1984年1月24日，29歲的賈伯斯在台上意氣風發，躊躇滿志。他從黑暗中點亮了一台電腦，電腦的屏幕上出

現了一連串簡單的符號和動畫，還有一個畫圖軟體，一些現在看來再平常不過的圖形，卻在當時震撼了全場的觀眾，而這台電腦也改變了個人電腦未來的發展方向。

幾乎地球上所有的手機和電腦，它們應該都有一個共同的名字，叫做圖靈機，因為它們底層的代碼都是零和一。

圖靈機起源於艾倫·麥席森·圖靈24歲時寫的一篇論文的註腳，圖靈還是人工智慧之父，如今任何機器只有通過圖靈測試才能稱為人工智慧，蘋果公司的logo剛好是一個被咬了一口的蘋果。

其實，這是為了致敬英國數學家、邏輯學家，被稱為計算機科學之父，人工智慧之父的艾倫·麥席森·圖靈。有人這樣問過賈伯斯：蘋果公司的logo是不是為了紀念圖靈？賈伯斯說：就是這樣的。

圖靈是劍橋大學史上最年輕的講師，為了慶祝他接受offer，校方放了半天假。

圖靈一生憑一己之力提早兩年結束了二戰，這挽救了1400萬人的生命，因為1942年他破譯了有一百五十萬億種可能的德國電報密碼。從此，德國人就一直被英國人耍。

戰後，英國人為了保守秘密，將圖靈的貢獻隱瞞，還強迫他注射雌激素。1954年41歲的圖靈不堪折磨，吃了毒蘋果去世。這就是蘋果logo的來源。

圖靈是計算機的科學之父，是人工智慧的開山鼻祖。他破譯了德軍的終極密碼，讓二戰提前兩年結束，拯救了上千萬人的生命。

但是，他特殊的身份卻觸碰了英國保守社會的禁忌，被實施了化學閹割。1954年6月7日，圖靈吃下含有氰化物的蘋果中毒身亡，享年42歲。

去世55年之後，英國政府三次向他道歉，大赦他的罪名，把他印在了最大面額的紙幣上，也讓其他的LGBT人士獲得了應有的社會地位。

而現在我們使用的所有電腦和手機說到底都是圖靈機，都是圖靈110年前發明的圖靈機，因為它們的底層代碼都是零和一。

而110年後的今天，龐大的計算機功能已經被融合到了手掌大小的手機當中，這些正是一代代科學家和設計師的不懈努力所造就的。

這一切的起點都來自圖靈，那麼電腦是如何誕生的呢？時間的車輪倒回到20世紀40年代，第一台計算機應運而生。

它重達30噸，占地150平方米，有1.9萬個電子管組成，但體積龐大而且昂貴，個人是無法擁有和使用的。直到1971年一個人的出現改變了這種現狀。

英特爾推出了第一款Y處理器4004，它是一個包含2300個電晶體的C p u，它的出現極大地縮小了計算機的體積，提高了算力，不僅讓PC進入了千家萬戶，還讓所有中小型企業都用上了廉價的伺服器。

電腦的發明和演變是一個歷史悠久的過程。

早在古代，人們就開始使用一些簡單的計算工具，如算盤和天平。

到了19世紀，隨著機械技術的不斷發展，打孔機和織布機等機械設備逐漸興起，也為電腦的誕生提供了技術基礎。

20世紀初期，計算機的前身——巨型計算機被發明出來。20世紀40年代，第一台電子計算機——ENIAC誕生。

隨後，馮·諾伊曼等學者提出了現代計算機的結構設計原理，為計算機的發展奠定了基礎。1950年代，IBM推出了第一款商用電子計算機，各種類型的計算機不斷出現。20世紀70年代，微型計算機的出現，使得計算機走向了家庭和個人。

現在，計算機的應用範圍已經非常廣泛，成為現代社會不可或缺的重要工具，影響著人們的生活和工作。

電腦絕對是現代歷史上最偉大的發明，堪稱人類智慧的結晶。

它由大量的零部件組成，其中c p u是最核心的部分，它相當於人的大腦。c p u通過1200個觸點與主板相連接，C p u內部擁有上百億個電晶體，這就像是一個迷宮，能讓電腦每秒執行1億條以上的指令。

