cpu的发展史

cpu的发展史 CPU的发展历程 现在我们就来看看INTEL公司CPU的发展历程: 1971年，英特尔公司推出了世界上第一款微处理器4004，这是第一个可用于微型计算机的四位微处理器，它包含2250个晶体管;而8008则有2500个晶体管。 1974年， 8080成为第二代微处理器，第二代微处理器均采用 NMOS工艺,集成度约5000只晶体管。 1978年 ，英特尔公司生产的8086是第一个16位的微处理器。这就是第三代微处理器的起点。随后，INTEL又开发出了8088。和8086一样，8088也是一款16位的CPU，其内部集成了大约29000个晶体管。 1981年，美国IBM公司将8088芯片用于其研制的PC机中，从而开创了全新的微机时代。也正是从8088开始，个人电脑(PC)的概念开始在全世界范围内发展起来。从8088应用到IBM PC机上开始,个人电脑真正走进了人们的工作和生活之中，它也标志着一个新时代的开始。 1982年，英特尔公司在8086的基础上，研制出了80286微处理器，80286集成了大约130000个晶体管。8086,80286这个时代是个人电脑起步的时代，当时在国内使用甚至见到过PC机的人很少，它在人们心中是一个神秘的东西。到九十年代初，国内才开始普及计算机。估计大家最早听说的PC就用的是这款CPU。 1985年，Intel正式发布80386DX，其内部包含27.5万个晶体管，80386使32位CPU成为了PC工业的标准。1989年Intel准32位的处理器芯片80386SX。 1989年，我们大家耳熟能详的80486芯片由英特尔推出。这款经过四年开发和3亿美元资金投入的芯片的伟大之处在于它首次实破了100万个晶体管的界限，集成了约110万个晶体管，使用1微米的制造工艺。这也是Intel最后一代以数字编号的cpu。 1993年，全面超越486的新一代586 CPU问世，为了摆脱486时代微处理器名称混乱的困扰，英特尔公司把自己的新一代产品命名为Pentium(奔腾)以区别AMD和Cyrix的产品。Pentium处理器集成了超过110万个晶体管。时钟频率最高达到120M Hz。 1996年，Intel发布了多能奔腾 (Pentium MMX)的正式名称就是“带有MMX技术的Pentium”。多能奔腾在原 Pentium的基础上进行了重大的改进，新增加的57条MMX多媒体指令，使得多能奔腾即使在运行非MMX优化的程序时，也比同主频的Pentium CPU要快得多。这57条MMX指令专门用来处理音频、视频等数据。多能奔腾拥有450万个晶体管，功耗17瓦 Intel Pentium Intel Pentium Pro 1998年， Intel继续强势推出Pentium II(中文名“奔腾二代”)，早期的Pentium II采用Klamath核心，0.35微米工艺制造，内部集成750万个晶体管。不久以后，英特尔第一个支持100MHz额定外频的CPU正式推出。采用新核心的Pentium II微处理器采用0.25微米工艺制造。 1999年初，英特尔公司就发布了采用Katmai核心的新一代微处理器—Pentium III。该微处理器除采用0.25微米工艺制造，内部集成950万个晶体管，Slot 1架构之外，它还具有以下新特点:系统总线频率为100MHz;采用第六代CPU核心—P6微架构，针对32位应用程序进行优化，双重独立总线;一级缓存为32KB，二级缓存大小为512KB，新增加了能够增强音频、视频和3D图形效果的指令集，共70条新指令。Pentium?的起始主频速度为450MHz。 从生产技术来说，最初的8088集成了29000个晶体管，而Pentium?的集成度超过了2810万个晶体管;CPU的运行速度，以MIPS(百万个指令每秒)为单位，8088是0.75MIPS，到高能奔腾时已超过了1000MIPS。不管什么样的CPU，其内部结构归纳起来都可以分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分，这三个部分相互协调，对命令和数据进行分析、判断、运算并控制计算机各部分协调工作。 CPU从最初发展至今已经有二十多年的历史了，这期间，按照其处理信息的字长，CPU可以分为:4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以及正在酝酿构建的64位微处理器，可以说个人电脑的发展是随着CPU的发展而前进的。 Intel 4004 1971年，英特尔公司推出了世界上第一款微处理器4004，这是第一个可用于微型计算机的四位微处理器，它包含2300个晶体管。随后英特尔又推出了8008，由于运算性能很差，其市场反应十分不理想。1974年，8008发展成8080,成为第二代微处理器。8080作为代替电子逻辑电路的器件被用于各种应用电路和设备中，如果没有微处理器,这些应用就无法实现。 由于微处理器可用来完成很多以前需要用较大设备完成的计算任务，价格又便宜，于是各半导体公司开始竞相生产微处理器芯片。Zilog公司生产了8080的增强型Z80，摩托罗拉公司生产了6800，英特尔公司于1976年又生产了增强型8085,但这些芯片基本没有改变8080的基本特点，都属于第二代微处理器。它们均采用NMOS工艺,集成度约9000只晶体管,平均指令执行时间为1μS,2μS,采用汇编语言、BASIC、Fortran编程，使用单用户操作系统。 Intel 8086 1978年英特尔公司生产的8086是第一个16位的微处理器。很快Zilog公司和摩托罗拉公司也宣布计划生产Z8000和68000。这就是第三代微处理器的起点。 