不積跬步無(wú)以至千里　讀懂CPU步進(jìn)

天　一

步進(jìn)的概念

相信很多DIYer會(huì)經(jīng)常聽(tīng)到“步進(jìn)”這個(gè)詞，例如去年熱炒的G0步進(jìn)Intel Pentium Dual-Core E2140處理器，很多DIYer輕易地把這款新步進(jìn)CPU超頻到了3.88GHz的高頻率。那么，步進(jìn)到底是怎么回事呢?

嚴(yán)格的定義：步進(jìn)(Stepping)是CPU的一個(gè)重要參數(shù)，也叫“分級(jí)鑒別產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)范”，是用來(lái)標(biāo)識(shí)CPU的一系列設(shè)計(jì)或生產(chǎn)制造版本數(shù)據(jù)的編號(hào)。

通俗的說(shuō)法：生產(chǎn)工藝總是不斷進(jìn)步的，不斷地應(yīng)用新的工藝，就像學(xué)步的幼童邁出新的一步，因此就稱(chēng)為“步進(jìn)”。步進(jìn)積小成多，就會(huì)促進(jìn)新的革命性變化。

步進(jìn)采用字母加數(shù)字的方式來(lái)表示，例如A0，B1，C2等等，字母或數(shù)字越靠后的步進(jìn)也就是越新的產(chǎn)品。步進(jìn)編號(hào)中數(shù)字的變化，例如A0到A1，表示生產(chǎn)工藝較小的改進(jìn)；而字母的變化，例如A0到B1，則表示生產(chǎn)工藝較大的改進(jìn)。

正確區(qū)分步進(jìn)和修訂版本

鮮為人知的是，所謂“CPU的步進(jìn)是G0”這種說(shuō)法并不十分準(zhǔn)確。我們先來(lái)看一張CPU-Z軟件的截圖，可以看到通常我們所說(shuō)的M0，G0等“步進(jìn)”實(shí)際上正確的說(shuō)法應(yīng)該是“修訂版本”，以M0步進(jìn)的PentiumDual－Core E2140為例，真正的步進(jìn)應(yīng)為“D”，而“M0”是修訂版本號(hào)。

小知識(shí)：步進(jìn)和修訂版本的區(qū)別

形象地說(shuō)，一臺(tái)主機(jī)就好比我們做的一頓飯，中央處理器就好比這頓飯中的飲品，如果小的調(diào)整把百年威士忌換成人頭馬XO的話就相當(dāng)于做了Revision(修訂版本)的改動(dòng)，但如果飯后還要開(kāi)車(chē)就只能把美酒換成其它無(wú)酒精飲料了，這就相當(dāng)于做了更大的Stepping(步進(jìn))調(diào)整。

很多人都把“修訂版本”和“步進(jìn)”混淆了。經(jīng)常有人討論P(yáng)entium Dual-core E2140是L2步進(jìn)，M0步進(jìn)還是G0步進(jìn)，其實(shí)這里應(yīng)該稱(chēng)其為“修訂版本”。但為了遵循“約定俗成”的習(xí)慣，以下仍然稱(chēng)這些M0，G0等“修訂版本”為“步進(jìn)”。

步進(jìn)升級(jí)的理由

CPU的步進(jìn)一次次地改變，那么背后的變化又是什么呢?其實(shí)，CPU從投產(chǎn)到壽命的終結(jié)，制造工藝遵循著日益成熟的路徑，品質(zhì)也會(huì)因?yàn)橹圃旃に嚨闹鸩匠墒於絹?lái)越好，步進(jìn)也就隨之升級(jí)。

1功能的變化

在功能上進(jìn)行簡(jiǎn)化是Intel調(diào)整處理器產(chǎn)品線的重要手段。去掉對(duì)某些功能的支持就能誕生一個(gè)新型號(hào)的處理器。比如Pentium D 945和Pentium D950，它們的主頻，外頻都是一致的，但是前者不支持VT(虛擬化)技術(shù)，也就是說(shuō)在功能上存在著縮水，在這種情況下，它們的步進(jìn)必然是不同的。

