电脑CPU的发展史

[灌水]电脑CPU的今世前身我是好猫于2015/8/110:32:51发布在凯迪社区猫眼看人一、Intel4004微处理器是世界上第一款商用计算机微处理器，就像当时的广告说的一样，它是一件划时代的作品。它片内集成了2250个晶体管，晶体管之间的距离是10微米（也就是10000纳米，和现在的22纳米相差甚远），能够处理4bit的数据，每秒运算6万次，主频0.74MHz，运行的频率为108KHz，成本不到100美元。英特尔公司的首席执行官戈登.摩尔将4004称之为人类历史上最具革新性的产品之一。4004外形4004内核线路局部二、1972年4月，英特尔推出第一款8位微处理器――8008。现在回头看8008属于无心插柳的产物，其实它是Intel一笔不太成功的买卖之后的自己吞下的“苦果”，但是却幸运的成功了。8008外形8008内核IntelC8008为世界上第一款八位元处理器。8008共推出两种速度，0.5Mhz以及0.8Mhz，虽然比4004的工作时脉慢，不过因为是八位元处理器（比起4004的四位元），整体效能要比4004好上许多。8008可以支援到16KB的内存。C8008是比较珍贵的紫色陶瓷镀金接脚版本，D8008则是后期出的量产版。三、Intel8080为英特尔早期发布的处理器。它于1974年4月发布，是一枚8位元处理器，主频为2MHz，它集成6000只晶体管，每秒运算29万次，拥有16位地址总线和八位数据总线，包含7个八位寄存器，支持16位寻址，同时它也包含一些输入输出端口，这也是一个相当成功的设计，有效解决了外部设备在内存寻址能力不足的问题。它是英特尔公司继4004芯片推出的第三代微处理器，8080比4004快十倍而且数据宽度也从4位扩展到8位，被广泛应用与各种控制系统和嵌入式系统中。自1975年第一台个人电脑诞生以后，8080芯片帮助英特尔在几年后占据了电脑芯片的霸主地位。zilog制造了与8080兼容的CPUz-80。8080外形8080内核特别值得一提的是，当年（晚了10年的1984？）我们上海元件五厂居然也能跟踪美帝生产这个玩意！上海产8080外形及说明书：四、1978年6月INTEL推出了8086微处理器，主频4.77MHz，采用16位寄存器、16位数据总线和29000个3微米技术的晶体管，标志着第三代微处理器问世。售价360美元。不过当时由于360美元过于昂贵，大部分人都没有足够的钱购买使用此芯片的电脑，于是Intel在1年之后,推出了8086的简化版8088，是一款4.77MHz准16位微处理器。它在内部以16位运行，但支持8位数据总线，采用现有的8位设备控制芯片，包含29000个3微米技术的晶体管，可访问1MB内存地址，速度为0.33MIPS。IBM公司1981年生产的第一台电脑就是使用的这种芯片。这也标志着x86架构和IBMPC兼容电脑的产生。发布的时候，8086的时钟频率有4.77，8和10MHz三个版本，包括了具有300个操作的指令集。其中8MHz版本包含了大约28,000个晶体管，具备0.8MIPs的能力。8085是8位的微处理器8086外形：8086内核：五、1979年，INTEL公司推出了8088芯片，它仍旧是属于16位微处理器，内含29000个晶体管，时钟频率为4.77MHz，地址总线为20位，可使用1MB内存。8088内部数据总线都是16位，外部数据总线是8位，而它的兄弟8086是16位。1981年8088芯片首次用于IBMPC机中，开创了全新的微机时代。也正是从8088开始，PC机（个人电脑）的概念开始在全世界范围内发展起来。8088外形：8088内核：8088的PC我90年代初读书时候是玩过的，就是用它书写代码编译几千行的BASIC程序完成了我的硕士论文计算工作量，记得每次计算需要7-8分钟的计算时间，慢慢地等啊。呵呵，想想当年也真是够拼的，现在再看看打印保留的源代码，居然有的很难看的动了！