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#1 〔知識〕Cpu的百家爭鳴與興衰
http://oz.nthu.edu.tw/~u911825/project.htm
Cpu的百家爭鳴與興衰
前言:
Cpu為近年來的科技產品，其進步的腳步神速，一日千里，在這其中有許多人的心血及努力，值得我們去探討。
簡介:
本文由Cpu的基本知識開始介紹，使大家有基礎的了解，接下來再說明從前的各家Cpu公司的
特色進步過程及今時今日的盛衰。借此使人對Cpu有所了解 也對Cpu的歷史有所體會。
Cpu的由來:
1978年，美國Intel公司首次生產出16位的微處理器，並命名為i8086。這款產品使用的指令集人
們稱之為x86指令集。以後，Intel陸續生產出更先進更快速的新型CPU，這些新型的CPU都兼容
原來的x86指令集，被稱為「x86系列CPU」 。
CPU是甚麼？
CPU是Central Processing Unit 「中央處理器」之簡稱，它是使整部電腦能夠運作的最核心、最重
要的元件。 其作用就是當電腦系統開始運作時，CPU從記憶體內，讀取操作它的軟體的指令與
資料，透過ALU運算出結果後存回記憶體，同時由主機板，與外界的I/O週邊溝通，達到資料處
理的目的。
CPU為控制整部電腦運作的中心樞紐，其內部包括控制單元、算術及邏輯單元、暫存器或記憶單元。
算術及邏輯運算單元(ALU)：加、減、乘、除及比較、選擇、判斷等運算。
控制單元(CU)：翻譯程式中的指令的解碼功能及協調控制各部門依指令執行使電腦自動化處理資料。
記憶單元：儲存目前正要被處理運算的程式或資料，容量以KB為單位。
輸入單元(Input,I/P)：接受輸入的資料或程式，以供進一步處理
輸出單元(Output,O/P)：負責將CPU處理結果輸出，輸出於各種輸出設備上。
暫存器(Register)：暫時儲存資料，如用來儲存運算的累積器。其功能與記憶體相似。
CPU內部較重要的暫存器：
1.程式計數器PC (Program Counter)：負責儲存CPU下一次所要執行的
記憶體位址。
2.指令暫存器IR (Instruction Register)：負責儲存CPU所要執行的指
令。
3.堆疊指標器SP (Stack Pointer)：負責儲存CPU目前使用的堆疊位址。
4.位址暫存器MAR：負責儲存CPU所要存取記憶體資料的位址。
微電腦的本結構 :
1.位址匯流排Address Bus：負責傳送CPU所要存取資料的位址，它可以決定CPU所能處理的
記憶體容量，Ｎ條位址線可以擁有2的N次方的記憶空間，而其位址為0至2的N次方來減1。
2.資料匯流排Data Bus：負責傳送CPU所要存取的資料，其線數的多少代表CPU的字組Word，
亦即CPU一次所能存取資料的基本單位，常稱N位元CPU亦就是此CPU有N條資料線。
3.控制匯流排Control Bus：負責傳送CPU所發出的控制訊號。
衡量CPU的性能有下列幾項 :
1.內部運算架構(Architexture)
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，也是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2的32次方等於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約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,=10的負6次方
M, 也就是百萬分之一公尺)。目前的CPU製程，已經進化到0.25um，將來還會拓展到0.18um
CPU封裝型式
目前主流CPU從封裝型式主要分為兩大類-一種是傳統針腳式的Socket類型，另 一種是插卡
式的Slot類型，以下就讓我們來看看它們之間的區別。
Socket系列CPU :
1、AMD K6-3
K6-3的代號是Sharptooth，中文譯名為“利齒”。
相對于K6-2而言，K6-3的浮點單元和3DNow！指令集都未有改變，最大的變化就是內部集成
了256KB二級緩存，且支持主板上的三級緩存。K6-3的這一變化將能夠更大限度地發揮高主
