不積跬步無以至千里　讀懂CPU步進

天　一

步進的概念

相信很多DIYer會經常聽到“步進”這個詞，例如去年熱炒的G0步進Intel Pentium Dual-Core E2140處理器，很多DIYer輕易地把這款新步進CPU超頻到了3.88GHz的高頻率。那么，步進到底是怎么回事呢?

嚴格的定義：步進(Stepping)是CPU的一個重要參數，也叫“分級鑒別產品數據轉換規范”，是用來標識CPU的一系列設計或生產制造版本數據的編號。

通俗的說法：生產工藝總是不斷進步的，不斷地應用新的工藝，就像學步的幼童邁出新的一步，因此就稱為“步進”。步進積小成多，就會促進新的革命性變化。

步進采用字母加數字的方式來表示，例如A0，B1，C2等等，字母或數字越靠后的步進也就是越新的產品。步進編號中數字的變化，例如A0到A1，表示生產工藝較小的改進；而字母的變化，例如A0到B1，則表示生產工藝較大的改進。

正確區分步進和修訂版本

鮮為人知的是，所謂“CPU的步進是G0”這種說法并不十分準確。我們先來看一張CPU-Z軟件的截圖，可以看到通常我們所說的M0，G0等“步進”實際上正確的說法應該是“修訂版本”，以M0步進的PentiumDual－Core E2140為例，真正的步進應為“D”，而“M0”是修訂版本號。

小知識：步進和修訂版本的區別

形象地說，一臺主機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，如果小的調整把百年威士忌換成人頭馬XO的話就相當于做了Revision(修訂版本)的改動，但如果飯后還要開車就只能把美酒換成其它無酒精飲料了，這就相當于做了更大的Stepping(步進)調整。

很多人都把“修訂版本”和“步進”混淆了。經常有人討論Pentium Dual-core E2140是L2步進，M0步進還是G0步進，其實這里應該稱其為“修訂版本”。但為了遵循“約定俗成”的習慣，以下仍然稱這些M0，G0等“修訂版本”為“步進”。

步進升級的理由

CPU的步進一次次地改變，那么背后的變化又是什么呢?其實，CPU從投產到壽命的終結，制造工藝遵循著日益成熟的路徑，品質也會因為制造工藝的逐步成熟而越來越好，步進也就隨之升級。

1功能的變化

在功能上進行簡化是Intel調整處理器產品線的重要手段。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 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，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。

2晶圓的重新劃分

CPU廠商會依據晶圓的品質來決定這片晶圓給哪款處理器使用。但也存在著不同規格的晶圓相互替換使用的情況。酷睿CPU中最典型的例子就是G0步進的使用。在G0步進出現以后，原來采用L2或M0步進的E2140，原來采用B3步進的Q6600，原來采用B3或B6步進的E6550全部改用G0步進。

小知識：什么是晶圓

硅是由沙子所精練出來的。硅元素加以純化，接著將這些純硅制成長硅晶棒，成為制造電路的石英半導體的材料。經過照相制版、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，硬件的設計也不是一開始就完美無缺的。一顆處理器從tape--out(流片)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，廠商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。

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，這種情況也會使得廠商升級處理器的步進。比如Q6600四核處理器，就出現過B1，B2，B3等多個步進，最終停留在G0步進上直到產品退市。

如果仔細比較就會發現，步進實際上與某款特定型號的處理器無關，一款特定步進的晶圓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。如果兩顆處理器如PentiumE2140和Core 2 Duo E6550的步進都是G0，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。

小知識：處理器發展的“三駕馬車”

處理器發展的“三駕馬車”分別是架構、制造工藝、材料。

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

步進升級有什么好處

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，該選擇誰呢?從超頻的角度看，處理器升級步進的同時一般也會提升其超頻能力。

1超頻能力有提高

制程升級可以大幅度提高處理器的超頻能力，例如45nm產品會比65nm產品有更大的超頻潛力。但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，比如G0步進的Pentium Dual-Core E2140超頻能力一般比M0步進的好，AMD方面，B3步進的羿龍處理器更是大幅提升了超頻性能。

2降低發熱量

相同型號的處理器采用了新步進后發熱會降低。如L2步進的Penfium Dual－Core E2140升級到M0步進之后，增加了更多的節能狀態，處理器在空閑時間功耗大幅減少了33％，一般應用的平均功耗也有所下降，提高了處理器的“每瓦性能”，發熱有明顯降低。

3運行更穩定

眾所周知，一顆早期版本的處理器會有很多的BUG，例如早期B2步進的AMD羿龍處理器。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BUG而造成的意外情況，但新步進的處理器會具備更強的穩定型和可靠性。因此，后來發布的B3步進羿龍處理器就大幅度修正了BUG。

CPU近期都有哪些步進更新

1Intel Pentiurn E5200從MO步進，Intel Core 2

Duo E7400從CO步進升級到R0步進。

Pentium E5200是Intel在去年打進入門級市場的首款45nm工藝產品。事隔半年后，Intel為其升級步進到R-O，主要的改變如下采用新的S-Spec和MM編號；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才能識別。據悉，R0步進的E5200會在4月13日推出。

2Intel Core i7 920升級到DO步進。

與CO版相比，D0版Core i7-920的S-Spec編號從SLBCH變為SLBEJ，物料主編號(MM#)變為902258／902263，CPUID從0x000106A4變為0x000106A5。需升級主板BOS才能識別和支持。

3AMD Phenom Ⅱ已經更新到C2步進。

AMD羿龍Ⅱ處理器的步進從第一代羿龍處理器的B3步進更新到了C2步進。其超頻能力令人刮目相看，摘掉了“難超頻”的帽子。

怎樣識別新步進的CPU

軟件識別

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

硬件識別

從上面說過的例子可以看到，步進更新的時候主要是以S-Spec編號區別的，例如Core i7920的新D0步進對應的S-Spec號從SLBCH變為SLBEJ，從包裝盒上就可以辨別。

AMD方面則是以CPU編號第一行的最后兩位來鑒別步進的，比如Phenom Ⅱ，編號第一行的最后兩位是G1，則表明是較新的C2步進產品。

寫在最后

步進的更新無疑是給所有消費者帶來了益處，而多個步進更新的積累更是會發生質的變化，會促進新的架構變革的發生，成為處理器工業上的一大步，真可謂“不積跬步，無以至千里”。作為消費者，我們只要認準了S-Spec號(Intel CPU)或CPU編號第一行的最后兩位(AMD CPU)就可以認清CPU的步進。