六、INTEL1982年推出80286芯片，该芯片相比8086和8088有了飞跃式发展，虽然它仍是16位结构，但在CPU内部含有13.4万个晶体管，时钟频率由最初6MHz逐步提高到20MHz。内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位，可寻址内存大小达到16Mb。80286兼容了8086所有功能，并且是8086的向上兼容的微处理器，使8086的汇编语言程序可以不做任何修改地在80286上运行。同时80286的推出也是实模式和保护模式CPU的分水岭。80286微处理器内部有4个功能部件，即地址部件AU，指令部件IU，执行部件EU和总线部件BU。这四个部件的并行操作，提高了吞吐率，加快了处理速度。286外形：286内核：从286诞生这个时候“摩尔定律”开始发力，如果说前10年INTELCPU的发展是龟速，那么到了286时代，就进入了高速快车道，一发而不可收拾，绝尘而去......其他国家试图跟踪模仿已经望洋兴叹了！七、INTEL1985年推出的CPU芯片，它是80x86系列中的第一种32位微处理器，而且制造工艺也有了很大的进步，与80286相比，80386内部内含27.5万个晶体管，时钟频率为12.5MHz，后提高到20MHz，25MHz，33MHz。80386的内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，可寻址高达4GB内存。它除具有实模式和保护模式外，还增加了一种叫虚拟86的工作方式，可以通过同时模拟多个80x86处理器来提供多任务能力。除了标准的80386芯片，也就是80386DX外，出于不同的市场和应用考虑，INTEL又陆续推出了一些其它类型的80386芯片：80386SX、80386SL、80386DL等。386外形：386内核：八、Intel80486是Intel公司1989年推出的32位微处理器。它采用了1μm（微米）制造工艺，内部集成了120万个晶体管。内外部数据总线是32位，地址总线为32位，可寻址4GB的存储空间，支持虚拟存储管理技术，虚拟存储空间为64TB。片内集成有浮点运算部件和8KB的cache（L1cache），同时也支持外部cache（L2cache）。整数处理部件采用精简指令集RISC结构，提高了指令的执行速度。此外，80486微处理器还引进了时钟倍频技术和新的内部总线结构，从而使主频可以超出100MHz。486外形：486内核：九、Pentium是英特尔第五代x86架构的微处理器，于1993年3月22日开始出货，是486产品线的后代。Pentium本应命名为80586或i586，后来命名为“Pentium”（通常认为“pentium”是希腊文“五（penta）”加拉丁文中代表名词的接尾语“ium”的造词），是因为阿拉伯数字无法被用作注册商标。i586被使用在英特尔竞争对手所制造的类80586的微处理器。INTEL公司还替它起了一个相当好听的中文名字奔腾。奔腾的厂家代号是P54C，PENTIUM的内部含有的晶体管数量高达310万个，时钟频率由最初推出的60MHZ和66MHZ，后提高到200MHZ。单单是最初版本的66MHZ的PENTIUM微处理器，它的运算性能比33MHZ的80486DX就提高了3倍多，而100MHZ的PENTIUM则比33MHZ的80486DX要快6至8倍。也就是从PENTIUM开始，我们大家有了超频这样一个用尽量少的钱换取尽量多的性能的好方法。作为世界上第一个586级处理器，PENTIUM也是第一个令人超频的最多的处理器，由于Pentium的制造工艺优良，所以整个系列的CPU的浮点性能也是各种各样性能是CPU中最强的，可超频性能最大，因此赢得了586级CPU的大部分市场。Pentium家族里面的频率有60/66/75//90/100/120/133/150/166/200，至于CPU的内部频率则是从60MHz到66MHz不等。奔腾外形：奔腾内核：到了奔腾级别的CPU，不说制造了，那310万个晶体管的设计图，看得懂的国家都没几个了。