頻的優勢，K6-2的主頻雖然可以從300MHz提高到450MHz，但由于二級緩存僅以100MHz頻率
運行，所以總體性能提高不大。而同樣是從300MHz提高到450MHz，K6-3的二級緩存卻能有50%
的性能提升。K6-3還為我們提供了簡便的升級方式，Super 7主板用戶僅需對原主板的BIOS進行
簡單升級就能支持K6-3。
2、Rise mP6、mP6 げ
Rise公司所推出的mP6，是世界上第六個兼容x86指令的第六代處理器。mP6的節電設計以及多
媒體加速性能引人矚目，宣稱其“多媒體執行性能”可以跟266MHz的Pentium げ系統打平﹔在
節電設計方面，mP6會將暫時沒執行到或用不到的線路（如浮點單元）自動關閉，使用時再自
動開啟。這兩項特點，將會是mP6角逐低價位多媒體筆記型電腦的本錢。
隨后Rise會推出第二代mP6(mP6 げ)，它將直接在芯片中內置256KB高速L2 Cache，其架構、定位
非常類似于AMD推出的K6-3，Rise還宣稱它將內置SSE或者是3DNow！指令集。
3、IDT WinChip C6
IDT WinChip C6由集成設備技朮公司（Integrated Device Technology，IDT）開發，是一個單流水線
，非超標量設計的芯片，但通過利用Pentium總線和更多的內部緩存，以及優秀的管線設計，
使其基本可以達到Pentium級CPU的性能。它有64KB的內部緩存，與Pentium處理器管腳兼容，
而且支持MMX技朮。它的內核尺寸很小，只有8.8平方毫米，使用3.3V單電壓，IDT的增強型
芯片──WinChip3使用新的內核和超級流水線技朮，主頻為266MHz，使用0.25微米工藝制造，
內核面積約7.5平方毫米。而即將推出的WinChip4，將擁有128KB一級緩存，芯片主頻為400∼
700MHz，芯片功率為16W(2.5V)，還具備多達11個進程管道﹔使用了動態邏輯芯片﹔指令優化
功能，適合高頻率芯片而且不會浪費處理器的計算時間﹔可做智能預測、寫入分配、合并和
動態鎖定等技朮，其性能會有很大的提高。
4、AMD K6-2
K6-2采用0.25微米技朮生產，其總線時鐘提升至100MHz。相應地，其L2 Cache的時鐘頻率也提至100MHz。3DNow！技朮是AMD K6-2最重要的特性，具備超標量MMX功能，有雙重譯碼及雙重
執行通道，無譯碼配對限制。這些大大改善了MMX應用程序的運行性能。K6-2的核心部分維持
了和前一代K6一樣的設計，最大的不同是加入了3DNow!指令集，可以加速3D、CAD、DVD與多
媒體的程序運算。由于物美價廉，獲得不少使用者的好評，而且有許多軟件商開始對3DNow！做優化，包括DVD播放程序、顯卡驅動程序和3D游戲等。
5、Cyrix Mげ
Mげ采用0.35微米工藝制造，CPU電壓為3.3V外頻/2.9V內核，浮點性能較差，但具備很好的整數
運算能力，而且價格非常便宜，一度成為“廉價PC”的開路先鋒。可惜Cyrix已暫時退出了x86
CPU市場，不然在今年我們還可以看到其具備高性能和高集成度的“墨西哥紅辣椒”──Jalapeno。
6、Cyrix Media GX
Media GX是Cyrix針對低端PC市場推出的一款廉價CPU，其中帶MMX功能的稱為GXm。Media GX
需要與Cyrix CX55xx芯片組配合使用，因此，我們在市面上可以買到的Media GX都已集成在主板
上，這種主板一般稱為GX板。此外，某些GX板還集成了聲效芯片和顯示芯片。
7、Pentium MMX
這是一款里程碑式的經典CPU。
Intel的MMX技朮不僅僅使用了57條新的多媒體指令，事實上使芯片的性能得到了全面提升。它
采用了0.35微米工藝制造，處理器核心的運行電壓更低，發熱量更小。Pentium MMX的出現使得
CPU市場開始出現了“指令集”之爭。
Slot系列CPU
1、Pentium こ
Pentium こ仍是32位Intel結構（IA-32）CPU，它最重要的技朮特點在于采用了SSE（KNI）指令，
以增強三維和浮點運算能力，此外Pentium こ處理器設計時便考慮了互聯網的應用。它的另一個
特色便是處理器包含了序列號，每個Pentium 處理器都一個特定的號碼，Intel認為這給用戶帶來
