理器在1970年代發表之後,便大大影響了CPU的設計與實作。自1970年第一款微處理器Intel 4004與第一款廣受使用的Intel 8080在1974年發表以來,這型別的CPU幾乎完全取代了其他CPU的實作方法。當時的大型主機與微計算機-業者開發了專利IC的設計程式以改進他們的舊計算機架構,最終推出可以向下相容他們的舊硬體與軟體的指令集。與當時剛發展,並在之後普及大眾的個人電腦相結合。"CPU"這個詞現在幾乎等同於微處理器。
前幾世代的CPU實作,是在一或多個電路版上放置幾個分散的元件與數量眾多的小IC(積體電路)。而微處理器則是製作成幾個少量的IC,通常是一個。由於實體因素,例如降低寄生電容的門檻值,此種單晶片的小尺寸CPU設計讓它有更快的反應能力。這使得同步微處理器擁有數十兆赫到數百萬兆赫的執行頻率。另外,由於在一個IC放置小型電晶體的技術持續進步,在單個CPU上的電晶體數量與複雜度都在戲劇性地增加。此廣為人知的現象稱為摩爾定律,它成功預言了CPU與其他IC的複雜度與時俱增的性質。
當CPU的複雜度、尺寸、結構與型態在這六十年間劇烈改變,它的基本設計與功能並沒有太大改變。當今所有普通CPU都幾乎可以用馮·紐曼機器來解釋。
由於前述的摩爾定律依舊沒有被打破,很自然地讓人想像IC與電晶體工業的極限何在。極端小型化電子閘門導致各種現象如電遷次臨界漏電效應變得相當明顯。這些新效應使得研究人員試圖研發新的計算方法,例如量子電腦以及擴展平行運算和其他運用馮·紐曼模型的方法。



 
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Core i7(中文:酷睿 i7,核心代號:Bloomfield)處理器是英特爾2008年推出的64位元四核心CPU,沿用x86-64指令集,並以Intel Nehalem微架構為基礎[1],取代Intel Core 2系列處理器。Nehalem曾經是Pentium 4 10 GHz版本的代號[2]。Core i7的名稱並沒有特別的含義,Intel表示取i7此名的原因只是聽起來悅耳,'i'和'7'都沒有特別的意思,更不是指第7代產品。而Core就是延續上一代Core處理器的成功[3],有些人會以「愛妻」暱稱之。官方的正式推出日期是2008年11月17日。早在11月3日,官方己公佈相關產品的售價,網上評測亦陸續被解封。
Core i7處理器系列將不會再使用Duo或者Quad等字樣來辨別核心數量。最高階的Core i7處理器配合的晶片組是Intel X58。Core i7處理器的目標是提升高性能計算虛擬化性能。所以在電腦遊戲方面,它的效能提升幅度有限[4]。另外,在64位元模式下可以啟動宏融合模式,上一代的Core處理器只支援32位元模式下的宏融合。該技術可合併某些X86指令成單一指令,加快計算周期。
Core i7預計於2010年發表32奈米製程的產品,Intel表示,代號Gulftown的i7將擁有六個實體核心,同樣支援超執行緒技術,並向下支援現今的X58晶片。

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