十、intel可不管你跟得上跟不上，继续发威。英特尔于1997年5月7日推出奔腾II〔PentiumII〕微处理器。它基于PentiumPro使用的P6架构，但加强了16位元的效能，以及加入MMX指令集。PentiumII为英特尔推出的一枚X86架构的处理器，基于PentiumPro使用的P6微处理架构，但另一方面它的16位元处理能力获得优化，并加入MMX指令集：第一代PentiumII核心代号为Klamath，使用350纳米制程，以及，就当时而言，制造出一个非常高的热量。推出时，时脉只有233及266MHz，使用66MHz前端总线，后期另推出时脉300MHz的版本第二代PentiumII核心代号为Deschutes，运行时脉为333MHz，于1998年1月推出，使用250纳米制程，而且温度亦有效的减低。支援100MHz前端总线，英特尔于1998年另外推出了时脉为266、330、350、400、450的PentiumII处理器。PII外形：PII内核：PII的插槽很奇葩的，太吐槽了。不过超频性能很棒，是当年的超频王者。十一、P3。1999年2月26日，英特尔发布PentiumIII450MHz、PentiumIII500MHz处理器，同时采用了0.25微米工艺技术，核心由950万个晶体管组成，从此INTEL开始踏上了PIII旅程。PentiumIII是英特尔的x86（更准确地说是i686）架构之微处理器。刚推出的版本与早期的PentiumII非常相似，最值得注意的不同是SSE指令的扩充，以及在每个芯片制造的过程加入了有争议的序号。与PentiumII相同，也有低阶的Celeron版本和高阶的Xeon版本。PentiumIII最后被Pentium4所取代，PentiumIII的改进设计就是后来的的PentiumM。P3M版外形：P3M版内核：P2P3阶段，美帝另一家AMD公司曾经与intel展开激烈竞争，但是总是处于下风。P3至强外形：P3至强内核：十二、P4。奔腾4首款产品代码为：Willamette，拥有1.4GHz左右的内核时钟，并使用Socket423脚位架构，首款处理器于2000年11月发布。Pentium4有着非常快速到400MHz的前端总线，之后更有提升到533MHz、800MHz。它其实是一个为100MHz的四条并列总线(100Mhzx4并列)，因此理论上它可以传送比一般总线多四倍的容量，所以号称有400MHz的速度。AMDAthlon的前端总线则有266MHz的速度（133MHz双倍并列总线）。2002年1月英特尔发布了使用Northwood内核的2.0和2.2GHz的Pentium4。Northwood将二级缓存的大小从256KB增加到了512KB（晶体管数量从4200万增加到5500万）并且使用了130纳米制造工艺。使用更小晶体管制造的芯片能够在同样的速度产生更少的热量，或者工作在更高的时钟频率。Northwood带来了Pentium4时代。尽管争夺性能领先的战斗依然很激烈（因为AMD发布了更快版本的AthlonXP）,但是许多观察人士都认同最快的NorthwoodP4稍稍领先于对手。尤其是在2002年夏天更是这样，当时AMD转换到130纳米制造技术过程被延迟，从2.4到2.8GHz范围的P4很显然是当时市场上最快的芯片。P4外形：P4内核：十三、“酷睿”多核心U时代：酷睿处理器采用800MHz-1333Mhz的前端总线速率，45nm/65nm制程工艺，2M/4M/8M/12M/16ML2缓存，双核酷睿处理器通过SmartCache技术两个核心共享12ML2资源。intel发力创新，全新的CPU架构！酷睿2外形：酷睿2内核：酷睿四核心U外形：酷睿四核心U内核：奇怪的是居然有人嘲笑intel的是胶水粘接多核心？呵呵。酷睿的弟弟妹妹I3I5CPU外形：I7CPU外形及其内核：顺便说下我现在用的服务器是双路12核心的至强2600系列，无图。这个神一样的东西，仿佛来自1400亿光年外的开