2.5 中央處理器技術規格 介紹個人電腦CPU時除了一般性元件及功能的描述外,它還有一些技術規格需要進一步認識,例如﹕各元件時脈、CPU插槽與插腳、CPU散熱問題。
2.5.1 CPU時脈 CPU時脈或稱CPU頻率二字,我們常常會聽到一些人討論CPU的內頻、外頻、倍頻與超頻,這些名詞與CPU時脈有何關係?所謂「 內頻 」就是CPU晶片的內部時脈,也就是指CPU本身的執行速度,例如﹕Pentium III 600,內頻就是600MHz﹔在一般電腦系統中,除了CPU內部核心採用內頻速度運作,幾乎沒有其它元件能達到這種速度。而「 外頻 」則是指主機板上匯流排上的頻率,通常是以CPU速度的幾分之一運作,例如﹕外頻速度為66MHz或100MHz,從數據上可知CPU通常以快上數倍的時脈與外部元件同步進行工作。至於「 倍頻 」就是內頻與外頻間比例倍數,例如﹕內頻100MHz、外頻50MHz,倍頻為2﹔假如內頻100MHz、外頻66MHz,那麼倍頻為1.5。對於大部份的CPU而言,本身的執行速度是在一個彈性範圍內,產品標示的頻率是最穩當的數值,如果使用者將購買的CPU經過適當調整倍頻數、電壓值,將可享有比產品標示更高的內頻執行速度,這種處理方式稱之為「 超頻 」。超頻可以花較少的錢、而享受更快的速度,但是超頻之後系統會出現比較不穩定的現象,或導致CPU溫度上昇,也會減少CPU使用壽命。
2.5.2 CPU的工作電壓 許多電腦考慮昇級時,其中的一項困難就是解決CPU工作電壓的不同,就以Pentium級CPU為例,早期生產Pentium CPU工作電壓是5V,容忍範圍為上下5%,也就是4.75V~5.25V。從Pentium CPU-75 演進到Pentium CPU-90,由於製程改變,工作電壓從5V而改採3.3V,如果想從CPU-75昇級至CPU-90,電壓問題便形成瓶頸。為了讓CPU有較大的彈性具備自動調適電壓的功能,Pentium Pro 的設計時在CPU晶片上有四條輸出腳位,即VID0、VID1、VID2、VID3,經由不同設定可輸出16種不同電壓準位。後期製造的Pentium CPU則採用兩種電壓設計,將CPU電壓設計成核心電壓(Vcore)及實際工作電壓(Vi/o),一般實際工作電壓比核心電壓高些。
2.5.3 MMX與3D Now! 電腦從事資料處理的對象,從文字、圖形而演進到多媒體的影音資料。多年來電腦不斷追求圖形影音處理技術的發展,Intel公司因而推出內含MMX技術(Multi-Media eXtension)的CPU。它除了擴充了32KB快取記憶體、增加多組64位元暫存器,更重要的,它添加了57組指令,專門負責處理音效、影像與動畫,稱之為「MMX多媒體延伸指令集」。具有MMX功能的CPU在處理多媒體資料、瀏覽多媒體網頁、或從事遠距視訊會議時,便能突顯其效能。 Intel提出了MMX技術,AMD也在1998年發表「3D Now!指令集」,也是為了應付多媒體資訊複雜的處理,它共有21個新指令,對於3D繪圖有更佳的表現,同時還提昇了視訊資料處理DVD、MPEG之解壓縮能力。
2.5.4 CPU的插槽界面 CPU在主機板上的插槽方式,多年來都是採用針狀式的Socket界面,早期Pentium CPU使用Socket 5規格插槽,外形是四方形有320個針腳﹔當Pentium CPU設計雙電壓時,就在原先Socket 5指槽增加了AH-32位置的一支針腳,用來控制核心電壓與實際工作電壓,因而有「Socket 7」規格,比Socket 5多了一針腳。到了Pentium II時代,Intel設計了單邊插接SECC(Single Edge Contact)的CPU封裝方式,相對地在主機板上,也將針孔插入式改為板面插槽方式的「Slot 1界面」,Slot 1 插槽規格有121腳。Socket 7、Slot 1插槽在形狀大不相同,如圖2-9,所以配合的CPU當然不一樣,延伸到主機板的設計也不相同。 聽過了Socket 7插槽、Slot-1插槽,或許會有人提到「Super 7」與「Slot 2」兩種規格,Super 7插槽與Socket 7同一系列,但是支援100MHz CPU外頻﹔至於Slot 2是目前Intel 旗艦級Xeon CPU所使用的插槽,類似Slot 1插槽,但是具有330個插腳。 自從AMD與Cyrix公司紛紛提出高性能低價位的CPU,Intel公司為了搶攻低價位市場,於Pentium CPU系列外推出Celeron CPU,而且還為Celeron設計了一種新插槽「Socket 370」,它有370個插腳,成本比Slot 1要低一些。CPU的插槽成為百花齊放的多元局面。
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