想要清楚CPU的原理，最簡單的方法就是嘗試自己打造一個簡單的CPU，大家可以到steam上面體驗一個名為MHRD，讓你從最開始的NAND開始用，逐漸到用程式碼構建出一個CPU電路……balabala

是不是已經看暈了？沒關係小編接下來會大家一步一步講解CPU是怎麼誕生的，以及基本的工作原理到底是什麼，讓你徹底瞭解CPU的相關知識！

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NO.1：CPU到底是什麼東東？

① 大家常用的電腦處理器，例如Intel 酷睿處理器，或者amd的處理器。Intel的i3、i5或者i7和i9，AMD的r5或者r7。

② 手機的常見處理器，高通處理器（驍龍888）、蘋果處理器（A15），華為麒麟9000處理器，聯發科天璣1200處理器，三星的Exynos。

③ 伺服器領域的英特爾至強系列。

需要注意的是，手機上面的處理器大概相當於一個整合系統，也就是大家常說的SOC，不單是擁有cpu的運算能力，還可能包含GPU（圖形處理器）、NPU（ai處理器）、ISP（影像處理器）和基帶等等。在一些桌面處理器上面，也會見到CPU+GPU的組合，例如AMD的apu內部集成了中央處理器和獨顯核心。

CPU主要分為兩個部分：一是負責控制的control unit，也就是控制單元。主要進行技術或者指令寄存等等命令。而是負責運算的logic unit，也就是邏輯單元，進行加速演算法、累加器等等。當然，CPU還有負責快取的部分，就是大家常說的一級快取、二級快取、三級快取等等，這個部分不同價位的處理器相差比較大，一般來說快取越大效能也就越好。

CPU的地位就像它的命名為中央處理器那樣，當我們透過滑鼠、鍵盤、觸屏等方式進行操作電腦上的軟體或者文件，cpu就會開始排程各個零部件開始操作。例如我們播放一個影片，CPU接到我們的播放命令後，就會開始排程播放軟體的解碼器解析影片，命令外放喇叭播放聲音，螢幕顯示電影畫面等等。

CPU負責命令，其他零部件就像一個打工人被支配，不過一部剛剛組裝好的電腦並不能直接執行，還需要安裝作業系統，還有各種驅動軟體，這樣才能讓CPU充分發揮它的控制功能，把顯示的工作分給顯示器、播放的工作交給揚聲器、列印的工作交給印表機，這都需要驅動軟體+CPU的配合才能實現。

NO.2：cpu的命名

CPU經過多年優勝略汰的發展，目前市面上最常見的桌面級CPU品牌主要有英特爾和AMD兩家，而移動CPU則有蘋果、高通、聯發科，華為麒麟等等。

① 英特爾：主要根據數字的大小來區分效能命名，從效能強大到入門級的分別為i9、i7、i5和i3，還有最入門的處理器賽揚系列。

② AMD：從最早的速龍系列，到如今的R系列CPU，amd近年來在效能表現上一直給到各大玩家驚喜，5800x現在非常熱門。

③ 高通：主要應用在安卓手機上面，同樣是按照命名數字的大小來區分效能，旗艦處理器為8系列，例如今年的旗艦處理高通驍龍888，終端處理器為7系列，比較新的訊號為778G，入門型號為6系列，主要安裝在千元級別的手機上。

④ 蘋果：經過十來年的發展，目前蘋果的自家處理器已經發展到A15，仍然是手機上面最強大的處理器。同時，蘋果還在自己的筆記本macbook air上面開始搭載m1晶片，效能遠超目前市面上常見的移動SOC，ipad pro同樣裝載了m1。

⑤ 華為：麒麟9000是華為手機處理器的最新型號。

NO.3：CPU的外觀、架構、工藝等

① 封裝：有裝機經驗的小夥，常常會接觸到不同型號的CPU，其實真正的cpu晶片並沒有那麼大，從蓋板到針腳都只是為了保護和傳輸的需要而已。不知道大家有沒有發現，CPU的效能越來越強大，針腳的密度越來越大，但整體的外觀尺寸並沒有變化，這就說明真正進化的其實CPU的晶片。

比較常見的封裝方法是：Dual in-line package，DIP（雙列直插封裝），不過採用這種封裝方法已經無法滿足晶片引腳數目的增加，於是便誕生了一種密度更大的封裝方式，也就是目前桌面CPU上面的LGA封裝方法，典型的代表就是i9-9900K，這類CPU每一個金色觸點都是CPU與外部資料進行交換的中介，不同的引腳的功能和使用方法都有所不同。

另外，手機這類移動裝置受限於機身體積大小的限制，對處理器的整合度要求更高，這樣就誕生了更加複雜的封裝也結構：System on a chip，也就是大家常說的SOC，裡面集成了各種處理晶片，相當於電腦上面的CPU、GPU還有其他晶片打包在一起，比較典型的型號就是蘋果的a系列和高通的驍龍系列處理器。

② 架構：桌面級的晶片架構主要為X86，主要是以AMD和英特爾為主。手機級的晶片架構為ARM，大家常見的蘋果a系列、高通驍龍、華為麒麟都是基於arm架構所開發的。當然還有以NPU為主的特斯拉自動駕駛晶片，內部NPU晶片佔據很大的空間。

③ 製程工藝：就是通常我們所說的CPU的“製作工藝”，是指在生產CPU過程中，積體電路的精細度，也就是說精度越高，生產工藝越先進。在同樣的材料中可以製造更多的電子元件，連線線也越細，精細度就越高，CPU的功耗也就越小。

目前，蘋果的A15晶片已經可以達到5NM的製程工藝，效能大幅提升的同時，能耗比又在不斷地最佳化升級，因此可以看到iPhone13系列地續航大大提升，除了電池容量地幫助意外，製程工藝也佔據其中很重要地一部分。

④ 光刻印刷：近年來光刻機的話題非常火熱，現在最先進的光刻機技術是EUV極紫光。光刻電路印刷，並不像是普通列印那樣簡單，每層電路乃至多層電路都需要反覆刷N遍，光刻機的設計和製造難度非常高，導致成本也很昂貴，不是一般廠家可以生產。世界上比較先進的光刻機生產廠家是荷蘭的asml。

摩爾定律：這是英特爾創始人之一戈登·摩爾的經驗之談，主要內容是：積體電路上可以容納的電晶體數目在大約每經過18個月便會增加一倍。換言之，處理器的效能每隔兩年翻一倍。所以，現在無論是電腦還是手機處理器，都在不斷的飛速發展。

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