杭州交通信息网银行活动:CPU发展简史
来源：百度文库 编辑：杭州交通信息网 时间：2024/04/28 13:35:58
HI！想看CPU的家谱吗？我就跟你唠唠这颗传奇的芯吧！众所周知，电脑技术每一次的发展主要是靠CPU不断的推陈出新所推动的，所以CPU的发展史是最让人津津 乐道，回味无穷的。今天就让我们以INTEL和AMD公司的产品为线索，沿着历史发展的小河，慢慢地看慢慢地聊吧！ 最早的CPU -----1971年，INTEL（英特尔）公司推出了世界上第一台微处理器4004。它是第一台用于计算器 的4位微处理器，也是第一款个人有能力买得起的电脑处理器！尽管它速度很慢，功能也很有限，可 是别忘了毕竟是它从此揭开了CPU发展的序幕！ X86时代 -----1978年，INTEL公司推出了命名为i8086的16位微处理器，同时还生产出与之相配合的数学协 处理器i8087，由于这两种芯片所用的指令集相互兼容，所以人们统称它们为“X86”指令集。后来 Intel公司又推出的第二代，第三代CPU等仍然兼容原来的“X86”指令集，所以Intel在后续CPU的 命名上沿用了原先的X86序列，从而就有了286，386，486这些叫法。（原来X86的叫法是这样来的） -----1982年，INTEL公司推出了命名为80286的芯片，虽然它仍旧是16位结构，但它的时钟频率由最 初的6MHz提高到了20MHz。内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位，可寻址16MB内存。 --- 1985年，INTEL推出了80386芯片，它是80X86系列中的第一种32位微处理器，制造工艺也有了很的进步，它的时钟频率为12.5MHz/20MHz/25MHz/33MHz；内部和外部数据总线都是32位，地址总线也 是32位，可寻址4GB内存。在此期间，AMD公司也开始加入CPU的生产，并且价格比INTEL更低，同样命名 为“386”。（INTEL强劲对手隆重登场！） ----1989年，INTEL推出了80486芯片，它的时钟频率为25MHz、33MHz，50MHz。80486是将80386和 数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内，并且在80X86系列中首次采用了RISC （精简指令集）技术，可以在一个时钟周期内执行一条指令，从而使CPU速度大大地得到提高。在此期 间,Cyrix公司也加入CPU战场，由于AMD和Cyrix纷纷推出比Intel486处理器频率更高，价格更便宜 的CPU，而且这些CPU都叫“486”，所以几乎大半个市场被Amd和Cyri给分光了（看来这X86的名字不能 再叫了）。 Pentium时代 -----1993年，INTEL推出了全新一代的“586”处理器Pentium。为了和其它公司的CPU区别起来， INTEL给它起了一个响亮的中文名字“奔腾”，奔腾家族的频率有60/66/75//90/100/120/133/150/ 166/200，所有的Pentium CPU里面都内置了16K的一级缓存，并且从奔腾75开始，CPU的插座技术正 式从以前的Socket4转换到同时支持Socket 5和7，其中Socket 7还一直沿用至今。 ----1995年，AMD公司也不甘示弱推出了K5系列的CPU。（AMD公司也改名字了！）它的频率一共有六 种：75/90/100/120/133/166，内部总线的频率和Pentium差不多，都是60或者66MHz，虽然它在浮点 运算方面比不上Pentium，但是由于K5系列CPU都内置了24KB的一级缓存，比Pentium内置的16KB多出 了一半，因此在整数运算和系统整体性能方面甚至要高于同频率的Pentium。即便如此，因为k5系列的 交付日期一再后拖，AMD公司在“586”级别的竞争中最终还是败给了INTEL。（INTEL公司的老大位置 看来不是那么好抢的） ------1996年，INTEL推出了Pentimu Pro处理器。