如果按價(jià)格/重量來(lái)計(jì)算,CPU要比黃金還貴得多。幾乎所有的人都知道CPU主要是以硅為為原料制成的。而硅是地球上多得無(wú)法計(jì)數(shù)的元素了（如果我高中的化學(xué)知識(shí)沒(méi)有記錯(cuò)硅應(yīng)該是排名第二的）是什么魔力使這種最不值錢(qián)的東西變成炙手可熱的寶物的呢？是科學(xué)。是科學(xué)才有這點(diǎn)石成金的法力。一、CPU的設(shè)計(jì)1.CPU的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在英文中,CPU的設(shè)計(jì)稱之為ArchitectureDesign。意思是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。所謂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是構(gòu)造我們平常談?wù)摰某瑯?biāo)量(SuperScal
如果按價(jià)格/重量來(lái)計(jì)算,
CPU要比黃金還貴得多。幾乎所有的人都知道CPU主要是以硅為
為原料制成的。而硅是地球上多得無(wú)法計(jì)數(shù)的元素了（如果我高中的化學(xué)知識(shí)沒(méi)有記錯(cuò)
硅應(yīng)該是排名第二的）是什么魔力使這種最不值錢(qián)的東西變成炙手可熱的寶物的呢？是
科學(xué)。是科學(xué)才有這點(diǎn)石成金的法力。
一、CPU的設(shè)計(jì)
1.CPU的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在英文中,CPU的設(shè)計(jì)稱之為Architecture Design。意思是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。所謂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就
是構(gòu)造我們平常談?wù)摰某瑯?biāo)量(SuperScalar),流水線(Pipeline),分支預(yù)測(cè)(BranchPre
diction)這一類的東西。CPU最底層是
晶體管(Transistor),由晶體管再組成最基本的邏
輯電路——與門(mén)(AND Gate),或門(mén)(OR Gate),非門(mén)NOT Gate)等等由這些基本的邏輯電路
再進(jìn)一步組成基本的功能體,如寄存器(Register),正反觸發(fā)器(Flip－Flop)解碼器
Decoder)等等。有了這些一個(gè)個(gè)具有一定功能的
模塊后,就可以考慮CPU的結(jié)構(gòu)問(wèn)題了。
比如CPU內(nèi)采用幾條
BUS,多少個(gè)寄存器,多少CACHE,幾級(jí)的流水線,同時(shí)并發(fā)多少指令
怎樣進(jìn)行分支預(yù)測(cè)、指令預(yù)取Prefetch)和推測(cè)執(zhí)行(Speculative Excution)�，F(xiàn)在的CP
U的晶體管數(shù)已經(jīng)突破了1000萬(wàn),其設(shè)計(jì)都是在專用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件下進(jìn)行的。
2.印刷電路掩模的制造（Mask Preparation）當(dāng)設(shè)計(jì)工作結(jié)束后,緊接著就是進(jìn)行印刷電路掩模(Glass Photo Mask)的制造。
由于現(xiàn)在的CPU都采用了多層電路設(shè)計(jì)(一般為4－6層),所以對(duì)于每一層都要獨(dú)立的
制造其掩模。每一層掩模實(shí)際就是這一層電路設(shè)計(jì)圖的縮微電負(fù)片為了進(jìn)行大批量的生
產(chǎn)實(shí)際的一片掩模都含有上百個(gè)完全相同的縮微電路圖(這就象印郵票一樣,一版印下去就
是幾十張)。當(dāng)這樣的掩模制作好后,就可以開(kāi)始批量生產(chǎn)
二、CPU的生產(chǎn)
1.硅的提純。
通常制造CPU的硅從石英巖中提煉。經(jīng)過(guò)數(shù)次的提純和
其它工藝處理,得到了純凈的
硅晶體(PureSilicon
Crystal)。這些純凈硅被熔解加工成柱狀(Cylinder),稱為硅錠
