CPU无限动力源自何处？

近一年来，CPU市场显得异常活跃。这不仅是由于一系列新技术（如：AMD的3DNow！指令集，TriLevelCache三层式高速缓存设计技术等）的相继涌现，更重要的是人们惊奇地发现如今的CPU运行速度是如此之快。并且，这种飞速增长的态势竟然毫无衰减之象（AMD，英特尔都宣称将于明年推出运行速度达到1G量级的CPU产品）。大家不禁会困惑：CPU是如何达到这样高的速度，它的无限动力到底源自何处呢？

要了解CPU速度的源泉，就要先了解CPU是怎样被制造出来的。简单说，CPU是通过一种被称为光刻工艺的技术制造出来的。其实，用来生产CPU的材料非常普通——就是我们常见的沙子（SiO2）——硅。首先，我们需要一块高纯度的硅片作为微处理器的基底。再在它的上面涂上一层由SiO2构成的绝缘层。随后在硅片上镀上一层称为“光刻胶”的材料。这种材料在经过紫外线照射后会变软、变粘。这样一来，当我们把设计好的“模板”（微处理器电路设计的照相掩膜）放在它的上面，再经过紫外线光的照射后，在它的表面将形成软硬不同的区域。再用一种溶剂进行腐蚀，会形成许多沟槽状结构。下面使用金属离子进行掺杂。最后，切割封装成为单个的CPU，大功告成。

这样的一个CPU中往往会含有数以百万计，甚至千万计的晶体管，如AMDK6－2处理器中含有930万个晶体管，K6－III中拥有2130万个晶体管，AMD最新的Athlon（K7）处理器更拥有创记录的2200万个晶体管。而每个晶体管其实就是一个双位开关：只具有开和关两种状态（开代表1，关代表0）。这些晶体管在一起采用并行处理的方式进行工作。形象一点说，每个晶体管都可以被看作是一个人。中国有句俗话：“人多力量大。”晶体管多了，CPU的运算能力自然也会增强。但是，CPU中晶体管数量也不能无限量的增加，它会受到限制。限制因素就是加工精度，即我们常提到的0．xx（0．25微米，0．35微米等）微米的加工工艺。数值越小代表加工精度越高，也意味着CPU中晶体管集成度越高。而每一次加工工艺的改善都会带来CPU制造技术革命。例如：早期的奔腾CPU采用的是0．6微米的加工技术。后来改用0．35微米生产，性能指标有明显提高。AMDCPU家族中的K6就是采用0．35微米工艺生产的。

在1998年的时候，CPU的制造工艺已经开始由0．35微米向0．25微米过渡。AMD的K6－2CPU就是全部采用0．25微米工艺生产的。而进入1999年后，为了在0．25微米工艺基础上进一步提高CPU的性能，AMD在K6－III处理器中加入了运算速度与时钟频率同速256KB二级缓存。这样一来，也使得K6－III处理器拥有了2130万个晶体管。新近推出的Athlon处理器则达到2200万个之多。如果单从集成度的角度来看，无疑AMD是现今当之无愧的“王者”。