的好處是可以提高互聯網上的安全性。這個全新的64位處理器序列號，就相當于電腦的“身份
証”，用戶既可以用它對電腦進行認証，也可以在商務往來或是上互聯網時用它進行加密，以
提高電腦應用的保密性。
2、AMD K7
K7是目前業界關注的熱點產品。它不兼容于Intel的Slot 1或Slot 2架構，使用的也不是Intel的P6GTL
+總線協議，而是Digital公司的Alpha總線協議──EV6。EV6架構比目前Intel所有的架構都先進，
它采用多線程處理的點到點拓扑結構，支持200MHz的總線頻率。可以發揮下一代高速內存如
Rambus的DirectRDRAM及DDR SDRAM的優點。
K7將擁有不低于128KB的L1 Cache（64KB數據和64KB指令），而Pentium げ僅有32KB。K7將帶有
Intel P6結構所采用的后援式總線的L2 Cache。L2 Cache的速度將從CPU主頻的1/3直到全速，使用
普通的SRAM或者DDR SRAM。靈活的L2 Cache設計使得AMD可以像Intel一樣，通過L2 Cache的
大小和速度來決定CPU的用途是工作站還是服務器。
K7采用0.25微米工藝制造，起碼可以運行在500MHz。K7的FPU性能將超過Intel的Pこ CPU，并
提供完全平行的3路亂序FPU運算單元，非Intel CPU在FPU性能上的弱勢將成為歷史。K7將比Intel
的CPU更快地運行CAD或者圖形處理軟件。在微結構方面，K7采用三條平行的x86指令譯碼器將
x86指令翻譯成定長的微指令，使得K7有72個指令控制單元。每條微指令可以執行1到2個操作。
K7也將是AMD的第一個具有SMP能力的桌面系統CPU──這意味著使用者將能夠用K7構建雙處
理器甚至多處理器系統！
3、Pentium げ
毫無疑問，Pentium げ仍是目前CPU市場上的主力軍。這也是Intel在冒險拋棄Socket市場后在Slot
市場的第一款產品，好在這也是一款做得很成功的產品，它使Intel繼續保持了在CPU市場上的優勢。Pentium げ的核心其實就是Pentium Pro+MMX。傳統Pentium げ是以SECC(Single Edge Contact
Cartridge)的塑膠外框包裝，而內部的電路板有BSRAM芯片、Cache控制器以及CPU核心芯片，
CPU核心芯片采用PLGA(Plastic Land Grid Array)的封裝方式，芯片外圍墊著一塊厚厚的塑膠板，
而且只能單面能做接點焊接。新包裝的Pentium げ采用了一種稱為OLGA(Organic Land GridArray)
的封裝技朮。
4、Celeorn
賽揚的定位是基于影響越來越大的“基本PC”，最初的兩款產品沒有L2 Cache，連封裝盒也省掉了
，走低價格低性能的路線，但未獲成功。而Intel稍后推出的賽揚A，具有和目前奔騰二代處理器同
等的內核，內置了128K全速L2 Cache（與CPU同頻工作），更快的L2 Cache對系統降低沉重的數據
負荷大有好處。而且同樣擁有源于Intel Pentium Pro的D.I.B技朮。Intel的賽揚系列是Intel面向低端市
場的產品，其實就是的簡化版，唯一的差別在于減少了集成的L2 Cache。為了進一步降低成本，
Intel又將原來Slot 1接口的賽揚A做成了Socket 370接口的PPGA封裝。今后的賽揚系列處理器都將用
PPGA封裝。如果你的主板是Slot 1接口的，還可通過轉接板來轉換。
5、Xeon
Xeon是面向工作站和服務器市場的處理器，其設計目的是讓它代替高能奔騰（Pentium Pro）
級的產品。Xeon的核心和Pentium2差不多。Xeon最大的改變在L2 Cache──Xeon最大可配備2MB L2
Cache并運行在CPU核心頻率下。這些緩存芯片是Intel自己生產的，它和Pentium2 所用的芯片不同，
被稱為CSRAM（Custom StaticRAM，定制靜態存儲器），L2 Cache速度的提升讓Xeon在許多場合
下都比Pentium 2快，除此之外，它還有几項特別的東西──具有高能奔騰的所有特性﹔支持八個