所以c p u的功耗也十分的巨大，相當於十幾個燈泡的功耗，這自然就會產生大量的熱，這個時候就需要散熱器，散熱器通過不斷的吹風循環，讓液體把熱量通過水管帶走。

最後由散熱風扇排出電腦體外，另一個耗電大戶就是顯卡。顯卡的一側是輸出接口，中間是與主板連接的插槽，另一側則是電源的接口。拆掉顯卡散熱風扇內部的結構和c p u非常的類似，同樣是各級別的集成電路。

不過顯卡有更多的流處理器，所以浮點運算的能力會更強，而c p u更擅長於複雜的運算，電腦主板相當於人體的骨骼框架，各種晶片、插槽、電容器等等全部都安裝在主板上面。

而主板上的內存，則是與c p u溝通的橋樑。例如這根16G的內存條，它由8顆2GB的內存顆粒組成，拆開內存，顆粒內部有一個互聯矩陣，它底部則是球柵陣列封裝的。

球柵陣列封裝英語叫Ball Grid Array Package，簡稱BGA是一種集成電路封裝技術，它通過在晶片底部布置多個小球形焊盤，將晶片與印刷電路板連接起來。

BGA封裝技術最早是由IBM公司在1984年研發出來的，它的發明是為了解決早期微處理器的引腳數量多、間距小、布局密集的問題。

BGA封裝在封裝密度、可靠性、熱性能等方面都具有優勢，被廣泛應用於高性能微處理器、微控制器、存儲器等集成電路的封裝中。

BGA封裝的小球直徑一般在0.2mm到2mm之間，焊盤間距一般在0.75mm到1.27mm之間，因此可以實現非常高的引腳密度。BGA封裝還可以提高焊接質量，減少焊接缺陷，從而提高電路的可靠性。

總的來說，BGA封裝技術是現代集成電路封裝技術中的一種重要形式，它在提高電路密度和可靠性方面具有明顯的優勢，已經成為現代電子技術中不可或缺的一部分。

最重要的是這塊矽片，它被分成了8個區32組。每個組都有六萬五千五百三十六行和8192列，內部甚至含有數十億個存儲單元。而這種極其複雜的晶片其實是在一塊30厘米寬的晶矽圓上製造而成的。

晶矽圓是一種用於半導體製造的重要材料。它通常是由單晶矽材料製成的，具有非常高的純度和均勻性，是製造集成電路、太陽能電池、傳感器等微電子器件的基礎材料。

晶矽圓的製造過程非常複雜，一般包括以下步驟：

1. 製備單晶矽：採用Czochralski法或浮區法等方法，從高純度矽材料中製備出單晶矽。

2. 製備矽棒：將單晶矽材料通過拉棒機拉成直徑為200mm或300mm的矽棒，通常稱為「晶圓棒」。

3. 晶圓切割：將矽棒切割成薄片，厚度一般為0.5mm或更薄。

4. 消除應力：通過高溫處理等方法，消除晶圓中的應力，使其具有更好的物理性能。

5. 磨平和清洗：對晶圓表面進行磨平和清洗處理，以便進行半導體器件的製造。

晶矽圓的製造過程需要極高的技術水平和設備精度，所以它的價格也相對較高。但是，晶矽圓是製造高性能半導體器件的重要材料，對於現代電子技術的發展具有非常重要的意義。

通過一塊晶矽圓通常能夠製造出幾千塊的晶片，顯然內存的速度是非常快的，但是想要保存數據還是要運行到硬碟。

這塊硬碟是由128層堆疊而成的，放大一億倍來看，原來的固態硬碟是通過存儲不同級別的電荷來保存數據的，還有一種是機械硬碟。

它的存儲介質是磁碟，其實我們的數據都是以零和一存在電腦上的，這和圖靈機的原理是一樣的，而機械硬碟則是由磁性來表示零和一的。

每個磁碟的磁軌超過50萬條，每條磁軌又分為多個扇區，電腦則通過磁頭來讀取磁碟內的數據，令人難以想像的是，磁頭和磁碟的距離僅僅只有15納米。

那麼納米有多小呢？

1納米表示一百萬分之一毫米，即10^-9米。換句話說，納米是微觀世界的尺度範圍。在這個尺度範圍內，許多物質的物理、化學和生物性質會發生很大的變化，因此納米技術可以開發出許多新型材料和設備，具有廣泛的應用前景。

