《前言》

一台電腦上,能安裝的東西很多,最基本的零件為CPU、DRAM、主機板、機殼、電源供應器、顯示卡、鍵盤 、硬碟、光碟機、軟碟機和螢幕,再加上必要的連接線及電線。這些東西裝妥後就能開機進OS了。

我們就上面這幾種必備的東西和其它常見的電腦零件做個採購上的建議或是介紹。

第一篇-談CPU-本篇編輯日期為2003年05月



《CPU的選購》

CPU號稱是電腦的靈魂,雖然說,如果沒有其它的元件,電腦也不會動,不過,CPU卻是影響電腦速度的關鍵。 CPU負責電腦的「計算」工作,所以速度愈快的電腦,愈能在更短的時間內計算出你要的結果。CPU出現在那裡? 不只你的電腦裡,CPU的縮寫是Centeral Processing Unit,在印表機裡,為了處理列印的需求,也有CPU的存在 ,有的照像機裡也有CPU用以計算光源與對焦等等。

CPU的速度怎麼計算?最直接的方式就是看頻率,頻率是什麼?頻率的單位最常見的是MHz,而MHz就是Million Hertz 的縮寫,也就是百萬赫茲,而GHz則是Giga Hertz,就是十億(Giga=1000*Million)赫茲,聽起來好像很多, 但是電腦的運算量很大,怎麼去減少運算量則是程式設計師的問題,我們能做的只是花錢買夠力的CPU來應付需求 罷了。

CPU從古早時代開始,慢慢分成許多流派,大致上可以分成RISC與CISE兩種,這是以「指令集」 (Instruction Set)來做為分類的依據,RISC是精簡指令集,而CISC則是複雜指令集。當然啦 ,特定領域有特定的專用CPU,不能以偏蓋全。

我們最常見的CPU就是x86系列了,為什麼稱它為x86系列?因為CPU界的大龍頭Intel的關係。Intel當年(我忘了 是幾年)推出的8086打開了電腦的市場,後繼的80286、80386則是讓電人電腦普及化,到了80486後,Intel 將CPU的型號改為Pentium,但是在Pentium剛問世時,還是有很多人把它叫做586。 這種架構的CPU就稱為x86架構,以別於其它的CPU架構。也所以有的軟體會註明「適用於x86」。

隨著CPU的進展,CPU的長像也愈來愈不同,然而,最大的不同是它的接腳數,並不是說愈多愈好,不然做個 一、二千根接腳不就稱霸江湖?而CPU接腳的不同、電壓的不同則是表示主機板也必須重新設計。所以從以前的 Socket 7到現在的Socket 370、Socket 462,都有不同的對應產品,是不能亂插的。當然,有的廠商眼見CPU汰 換率過高,於是設計一些晶片讓新的CPU可以安裝在舊的主機板上,不過效能上有點落後。為什麼?因為在轉接 的同時必定會帶來一些訊號的衰減或是延遲。

怎麼加快CPU的速度?這就牽扯到CPU內部核心的問題了,如果別人跑二步才能到終點,我跑一步就可以,那我是 不是快多了?這是改良架構。如果每天都要收E-Mail,那麼把E-Mail的程式做個捷徑,是不是可以加快工作效率 ?這是增加指令集(如MMX、3DNow、SSE等等)。如果可以把CPU做的更小,是不是可以在與原來的CPU同樣大小的 情形下多塞一些東西進去?這是製程的改良。

上面說的方法當然都可以提高CPU的效能,但是最快的方法其實是「多處理器」。一個人打不贏,找多一點人來 總該行了吧?不過這並不是個完全可行的方案,因為不是所有的應用程式都支援多處理器,也就是一顆兩顆對它 來說都沒有差別。另外,千萬別以為2顆處理器的效能會等於1顆處理器效能的兩倍,多處理器的優點在於,對 於負荷量較大的工作場合,各顆處理器可以分擔一部份,所以可以增加效能,然而,想像一下你要穿衣服的時候 ,你可以同時穿襪子和拉上拉鍊,但是你絕對不可能同時穿襪子和穿鞋子,這個意思是說,有些工具是必須要等 待其它工作完成才能開始做的,就算你有二十隻手,鞋子還是得等襪子穿完才可以穿。