CPU系統（與450NX芯片組配合）﹔使用36位內存地址和PSE模式（PSE36模式）﹔最大800MB/s的
內存帶寬。
Xeon并不適合大多數人，它只是為多處理和多線性程序設計的，它能把工作站的性能提高約15%。
如果你正打算購買一台工作站，選擇Xeon是毫無疑問的。
6、Merced
Merced處理器預計將在2000年下半年推出，以0.18微米工藝制造。Merced預計將采用三階段Cache
架構，其中它有一個Level-0 Cache（L0 Cache）的概念，這個L0 Cache是設計成緊接在執行單元（execution unit）的高速緩存架構。據筆者猜想，它對IA32/IA64程序碼加速作用不大，但是對內
部微程序碼的解碼有順暢甚至加速的作用﹔而緊接著CPU主芯片晶圓背部的就是L1 Cache，預計
將會具有64∼128KB的容量。
Merced的CPU主芯片與L2 Cache的架構配置仍舊是采取目前Pentium げ、Xeon的格式，L2 Cache是
跟晶圓電路分離的，并且跟CPU晶圓一起封裝成一個微處理器模塊，外接的L2 Cache容量將有5
12KB、1MB到2MB可選，并且不排除有更高L2 Cache設計的可能。
Cpu的製造廠商:
在cpu 的發展史上有很多公司都有供獻，雖然今時今日只有intel跟AMD較活躍，但其它公司仍
有其讀特的地方
Intel英特爾:
80386晶片
1985年1ntel推出了當時令電腦界震驚的80386 DX CPU，在電腦界引超了強大的衝擊。
80386 CPU 的速度超過許多小型電腦的速度，每個指令的平均處理速度是4.4個時脈，即每秒執行3 - 4MIPS，其工作頻率從 16MHZ一40MHZ，可存取4GB的實體記憶體體和多達64TB的虛擬記憶體。
它採用了完全32位元體系結構的高度平行運算和快速區域匯流排，它能提供真正的多工處理和建
立虛擬系統的能力。
80386採用CHMOS III 1.5 微米的製程技術，封裝在132根引線的陶瓷片內，功率很低，資料寬度可
達32位元。最大它的特點之一是使用了管線(pipeline)結構，增加了它的系統流量。
80486晶片
1989年，Intel推出了CISC 的80486晶片，它是將386 CPU增強的內核、數學協力處理器、Cache(快
取記憶體)和快取記憶體控制器整合到一塊120萬個電晶體的晶片上。
486DX-25能達到20MIPS,486DX-50能達到41MIPS。後來Intel引用了RISC指令流水技術，有效地解
決了CPU和記憶體之間的/0瓶頸問題，使486DXCPU能在一個時脈週期內完成一個指令。
1992年Intel推出了486DX2-66，使執行速度提高到54MIPS o 486DX2採用了更為先進的時脈倍速技術
，使微處理器的速度是晶片外部的處理速度的兩倍。
80586晶片（Pentium）
1993年Intel最新一代的微處理產品Pentium586問世。Pentium晶片設計上採用了第二代RISC微處理結
構，引用0.8微米的Bi-CMOS技術，使其整合度達到310萬個以上個電晶體。
此外 Pentium 是第一個使用SuperScalar「超純量架構」的80x86CPU，所謂起純量架構「Superscalar architecture」，就是 CPU的解碼/執行管線最少要有兩條，能夠在一個週期內，間內具有擷取兩個
以上指令進入管線的能力，並在同一時，也能有兩個指令以上的結果產生，並寫回記憶體。簡單
的說，就是處理器能夠一心N用！將程式碼切割分配後，給兩個內部核心去處理。這也是近代微
處理器理論中，加快程式執行效率的一種設計。
Pentium內部具備有兩個整數運算單元，最快在一個機器週期內，能夠執行兩個指令！而傳統 486
、5x86CPU，只有一個解碼/執行管線，所以最快也只能在一個週期的時間內，執行一個指令。假
使將軟體的指令重新配對並重新Compile，以相同的工作頻率下來看，Pentium的速度將會是486的
兩倍。當然這只是理想值。
Pentium具備256項目的預測分歧緩衝區(Branch Target Buffer，BTB)當程式出現條件式，需要依條件
、運算結果來判所斷流程時，為了避免執行管線因此停頓，Pentium的BTB會猜測程式的下一步
