作者 徐千佑 2002.08.18

电脑的基本架构

我们平日所使用的个人电脑（IBM架构的PC，不同于Mac苹果电脑），经过多 年发展，中央处理器从8088、486发展到今天以0.13微米制程的Pentium(R) 4， 甚至明年即将推出、下一代0.09微米制程的CPU，电脑的基本架构却没有多少 改变。

PC的基本架构，粗分为中央处理器（CPU）、晶片组与周边设备三个部分。中央 处理器就是许多人所熟悉的486、Pentium(R)等由Intel(R)公司设计制造的CPU， 除了Intel(R)外，还有美国的AMD与台湾的威盛电子（VIA）也提供不同的CPU 产品。

晶片组则分为北桥、南桥（North Bridge and South Bridge），北桥专司中央处理器、 显示功能与记忆体（RAM）的之间的沟通与管理；南桥则负责周边设备的连结， 例如储存设备（软硬碟、CD-ROM与烧录器等）、网路功能，并提供PCI介面以 扩充连结更多周边设备，南桥也提供USB连接埠，USB可连接数位相机，将影 像快速上载到电脑的储存设备中。

周边设备部分，除了连接萤幕的讯号是由北桥负责外，举凡印表机、上网设备、 喇叭与多媒体音效等，所有周边的输出入装置，几乎都是由南桥负责。至于南桥 要与中央处理器之间沟通，则必须透过北桥再连接到中央处理器。


CPU的发展

中央处理器的速度，从486时代的33MHz、66MHz，到最近Intel(R)发表最新的 3GHz Pentium(R) 4 中央处理器，速度的不断提升是PC产业过去几年不断发展 扩充的大方向。中央处理器的制程，也从0.25微米、0.18微米进步到今天的0.13 微米，与明年即将看到的0.09微米制程CPU，而晶圆制造的技术，也从八寸提 升到十二寸。

所谓多少微米，是指IC内电路与电路之间的距离，新的趋势是朝向愈密集、密 度愈高的IC电路设计，意即在同样大小面积的IC中，可以拥有密度更高、功能 更复杂的电路设计；晶圆制造技术则从八寸晶圆进步到十二寸晶圆，意即当切割 成同样大小的晶片时，制程时间增加不多，但晶圆面积却可从八寸变大为十二 寸，可切割的面积与晶片数就增加了。晶圆技术的提升，可降低IC设计公司的 成本与缩短新产品的供货时间，加速社会资讯化的脚步。


晶片组与周边设备的发展

晶片组必须随着中央处理器的速度逐渐提升，而不断扩充更多规格与应用。晶片 组的发展，同时与软体发展应用有着密不可分的关系，例如Microsoft(R)（微软） 公司的软体（尤其是Windows(R)）的发展，以及近年来逐渐受到重视的Linux， 这些软体的不断进步，帮助使用者可以有效利用电脑进行不同的应用。486时代 的晶片组，配搭软体是DOS与早期的Windows(R) 3.1，周边设备大多昂贵、处 理速度慢，萤幕色彩只要够用、显示够快就可以了。

最近几年电脑可连接的周边设备愈来愈多样化，晶片组所提供的扩充能力愈来愈 吃重。现在的电脑，不仅可以符合办公室工作需要，还可连接宽频网路、提供连 线对战游戏所需的高速网路传输与高画质显示，可以看DVD、VCD，可以从USB 埠连接数位相机，如果是桌上型电脑，还可扩充具IEEE介面的影像处理卡，将 数位摄影机（DV）的画面，例如结婚典礼、小孩的成长等，利用电脑制作成MPEG 格式的VCD，然后烧录成光碟，留作纪念或送给亲友。

晶片组发展不只如此，过去要不断扩充的设备，例如显示卡、网路卡、音效卡， 连结储存设备的软硬碟存取卡、CD ROM子卡，现在几乎通通都内建在晶片组 或主机板上。以Intel(R)公司最新的845G晶片组为例，VGA显示功能整合在北 桥内，音效功能内建在南桥内，使用者买电脑时可以不像过去那样，还要买一堆 外接卡，如果只要上网、或者工作、或者看看数位相机拍的照片，现在的电脑功 能就绰绰有余。

至于周边设备的发展更是日新月异，486时代，雷射或喷墨印表机动辄数万元甚 至数十万，现在一部雷射印表机的价格早就降到一万元以下；几年前还可看到单 色的、十四寸、映像管制造的电脑萤幕，现在已经发展到十七寸甚至十九寸的液 晶萤幕；几年前单倍速CDROM光碟机加音效卡还要上万元，现在DVD ROM、 烧录器都快变成电脑标准配备了。

未来的电脑架构

由于网路已经成为这一代电脑最常被使用的功能，未来几年，网路设备的更新、 网路传输速度的加快与无线上网的应用，将会是电脑发展的主流。尤其无线上 网，将可能是未来几年电脑发展的重心。

电脑发展至今，已经不再是几年前需要大量时间去学习的工具了，近十年来，世 人逐渐熟悉了解如何使用电脑、连结周边设备与使用各种软体工作或生活，尤其 近几年来「上网」变成全球运动，让今日电脑在家庭的地位，仅次于电视机、冰 箱的重要。或许未来几年，软体与硬体继续进步，电脑就会变成家电产品，不久 的将来，或许电脑就可以变成像电视机遥控器一般简单易学的家电产品。

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