現今桌上型電腦的CPU市場有二大流派,這二大流派就是Intel和AMD兩大廠。 當然啦,我指的是x86架構的,除了這兩家之外,還有其它的廠商也有出CPU,不過有的是設計給筆記型電腦專用(Transmeta), 有的是架構不同,如Sparc、Alpha或PowerPC,或是給PDA用的DragonBall等等,不在我們的討論範圍內。另外,Intel與AMD的64位元CPU也不在 討論範圍內。

在市面上可以見到的Intel的CPU有Xeon、Pentium 4、Pentium III及Celeron, AMD的CPU則有Duron、Athlon 及Athlon XP, Intel之前的CPU為:
8086、8088、80286、80386、80486SX、80486DX、80486DX2、80486DX4、Pentium、Pentium II、Pentium III Slot 1等等,
而AMD之前的CPU為:
K5、K6、K6-2、K6-3等等
這些舊的CPU都已停產,但是在二手市場上仍能見到它們的蹤跡。 在PC上,另外還有Cyrix(現已被VIA併購)、RISE及IDT等CPU廠商也有推出產品,但是在效能 上或其它因素因為不及Intel及AMD兩廠,現在很難再看到它們的影子了。不過VIA推出不強調效能的EPIA系列, 在避開殺紅眼的桌上型電腦市場之後,也奪得不錯的評價。

Intel 的 XEON®


針對高階市場,Intel主打XEON,XEON有三種,規格如下:

 舊XEON DP新XEON DPXEON MP
接腳數603 (Socket 603)
FSB400MHz
Hyper-Threading Technology
超執行緒技術
沒有
時脈 1.4GHz 1.5GHz
1.7GHz 2.0GHz
1.8GHz 2.0GHz 2.2GHz
2.4GHz 2.6GHz 2.8GHz
1.5GHz 1.9GHz
2.0GHz
L2 cache256KB512KB
L3 cache沒有1MB - 2MB
支援的CPU數224顆以上

新的XEON會接替舊XEON,所以舊款的XEON會漸漸退出市場。 Intel的XEON主攻伺服器、工作站等高階市場,支援多處理器、超執行緒等,可以讓多工的環境或是大量運算的 環境有更好的效能表現,雖然單看CPU的售價好像還蠻便宜的(不到一萬塊),可是貴的是主機板與其它週邊, 整個配起來還是貴的要命。

Hyper-Threading Technology可以讓CPU同時處理較多的執行緒(Thread),也就是說,可以同時處理較多的 程式,這當然能改善效能,只是幅度大或小罷了。

Intel Pentium® 4 與 Pentium® 4 HT


對於要求高效能桌上型個人電腦的市場,Intel主推Pentium 4。Pentium 4的規格蠻亂的,先看最基本的:

接腳478
FSB400MHz/533MHz/800MHz
L2 cache256KB/512KB
時脈最高到3.06GHz

現在要解釋一下了,Pentium 4首先可以用FSB分成400MHz、533MHz與800MHz三種,400MHz的版本時脈從1.4GHz到2.6GHz, 當然,這個版本的Pentium 4會漸漸退出市場,而533MHz的版本則是從2.26到11月初新發佈的3.06GHz;最近的則 是領先市場的800MHz版本!L2 cache 的分別則是由於製程的改變,若是0.18製程的Pentium 4,L2 cache就只有256KB,若是0.13製程的,就有512KB的 L2 cache。另外,Intel有一系列的Pentium 4 HT,意思就是具有Hyper-Threading Technolgy的功能。這些東西 是從Intel®上看來的,如果有錯記得 通知一下。

Pentium 4的推出到現在經歷了蠻慘烈的一段過程,在Pentium 4剛推出時,Intel力推Rambus RDRAM,希望高 速的記憶體能夠拉Pentium 4一把,可是Pentium 4剛推出時,雖然挾著超高時脈(與當年的其它廠商相比), 效能卻不怎麼樣,尤其是RDRAM貴的要命,主機板也很貴,讓人覺得不是很值得。可是在Intel改推DDR SDRAM之 後,Pentium 4的接受度慢慢提升,到現在,市佔率在80%左右(全球),AMD反而被壓著打,真的是風水輪流轉...