為了更好地理解納米的大小，以下是一些納米級別的物體和它們的尺寸：

- 病毒：20-400納米

- DNA（雙鏈）：2納米

- 紅細胞：6000-8000納米

- 人類頭髮的直徑：80,000納米

- 頭髮與人類的比例相當於公寓樓與地球的比例

從上述數據可以看出，納米的尺寸非常小，甚至比微觀世界中的其他物質還要微小。這也是納米技術能夠發揮出獨特性能的原因之一。

而電腦就是由這些許許多多的零部件組成的，任何一個都是我們常人無法理解的高科技，不得不佩服人類的智慧。當然，從最原始的圖靈機發展到現在的這種高科技，都是無數科學家的積累而成的。

以上我們粗略的介紹了一下電腦的一些構成，下面我們將來給電腦來一個詳細的拆解，通過3D的方式來一次全面而深刻的電腦剖析和解析。我們先從c p u開始介紹電腦，這個就是c p u，它是計算機的大腦。

C p u的頂部是金屬的封裝蓋，它為晶片起到了保護的作用。在它的下面還有一個較小的金屬保護蓋，它保護的就是c p u的晶片。晶片是非常精細的，一點塵土就有可能發生故障。

CPU的晶片是計算機中最重要的組成部分之一，用於執行電腦程式和控制計算機的操作。它通常被稱為「處理器」，由一個或多個集成電路晶片組成。

CPU晶片是一種高度集成的電路，它包含了計算機核心的主要組件，例如運算器、控制器和緩存。晶片製造過程通常使用晶圓製造技術，將多個電晶體和其他電子元件壓縮在一個非常小的區域內，從而實現高效的計算和控制。

CPU晶片的性能和速度是計算機性能的重要指標，它們通常使用時鐘速度來描述。時鐘速度越高，CPU晶片的性能越好。現代CPU晶片還具有多核心、超線程、動態頻率調節等功能，以進一步提高計算機的性能和效率。

總的來說，CPU晶片是計算機中最重要的組成部分之一，它的性能和速度對計算機的整體性能具有重要影響。隨著計算機技術的不斷發展，CPU晶片的性能和功能也將不斷提高。

CPU晶片被焊接在電路下面的電路板上，電路板的背面分布著1200個金屬觸點，它們與主板上的1200個針腳相對應，半導體晶片被分成了幾個部分，但最有名的就是運行程序的十個核心，每個核心都非常的複雜，裡面包括指令單元、運算單元、集成顯卡和顯卡緩存等等無數高科技。

現在讓我們把它放大一億倍，來看一下電晶體的樣子。這些電晶體非常的小，只有幾納米寬，而在這個晶片當中大約就有100億個這樣的電晶體。

電晶體是一種電子元件，它是現代電子技術中最重要的器件之一。

電晶體可以將輸入的電信號放大、開關、調製和放大，廣泛應用於計算機、通訊、音響、電視、汽車電子等領域。

電晶體的原理是利用半導體材料中的PN結構，通過控制基極電流來控制集電極和發射極之間的電流流動，從而實現電信號的放大和開關。電晶體有多種類型，包括普通電晶體、場效應電晶體、雙極性電晶體等。

電晶體的出現使得電子技術得到了飛躍性的發展，推動了計算機、通訊、音響、電視等行業的快速發展，同時也帶來了很多便利和效率的提高。

在電晶體的頂部是多層金屬線，層與層之間有垂直的金屬通孔。這些電晶體和電線一起組成了一個龐大的高速公路網，使計算機每秒可以執行10億次的運算。操作多核晶片的每個核心之間是共享的三級緩存，中間的是環形互聯導線。

它的右邊是集成顯卡的顯卡晶片，左上角是內存控制器，負責向內存條讀取數據和發送數據。

三級緩存指的是計算機處理器內部的三層緩存，包括L1、L2和L3緩存。

L1緩存是處理器內部最快的緩存，大小一般為幾十KB到幾百KB，可直接被處理器訪問。L1緩存通常由SRAM組成，其訪問速度比主存儲器快得多。

L2緩存是處理器內部的第二層緩存，大小一般在幾十KB到幾百KB之間，通常由SRAM組成，速度比主存儲器快，但比L1緩存慢。L2緩存有時被稱為二級高速緩存，其主要作用是緩存L1緩存中未命中的數據和指令。

L3緩存是處理器內部的第三層緩存，通常位於處理器晶片的外部，大小可達數MB，通常由DRAM組成。L3緩存的訪問速度比L1和L2緩存慢，但比主存儲器快。L3緩存的主要作用是緩存處理器內部L1和L2緩存中未命中的數據和指令。

三級緩存的存在可以明顯提高計算機的性能，減少處理器與主存儲器之間的訪問延遲，縮短數據和指令的訪問時間。

未完待續……

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