7/18是英特爾（Intel）成立50週年的紀念日，提到英特爾不能不提到「處理器」。英特爾在1971年推出世界上第一款處理器Intel 4004，將所有的元件小型化到可以整合進一塊或數塊晶片。隨著科技日新月異，處理器的技術功能也有重大的突破。為了因應未來趨勢，國家實驗研究院國家晶片系統設計中心（晶片中心）建構「系統晶片參考設計平台」，系統晶片可將處理器、晶片組、記憶體等諸多電子系統元件整合至一個小小的晶片中，具備行動運算所需要的輕薄短小、省電、低耗能等特性，舉凡iPhone/Android手機、Amazon Echo智慧音箱、Tesla自動駕駛、智慧機械等不同領域的產品都少不了系統晶片。

Intel 4004與Core i7-8086k處理器技術規格

英特爾2018年新發表的第8代處理器Intel Core i7-8086K具有64位元數，對比初代可程式化通用的4位元處理器(Intel 4004)，在技術規格上有大幅的躍進。處理器位元數代表處理器內部通用暫存器的位元數，位元數越大，可以處理的資料量範圍就越大，例如32位元處理器代表的是一次可以處理2的32次方的數據單位。有鑑於今後人工智慧(Artificial Intelligence, AI)與物聯網(Internet of Things, IoT)的大數據(Big Data)的應用，相信處理器的未來發展趨勢會繼續往128 位元，甚至是更高的位元數發展。

此外，處理器時脈頻率是處理器每秒能執行的次數。以3Ghz 為例，代表每秒能執行30億次；此技術指標與晶片架構設計以及製程持續微縮化直接相關。而多核心技術則是指晶片內具有2個以上的通用處理器或特殊用途可程式化處理器(例如圖形處理器、訊號處理或是人工智慧應用加速器) ；由於處理器時脈速度的提升有物理上的極限，加上行動運算特別著重低功耗的考量，因此從2006年的Intel Xeon開始支援多核心技術，輔以軟體平行計算的能力(例如OpenMP)，將諸多程式指令平行地分配給各核心獨立執行，以加速完成運算任務。

較舊的電腦系統(主機板)至少須包含處理器、北橋與南橋晶片等3顆個別功能晶片

由於處理器無法直接與匯流排通道上的周邊電路元件(如主記憶體、顯示卡、硬碟、網路等)溝通，因此需要透過北橋晶片的控制器存取主記憶體與連接到顯示卡執行螢幕顯示；透過南橋晶片進行「I/O 設備」(例如硬碟、網路、序列周邊)的控制；因此，較舊的電腦系統(主機板)至少須包含處理器、北橋與南橋晶片等3顆個別功能晶片如上圖所示。

時至今日，已陸續將南、北橋晶片整合至處理器晶片裡，甚至在Intel Core i3/i5面世後，也可以看見繪圖晶片處理器(HD2000/3000系列)被放入處理器晶片中。這樣的設計可稱作「系統晶片」(System on Chip, SoC)，也就是將各個不同功能晶片的電路設計縮小化、模組化，使其所有功能都整合進一顆晶片裡。

晶片中心開發之系統晶片(中間為裸晶，外圍為打線封裝)

國研院晶片中心一直致力於提供學界更佳的晶片系統設計環境，以及從低功耗的微控制器到高效能的處理器系統核心的矽智財，以符合各種多樣化的應用。為支援學術界人工智慧晶片系統的研發，晶片中心已完成建構Synopsys ARC HS3x處理器為核心的系統—「系統晶片(SoC)參考設計平台」，學界研發團隊可設計人工智慧運算加速電路，並整合至該平台成為完整SoC，使用者則可以依據應用需求增減周邊電路，也可有限度的客製處理器及匯流排架構。如果想進一步了解，詳細內容可以參考【參考文獻4】喔！

【參考文獻】

1. Wikipedia：CPU / Chipset/ OpenMP
2. 英特爾網站： https://www.intel.com
3. 科普網站： https://kopu.chat/
4. CIC AISOC簡介: http://www.cic.org.tw/aisoc/aisoc.jsp