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分享 CPU的那些事(带CPU电路图) 【精华】

高工
2013-10-02 16:37:11     打赏
CPU即中央处理器,它是一个电脑的核心部件,等同于人的大脑,但多数人只会关注它的核心数量、工艺制程、主频有多高,超频性能有多强,这个在电脑中短小的身躯,却做着最为重要的数据处理。它外观上没有任何出彩的地方,比起其他硬件,显卡还可以看看做工用料,主板还可以数数供电,就连内存也可以看看颗粒的品牌,只有CPU多数人在它被覆盖在散热器之下后,就难见其真身了。现实使用中,可能除了本身速度之外,超频对于CPU来讲就是谈论最多的话题。

然而速度可以越来越快,超频玩家更比比皆是。难道CPU除了超频再超频、提速再提速以外,就只能老老实实的在机箱中工作?当然不是,在我们伟大的网友群体中,还有不少奇思妙想,利用手上的闲置或是古董CPU继续发挥余热,甚至自己动手造CPU也不足为奇,为我们奉献出许多精彩的瞬间!告诉我们原来CPU还可以这样玩的!

注:文章来源于网络论坛,纯属搞笑,读者切勿模仿,后果自负。此外文章中也并不针对任何CPU产品,请勿对号入座。
牛人434颗安腾处理器制造办公桌

Matt 
Tovey是来自德国一位高性能计算机专家。从去年3月开始,它就职的高性能计算机公司开始为一家客户升级超级计算机。几十人经过数月的工作搭建起了全球最快的计算机之一,使用了成千上万块Intel安腾处理器,其中仅在搭建过程中报废的CPU就高达几百块。






作为一种废物利用,主人就用它们装点了自己的桌面,以安腾CPU的单价来看,也可以入选世界昂贵电脑桌之列,但对于IT人来说,这绝对是生平最酷的一张电脑桌。












434颗CPU总重高达20公斤










全世界最昂贵的一张电脑桌会是什么材料制成的?钛合金?黄金?不过现在有一张电脑桌是用CPU搭起来的,而且用的是以昂贵闻名的Itanium安腾处理器,不知道Intel公司看到了会有何种感受,成百颗高端处理器只用来装饰?垫桌子?

DIY最高境界 牛人纯手工制造CPU

谈起CPU,首先想到这是个比较复杂的芯片半导体,全世界能制造的公司也屈指可数,除了需要精密的仪器和复杂的工艺,还要大量的科研人员才可以研究出来,然而一名美国加州的游戏开发人员Steve 
Chamberlin花费了18个月自己动手制造了一块8位CPU,此项工程从2007年起开始设计,共耗资1000美元,总共使用了1253条电线线 缆。Steve 
Chamberlin并为这块CPU取名为BMOW(Big Mess of Wires)。







谁能想到这是手工制造的CPU开机画面



这就是美国加州游戏开发人员Steve 
Chamberlin向我们展示的至高境界的DIY。从2007年起,他就开始了“BMOW”项目(Big Mess of 
Wires/一堆乱麻),目标是使用加法器、计数器、或非元件、触发器等标准零部件,制作一个8位处理器,相当于二十世纪八十年代初的水平,最近终于完成了第一个作品“BMOW-1”——以后也许还会有二号、三号……现在我们来回顾一下制造过程:







制造进行中









完工后就是这个样子









连线局部图









装入机箱









装入机箱后的俯视图









后面板连接



既然是手工作品,就不可能像我们常用的微处理器那样把数十亿个晶体管集成在几百平方毫米的空间内。事实上,BMOW-1的面积约有450平方厘米,是个极其复杂的大块头:基础是一块Augat绕线板,之上已经预先装好了1250个针脚,需要手工给它们镀金,然后连接2500条线,有些地方甚至要堆叠十层(可以想象一下铜互连)。Chamberlin说他最快可以每小时做25个这样的连接,也就是全部完成至少得100个小时,不吃不喝不睡觉也得干四天多。







