中央處理器是一塊超大規(guī)模的集成電路，是一臺計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。主要包括運(yùn)算器和控制器兩大部件，此外，還包括若干個(gè)寄存器和高速緩沖存儲器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)的總線。它與內(nèi)部存儲器和輸入/輸出設(shè)備合稱為電子計(jì)算機(jī)三大核心部件。其功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。

　　為我們?nèi)粘９ぷ髂瞰I(xiàn)的CPU也有“神經(jīng)病”的時(shí)候？今天聊的缺陷大多并非CPU“智商”上的缺陷，而是“健康“上的缺陷。即使是這種缺陷，也成為IT新聞的頭條。因?yàn)椋醒胩幚砥饕廊怀蔀槲覀児ぷ魃钪械拇竽X。小編又一次帶大家走進(jìn)歷史，回味那些影響深遠(yuǎn)的，讓大家扼腕的CPU！

　　一：CPU竟不會算數(shù)？

　　時(shí)間：1994年

　　主角：Pentium

　　缺陷：FDIV Bug

　　1994年6月，英特爾公司剛剛推出其劃時(shí)代產(chǎn)品一一奔騰處理器。在芯片推出的前幾天，英特爾公司的技術(shù)人員在做測試的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，奔騰芯片的除法運(yùn)算會發(fā)生某種偏差，這個(gè)問題是在90億次除法運(yùn)算中才可能出現(xiàn)1次錯(cuò)誤。

　　懷著僥幸心理的Intel測試人員，認(rèn)為會被這種運(yùn)算錯(cuò)誤的人影響會很少，決定按原計(jì)劃推出奔騰芯片。但是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)人員還是在這個(gè)幾億分之一幾率中找到這個(gè)除法BUG。

　　如果你閑得無聊，那么用你電腦計(jì)算器會算出取十位小數(shù)的結(jié)果962306957033÷11010046=87402.6282027341

　　這就是FDIV缺陷。奔騰CPU的FPU單元有嚴(yán)重缺陷的產(chǎn)品，影響到FDIV（浮點(diǎn)除法運(yùn)算）指令。雖然這個(gè)缺陷出現(xiàn)幾率極低，但發(fā)現(xiàn)這個(gè)Bug的科學(xué)家還是將它公布世界。讓當(dāng)時(shí)使用這一批奔騰CPU的用戶慌了起來，Intel的電話被打爆。因?yàn)檫B最基本運(yùn)算的正確都不能百分百保證，這個(gè)底線被打破導(dǎo)致了人們對CPU這三個(gè)字母的不信任。

　　感受到壓力的Intel，只好對外宣布自身CPU有缺陷并且進(jìn)行了回收等補(bǔ)救措施。直到現(xiàn)在，雖然Intel后續(xù)的CPU雖然還有各種各樣的缺陷，但是沒再出現(xiàn)最基本的運(yùn)算錯(cuò)誤，畢竟這是一條最基本的底線。

　　二：“礦渣”，發(fā)售不到一個(gè)月后便召回了所有？

　　時(shí)間：2000年

　　主角：Coppermine Pentium III 1.13GHz

　　缺陷：又要馬兒跑，又要馬兒不吃草

　　在千年之交的頻率至上時(shí)代，歷史上第一款1GHz CPU并非Intel帝國，而是曾經(jīng)寄人籬下的AMD。這讓財(cái)大氣粗，自尊心爆棚的Intel顏面無光，于是短期內(nèi)發(fā)布1GHz的奔騰III來回應(yīng)。當(dāng)然了，等號并不是Intel想看到的，大于號才是目的。于是Pentium III 1.13GHz宣告了Intel的“王者歸來”。

　　慕名而來的眾多Intel用戶，第一時(shí)間裝備了當(dāng)年的夢幻神器Pentium III 1.13GHz。卻發(fā)現(xiàn)處理器在使用中發(fā)生了執(zhí)行部分軟件時(shí)死機(jī)、不穩(wěn)定等情況。即使是搭配Intel特制的并且更新了BIOS的VC820主板也無法正常運(yùn)行很多的測試軟件。

　　有趣的是，把它的FSB從133MHz降為100MHz（此時(shí)的工作主頻是850MHz）時(shí)，處理器的運(yùn)行情況就變得十分良好，一切奇怪的癥狀都消失了！消息一出，CPU業(yè)界立即瞬間爆炸，Intel撥苗助長的行為讓市場討伐之聲不絕于耳，AMD笑而不語。

　　Intel引以為傲的“銅礦”Coppermine架構(gòu)奔騰III CPU，為了所謂的面子而草率推出Pentium III 1.13GHz。為什么叫草率呢？因?yàn)檫@種1GHz以上奔騰III是通過提升了0.05V核心電壓來實(shí)現(xiàn)的，和超頻沒什么兩樣。我們知道超頻有風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)果可想而知。結(jié)果在發(fā)售不到一個(gè)月后便召回了所有的1.13GHz銅礦奔騰III，因此人們都稱1.13GHz的銅礦奔騰III為“礦渣”。很長時(shí)間里，Intel對于1.13Ghz決口不提。Coppermine Pentium III 1.13GHz，說明了一個(gè)欲速則不達(dá)的道理。

