三十年史詩：地球上出現(xiàn)過的CPU完全收藏 - 圖文-

1、三十年史詩:地球上出現(xiàn)過的CPU完全收藏引言從1946年說起!填補(bǔ)我國教育上的空白CPU,Central processing unit.是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的核心部件,又稱為“微處理器(Microprocessor”。對(duì)于PC而言,CPU的規(guī)格與頻率常常被用來作為衡量一臺(tái)電腦性能強(qiáng)弱重要指標(biāo)。今年是intel x86架構(gòu)25周年,而x86架構(gòu)的CPU對(duì)我們大多數(shù)人的工作、生活影響頗為深遠(yuǎn)。在開始intel x86神奇時(shí)光之旅前面,我們需要弄清楚歷史上幾件很重要的事件,計(jì)算機(jī)的始祖到底是誰?是ENIAC嗎?這張圖相信很多人都看過。 世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC教科書里面的答案是ENIAC。這個(gè)答案

2、不算正確,但也沒完全錯(cuò)。ENIAC是美國賓州大學(xué)研制的第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī),也是世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。準(zhǔn)確一點(diǎn)說:ENIAC是世界上第一臺(tái)通用型計(jì)算機(jī)。ENIAC是Electronic Numerical Integrator And Computer的縮寫,它于1946年2月15日誕生;當(dāng)時(shí)的資助者是美國軍方,目的是計(jì)算彈道的各種非常復(fù)雜的非線性方程組。眾所周知,這些方程組是沒有辦法求出準(zhǔn)確解的,因此只能用數(shù)值方法近似地進(jìn)行計(jì)算,因此研究一種快捷準(zhǔn)確計(jì)算的辦法很有必要。 那個(gè)時(shí)候的“程序設(shè)計(jì)”,需要插拔N多的插頭美國軍方花費(fèi)了48萬美元經(jīng)費(fèi)在ENIAC項(xiàng)目上,這在當(dāng)時(shí)可是一筆巨款,要不是為了二

3、次世界大戰(zhàn),誰能舍得出這么大的錢?事實(shí)上ENIAC也是美國陸軍軍械部和賓州大學(xué)莫爾學(xué)院聯(lián)合發(fā)布的,而非書本上所提的只有賓州大學(xué)。從技術(shù)上而言,ENIAC是沒有太明晰的CPU概念的。因?yàn)樗捎秒娮庸茏鳛榛倦娮釉?。用了足?8800個(gè)電子管,而每個(gè)電子管大約有一個(gè)普通家用25瓦燈泡那么大。這樣整部電腦就有了8英尺高、3英尺寬、100英尺長的身軀,體積有研立方米,重達(dá)30噸,耗電高達(dá)140千瓦。每秒能進(jìn)行5000次加法運(yùn)算(而人最快的運(yùn)算速度每秒僅5次加法運(yùn)算,還能進(jìn)行平方和立方運(yùn)算,計(jì)算正弦和余弦等三角函數(shù)的值及其它一些更復(fù)雜的運(yùn)算。這樣的速度在當(dāng)時(shí)已經(jīng)是人類智慧的最高水平。但是,其實(shí)ENIA

4、C還不是計(jì)算機(jī)的最早始祖?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)的思想由來已久,到了19世紀(jì)已經(jīng)才日漸成熟,但是當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平很低弱,所以根本無法制造出可以運(yùn)行的系統(tǒng)來,其中最據(jù)代表性的就是巴貝奇的分析機(jī)。 巴貝奇分析機(jī)部件英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員、劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)教授巴貝奇(Charles Babbage, 1792-1871.,是一位富有的銀行家的兒子。他于1792年出生于英格蘭西南部的托格茅斯,后來繼承了相當(dāng)豐厚的遺產(chǎn)。巴貝奇把繼承的財(cái)富都用于科學(xué)研究,并顯示出極高的數(shù)學(xué)天賦,考入劍橋大學(xué)后,他發(fā)現(xiàn)自己掌握的代數(shù)知識(shí)甚至超過了教師。1817年獲碩士學(xué)位,1928年受聘擔(dān)任劍橋大學(xué)“盧卡辛講座”的數(shù)學(xué)教授,這是只有牛頓等科學(xué)大師

