什麼是 CPU？
CPU 是中央處理單元 (central processing unit) 的縮寫，基本上是電腦的大腦，大部分的計算都在其中發生。它從記憶體中提取資料、執行指令，並對資料執行邏輯或算術運算。它處理資料的速度越快，價格就越高。儘管有各種名稱來描述 CPU，例如微處理器或電腦處理器，但請記住，它們指的是同一件事。
我們日常使用的許多裝置，從手機上網到電腦上玩視訊遊戲，都有 CPU。雖然 CPU 是電腦系統的核心元件，但它們只是基於主機板架構的一小部分，該架構根據功能將元件分離，然後透過中央介面電路板將它們連接起來。必須有一個記憶體驅動器來儲存資料、音訊晶片來解碼和放大音樂，以及一個圖形處理器來渲染圖像和視訊。截至 2018 年，銷售的大多數筆記型電腦和智慧型手機都基於 x86 架構。
X86 架構及其在微處理中的重要性
x86 架構是半導體產業中最主要的處理器架構之一，由英特爾公司 (Intel Corporations) 於 1978 年開發，是當今許多微處理器的骨幹。它作為一個邏輯框架，定義了處理器如何處理和執行透過作業系統提供的不同指令，作為指令集架構 (ISA) 系列。
x86 架構的突出之處在於其軟體和應用程式的向後相容性、高效製造和舊版支援。由於軟體成本高於硬體成本，從頭開始建置軟體非常昂貴。而且 x86 支援在 x86 指令集中包含附加功能和擴展，同時保持與前幾代的相容性，使其成為具成本效益的製造的最佳選擇。
其他主要的競爭 CPU 製造商，如超微半導體 (AMD)，也因其卓越的效能而採用 x86。AMD Athlon 和 Intel Core 是迄今為止最受歡迎的 x86 處理器。雖然 Athlon 系列於 2005 年停產，但 Intel Core 處理器品牌於 2006 年推向市場，並透過新世代持續支援，至今仍在藍圖中積極支援。雖然「老舊」的技術很少能持續數十年，但它確實會發生。在這種情況下，英特爾和超微半導體似乎無法淘汰 x86，因為許多市場區塊需要 x86 運算平台作為基礎來支援垂直領域，例如筆記型電腦、個人電腦、運算密集型工作站和高效能伺服器。
Intel 和 AMD CPU 比較
什麼是插槽式 CPU？
CPU 插槽是主機板上的一個單一連接器，它提供與 CPU 的機械連接和電氣介面。這使得 CPU 的升級和更換相對順暢，唯一的缺點是厚度和重量增加。
插槽是專為 CPU 晶片設計的獨特形狀安裝座，可確保晶片正確插入並防止移動裝置時造成損壞。大多數現代 CPU 插槽都基於針腳柵格陣列 (PGA)，其封裝底部排列有方形針腳，或基於柵格陣列 (LGA)，其插槽上排列有針腳。LGA 在將晶片插入插槽時損壞脆弱針腳的風險較低，而 PGA 架構在針腳彎曲時更容易將其拉直。無論哪種方式，對於哪種 CPU 插槽類型更好，都沒有確定的答案。
針腳柵格陣列和柵格陣列
現今大多數 CPU 都包含多個處理核心，可應用於插槽式 CPU 設計中。這些核心充當獨立處理器，允許多個系統同時運行而不會產生不必要的延遲。插槽式 CPU 能夠在單個晶片上添加額外的核心，從而能夠同時運行多個複雜程序，同時也能加快系統速度並提高整體效能。核心可以向專用的 PCH 發送命令，以進一步專業化外部功能，例如 PCIE 和 USB 端口。而目前的 SoC 具有整合式 PCH，並且缺乏容納多個核心所需的架構。
散熱設計功耗 (TDP) 及其在工業電腦中的重要性
插槽式 CPU 的效能較高，這表示它們通常具有較高的散熱設計功耗 (TDP)。較高的 TDP 需要透過帶風扇的散熱片額外散熱，因為較高的溫度可能會導致系統故障並降低其速度，甚至可能危及重要的應用程式。
得益於 Premio 工業電腦的風扇less 設計，其 LGA 插槽式 CPU 採用透過散熱的被動散熱方式。堅固的鋁製散熱片機箱既能散熱，又能將有害熱量從 CPU 等關鍵組件中帶走。透過利用插槽式 CPU 的多核心效能並整合風扇less 被動散熱設計，在惡劣環境中部署的運算裝置能夠提供效能和關鍵任務可靠性。
什麼是系統單晶片 (SoC)？
系統單晶片 (SoC) 是一種將電腦所有組件整合到單一基板系統中的積體電路。除了 CPU，其組件還包括圖形處理器 (GPU) 和記憶體儲存 (RAM 和 ROM) 等先進周邊設備。插槽式 CPU 可以選擇 PGA 或 LGA 架構，而 SoC 通常採用球柵陣列 (BGA)。這是一個將焊錫球應用到 CPU 焊墊上，並在 PCB 製造過程中的 PCBA 部分物理熔化到主機板上的接觸點的過程。這種設計在行動運算 (智慧型手機) 和堅固型工業電腦中很常見，以降低功耗、重量和尺寸。
由於 SoC 整合了硬體和軟體，因此它佔用空間更小，功耗更低。堅固型工業電腦的緊湊系統整合提供了更好的可靠性和功能，並在物聯網閘道和邊緣運算中具有各種應用。行動運算還利用片上快取來實現其無線網路功能和數位相機硬體，以實現即時運算能力。
圖片來源：Embedded Computing Design
配備 SoC 和插槽選項的 Premio 工業電腦：
到目前為止，我們主要討論了插槽式和 SoC 桌上型設計之間的基本差異。此外，還有另一種插槽式和 SoC 嵌入式運算設計的專業知識，它們更堅固、更專業，專為工業應用中的特定工作負載而設計。
嵌入式插槽式 CPU 在較高的溫度閾值下運行，並提供具有更多核心的更高效能；而嵌入式 SoC 使用的功耗明顯較低，但運算能力也相對較低。SoC 設計的高效和最佳尺寸為需要低功耗運算效能的工業應用和物聯網部署提供了更大的靈活性。Premio 為我們的工業電腦提供這兩種設計作為選項，以實現嵌入式晶片或全尺寸插槽式 CPU 之間的更大靈活性和可擴展性。在此處瞭解更多關於我們所有嵌入式工業電腦的資訊。