　　三：“火爐”，90nm工藝漏電缺陷，不及130nm

　　時(shí)間：2004年

　　主角：Prescott Pentium 4

　　缺陷：90nm工藝漏電缺陷

　　Northwood奔騰4是公認(rèn)的一代經(jīng)典，皆因它實(shí)現(xiàn)了高頻率帶來的高收益，也讓大家對Northwood的繼任者Prescott抱有很大期待。但是希望越大失望越大，90nm的Prescott成為了不折不扣的失敗品。它繼承并發(fā)揚(yáng)了NetBurst奔騰4的一切缺點(diǎn)，流水線更是加長到31級！而最讓人不能接受的是90nm CPU竟然比130nm更熱的反人類現(xiàn)象。

　　當(dāng)年90nm制程發(fā)展初期就是出現(xiàn)了過熱的現(xiàn)象，這是因?yàn)?a target="_blank">晶體管更小，電路設(shè)計(jì)更加復(fù)雜，技術(shù)沒跟上的情況下就出現(xiàn)了漏電的情況。以至于它每個(gè)時(shí)鐘周期比Northwood多產(chǎn)生大約60%的熱量，同時(shí)功率消耗也增加大約10%！Prescott處理器很容易過熱，過熱的結(jié)果就是降頻運(yùn)行。

　　最后的結(jié)果大家也都知道，英特爾終于承認(rèn)自己錯(cuò)了，不得不全部放棄Prescott架構(gòu)，止步3.8GHz，不要忘記當(dāng)初英特爾發(fā)布奔騰4時(shí)吹噓說奔騰4是為10GHz的運(yùn)算速度設(shè)計(jì)的，這肯定是英特爾歷史上最重要的或許也是最廣為人知的工程失敗事件。從此以后，CPU開始走多核的道路。

　　可憐當(dāng)年購買了Prescott CPU的消費(fèi)者，從奔騰D到賽揚(yáng)D。不僅僅經(jīng)受高頻低能的痛苦，更要忍耐高熱的環(huán)境。即使當(dāng)年的賽揚(yáng)D成為了超頻明星，也只是頻率的數(shù)字把戲。

　　更加諷刺的是，單核時(shí)代最后的主角，Cedar Mill奔騰4，卻讓人們重新認(rèn)識奔騰4真正的能力。皆因65nm制程解決了發(fā)熱問題，玩家使用這架構(gòu)的奔騰4CPU后，發(fā)現(xiàn)GHz幅度的超頻是多么簡單。多年的頻率世界紀(jì)錄就是Cedar Mill保持的。可惜的是，2006年的CPU市場早就好事成雙了。

　　每一次芯片工藝制程的更迭，都出現(xiàn)陣痛。成熟與創(chuàng)新，各有各的好處，但是如果新工藝出現(xiàn)重大缺陷，反而讓市場更易接受傳統(tǒng)，比如顯卡的28nm制程為何屹立多年還活躍著就是這個(gè)原因。

　　四：折翼的肥龍，大名鼎鼎的TLB Bug

　　時(shí)間：2007年

　　主角：B2步進(jìn)的Phenom

　　缺陷：TLB Bug

　　Phenom，也就是羿龍，而網(wǎng)友們也給了它一個(gè)親切的昵稱——“肥龍”。它是AMD在后Athlon時(shí)代迎擊Intel Core家族的有力武器。K8時(shí)代的輝煌讓AMD收獲無數(shù)鮮花與掌聲，K10架構(gòu)自然讓人期待。

　　首創(chuàng)L3緩存設(shè)計(jì)的它，加上一直以來的性價(jià)比務(wù)求繼續(xù)成為DIY玩家的神器，卻被這個(gè)L3緩存設(shè)計(jì)成為了阿喀琉斯之踵，那就是大名鼎鼎的TLB Bug。

　　TLB，簡單來說就是一個(gè)指揮官，用于快速定位以及指引數(shù)據(jù)去哪個(gè)內(nèi)存地址。但是由于設(shè)計(jì)缺陷，B2或者更前步進(jìn)的Phenom，由于存放在二級緩存TLB中的映射關(guān)系表，被錯(cuò)誤的放到三級緩存TLB中，導(dǎo)致CPU讀取錯(cuò)誤，也就是說找不到需要的虛擬內(nèi)存數(shù)據(jù)和物理內(nèi)存的映射關(guān)系，無法進(jìn)行計(jì)算而掛起，具體描述就是無反應(yīng)、或者說死機(jī)。

　　盡管AMD堅(jiān)持說TLB Bug發(fā)生的概率相當(dāng)少，在一般的應(yīng)用中根本不會出現(xiàn)。但是追求百分百完美的CPU豈能容忍影響使用的Bug？所以AMD在那個(gè)時(shí)候的信譽(yù)一落千丈，加上Intel的Core 2性能的落井下石，使得AMD一下子跌落谷底。

　　出問題自然就要補(bǔ)救，對于出現(xiàn)Bug的CPU，AMD通過一個(gè)BIOS的修復(fù)來告訴TLB不要在緩存中查找頁表。然而明顯地，這種做法會讓內(nèi)存延遲大幅提升，因?yàn)檫@樣內(nèi)存對頁表通道的要求會有額外的增加。顯然地，DIY玩家肯定不買賬。最后等到B3步進(jìn)的Phenom推出后，改名為9X50，這個(gè)問題才能得到解決。

　　B3步進(jìn)的CPU終于解決了這一問題，但是讓AMD大大落后于競爭，就是這個(gè)Bug，讓AMD在CPU市場由盛轉(zhuǎn)衰。加上CPU與GPU的雙線作戰(zhàn)，AMD在Phenom就開始表現(xiàn)得有心無力，后期FX系列CPU的推出，就是AMD在CPU市場畏首畏腳的縮影。