CPU的发展历史.doc

1、CPU 的历史CPU 从最初发展至今已经有 20 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 64 位微处理器等等。在风起云涌的 IT 业界，PC 机 CPU 厂商主要以 Intel、AMD 和 VIA(威盛)三家为主，我们将以他们的产品为介绍重点。一、Intel 阵营Intel(英特尔)公司大家已经是如雷贯耳，不管你是否为计算机高手，也不管你是否是业内人士，只要你知道计算机这个词，对 Intel 就一定不会陌生。Intel 是全世界硬件行业的老大，是世界上最大的芯片生产商和制造商。提到 Intel 公司就

2、不能不谈谈 IntelCPU 芯片的发展历程。按照国际上目前比较能够得到业内认同的说法，Intel 的 CPU 芯片主要经历了以下几个发展阶段:1.Intel40041971 年，Intel 公司推出了世界上第一款微处理器 4004。这是第一个用于个人计算机的 4 位微处理器，它包含 2300 个晶体管，由于性能很差，市场反应冷淡。2.Intel8080/8085在 4004 之后，Intel 公司又研制出了 8080 处理器和 8085 处理器，加上当时美国Motorola 公司的 MC6800 微处理器和 Zilog 公司的 Z80 微处理器，一起组成了 8 位微处理器家族。3.Intel

3、8086/808816 微处理器的典型产品是 Intel 公司的 8086 微处理器，以及同时生产出的数学协处理器，即 8087。这两种芯片使用互相兼容的指令集，但在 8087 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。由于这些指令应用于 8086 和 8087，因此被人们统称为 x86 指令集。此后 Intel 推出新一代 CPU 产品均兼容原来的 x86 指令集。1979 年 Intel 公司推出了 8086 的简化版-8088 芯片，它仍是 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，可以使用 1MB 内存。8088

4、 的内部数据总线是 16 位，外部数据总线是 8 位。1981 年，8088 芯片被首次用于 IBMPC 机当中，开创了个人电脑的新时代。如果说 8080 处理器还不为大多数人所熟知的话，那么8088 则可以说是家喻户晓了，PC(个人电脑) 机的第一代 CPU 便是从它开始的。4.Intel802861982 年的 Intel80286 虽然是 16 位芯片，但是其内部已包含了 13.4 万个晶体管，时钟频率也到了前所未有的 20MHz。其内、外部数据总线均为 16 位，地址总线为 24 位，可以使用 16MB 内存，工作方式包括实模式和保护模式两种。5.Intel80386DX/80386S

5、X32 位微处理器的代表产品首推 Intel 公司 1985 年推出的 80386，这是一种全 32 位微处理器芯片，也是 x86 家族中第一款 32 位芯片，其内部包含了 27.5 万个晶体管，时钟频率为 12.5MHz，后逐步提高到 33MHz。玉林电脑城工程师程先生介绍说，80386 的内部和外部数据总线都是 32 位，地址总线也是 32 位，可以寻址到 4GB 内存。它除了具有实模式和保护模式以外，还增加了一种虚拟 386 的工作方式，可以通过同时模拟多个 8086 处理器来提供多任务能力。1989 年，Intel 公司又推出准 32 位处理器芯片 80386SX。它的内部数据总线为

6、32 位，与 80386 相同，外部数据总线为 16 位。也就是说，80386SX 的内部处理速度与 80386 接近，也支持真正的多任务操作，并且可以使用为 80286 开发的输入/输出接口芯片。80386SX 的性能优于 80286，而价格只及 80386 的 1/3。386 处理器没有内置数学协处理器，因此不能执行浮点运算指令，如果需要进行浮点运算，必须额外购买昂贵的 80387 数学协处理器。6.Intel80486DX/80486SX1989 年，80486 处理器面市，它集成了 125 万个晶体管，时钟频率由 25MHz 逐步提升到 33MHz、40MHz 和 50MHz。8048

7、6 内含 80386 和数字协处理器 80387 以及一个 8KB 的高速缓存，并在 x86 系列中首次使用了 RISC(精简指令集) 技术，可以在一个时钟周期内执行一条指令。 玉林工业品市场 电脑批发部工程师张万先生介绍说，它还采用了突发总线方式，大大提高了与内存的数据交换速度。由于这些改进，80486 的性能比带有 80387 数学协处理器的 80386 提高了 4 倍。早期的 486 理器分为有数学协处理器的 486DX 和无数学协处理器的 486SX 两种，其价格也相差许多。随着芯片技术的不断发，CPU 的频率越来越快，而 PC 机外部设备受工艺限制，能够承受的工作频率有限，这就阻碍