Pentimu Pro系列的工作频率是150/166/180/200， 一级缓存都是16KB，而前三者都有256KB的二级缓存。值得注意的是Pentimu Pro采用了双穴“AGP” 封装技术。即一个256KB的二级缓存芯片与PentimuPro芯片封装在一起 ，两个芯片之间用高频宽的内 部通讯总线互连，处理器与高速缓存的连接线路也被安置在该封装中，这样就使高速缓存能更容易地运 行在更高的频率上。例如Pentium Pro 200MHZCPU的L2 CACHE就是运行在200MHZ，也就是工作在与处 理器相同的频率上。（Pentimu Pro真是厉害，不过它采用了先进的制造工艺，价格也不便宜吆！） ------1996年底，INTEL又推出了Pentium MMX（多能奔腾）处理器。MMX系列的频率只有三种： 166/200/233，一级缓存都是32KB，插槽都是Socket 7。MMX是INTEL公司在1996年为增强Pentium CPU在音像、图形和通信应用方面而采取的新技术，它为CPU增加了57条MMX指令，除了指令集中增加MMX 指令外，还将CPU芯片内的L1缓存由原来的16KB增加到32KB，因此MMX CPU比普通CPU在运行含有MMX指令的程序时，处理多媒体的能力上提高了60％左右。（那些玩家终于找到了最爱） ------1997年4月，AMD推出了自己研制的新产品K6。K6系列CPU一共有五种频率，分别是：166/200/ 233/266/300，五种型号都采用了66外频，但是后来推出的233/266/300已经可以通过升级主板的BIOS 而支持100外频，所以CPU的性能得到了一个飞跃。特别值得一提的是他们的一级缓存都提高到了64KB， 比MMX足足多了一倍。 ------1997年5月，INTEL推出了影响力最大的Pentium ⅡCPU。PentiumⅡ可以说是集Pentimu Pro 精华与MMX技术完美结合之典范。为了提高数据交换速度，它采用了双独立总线结构，即其中一条总线 联接二级高速缓存,另一条联接主要内存.这样就使脱离芯片的外部高速缓存，可以运行在相当于CPU自 身时钟速度一半的速度下。在接口技术方面，PentiumⅡ也首次采用了solt1接口标准。（INTEL不愧是 老大，时时走在新技术的前端） ------1998年中，AMD最新K6-2处理器正式推出。它的核心电压都是2.2伏特，所以发热量比较低， 一级缓存是64KB，并且这五种型号都内置了3DNow!指令及超标量MMX功能，3DNow!是一组共21条新指 令，可提高三维图形、多媒体、以及浮点运算密集的个人电脑应用程序的运算能力，使三维图形加速器 全面地发挥性能。K6-2也使AMD公司的产品首次在整数性能以及浮点运算性能上同时超越INTEL，也正是 因为K6-2的推出，让INTEL感觉到了危机。（哈！AMD可以扬眉吐气了） -----看着低端市场被AMD及Cyrix公司的产品所占领，INTEL公司再也不能观望，于1998年推出Celeron 赛扬处理器。赛扬处理器实际上可以说是Pentium Ⅱ的“简化版”，INTEL把Pentium II的和相关电路 抽离出来，再把塑料盒子也去掉，就是赛扬处理器了。开始由于去掉了二级缓存，赛扬市场反应很平淡， 后来INTEL加入了128KL2缓存，赛扬马上火爆起来。赛扬处理器为了抢占低端市场，价格很平民化。赛扬 CPU还有一个“变形”的兄弟Socket 370架构的处理器,它以PII为核心、Socket架构为主板，拥有Slot1 主板的用户可以通过转换卡来实现升级。（赛扬还有很强的超频性，性价比很高不得不让人蠢蠢欲动阿） -----98与99年间，INTEL公司还推出了新一款Pentium ⅡXeon （至 强 处 理 器）。Pentium II Xeon CPU适用于高端的、基于RISC的工作站和服务器。Xeon系列处理器采用了Slot 2插口技术，32KB 一级高速缓存，512KB及1MB的二级高速缓存，双重独立总线结构，100MHz系统总线，支持多达8个CPU。 -----99年2月22日，AMD在全球范围发布400MHz AMD K6－Ⅲ。定位于高端市场的K6－Ⅲ是K6处理器 家族最新也是最后的成员，属第6代终极处理器，该处理器具有领先的3D性能表现，采用0.25微米处理 工艺制造，芯片上集成有高速背侧256k L2缓存（能以处理器的全速运行，例如，K6-Ⅲ450MHz处理器 的内部L2高速缓存可以450MHz频率运行），超标量MMX技术，并拥有3DNow!指令集。（要说明的是 K6-Ⅲ由于成本高只比同主频的奔腾Ⅲ便宜20美元，这对一些没米的朋友无疑是一大打击。） -----Pentium III处理器是INTEL的新一代产品，它采用0.25微米制造工艺，新的SECC2插口。PIII 拥有32K一级缓存和512K二级缓存（运行在芯片核心速度的一半下），包含MMX指令和INTEL自己的“ 3D”指令SSE，最初发行的PIII有450和500MHz两种规格，其系统总线频率为100MHz。（奔III的特别 之处就是增加了SSE指令，事实上在运行没有为SSE指令优化过的应用软件时，PIII与PII的速度差不多） -----K7是99年6月AMD公司为迎战奔III而推出来的SlotA架构CPU。它和现在的PII一样，有一个塑料 外壳，内部集成同主频的L2缓存（512K—1M）。K7还包含128K的L1缓存，继续支持MMX和3DNow!指令。 此外K7拥有一个强劲的浮点单元（FPU），在3D NOW！的帮助下会有更进一步的3D和多媒体处理能力。 经测试K7的性能全面超过了同速度的奔III，是目前性价比最高的产品。（当然奔III也会有自己的应对 之策,竞争越激烈我们就越能得到好处,所谓的坐收渔翁之利嘛) _____99年10月，INTEL推出了用0.18微米制作的PentiumⅢ，该芯片有256K在片二级高速缓存，代码 名为Coppermine。这款新品是对AMD Athlon的回应。Coppermine以733MHz登台，比Athlon的700MHz 略高一些。随着工艺尺寸从0.25微米减少到0.18微米，不仅提高了PentiumⅢ的时钟速度，也使INTEL 推出了集成的二级高速缓存。虽然集成的二级高速缓存只有老式PentiumⅢ的一半，但在处理器全速下 运行，性能仍有显著提高。 展望明天 今后CPU的主频会越来越快,有望在2000年造出 1GHz的CPU。有专家预测，在下世纪的前五年内，我们 应该能看到 5GHz的CPU。系统总线的频率将提高到133MHz以上,铜导线技术也很快会普及。想想过去的12.5MHz再看看现在即将1000MHz的CPU，不禁恍如梦中！...... 怎么样，是不是已经被这些生涩的数据弄大了脑袋？但是在这个没有硝烟的战场上，正是这些术语 和数据千百万化，使CPU之战如火如荼，险趣叠生！不是有句名言--外行看热闹，内行看门道吗？马上充电，新世纪CPU会有更传奇的故事
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：四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。
如今，Intel的CPU和其兼容产品统治着微型计算机——PC的大半江山，但是除了Intel或AMD的CPU，还是你可能听说过的其他一些CPU，如HP的PA-RISC,IBM的Power4和Sun的UltraSparc等，只是它们都是精简指令集运算（RISC）处理器，使用Unix的专利操作系统，例如IBM的AIX和Sun的Solaris等。
虽然设计方式和工作原理的过程有区别，但不同处理器依然有很多相似之处。从外表看来，CPU常常是矩形或正方形的块状物，通过密密麻麻的众多管脚与主板相连。不过，你看到的不过是CPU的外衣——CPU的封装。而内部，CPU的核心是一片大小通常不到1/4英寸的薄薄的硅晶片(其英文名称为die，核心)。在这块小小的硅片上，密布着数以百万计的晶体管，它们好像大脑的神经元，相互配合协调，完成着各种复杂的运算和操作。