16:26:57“步進”的英文是Stepping,Intel的官方文檔中將其表述為“Core Stepping,核心步進”。步進表示的含義是芯片因某種外在因素的變化而導致的物理或者電氣特性的變化的產物。以Intel的處理器為例(下文都以Intel的處理器為例),Stepping的具體值是2-3位由數字和字母組成的字符串。現在常見的Intel處理器的步進值都是由“一位字母+一位數字”組成的:
處理器的步進升級是屬于升級中“最細微”形式。較之制程的升級,步進升級對周邊硬件的要求是最低的。比如,90nm制程的處理器升級到65nm制程,刷新主板BIOS是必須的。但類似“A0到B0”的步進升級可以直接完成,無需任何額外的動作。
CPU-Z軟件識別
那么如何查到一款處理器的步進值呢?最簡單的方法是使用CPU-Z這款軟件直接讀取讀取:
CPU-Z中的“Revision”對應的值就是這款處理器的核心步進
下載CPU-Z之后,將壓縮包解壓,直接雙擊CPU-Z.exe這個文件,稍等幾秒鐘之后,CPU-Z就會顯示讀取的處理器相關信息,其中就包括步進。
S-Spec號識別法:火眼金睛
CPU-Z的識別方法雖然準確,但有時候也有缺陷。比如,你的機器中只有較早版本的CPU-Z,可能會無法識別處理器,還有一種情況就是,CPU-Z必須在Windows環境下才能使用,如果身處CPU市場,周圍都是盒裝或是散裝的處理器,怎么樣才能快速識別步進呢?答案就是檢驗處理器表面的S-Spec,它的準確率也是100%。
S-Spec號
上述這張圖是一顆Core 2處理器表面的文字,第三行中,第二個字段“SL9SA”就是S-Spec號。由于S-Spec號都是以“SL”開頭,也被稱作SL號。SL號是識別處理器的重要依據,每一個SL號只對應某一特定頻率,緩存,外頻和步進的處理器。所以S-Spec號對處理器的分類是最精細的。處理器的任何一個參數發生變化都會引起SL號的變化。比如,都是E6300處理器,也會因為步進的不同而有不同的S-Spec號這就是以S-Spec號來識別步進的依據。
編輯提醒:S-Spec識別方法的缺陷是需要記憶,S-Spec與步進的對應關系需要在Intel的網站上才能查到,后文的附表提供了目前Intel已經發布的Core 2架構處理器的S-Spec號與核心步進的對應表。
我們看著CPU的步進一次次的改變,那么背后的變化又是什么呢?任何一款產品,從投產到最終產品壽命的終了,其制造工藝都是遵循著日益成熟的路徑來走的。集成電路產品更是如此。一顆集成了幾億個晶體管的CPU,它的品質會因為制造工藝的逐步成熟而越來越好。
在功能上進行簡化是Intel調整處理器產品線的重要手段。比如,去掉對某些功能的支持就能誕生一個新型號的處理器:比如Pentium D 945和Pentium D 950,它們的主頻,外頻都是一致的,但是前者不支持VT技術,也就是說在功能上存在著縮水,在這種情況下,它們的步進必然是不同的。因為Intel完全可以通過改變工藝來控制新的用于封裝Pentium D 945的晶元。
Intel會依據晶元的品質來決定給哪款處理器使用。但也存在著不同規格的晶元相互替換使用的情況。Core2中最典型的例子就是L2步進的使用。Core 2 E4300目前只有L2的步進,而同為2M緩存的E6300卻有兩種步進,一是L2,二是B2。因為早期的E6300使用的2M緩存是通過屏蔽掉Conroe核心4M緩存的一半實現的,這部分的E6300的步進與Conroe核心的E6600以及E6700保持一致;E4300出現之后,E6300也可以直接使用新的L2步進來制造,所以L2步進的E6300也出現在了Intel的文檔中。
和軟件一樣,硬件的設計也不是一開始就完美無缺的。一顆處理器從tape-out到最終推向市場,會經歷無數苛刻的系統測試,即便如此,有些細小的問題還是要到實際應用的時候才能發現的。對于在實際使用中發現的問題,Intel會推出新步進的處理器,解決一批已經發現的問題。所以,步進升級與軟件的升級有異曲同工之妙。
Intel的處理器制造工藝一直是處于不停的升級之中,但是這種升級未必是很大的改進,而是局部的,某些細節工藝的提升,這種情況也會使得Intel升級處理器的步進。比如Q6600四核處理器,就已經出現過B1,B2等多個步進,正式版的產品則為最新的B3步進,相比之下大部分Core 2雙核處理器的制程仍然停留在B2步進上,因為相對于雙核處理器,四核的Q6600處理器在工藝升級上的潛力更大。
如果仔細的比較就會發現,步進實際上與某款特定型號的處理器無關,一款特定步進的晶元可以應用在多款處理器上,因此步進代表的其實是處理器制造工藝的某個階段。比如兩顆處理器Core 2 E6400和Core 2 E6700,它們的步進都是B2,這表示它們使用了相同的制造工藝。對于超頻來說,這一概念是非常重要的:相同制程的處理器,應當具備接近的極限頻率。
如前文所述,處理器制造工藝的逐步和硬件糾錯是CPU步進提升的原因,尤其是前者,制造工藝的改進對我們的影響是最直接和最容易感受到的。通常來說,新步進處理器的超頻能力更強,發熱也會略低。慶幸的是,Intel不是按照步進來為處理器定價,我們能夠買到的處理器都是以型號來劃分價格的,如果兩顆處理器的型號相同,但是步進有新有舊,你該選擇誰呢?又怎么選呢?從超頻的角度看,處理器升級步進的同時一半也會升級其超頻能力,這其實是制造工藝的功勞。
在處理器的架構沒有發生重大變化的前提下,制程升級可以大幅度提高處理器的超頻能力,最典型的例子就是90nm的Prescott Pentium4升級到65nm的CedarMill 核心的Pentium4。其實,不光是制程升級,處理器核心步進的升級也可以提高處理器的超頻能力,只是幅度沒有升級制程那樣大而已。關于超頻能力我們會在后文中詳細探討。
隨著制造工藝的成熟和新工藝的采用,相同型號的處理器發熱會隨著制程的升級而降低。Pentium4是這個變化的典型代表。原本CedarMill核心的Pentium4處理器的TDP是86W,升級到最新的D0步進之后,處理器的TDP下降到了65W,這就已經達到了Core 2處理器的標準,大幅度提高了處理器的“每瓦性能”,顯然采購這樣的P4是最超值的,性能不降低的前提下,發熱卻小了很多。
如果看看Intel處理器步進更新的勘誤列表,就會發現原來一顆早期版本的處理器居然會有這么多的bug!即使是升級步進后,仍然會有新的問題不斷的發現。雖然絕大多數普通用戶在運行絕大多數應用中都很難遇到因為處理器的問題而造成的意外情況,但無疑,新制程的處理器會具備更強的穩定型和可靠性。
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