8、了 CPU 主频的进一步提高，在这种情况下，出现了 CPU 倍频技术，该技术使 CPU 内部工作频率为处理器外频的 23 倍，486DX2、486DX4的名字便是由此而来。以后的日子里，CPU 开始了突飞猛进的发展。7.IntelPentiumClassic(经典奔腾)代号:P54C发布时间:1993 年核心频率:60200MHz总线频率:5066MHz工作电压:3.3V制造工艺:0.8 0.35 m晶体管数目:310330 万个芯片面积:191mm2缓存容量:16KBL1Cache指令内置:x86 指令集、x86 译码器、80 位浮点单元接口类型:Socket7早期的 Pentium 处理器

9、( 主要是 Pentium60 和 Pentium66)存在浮点运算错误的问题，Intel 为此花 4 亿美元回收了大批有问题的 CPU，这在当时是十分冒险的行为，但 Intel 的这一做法最终赢得了用户的信任，Pentium 再度成为市场上最畅销的产品。8.IntelPentiumPro(高能奔腾)代号:P6发布时间:1995 年核心频率:150200MHz总线频率:6066MHz工作电压:3.1V/3.3V制造工艺:0.5 0.35 m晶体管数目:550700 万个芯片面积:196mm2缓存容量:16KBL1Cache、 256KB/512KB/1MBL2Cache指令内置:x86 指令集

10、、x86 译码器、80 位浮点单元、分支预测功能接口类型:Socket89.IntelPentiumMMX代号:P55C发布时间:1997 年核心频率:166233MHz总线频率:6066MHz内核电压:2.8VI/O 电压:3.3V制造工艺:0.35m晶体管数目:450 万个芯片面积:128mm2缓存容量:32KBL1Cache指令内置:x86 指令集、x86 译码器、80 位浮点单元、MMX 多媒体指令集接口类型:Socket7PentiumMMX 有 16KB 数据缓存、16KB 指令缓存和 4 路写缓存，并增加了从PentiumPro 而来的分支预测单元和从 Cyrix6x86 而来的

11、返回堆栈技术。新增的 57 条 MMX指令用来处理音频、视频和图像数据，使 CPU 在多媒体应用上的能力大大增强。10.IntelPentium代号:Klamath(1997 年上市)、Deschutes(1998 年上市)核心频率:233333MHz(66MHz 外频)、350450MHz(100MHz 外频)总线频率:66100MHz制造工艺:0.35(Klamath)/0.25(Deschutes)m核心电压:2.8V(Klamath)/2.0V(Deschutes)晶体管数目:750 万个芯片面积:130.9mm2缓存容量:32KBL1Cache、 512KBL2Cache接口类型:S

12、lot1Pentium是在 PentiumPro 的基础上将内置的 L2Cache 移出，与 CPU 焊在同一块电路板上，然后封装成卡匣形式而成。外置 L2Cache 的容量为 512KB，以 CPU 速度的一半运行。11.IntelCeleron(赛扬)代号:Covington发布时间:1998 年核心频率:266300MHz总线频率:66MHz制造工艺:0.25m晶体管数目:750 万个芯片面积:153.9mm2缓存容量:32KBL1Cache接口类型:Slot112.IntelCeleronMendocino(新赛扬)代号:Mendocino发布时间:1998 年核心频率:300533M

13、Hz总线频率:66MHz制造工艺:0.25m晶体管数目:1900 万个芯片面积:153.9mm2缓存容量:32KBL1Cache、 128KBL2Cache接口类型:Slot1、Socket370由于具有和 Pentium一样的核心，所以 Celeron 的浮点能力依然强劲，在游戏和 3D图形处理方面与Pentium一样出色。但没有了 L2Cache，Celeron 的整数性能大打折扣，Celeron266 的整数运算能力甚至还不及 PentiumMMX233，在与 K6-2 的争斗中一败涂地。所以 Intel 又加入了 128KB 全速 L2Cache，此为新赛扬。新赛扬只有 128KBL2

14、Cache，虽然比起 Pentium的 512KB 少得多，但其性能并不比Pentium差。因为新赛扬的缓存速度与 CPU 核心频率相同，而 Pentium的缓存速度只有CPU 核心频率的一半。正因为如此，新赛扬不但具有同频 Pentium的高性能，并且具有很强的超频能力，部分 300MHzCeleronA 能超到令人吃惊的 504MHz 甚至更高。13.IntelPentium代号:Katmai、Coppermine发布时间:1999 年核心频率:450MHz 以上总线频率:100133MHzCPU 核心电压 :1.8V制造工艺:0.25(Katmai)/0.18(Coppermine)m晶体管数目:950 万个芯片面积:153.9mm2缓存容量:32KBL1Cache、 512KBL2Cache指令内置:MMX 指令集和 SSE 指令集Pentium处理器增加了 70 条 SSE 指令，并具有惟一的处理器序列号。