步进等级
步进等级、步进（英语：Stepping level；Revision），有时直接以Revision的直译为版本号[注 1]，在中央处理器架构核心或其它积体电路中指的是它们的电路设计版本编号。[1]
词源 编辑
步进等级具体指的是刻制像是中央处理器、图形处理器等积体电路的一个或一组光刻掩模的工艺的版本，即标识一系列积体电路设计或光刻掩模版本资讯，会随著这一系列处理器制造工艺或电路或新增特性的改进而改变。“Stepping level”一词中“Stepping”来自于光刻机（“Stepper”），光刻机在作业过程中需要将晶圆上的光致抗蚀剂（感光性树脂，俗称“光刻胶”）暴露于紫外光照中。[1][2][3]
通常来说，当积体电路研发制造商（如英特尔或超微半导体），发现：
- 原来电路设计的逻辑错误或设计有改进空间时，会进行除错或改进其设计、进行功能性修复，以增进积体电路运作时的稳定性和效能、降低功耗与发热量
- 改进掩模设计以增加某一类积体电路晶片的产量
- 有新的积体电路制作工艺/制程可以有效改进电晶体电气效能
- 小幅增加新的电路以增加积体电路功能
在这些情况下，积体电路研发制造商就会投入资金来做一个新的步进等级的光刻掩模来制造另一批积体电路。而对于一些无厂半导体（专注于研发积体电路的架构，但其成品的制造过程则由像是台积电、联电、格罗方德等专注于积体电路制造的公司来承包），一般是提供新的积体电路图纸予积体电路制造商，在商业合同的约束下由制造商制作新的步进之光刻掩模，但是受积体电路制造商、晶圆厂的制作工艺/制程、晶圆品质等积体电路制造技术、材料因素等限制因素相比拥有晶圆厂、晶片工厂的积体电路开发商的要多。[1]
用途及意义 编辑
对于一般的使用者，就中央处理器来说，新步进的制品会比上一步进的拥有更好的能效比，更低的发热量、更低的预设电压、或者比上一步进的制品拥有更好的超频效能，甚至会有指令集的更新。举个例子，如超微Phenom II C2步进升级为C3步进后的CPU核心能够以更低的预设运作电压来运作。[1][4]
对于半导体公司，就中央处理器而言，步进等级编号是一个重要参数，也叫分级鉴别产品数据转换规范，用以标识一系列处理器的设计或制造版本资料，有效地控制和跟踪所做的更改，或者说可对处理器制造商设计、生产和贩售过程进行有效管理。很多CPU都有措施使其步进号可以被查到。举个例子，在x86中央处理器上，运行CPUID操作码并将EAX寄存器设定为“1”，会返回处理器步进等级、型号及其家族信息等值。某一系列的处理器，每次步进等级编号的改变也会可能更变其CPUID。步进等级编号可用CPU-Z、AIDA64等软体查看。[4]而对于图形处理器来说，NVIDIA、英特尔设计的显示核心一般会标注步进等级编号/版本号，作用与中央处理器的大同小异，但是AMD/ATI设计的显示核心则是没有标注步进等级编号/版本号（但是AMD自2012年发布的新GPU则已经标注上步进编码）。[5]
格式 编辑
以x86架构的中央处理器产品为例，一般步进等级的格式为“字母”+“数字”的字元组合，如“A0”。小幅度的电路修改，其步进等级只改变数字，如“A2”到“A3”；较大幅度的电路修改或生产制程改变较大时，其步进等级则改变字母，数字归0，如“A4”到“B0”。字母越靠后、数字越大，表明步进等级越高，处理器越新。[6][4]AMD、NVIDIA的GPU产品也沿用了这个版本号的格式。
不过像是ARM架构的SoC，一般采用“rXpY”的格式作为SoC的步进级别（一般称作“版本号”），X、Y均为数字，由0开始算起，如r0p0、r1p2等，与x86 CPU一样数字越大，制造晶片的掩模步进越新。值得注意的是而ARM CPU型号中“ARMv6”、“ARMv8”等指的是ARM指令集架构版本，与制作工艺无关。
注释 编辑
参考 编辑
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 JumpingJack. What is CPU Stepping?. Tom's Hardware. [2008-07-30].[失效链接]
- ^ From Sand to Silicon "Making of a Chip" Illustrations (PDF). Intel. May 2009 [July 25, 2014]. （原始内容存档 (PDF)于2020-11-09）.
- ^ Seth P. Bates. Silicon Wafer Processing (PDF). gatech.edu. 2000 [July 25, 2014]. （原始内容 (PDF)存档于2015-06-16）.
- ^ 4.0 4.1 4.2 IT168术语详解首页 > CPU系列术语详解 > 步进 互联网档案馆的存档，存档日期2012-10-24. - IT168.com
- ^ GPU-Z的说明
- ^ 服务器:什么是CPU的＂Stepping Level＂?. [2012-12-13]. （原始内容存档于2016-03-05）.