x86架構處理器
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x86架構於1978年英特爾推出的Intel 8086中央處理器中首度出現,它的標準規格是從Intel 8008處理器中發展來的,8086在1981年為當時電腦大廠IBM PC所採用,之後x86成為個人電腦的標準平台,並從PC走入工作站、伺服器領域為市場主流CPU。
Intel早期的處理器名稱是以數字來表示,並以「86」作為結尾,包括Intel 8086、80186、80286、80386以及80486,因此其架構被稱為x86,x86或80x86是英特爾首先開發製造的一種微處理器體系結構的泛稱。
8086是16位元處理器,直到1985年開發32位元的80386,接著一系列的處理器以32位元架構的細微改進,推出了數種的擴充,至2003年AMD對於這個架構發展64位元的擴充,並命名為AMD64,Intel也推出與之相容的處理器,並命名為Intel 64,兩者一般被統稱為x86-64或x64,開創x86的64位元時代。
x86架構是可變指令長度的CISC(複雜指令集電腦,Complex Instruction Set Computer)。字組(word, 4位元組)長度的記憶體存取允許不對齊記憶體位址,字組是以低位位元組在前的順序儲存在記憶體中。x86優點是向後相容性佳,由於為了滿足電腦產業發展而不斷加入指令集,使結構越來越複雜,而每個指令集用到的頻率也越差越大,許多指令到後來已經相當少用,甚至是可被新的指令所取代。相對RISC的ARM架構則大幅簡化架構,僅保留所需要的指令,可以讓整個處理器更為簡化,擁有小體積、高效能的特性。
現代的CPU開始採用CISC的外圍,內部加入RISC的特性,如超長指令集CPU就是融合RISC和CISC的優勢,成為未來的CPU發展方向之一。
x86系列CPU的主要有Intel、AMD,其中Intel的CPU在產量、技術上都占主導地位,主要產品是賽揚(Celeron)、奔騰(Pentium)系列,AMD公司在CPU開發和生產方面僅次於Intel,主要產品是Athlon與Duron系列,另外還有威盛C3。
◎Intel處理器
Intel發展晶片模式為Tick-Tock(工藝年-架構年),所謂Tick為製程改良演進,Tock為架構上的改變。
2011年,Intel正式發佈Sandy Bridge(Tock時間)第2代Core處理器架構,是Nehalem的繼任者,從45nm進化到32nm,二級緩存仍為512KB,但三級緩存將擴充至16MB,內建的處理器繪圖引擎能分享各種資源,如快取或記憶庫,讓處理器核心不僅能提高PC的運算與繪圖效能,還能維持電源使用效率。除強化效能與電池續航力外,並將一系列視覺相關功能內建於晶片中。
Sandy Bridge處理器之後下一代Ivy Bridge(Tick時間),主要是於製程從32nm推至22nm,原生USB3.0,新製程有助於能源效益提升及減少耗能,並首次3D立體堆疊的方式來堆疊電晶體。
Ivy Bridge下一代Haswell(Tock時間)全新世代,製程上採用22nm,但架構技術明顯改良,在效能與繪圖核心表現上將大幅精進,並能將連網待機模式的耗電量降低20倍以上,預計2013年上市。
Broadwell於2015年1月在消費性電子展(CES)發表,是tick-tock模式中Haswell微架構的14nm製程改進版本,移動及伺服器領域為主,桌面領域為輔。採用多晶片模組設計。電壓調節模組可能會從CPU分離出來,以減少熱量的產生。
Skylake是Intel Haswell/Broadwell微架構的繼任者。Skylake微架為使用14奈米製程製造。根據Intel於2016年公開的Tick-Tock發展戰略模式,Skylake是一個「Architechture」版本,意思是在「Process」製程基礎上,更新微處理器架構,提升效能。
Kaby Lake是Intel發布的14奈米處理器系列的代號,用於接替Skylake系列。Kaby Lake於2017年1月發售。是Intel第一款只支援Windows 10以及之後版本Windows作業系統的處理器系列。Skylake原定繼任者是10奈米的Cannon Lake,但2015年7月宣布,Cannon Lake將被延後到14nm無法再繼續提供更多效能後才會推出。
Coffee Lake是Skylake和Kaby Lake後的新一代14奈米製程的處理器系列-第八代酷睿系列處理器所分配的代號。這些處理器的內建顯示核心都支援DP 1.2、HDMI 2.0和HDCP 2.2,且原生支援在2666MHz頻率下的雙連結DDR4記憶體。於2017年10月正式推出市場。
Ice Lake 是第十代Intel酷睿處理器代號,基於新微架構Sunny Cove微架構,使用第二代10nm製程製造。
Tiger Lake是英特爾第11代酷睿移動處理器的代號,採用英特爾第三代10奈米製程製造,基於Willow Cove微架構。於2020年9月正式推出。
Alder Lake是英特爾第12代酷睿處理器的代號,使用Intel 7製程製造。採用了兩個全新的核心微架構,分別為高效能的大核心Golden Cove與高能耗比的小核心Gracemont的架構。於2021年11月正式推出。
Raptor Lake是第13代英特爾酷睿中央處理器的代號,使用英特爾的Intel 7製程(實際為10奈米製程)製造,與前代產品Alder Lake一樣。英特爾在2022年英特爾投資者會議上確認了有關Raptor Lake的一些細節,例如其旗艦產品擁有多達24個核心(8個高效能核心+16個高效率核心,24C32T)和32個執行緒以及相容Alder Lake電腦系統的主機板和CPU插座。於2022年10月正式推出。
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