Basic语言编程









连接戴尔显示器玩玩吃豆子



当然这不但是个技术活,也需要金钱做后盾,单单是材料费就花了大概3000美元(得镀金呢)。

BMOW-1处理器目前的运行频率是2MHz,理论上可以跑到3MHz。虽然只相当于现代微处理器的零头,但已经可以胜任很多工作了,比如Basic语言编程,比如玩玩吃豆子、国际象棋之类的小游戏。

其它主要规格:

- RAM:512KB

- ROM:512KB

- 视频:512×480分辨率、双色;128×240分辨率、256色

- 音频:三种声音,可编程

- 键盘:PS/2接口PC标准型Debug LCD:可显示两行24个字符,调试之用

- 功耗:10W (2.0A×5.0V)

其实这个牛得一塌糊涂的手工处理器已完成,Chamberlin还带着它参加了一年一度的创意大会Maker 
Faire,自然是博得满堂彩。今天我们旧事重提,就是和Intel的工业级流水线对比一下,让大家细细欣赏一遍,也证明那句广告词:Impossible is 
nothing! 
CPU咖啡加热器

网友DIY的USB加热器由一颗PentiumCPU,一个Soket7底座,一根USB线,几个电阻及一个塑料壳组成。








在高科技含量方面它完全超越了之前介绍过的usb供电铁板烧和鼠标垫,因为这个加热器有一颗奔腾的心!它是intelinside的。 



在高科技含量方面它完全超越了之前介绍过的usb供电铁板烧和鼠标垫,因为这个加热器有一颗奔腾的心!它是intelinside的。 只要有心!集成电路打造CPU
Magic-1是一个名叫Bill 
Buzbee的家伙手工打造的CPU,也是基于这个CPU制造的计算机的名字。“制作Magic-1的念头是在一次午餐中冒出来的”,Buzbee说。Buzbee是一位编译器作者,但他为自己不熟悉CPU的实际工作而感到郁闷,因此想到动手来亲自作一个CPU。




Magic-1是又一个强人手工打造的CPU

Buzbee在大学时候没有学过任何电子类的课程,而且对于晶体管、电阻、电容等也只是一知半解。他的朋友Ken想到有一本老杂志曾经介绍过如何使用TTL集成电路来制作极其简单的CPU,并推荐他去看一看。一周后,Buzbee找到了这些文章,并全部读了一遍。然后在下一次午餐上,Buzbee对Ken说起决定自己打造一个CPU。




镂空的顶板,可以看到内部的照明蓝光,非常绚丽




学过数字逻辑和数字电路的朋友一定知道,通过使用TTL门电路,的确是能够实现一个CPU的;笔者在大学时也曾在软件上使用74系列芯片模拟过功能非常简单的CPU。然而,Buzbee朋友搞得这个家伙却是一个功能完全的CPU,我不知该如何形容它的功能,我本想说“麻雀虽小,五脏俱全”,但是…… 





ALU/寄存器板的元件面





ALU/寄存器板的连线面





看看背面连线的局部图





控制板的元件面





设备板的元件面,中间有一块锂电池

这款“家酿”CPU可以支持完整的硬件地址转换、内存影射IO和DMA,并且支持多进程,主频“高达”3MHz;该CPU采用8位地址总线,每个进程拥有128K地址空间,其中包括32个2K的数据页和32个2K的代码页,这些地址影射到22位的物理地址空间中,如果算上外部设备的地址空间就是23位物理地址空间。

支持Telnet会话
怎么样?够强的吧?这还不算什么,这个Buzbee还用这个CPU组装了一台微型计算机,名字就叫Magic-1,这台计算机包括两个串口和一块20M的1.3…加才毯土硪豢?0M硬盘。最让人“乍舌”的事,这位朋友还将这台计算机做为一个Web服务器,同时支持Telnet会话(虽然只支持一个会话)。哦,还有,为了让这个系统能够跑起来,Buzbee还为它准备了一个C编译器! 
CPU电路图http://pan.baidu.com/share/link?shareid=26813&uk=503419128



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