2晶圓的重新劃分

CPU廠商會(huì)依據(jù)晶圓的品質(zhì)來(lái)決定這片晶圓給哪款處理器使用。但也存在著不同規(guī)格的晶圓相互替換使用的情況?？犷PU中最典型的例子就是G0步進(jìn)的使用。在G0步進(jìn)出現(xiàn)以后，原來(lái)采用L2或M0步進(jìn)的E2140，原來(lái)采用B3步進(jìn)的Q6600，原來(lái)采用B3或B6步進(jìn)的E6550全部改用G0步進(jìn)。

小知識(shí)：什么是晶圓

硅是由沙子所精練出來(lái)的。硅元素加以純化，接著將這些純硅制成長(zhǎng)硅晶棒，成為制造電路的石英半導(dǎo)體的材料。經(jīng)過(guò)照相制版、研磨、拋光、切片等程序，將多晶硅熔解，拉出單晶硅晶棒，然后切割成一片一片薄薄的圓片，就是晶圓。

3解決處理器的“小毛病”

和軟件一樣，硬件的設(shè)計(jì)也不是一開(kāi)始就完美無(wú)缺的。一顆處理器從tape--out(流片)到最終推向市場(chǎng)，會(huì)經(jīng)歷無(wú)數(shù)苛刻的系統(tǒng)測(cè)試，即便如此，有些細(xì)小的問(wèn)題還是要到實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候才能發(fā)現(xiàn)的。對(duì)于在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，廠商會(huì)推出新步進(jìn)的處理器，解決一批已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。所以，步進(jìn)升級(jí)與軟件的升級(jí)有異曲同工之妙。

4晶圓的制造工藝成熟

處理器制造工藝一直是處于不停的升級(jí)之中，但是這種升級(jí)未必是很大的改進(jìn)，而是局部的，某些細(xì)節(jié)工藝的提升，這種情況也會(huì)使得廠商升級(jí)處理器的步進(jìn)。比如Q6600四核處理器，就出現(xiàn)過(guò)B1，B2，B3等多個(gè)步進(jìn)，最終停留在G0步進(jìn)上直到產(chǎn)品退市。

如果仔細(xì)比較就會(huì)發(fā)現(xiàn)，步進(jìn)實(shí)際上與某款特定型號(hào)的處理器無(wú)關(guān)，一款特定步進(jìn)的晶圓可以應(yīng)用在多款處理器上，因此步進(jìn)代表的其實(shí)是處理器制造工藝的某個(gè)階段。如果兩顆處理器如PentiumE2140和Core 2 Duo E6550的步進(jìn)都是G0，這表示它們使用了相同的制造工藝。對(duì)于超頻來(lái)說(shuō)，這一概念是非常重要的：相同制程的處理器，應(yīng)當(dāng)具備接近的極限頻率。

小知識(shí)：處理器發(fā)展的“三駕馬車(chē)”

處理器發(fā)展的“三駕馬車(chē)”分別是架構(gòu)、制造工藝、材料。

在晶體管的數(shù)量一定的前提下，架構(gòu)決定著晶體管被分配的用途，是作為運(yùn)算部件使用還是作為緩存使用，是作為一級(jí)緩存使用還是作為二級(jí)緩存使用。在同樣的制造工藝和材料下，廠商的不同分配方案會(huì)導(dǎo)致性能差異，但差異不會(huì)很大。制造工藝和材料共同決定了晶體管數(shù)量的多少。有更多的晶體管可供使用，就意味著處理器的性能會(huì)更好。

步進(jìn)升級(jí)有什么好處

處理器都是以型號(hào)來(lái)劃分價(jià)格的，如果兩顆處理器的型號(hào)相同，但是步進(jìn)有新有舊，該選擇誰(shuí)呢?從超頻的角度看，處理器升級(jí)步進(jìn)的同時(shí)一般也會(huì)提升其超頻能力。

1超頻能力有提高

制程升級(jí)可以大幅度提高處理器的超頻能力，例如45nm產(chǎn)品會(huì)比65nm產(chǎn)品有更大的超頻潛力。但處理器核心步進(jìn)的升級(jí)也可以提高處理器的超頻能力，只是幅度沒(méi)有升級(jí)制程那樣大，比如G0步進(jìn)的Pentium Dual-Core E2140超頻能力一般比M0步進(jìn)的好，AMD方面，B3步進(jìn)的羿龍?zhí)幚砥鞲谴蠓嵘顺l性能。

