什么是 CPU 的 stepping

本文介绍了处理器产品从最初版本到后续改进的过程,包括Intel和AMD如何通过不同的修订步骤来修复功能错误和提高制造质量。此外,还提供了获取详细规格更新文档的途径。
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No processorWhat is a CPU stepping? - Xiaodong - 给自己看的博客 design is perfect. The first version of a new microprocessor product is the A-0 step. Later, as improvements are made to the product for functional (bug) fixes or manufacturing improvements, the stepping number will increase.

Generally speaking, minor changes result in an increased number, (that is, A-1 to A-2) while more complex changes result in the letter being changed (that is, A-2 to B-0).

If new steppings come out with fewer bugs you are usually not eligible to RMA for a newer processor. Most of these bugs are supposed to be worked around in the motherboard design, BIOS (drivers), and applications.

Intel produces a detailed document called a "Specification Update" for each of their processor models that covers all of the various steppings, and lists exactly which bugs (they call them "errata") each one has and a description of the bug. For example you can download the Pentium IV specification Update from Intel at http://developer.intel.com/design/pentium4/specupdt/
A similar document is available for every processor they make.

AMD uses the term "revision numbers" to refer to steppings for its Athlon and other processors. To see the errata for a given AMD processor, look up its revision guide, which lists the processor revision numbers and the errata which apply to each revision. For example, the revision guide for the AMD Athlon XP model 8 processor is available from AMD at
http://www.amd.com/us-en/assets/content_type/white_papers_and_tech_docs/25703.pdf

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### 获取 CPU Stepping 信息的方法 在 BIOS 编程中,获取 CPUStepping 版本通常通过执行 CPUID 指令并解析返回的寄存器值。CPUID 是一种标准机制,用于查询处理器的详细信息,包括厂商 ID、型号、家族编号以及 Stepping 级别。 当执行 CPUID 指令并将 EAX 寄存器设置为 `0x00000001` 时,ECX 和 EDX 寄存器将包含与处理器功能相关的多个标志位和版本信息。其中,Stepping 版本可以从 EAX 寄存器的低 4 位中提取[^1]。 ```c #include <intrin.h> void get_cpu_stepping() { int cpu_info[4]; __cpuid(cpu_info, 0x00000001); unsigned int stepping = cpu_info[0] & 0xF; printf("CPU Stepping: %u\n", stepping); } ``` 上述代码展示了如何使用 `__cpuid` 内联函数来读取处理器的基本信息,并从中提取 Stepping 编号。EAX 寄存器的低 4 位代表了当前处理器的步进级别。Stepping 可以帮助识别处理器内部微架构的细微变化,这些变化可能影响软件兼容性或硬件稳定性。 此外,在某些平台上,还可以通过访问 MSR(模型特定寄存器)来进一步确认处理器的版本细节。例如,MSR `IA32_BIOS_SIGN_ID` (0x8B) 包含了关于当前加载的微码补丁的信息,这可以间接反映处理器的修订状态[^1]。 ```c #include <windows.h> #include <intrin.h> unsigned long long read_msr(unsigned int msr) { unsigned int high, low; __asm__ volatile ("rdmsr" : "=a"(low), "=d"(high) : "c"(msr)); return ((unsigned long long)high << 32) | low; } int main() { unsigned long long microcode_version = read_msr(0x8B); unsigned int stepping_from_msr = (microcode_version >> 32) & 0xFF; printf("Stepping from MSR: %u\n", stepping_from_msr); return 0; } ``` 此方法要求程序运行于 Ring 0 权限级别下,因为 RDMSR 指令只能在内核模式下安全执行。因此,这种方法更适合于操作系统内核模块或驱动程序开发场景中的实现。 对于 BIOS 开发人员而言,理解处理器的 Stepping 对于确保固件与硬件之间的兼容性至关重要。特别是在进行系统初始化期间,BIOS 需要根据具体的 CPU 型号和 Stepping 应用相应的配置策略和修复措施。这也涉及到对不同处理器版本之间差异的支持,如特定的 Errata 处理或者性能优化等[^1]。
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