CPU中央處理器將是下述內(nèi)容的主要介紹對(duì)象，通過(guò)這篇文章，小編希望大家可以對(duì)它的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識(shí)和了解，詳細(xì)內(nèi)容如下。

一、CPU中央處理器緩存作用

由于CPU是核心硬件，相信我們?cè)谶x擇CPU的時(shí)候都會(huì)去關(guān)心CPU參數(shù)方面，而在CPU核心參數(shù)中，我們經(jīng)常會(huì)看到緩存(Cache)這個(gè)參數(shù)，那么CPU緩存有什么用?下面科普一下關(guān)于CPU緩存的作用。

CPU沒(méi)有存儲(chǔ)功能，那么緩存到底是干什么的?CPU緩存是用于減少處理器訪問(wèn)內(nèi)存所需平均時(shí)間的部件，作用類似于CPU內(nèi)部的內(nèi)存。

更詳細(xì)來(lái)講，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，CPU高速緩存在金字塔式存儲(chǔ)體系中它位于自頂向下的第二層，僅次于CPU寄存器。其容量遠(yuǎn)小于內(nèi)存，但速度卻可以接近處理器的頻率，比內(nèi)存快得多。

緩存的出現(xiàn)主要是為了解決CPU運(yùn)算速度與內(nèi)存讀寫(xiě)速度不匹配的矛盾，因?yàn)镃PU運(yùn)算速度要比內(nèi)存讀寫(xiě)速度快很多，這樣會(huì)使CPU花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間等待數(shù)據(jù)到來(lái)或把數(shù)據(jù)寫(xiě)入內(nèi)存。

按照數(shù)據(jù)讀取順序和與CPU結(jié)合的緊密程度，CPU緩存可以分為一級(jí)緩存，二級(jí)緩存，部分高端CPU還具有三級(jí)緩存。

之所以CPU需要采用這種層級(jí)結(jié)構(gòu)，主要就是是從成本、性能、容量還有面積上來(lái)平衡的。

提升命中率：所謂的命中率是在高速緩存中找到內(nèi)存引用的速率，我們希望能夠首先通過(guò)緩存中獲得信息，以得到速度優(yōu)勢(shì)，所以緩存需要最大限度地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。對(duì)于單個(gè)高速緩存，大小、關(guān)聯(lián)性和塊大小決定命中率。

降低更低級(jí)別內(nèi)存下的開(kāi)銷：高速緩存是內(nèi)存層次結(jié)構(gòu)的一部分，其性能會(huì)影響其它性能，處理其它內(nèi)存花費(fèi)的時(shí)間越長(zhǎng)，意味著系統(tǒng)性能越低，也就是說(shuō)盡可能讓處理在緩存中完成。

減少錯(cuò)失懲罰：緩存中不能命中是無(wú)法避免的事情，但是我們可以減少處理未命中所需的時(shí)間以獲得更好的處理器性能，通過(guò)提升命中率并通過(guò)應(yīng)用不同的優(yōu)化，能夠降低錯(cuò)失懲罰。

高速緩存是CPU中十分重要的部分，占據(jù)了大量的資源開(kāi)銷和成本，如果您看過(guò)CPU架構(gòu)圖的話，您就會(huì)發(fā)現(xiàn)緩存占據(jù)了至少50%的面積，絕對(duì)至關(guān)重要。

對(duì)于一般用戶你只需了解CPU緩存能夠提升CPU的工作效率即可，緩存在CPU參數(shù)中的作用舉足輕重?，F(xiàn)在大家知道CPU的緩存有什么作用了吧。

二、CPU生產(chǎn)流程

(1)硅提純

在硅提純的過(guò)程中，原材料硅將被熔化，并放進(jìn)一個(gè)巨大的石英熔爐。這時(shí)向熔爐里放入一顆晶種，以便硅晶體圍著這顆晶種生長(zhǎng)，直到形成一個(gè)幾近完美的單晶硅。以往的硅錠的直徑大都是200毫米，而CPU廠商正在增加300毫米晶圓的生產(chǎn)。

(2)切割晶圓

硅錠造出來(lái)了，并被整型成一個(gè)完美的圓柱體，接下來(lái)將被切割成片狀，稱為晶圓。晶圓才被真正用于CPU的制造。所謂的“切割晶圓”也就是用機(jī)器從單晶硅棒上切割下一片事先確定規(guī)格的硅晶片，并將其劃分成多個(gè)細(xì)小的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都將成為一個(gè)CPU的內(nèi)核。

(3)影印

在經(jīng)過(guò)熱處理得到的硅氧化物層上面涂敷一種光阻物質(zhì)，紫外線通過(guò)印制著CPU復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)圖樣的模板照射硅基片，被紫外線照射的地方光阻物質(zhì)溶解。而為了避免讓不需要被曝光的區(qū)域也受到光的干擾，必須制作遮罩來(lái)遮蔽這些區(qū)域。

(4)蝕刻

這是CPU生產(chǎn)過(guò)程中重要操作，也是CPU工業(yè)中的重頭技術(shù)。蝕刻技術(shù)把對(duì)光的應(yīng)用推向了極限。蝕刻使用的是波長(zhǎng)很短的紫外光并配合很大的鏡頭。短波長(zhǎng)的光將透過(guò)這些石英遮罩的孔照在光敏抗蝕膜上，使之曝光。接下來(lái)停止光照并移除遮罩，使用特定的化學(xué)溶液清洗掉被曝光的光敏抗蝕膜，以及在下面緊貼著抗蝕膜的一層硅。

然后，曝光的硅將被原子轟擊，使得暴露的硅基片局部摻雜，從而改變這些區(qū)域的導(dǎo)電狀態(tài)，以制造出N井或P井，結(jié)合上面制造的基片，CPU的門(mén)電路就完成了。

(5)重復(fù)、分層

為加工新的一層電路，再次生長(zhǎng)硅氧化物，然后沉積一層多晶硅，涂敷光阻物質(zhì)，重復(fù)影印、蝕刻過(guò)程，得到含多晶硅和硅氧化物的溝槽結(jié)構(gòu)。重復(fù)多遍，形成一個(gè)3D的結(jié)構(gòu)，這才是最終的CPU的核心。每幾層中間都要填上金屬作為導(dǎo)體。Intel的Pentium4處理器有7層，而AMD的Athlon64則達(dá)到了9層。層數(shù)決定于設(shè)計(jì)時(shí)CPU的布局，以及通過(guò)的電流大小。

(6)封裝

這時(shí)的CPU是一塊塊晶圓，它還不能直接被用戶使用，必須將它封入一個(gè)陶瓷的或塑料的封殼中，這樣它就可以很容易地裝在一塊電路板上了。

(7)多次測(cè)試

測(cè)試是一個(gè)CPU制造的重要環(huán)節(jié)，也是一塊CPU出廠前必要的考驗(yàn)。這一步將測(cè)試晶圓的電氣性能，以檢查是否出了什么差錯(cuò)，以及這些差錯(cuò)出現(xiàn)在哪個(gè)步驟(如果可能的話)。

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