流程，預先取得指令進入管線，如果猜測正確了，就可以避免停頓，加快程式碼運算速度。它的
猜測成功率約70~75％！Pentium具有重新改良過的浮點運算單元(floating Point Unit,FPU)，它執行數
學運算的速度，比傳統486快上三到五倍！
Pentium II
Pentium II 跟它的前輩 Pentium Pro 不同，不再內含 second level cache，這是基於生產成本的考量。
在測試的時候 ，儘管只有其中一個部份 (CPU core 或 L2 cache) 壞掉，整顆 CPU 還是要丟掉。測試
的工作只能在 CPU 整顆做好之後進行，所以測試時假如發現有問題， 要再回收其中任何一種零
件已經太遲了。External L2 cache 的效能將變低。Pentium Pro 以相同的 CPU 時脈跑它的 internal L2
cache，但 Pentium II 只以一半的 CPU 時脈 跑它的 external BSRAM(burst static RAM) cache，這使得它的 cache 比 Pentium Pro 的 cache 來的慢。 支援MMX指令集。
Pentium II 將會以插卡的形式出現， 它在主機板上的插槽就叫做「Slot 1」( Pentium 的插槽叫 socket
7，Pentium Pro 的叫 socket 8，現在的 Pentium II 叫 Slot 1)。SLOT1是DIMM雙面接腳/244-pin/上下兩層
。將處理器打開來看發現採用PLGA(Plastic Land-Grid Array)包裝，共528-Pin接腳，其安裝方式與BGA
很像，是直接加熱的方式焊在IC板上的，中間的白色鐵塊散熱片是用來與風扇散熱片接觸，使處理
器本身的熱量迅速傳導到散熱片上，而它跟散熱片之間，還會塗上散熱膏，這些都是為了加強散熱
能力。不管怎樣，我們將需要新的主機板來配合。插卡上將會有 L2 cache，大小為 512KB。Intel 打
算出售沒有包括插卡的 Pentium II給某些少數的 OEM 廠商。舊的 Pentium Pro 也 可以用在這些新板子
上，透過特別的 CPU card (卡上有 Socket 8) 。這種 CPU 卡可以由主機板廠商製造生產，但是它們
將必須為每一張卡付出相當的代價，因為這「Slot 1」的技術是 Intel 發明的專利 (Intel 的技術授權)
。 在97年5月7日正式推出時PentiumⅡ採用新的SECC包裝(Single Edge Contact Cartridge)，它的主體是
塑膠殼，但背面是鋁質散熱片，並與處理器本身的散熱片緊貼。而包裝上散熱片還預留了外加大
型風扇散熱片的孔位，可自行加裝散熱片。
Pentium II 的速度將從 233 MHz 開始，266 MHz 的版本 會緊跟著推出。這造成 233MHz CPU 的 3.5
倍頻 (3.5x66=233) 和 1.75 倍頻的 L2 cache，跟 266MHz CPU 的 4 倍頻 (4x66=266) 和 L2 cache 的2倍頻
。目前以推出至450MHz版本。原先採用0.35um製程的代號Klamath，後來提升至0.25um新製程代號
為Deshuntes,使用100外頻有350、400、450MHz版本，而後新一代Pentiun Ⅱ 266/300改採0.25um新製程
。後來改採0.25製程的處理器使用2.0V低電壓。
Pentium II 擁有 segment register cache，這將會 改善原來的 Pentium Pro 執行 16bit 程式碼效能奇差的缺
點。因此 Pentium II 執行 16bit 的程式或 16/32bit 混合的系統 (如 Win95)，將會比 Pentium Pro 稍微地
快一些。Pentium II 的 L1 cache 將會增加到 16 kB 的data cache 跟 16 kB 的 instruction cache。Pentium II
也將會有更多的 write buffer。這兩點將使得 L1 cache 的效能增加，並且彌補 external L2 cache 速度變
慢的缺點
Pentium !!!