8086微处理器最高主频速度为8MHz，具有16位数据通道，内存寻址能力为1MB。同时英特尔还生产出与之相配合的数学协处理器i8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集，但i8087指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算的指令。人们将这些指令集统一称之为 x86指令集。虽然以后英特尔又陆续生产出第二代、第三代等更先进和更快的新型CPU，但都仍然兼容原来的x86指令，而且英特尔在后续CPU的命名上沿用了原先的x86序列，直到后来因商标注册问题，才放弃了继续用阿拉伯数字命名。 1979年，英特尔公司又开发出了8088。8086和8088在芯片内部均采用16位数据传输，所以都称为16位微处理器，但8086每周期能传送或接收16位数据，而8088每周期只采用8位。因为最初的大部分设备和芯片是8位的，而8088的外部8位数据传送、接收能与这些设备相兼容。8088采用40针的DIP封装，工作频率为6.66MHz、7.16MHz或8MHz，微处理器集成了大约29000个晶体管。 8086和8088问世后不久，英特尔公司就开始对他们进行改进，他们将更多功能集成在芯片上，这样就诞生了80186和80188。这两款微处理器内部均以16位工作，在外部输入输出上80186采用16位，而80188和8088一样是采用8位工作。 1981年，美国IBM公司将8088芯片用于其研制的PC机中，从而开创了全新的微机时代。也正是从8088开始，个人电脑(PC)的概念开始在全世界范围内发展起来。从8088应用到IBM PC机上开始,个人电脑真正走进了人们的工作和生活之中，它也标志着一个新时代的开始。 Intel 80286 1982年，英特尔公司在8086的基础上，研制出了80286微处理器，该微处理器的最大主频为20MHz，内、外部数据传输均为16位，使用24位内存储器的寻址，内存寻址能力为16MB。80286可工作于两种方式，一种叫实模式，另一种叫保护方式。 在实模式下，微处理器可以访问的内存总量限制在1兆字节;而在保护方式之下，80286可直接访问16兆字节的内存。此外，80286工作在保护方式之下，可以保护操作系统，使之不像实模式或8086等不受保护的微处理器那样，在遇到异常应用时会使系统停机。 IBM公司将80286微处理器用在先进技术微机即AT机中，引起了极大的轰动。80286在以下四个方面比它的前辈有显著的改进:支持更大的内存;能够模拟内存空间;能同时运行多个任务;提高了处理速度。最早PC机的速度是4MHz，第一台基于80286的AT机运行速度为6MHz至8MHz，一些制造商还自行提高速度，使80286达到了20MHz，这意味着性能上有了重大的进步。 80286的封装是一种被称为PGA的正方形包装。PGA是源于PLCC的便宜封装，它有一块内部和外部固体插脚，在这个封装中，80286集成了大约130000个晶体管。 IBM PC/AT微机的总线保持了XT的三层总线结构，并增加了高低位字节总线驱动器转换 逻辑和高位字节总线。与XT机一样，CPU也是焊接在主板上的。 那时的原装机仅指IBM PC机，而兼容机就是除了IBM PC以外的其它机器。在当时，生产CPU的公司除英特尔外，还有AMD及西门子公司等，而人们对自己电脑用的什么CPU也不关心，因为AMD等公司生产的CPU几乎同英特尔的一样，直到486时代人们才关心起自己的CPU来。 8086,80286这个时代是个人电脑起步的时代，当时在国内使用甚至见到过PC机的人很少，它在人们心中是一个神秘的东西。到九十年代初，国内才开始普及计算机。 Intel 80386 1985年春天的时候，英特尔公司已经成为了第一流的芯片公司，它决心全力开发新一代的32位核心的CPU—80386。Intel给80386设计了三个技术要点:使用“类286”结构，开发80387微处理器增强浮点运算能力，开发高速缓存解决内存速度瓶颈。 1985年10月17日，英特尔划时代的产品——80386DX正式发布了，其内部包含27.5万个晶体管，时钟频率为12.5MHz，后逐步提高到20MHz、25MHz、33MHz，最后还有少量的40MHz产品。 80386DX的内部和外部数据总线是32位，地址总线也是32位，可以寻址到4GB内存，并可以管理64TB的虚拟存储空间。它的运算模式除了具有实模式和保护模式以外，还增加了一种“虚拟86”的工作方式，可以通过同时模拟多个8086微处理器来提供多任务能力。 80386DX有比80286更多的指令，频率为12.5MHz的80386每秒钟可执行6百万条指令，比频率为16MHz的80286快2.2倍。80386最经典的产品为80386DX,33MHz，一般我们说的80386就是指它。 由于32位微处理器的强大运算能力，PC的应用扩展到很多的领域，如商业办公和计算、工程设计和计算、数据中心、个人娱乐。80386使32位CPU成为了PC工业的标准。 虽然当时80386没有完善和强大的浮点运算单元，但配上80387协处理器，80386就可以顺利完成许多需要大量浮点运算的任务，从而顺利进入了主流的商用电脑市场。另外，30386还有其他丰富的外围配件支持，如82258(DMA控制器)、8259A(中断控制器)、8272(磁盘控制器)、82385(Cache控制器)、82062(硬盘控制器)等。针对内存的速度瓶颈，英特尔为80386设计了高速缓存(Cache)，采取预读内存的方法来缓解这个速度瓶颈，从此以后，Cache(高速缓存器)就和CPU成为了如影随形的东西。 Intel 80387/80287