2降低發(fā)熱量

相同型號(hào)的處理器采用了新步進(jìn)后發(fā)熱會(huì)降低。如L2步進(jìn)的Penfium Dual－Core E2140升級(jí)到M0步進(jìn)之后，增加了更多的節(jié)能狀態(tài)，處理器在空閑時(shí)間功耗大幅減少了33％，一般應(yīng)用的平均功耗也有所下降，提高了處理器的“每瓦性能”，發(fā)熱有明顯降低。

3運(yùn)行更穩(wěn)定

眾所周知，一顆早期版本的處理器會(huì)有很多的BUG，例如早期B2步進(jìn)的AMD羿龍?zhí)幚砥鳌ｋm然絕大多數(shù)普通用戶在運(yùn)行絕大多數(shù)應(yīng)用中都很難遇到因?yàn)锽UG而造成的意外情況，但新步進(jìn)的處理器會(huì)具備更強(qiáng)的穩(wěn)定型和可靠性。因此，后來(lái)發(fā)布的B3步進(jìn)羿龍?zhí)幚砥骶痛蠓刃拚薆UG。

CPU近期都有哪些步進(jìn)更新

1Intel Pentiurn E5200從MO步進(jìn)，Intel Core 2

Duo E7400從CO步進(jìn)升級(jí)到R0步進(jìn)。

Pentium E5200是Intel在去年打進(jìn)入門(mén)級(jí)市場(chǎng)的首款45nm工藝產(chǎn)品。事隔半年后，Intel為其升級(jí)步進(jìn)到R-O，主要的改變?nèi)缦虏捎眯碌腟-Spec和MM編號(hào)；CPUID改變，由10677改為1067A：PSI(Power StateIndicator)支持Intel4系列芯片組；新增指令(XSAVE／SRSTOR)：新封裝不含鹵化物。

由于采用新的CPUID，所以需要更新主板BIOS才能識(shí)別。據(jù)悉，R0步進(jìn)的E5200會(huì)在4月13日推出。

2Intel Core i7 920升級(jí)到DO步進(jìn)。

與CO版相比，D0版Core i7-920的S-Spec編號(hào)從SLBCH變?yōu)镾LBEJ，物料主編號(hào)(MM#)變?yōu)?02258／902263，CPUID從0x000106A4變?yōu)?x000106A5。需升級(jí)主板BOS才能識(shí)別和支持。

3AMD Phenom Ⅱ已經(jīng)更新到C2步進(jìn)。

AMD羿龍Ⅱ處理器的步進(jìn)從第一代羿龍?zhí)幚砥鞯腂3步進(jìn)更新到了C2步進(jìn)。其超頻能力令人刮目相看，摘掉了“難超頻”的帽子。

怎樣識(shí)別新步進(jìn)的CPU

軟件識(shí)別

下載最新版本的CPU-Z，運(yùn)行后看“Revision”(英文版)或“修訂”(漢化版)即可。

硬件識(shí)別

從上面說(shuō)過(guò)的例子可以看到，步進(jìn)更新的時(shí)候主要是以S-Spec編號(hào)區(qū)別的，例如Core i7920的新D0步進(jìn)對(duì)應(yīng)的S-Spec號(hào)從SLBCH變?yōu)镾LBEJ，從包裝盒上就可以辨別。

AMD方面則是以CPU編號(hào)第一行的最后兩位來(lái)鑒別步進(jìn)的，比如Phenom Ⅱ，編號(hào)第一行的最后兩位是G1，則表明是較新的C2步進(jìn)產(chǎn)品。

寫(xiě)在最后

步進(jìn)的更新無(wú)疑是給所有消費(fèi)者帶來(lái)了益處，而多個(gè)步進(jìn)更新的積累更是會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化，會(huì)促進(jìn)新的架構(gòu)變革的發(fā)生，成為處理器工業(yè)上的一大步，真可謂“不積跬步，無(wú)以至千里”。作為消費(fèi)者，我們只要認(rèn)準(zhǔn)了S-Spec號(hào)(Intel CPU)或CPU編號(hào)第一行的最后兩位(AMD CPU)就可以認(rèn)清CPU的步進(jìn)。