1999年10月25日英特爾推出新款的 Pentium iii(Coppermine-256K)微處理器，並採用 0.18 微米新製程
，使用 Cache on die 封裝技術，內建與 CPU 速度同速之 256k L2 Cache快取記憶體，目前共有 100/133
MHz兩種外頻版本，型號則現有九種。具英特爾表示此款處理器可增進效能25％左右。
首先100 MHz 外頻版本從 500MHz 開始起跳，最高到 700MHz，共有 500/550/600/650/700 MHz等五款
。 而133 MHz 外頻版本有533/600/667/733MHz 等四款。
值得注意是目前最低等級的 500/550 MHz兩款，使用了較先進的 FC-PGA 覆晶封裝技術(Flip Chip Pin
Grid Array)(Socket370)，其他卻沿用 S.E.C.C.2 包裝(Slot 1)。由於目前市面上的舊款 Pentium Ⅲ處理器
有 600MHz、550MHz、533MHz及500MHz 等處理器，因此英特爾在新處理器型號後加上「E」及「
EB」以為區分，其中「 E」表示採用0.18微米製程和ATC(Advanced Transfer Cache)，而「EB」代表
支援133MHz外頻（前置匯流排，FSB）。
Pentium(R) 4
原本預計去年十月底推出的Intel Pentium 4（簡稱P4）終於在11月20日正式問世了，目前新推出有1.4
GHz與1.5GHz兩款。這兩款採用了Intel新一代微處理器架構的，核心處理速度從1.4GHz起跳，系統
匯流排（system bus）速度更高達400MHz, 擁有4200萬電晶體，預計將成為Intel在未來幾年IA-32架構
CPU的主力產品線。
Intel開發應用在P4的微處理器架構正是專門為了針對未來將處理大量使用的數位資料傳輸所發展的
新架構－Intel NetBurst micro- architecture。
以下就此新架構的主要功能與特色加以分析：
(1) 400MHz系統匯流排（400MHz System Bus）
採用QDR匯流排設計，透過先進的訊號處理技術將以100*4方式運作產生了400MHz的system bus，
使得CPU與記憶體之間資料傳輸速度最大可以達到每秒3.2GB，是目前P-III 133MHz外頻每秒1.06
GB三倍的效能，也比AMD Athlon所支援的200~266MHz外頻的速度來的快。
(2) 超管線技術（Hyper-pipelined Technology）
NetBurst微架構將管線（pipeline）深度較原先運用於P6上的架構加倍，由原來的10個stage增加為
20個stage，高達20道的超管線架構可以讓效能的表現有相當程度的提升。
(3) 倍數執行引擎（Rapid Execution Engine）
在CPU內部的運算邏輯單元ALU（Arithmetic Logic Units）處理速度可達到處理器核心頻率的兩倍
！而ALU可以執行包括加、減、比較以及數值與內容的運算等，其運作速度於指令上的處理是
相當有幫助的。（如在1.5GHz的P4上，其ALU執行頻率為3GHz）
(4) 指令預測執行引擎（Advanced Dynamic Execution）
這是從原先P6上移植過來的，透過這種動態執行機制，有效的預先執行下一個會發生的指令，
而P4強化了此架構，增加了預測引擎的分支，提高了預測準備度，使P4可以更有效率的執行各項
應用程式。
(5) 加強型浮點運算功能（Enhanced Floating Point/Multi-Media）
加強在3D處理中所需高速浮點運算指令速度和多媒體的處理上能夠更加地流暢。
(6) SIMD延伸指令集2（Streaming SIMD Extensions 2）
此一新的微處理架構除了原先第一代SSE指令集和MMX外，又新增了144個SIMD指令，這些指令
包括了128 bits的整數運算(SIMD Integer Atithmetic)與倍準度浮點運算(Double Precision)，這使得在處
理相同資料量時只需要一半的指令運算。這些指令可以被運用在如動畫、語音、影像處理、加解
密等等來加快處理的速度，同樣的SSE2是要使用支援的軟體才能發揮其效能。
(7) 指令回溯式高速緩衝快取(Execution Trace Cache)
P4提供了一種新的L1 Cache技術(90K)，其架構相當於P3 L1-Cache中I-Cache第一階快取記憶體，
用途在於儲存按動態執行順序來排序的微操作序列，不同於P3照靜態程式序列來儲存，如此動
態模式可以更直接的來進行定位的工作，而且可以減少分支預測以及由於程式出現迴圈而導致
指令重複的轉譯。進而提供高速運算能力。此外，P4也包含了256KB的L2 Cache，以1.5GHz的CPU
為例，每一秒可以傳48GB的資料，比1GHz P-III的16GB大大的提高
AMD 超微:
AMD 公司是專門生產CPU 的公司，是Intel 公司的最大敵人，其生產的CPU 十分受人們歡迎，因為
不單遼其所生產出來的CPU 價格平宜，其CPU 的效能亦十分之高，比較起價格貴的Intel CPU ，吸
引力自然會大。
(1) k6-2
這個產品是於1997 年研製成功，並且在同一年推出市場。這款CPU 採用Socket 7 (擁有 321pin)的規
格，與Intel 公司的Pentium MMX 相同。而在製程(微米)則是 0.25 ，在當時來說亦是不錯的製程(微
米)。
而大眾所關心的CPU 時脈速度，這顆K6-2 則沒有令到人們失望，其時脈速度由起始的300 MHz，
至到最高的550 MHz。至於其電壓(V)則為 2.2 v。
生產K6-2 的原因
AMD為了將對手Intel打敗，而將K6的CPU加入3D now!的指令集，而其比Intel大一倍的L1 cache(64K)
，也有不錯的效能，加上其價格比Intel低很多，所以在零售市場、低階市場大賣，而引起了Intel的
注意。但是它亦有其壞處，便是產能不足，仍為期一大弊病。
(2) K6-III
在1999年，AMD 又再一次成功研製出K6-III，其所採用的規格及製程 (微米) 相同，亦是Socket 7，
而電壓 (v) 亦增加了0.1, 0.2，即是2.3~2.4v 。
與上一系列CPU的不同之處在AMD將全速256KB L2 cache整合在K6-III的CPU上，因而有更高的效能
出現且此時AMD 的K6 III 已能擁有 321 針腳。
(3) Athlon (Cu)
於2000年，AMD為求以更快的速度而開發出使用較低製程的Athlon，它擁有0.18 的製程，與Intel 的Pentium 3E 及VIA的Cyrix III相同。
但在規格方面則原用上一系列( Athlon(K7) )的Slot A相同，而在CPU 的時脈則由750 MHz 開始，並且
在短短的時間內速度升至 1GHz ，是第一顆超過1GHz (1000MHz)的CPU。當然，在電壓(v) 則是有所
進步，1.7~1.8V。
以1GHz 的AMD Athlon (Cu) 為例，它的外頻擁有100 MHz ，而倍頻則有10 。
其外型與上一代的CPU 相同，都是長方形的形狀，比起Socket 的CPU 為大。
(4) CPU --- Duron
Duron 於 2000 年研製，並於同年推出市場。其規格有別於以前的產品，採用Socket A(462 針腳(pin))
，此外，其時脈亦由 700 MHz 開始，至於其極限的時脈速度則不太清楚了。
Duron 的代號為Spitfire，這名稱是由AMD 公司的研究人員製定的。AMD 為取代K6-2&K6-III 兩款
CPU ,由Athlon核心架構所衍生出來的低階處理器。
它擁有128KB L1 cache,64KB 全速 L2 cache On Die,200MHz FSB, 3D now!加強型 (3D now！的功能是給
予一些愛好玩3D 遊戲的人，更加有真實感。)同時，AMD 為了降低CPU 的成本，Duron將只推出
Socket A的版本，而且無法用轉接版轉接至Slot A。
因其價格十分平宜，吸引了很多實用的用家，其效能雖然低於AMD 的Athlon ，但是仍然有很多的
支持者及擁護者，因此其售量也很好。
(5) Athlon Thunderbird
Athlon Thunderbird是Athlon (Cu) 的下一代，與Athlon核心架構完全相同，只不過使用了256KB全速L2
cache On Die,同時為降低成本，一樣會推出Socket A的版本，但顧及部分使用Slot A MainBoard (
即是主機板 )將無法使用Socket A的版本，所以會出Slot A的版本。
其起始的時脈速度為 700MHz ，而其超頻的能力亦很強大，例如：一顆擁有時脈速度為 1.4 GHz 的
Athlon Thunderbird，他可以很順利超到1.7 GHz ，遠遠強過其預設值，因此他的超頻能力是相當厲害
的，亦因為這個原因，AMD Athlon 系列的中央處理器成為玩家級的至愛。 ( 我亦都是使用Athlon
Thunderbird 的CPU ，所以我亦喜愛這顆CPU。
而他採用的規格與Duron 系列的CPU 相同，亦是Socket A ( 462 針腳 )。而其效能是強大過Duron
及 Pentium 4的，可以說是高中階的電腦產品。
但是他亦有不足之處的，例如：在工作的時候，其所散發出來的熱量十分厲害及驚人，平均都
有50 度攝氏，真的是兩秒熟透一隻雞蛋呢！當然，其耗電量亦會高過Intel 的 Pentium 3 及 4 。
因此，對AMD 的CPU 來說，做好散熱的工作是必須的，需要一把轉速快的CPU 風扇，此為其
重要缺點。
Cyrix新瑞仕:
原本主攻FPU(浮點運算器)市場的Cyrix， 在發覺Intel在486系列之CPU