Pentium 4 的FSB高達400MHz/533MHz,新的版本則是800MHz,這可以加快CPU的運作。Pentium 4使用4倍外頻的技 術,所以400MHZ的外頻是指我們將外頻設定在100MHz時,CPU就以400MHz的外頻來跑,而當我們設定成133MHz時, CPU就以533MHz(精確點就是532MHz)來跑,新出來的800MHz則是200MHz的四倍。而100MHz、133MHz和200MHz有什 麼意義?最簡單的就是RAM的速度,當我們用100MHz做為外頻時,基本上記憶體是以100MHz的速度來跑,當我們 用133MHz的外頻時,記憶體以133MHz(或266MHz DDR)來跑,Intel在800MHz的版本上宣告支援400MHz 的DDR SDRAM, 也就是說,記憶體和CPU的頻率能夠配合,速度上當然就比較快了。 話說回來,Pentium 4真的跑的很快嗎?不見得,但是即使同時脈下 Pentium 4跑的並不起AMD的Athlon XP要來的快,但是你可以買到時脈較高的版本,用時脈來拉平架構上的差距。

Pentium 4原來是採用Socket 423,但是我覺得Intel很怪的是,在Socket 423正在銷售時,它就說以後會改成 Socket 478,那誰敢買啊?真的是蠻怪的。

Intel Celeron®


Celeron是個歷久彌新的名字,從多年前與Pentium III共創江山,到現在與Pentium 4攜手做戰,你會發現, 你的Celeron是個1.7GHz Socket 478的傢伙,但是另一個Socket 370只有300MHz的CPU也叫做Celeron。

Celeron鎖定在低價市場,所以售價相對較低,為了讓它的售價壓低,Celeron的第一代是沒有L2 cache的, 而且被鎖倍頻了,那時大家都形容Celeron是「被閹掉的Pentium III」,可是有一陣子,300MHz的Celeron 突然瘋狂了超頻界,(米克那時是用K6-2,所以沒有跟著玩),因為300MHz是給66MHz外頻用的,可是在當 時新的主機板可以支援100MHz的外頻,這另你想到什麼?就是超頻,300MHz鎖在4.5倍頻,那麼,我們在BIOS 或主機板上做點小動作將外頻調整成100MHz時,你的Celeron 300MHz搖身一變成了Celeron 450MHz。這時要玩 要賣都可以,有的商家甚至將Celeron 300MHz的售價賣的比333MHz的要來的高。這是因為,也就只有這一型的 最好超了,因為若是Celron 333MHz,是5倍頻,你要從333MHz超頻到500MHz,不覺得太離譜了點嗎?當然有人 能成功,但是大部份的情形下都太冒險了。這是Celeron在CPU史上的一個特別案例,新一代的人 不能體會,所以當做故事看看就好。

Celeron在歷經Intel的各種核心之後,現在(2002年11月)在市面上可以看到兩種Celeron並存,一種是Socket 370的,另一種是Socket 478的。這也難怪,Celeron本來就是與Intel的主力商品相輔相成,既然Intel的主力改 成Socket 478的Pentium 4,原來是Socket 370的Celeron當然也要跟著改變了。不過,依據 Tom's Hardware Guide對Celeron Socket 478 1.7GHz 的測試來看,Celeron的效能並不怎麼樣,被Athlon XP與Pentium 4打的落花流水。

AMD Athlon XP


先來看看基本規格:

接腳462
FSB266MHz/333MHz
L2 cache256KB/512KB
時脈用AMD標示法為2800+

AMD 的Athlon XP是繼Athlon之後的新核心產品,在推出的同時,原本實實在在的時脈標示法,也被改成 AMD 標示法,AMD的CPU在時脈上被Intel巴的死死的,可是因為Athlon XP跑的比同時脈的Pentium 4要來的 好(某些測試上),所以AMD提出另一種標示法,以下是部份真實時脈對照表:

型號真實時脈
Athlon XP 1500+1333MHz
Athlon XP 1600+1400MHz
Athlon XP 1700+1466MHz
Athlon XP 1800+1533MHz
Athlon XP 1900+1600MHz

AMD的這種行為算做弊嗎?我覺得很難判斷,因為效能是感覺出來的,假設我們有個共識”輪子的半徑愈大,滾的 愈快”,在許多情形下是對的,但是現在一個銅板大的輪子如果可以滾的和一個汽車輪子一樣快,我們也許該用 別的方式來說明輪子滾動的基準,例如,是誰讓輪子滾動的?現在,若是Athlon XP 1900+與Pentium 4 1900MHz 在執行所有的程式時,都在相近的時間結束,那麼,我們說這顆Athlon的時脈是1900似乎也沒什麼不對。不過, 商業手法的成份較大。

AMD 的Athlon XP採用的是266MHz的FSB,在新的Athlon XP 2700+以上,則是更進一步的333MHz FSB。Athlon XP 在學生市場很受歡迎,因為它真的蠻便宜的,而且效能上也沒什麼好挑剔的地方,有些網咖為了壓低電腦成本, 電腦的規則更是以Athlon XP為主。而AMD在2003年初推出Barton系列的Athlon XP,其實最大的不同就是快取記 憶體增加到512KB,在計算機結構的理論上,增加快取記憶體的確有助於效能的提昇,但是也不是真的愈大愈好, 因為快取有快取的限制在,必須視應用程式而定,有些程式在快取記憶體加大的時候依然沒有任何加速效果。

對於雙CPU市場,AMD當然不落人後,也推出Athlon MP來對付雙CPU市場的需求,在許多測試中,Athlon MP的 確能在雙CPU的環境下發揮不錯的效能,不過,主機板蠻貴的。

AMD Duron/Morgan


AMD 對於低價市場推出Duron系列,不過在Duron換了新核心後,有的就直接叫它Morgan。Duron的效能和它的售 價都很理想,不過很多傳聞都說AMD有意將Duron淡出市場,因為Athlon XP已經夠低價了,Duron有點多此一舉 ,對我們消費者而言,只要售價合理,管它是Duron還是Athlon,並沒有什麼差別。


那麼我們該以那一顆CPU為優先選擇?基本上,AMD的CPU售價是比較便宜的,可是主機板的選擇也比較少, Pentium 4是貴了一點,可是主機板的選擇很多。
每個產品都有他的效能/價值比,你買的到的最快速的CPU往往售價並不合理,等一陣子就會掉下來了。

CPU的散熱是門大學問,若你不超頻的話,買個一、二百塊的散熱片加風扇就可以了,CPU的穩定工作溫 度各大廠皆有定義,一般而言,維持在攝氏60度以下就OK。但是這是指CPU表面的溫度,一般測溫的 測量點皆和CPU有一段距離,距離愈遠愈不準,有可能CPU正在受攝氏80度的折磨,但你的BIOS中卻顯示 CPU溫度為40度。所以若你不放心的話,可以自行安裝測溫線來得知溫度,或是直接使用較高級的風扇和 散熱片以求安心。 愈低溫可以讓你的CPU壽命加長, 但是低溫並不會讓你的CPU跑比較快。高溫則可能讓你的電腦動不動就罷工、當機。

在兩家的CPU都進入GHz的階段之後,下一步則是發展64位元的CPU,Intel與AMD都己經有成品出現,只是 要出現在市場上可能還有得等。CPU是64位元,也需要有64位元的作業系統才能動。

參考網址:
Intel 官方網站 Intel®
AMD 官方網站 AMD®
Infopro.com 資傳網軟硬體新知
Tom's Hardware Guide中文版