己將FPU整合 於CPU內，因此也將該公司產品路線轉往 CPU發展，
其推出的486DLC/SLC雖稱為 486，但實際接腳相容於386 DX/SX，
而其 CPU更是內建有1K的快取記憶體，算得是 386的創舉。
Cyrix在386系列發表Cx486DLC各款的 CPU，號稱可以插在386系列
的主機板上 ，而其性能不輸Intel的486 SX系列，其目 的主要是為了
延續386的生命，這種現象在後486時代及後586時代更加明顯，但
在 386及486時代並未奏效 使其壽命不長 而今已經很少見了
IDT 艾迪特:
三種版本
版本 原始時脈 工作電壓
150 MHz 50x3=150 3.52V
180 MHz 60x3=180 3.52V
200 MHz 66x3=200 3.52V
以前推出的產品總共有 150, 180, 200 MHz 三款版本，最特別的一點就是 IDT C6 只支援 x2 & x3
兩種倍頻，跟 Cyrix 6x86 非常類似。這三款的時脈設定分別如表所示，所以你不要覺得奇怪，
為什麼 150 MHz 不是 60x2.5，而是 50x3。
另外也很特別的就是它的電壓，採用單電壓 3.52V，所以不用在電壓上動腦筋了，因為 3.52V
已經是最高了。
效能方面
Tom 所用的是 IDT C6 200，跟其他 CPU 做比較。所得的結果只有四個字可以形容，那就是
「慘不忍睹」，幾乎每一項都墊底，當然這一定跟 IDT 自己的測試結果有所出入。其實也
能這樣說 IDT，應該說「有待加強」，而在今天，其亦成為舊時代的產品。
IBM:
1992年 聯華電子首顆國產CPU正式亮相!!
UMC也就是各位耳熟能詳的聯電，在386 及486時代大膽的跨入CPU
的領域，因走 低價位路線，性能表現尚可，為國人自行 研發設計的
第一顆CPU，實屬難得之作， 但之後因Intel在專利權上對其展開訴訟
， 迫使UMC不得不退出，最後只好退居幕後，專心晶圓代工。 其實說真
的!!Intel的有一些商業行為實在讓人覺得卑鄙,但是卻也沒有人敢去得罪它,
還記得從前~威盛的693晶片組大膽的搶攻Intel的810.820晶片組市場吧!!
而使intel一告再告威盛!!從美國本土告到了歐洲去,威盛也不怕死的,反而越
起勁,2000年時還打算推出新款的CPU,還把美商旭上(S3)的繪圖晶片部
門給買了下來,
不過話說回來,由於威盛的產品品質優良,使Intel的810.820晶片組出狀
況時,讓威盛能有機會崛起,使台灣的本土公司可在世界上佔一席之地,
結論:
由之前的資料可以看出，Cpu跟其它高科技的電腦產品一樣，是一種日新月異，淘汰率很高的東西
，所以必須技術必須不停的更新與突破才能在競爭的市場中繼續生存，而且Cpu也是高獲利的產品
，而今時今日的台灣，在經濟競爭的壓迫下，應要有所覺悟，在高科技的產品上要利用已有的技術
跟人才，吸收別人的長處，開發出屬於我們的技術，使我們保有強大的競爭力。
參考資料:
http://hk.geocities.com/stevenkwong01/new_page_56.htm
http://hk.geocities.com/stgss3b10/
http://hk.geocities.com/stevenkwong01/index2.htm
http://www.amdtwn.com.tw/local/new/recommend.htm
http://www.fortunecity.com/skyscraper/black/1159/hd1.htm
http://www.mypcdiy.com.tw/mnews/amd-p.htm
http://www.overclocker.com.hk/oc/txt/tu/
http://www.rise.com.tw/
http://www.techvantage.com.tw/content/017/017158.asp
http://web.cc.ntnu.edu.tw/~t04002/news99/postpc.htm
http://www.weikeng.com.tw/main/main1-3-1-3.html
http://www.tnua.edu.tw/cc/users/intel.html
http://www.overclocker.com.hk/oc/txt/tu/
http://news.sina.com.tw/sinaNews/msb/life/1999/0702/
http://www.microsoft.com/taiwan/press/2003/0214.htm
PC Shopper 2000/No.17 四月號
學電腦運作原理的第一本書 Hisao Yazawa 著
李于青 徐堯 編譯
電腦 網路 通訊 知識百科 吳俊瑩 邱士賓等 著
電腦概論 金雙勝 嚴世傑 編著
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