5、才能獲得的殊榮。 巴貝奇教授,Charles Babbage巴貝奇不但精于科學(xué)理論,更喜歡將科學(xué)應(yīng)用在各種發(fā)明創(chuàng)造上。他最早提出,人類可以制造出通用的計(jì)算機(jī),來代替大腦計(jì)算復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題。當(dāng)時(shí)并沒有電子技術(shù)的應(yīng)用,于是巴貝奇的設(shè)想就架構(gòu)在當(dāng)時(shí)日趨成熟的機(jī)械技術(shù)上。巴貝奇將他設(shè)想的通用計(jì)算機(jī)命名為“分析機(jī)”,并希望它能自動(dòng)解算有100個(gè)變量的復(fù)雜算題,每個(gè)數(shù)達(dá)25位,速度達(dá)到每秒鐘運(yùn)算一次。分析機(jī)包括齒輪式“存貯倉庫”(Store和“運(yùn)算室”即“作坊”(Mill,而且還有他未給出名稱的“控制器”裝置,以及在“存貯倉庫”和“作坊”之間運(yùn)輸數(shù)據(jù)的輸入輸出部件。這種天才的思想,劃時(shí)代地提出了類似于現(xiàn)代

6、電腦五大部件的邏輯結(jié)構(gòu),也為后世的通用處理器誕生奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。最初,巴貝奇還有政府的資助來研究設(shè)計(jì)“分析機(jī)”,但是短視的英國政府于1842年,斷然宣布停止對(duì)巴貝奇的一切資助,而當(dāng)時(shí)的科學(xué)界也譏笑他是“愚笨的傻瓜”,公然稱差分機(jī)“毫無任何價(jià)值”。不過英雄的故事里面總是有美人垂青,英國著名詩人拜倫的女兒愛達(dá)·拉夫拉斯伯爵夫人(注解1,是唯一能理解巴貝奇的人,也是世界計(jì)算機(jī)先驅(qū)中的第一位女性。她幫助巴貝奇研究分析機(jī),建議用二進(jìn)制數(shù)代替原來的十進(jìn)制數(shù)(編者注:真是天才!。她還指出分析機(jī)可能像雅各織布機(jī)一樣編程,并發(fā)現(xiàn)了編程的要素。她還為某些計(jì)算開發(fā)了一些指令,并預(yù)言計(jì)算機(jī)總有一天會(huì)演奏音

7、樂。第二年,她幫助巴貝奇處理論文的譯稿時(shí),加入了許多獨(dú)特的見解,深得巴貝奇教授的贊許。在愛達(dá)夫人短暫生命的最后十年里,全力協(xié)助巴貝奇工作,甚至把自己的珠寶手飾都拿出來變賣,以幫助巴貝奇度過經(jīng)濟(jì)難關(guān)。之后,巴貝奇又獨(dú)自堅(jiān)持了近20年,直至1871年,這位先驅(qū)者孤獨(dú)地離開了人世時(shí),分析機(jī)終于沒能制造出來,未完成的一部分也被保留在英國皇家博物館里。巴貝奇逝世后,他的兒子亨利·巴貝奇少將制造了若干個(gè)復(fù)制品,送往世界各地保存。亨利堅(jiān)定地相信,總有一天,他父親的這種機(jī)器一定會(huì)被后人制造出來。page title=近年來,科學(xué)界已經(jīng)普遍確認(rèn)巴貝奇在信息科學(xué)的鼻祖地位。1991年,為了紀(jì)念巴貝奇20

8、0周年誕辰,英國肯圣頓(Kensington科學(xué)博物館根據(jù)這些圖紙重新建造了一臺(tái)差分機(jī)。復(fù)制過程中,只發(fā)現(xiàn)圖紙存在著幾處小的錯(cuò)誤。復(fù)制者特地采用18世紀(jì)中期的技術(shù)設(shè)備來制作,不僅成功地造出了機(jī)器,而且可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 后人完成的巴貝奇分析機(jī)為什么要提這些舊事?其實(shí)無論是英特爾、IBM、微軟,還是甲骨文,如果沒有這些先驅(qū)們的奉獻(xiàn),就沒有今天的繁榮。另外,我國的教育對(duì)于這一段歷史的描述非常差,編者希望這樣的說明能夠在開始以下intel x86神奇時(shí)光之旅前,有一個(gè)很好的交待,權(quán)作拋磚引玉吧。注解1:1981年,美國國防部花了10年的時(shí)間,研制了一種計(jì)算機(jī)全功能混合語言,并成為軍方數(shù)千種電腦的標(biāo)準(zhǔn)。為

9、了紀(jì)念愛達(dá)夫人,這種語言被正式命名為ADA語言,并贊譽(yù)她是“世界上第一位軟件工程師”。在以下部分的介紹里,我們將看到集成電路的通用型CPU誕生“桃園三結(jié)義”!Intel公司就這樣成立了其實(shí)早在英特爾公司誕生前,集成電路技術(shù)就已經(jīng)被發(fā)明。1947年,AT&T貝爾實(shí)驗(yàn)室的三位科學(xué)家發(fā)明了晶體管,晶體管的出現(xiàn),迅速替代電子管占領(lǐng)了世界電子領(lǐng)域。隨后,晶體管電路不斷向微型化方向發(fā)展。1957年,美國科學(xué)家達(dá)默提出“將電子設(shè)備制作在一個(gè)沒有引線的固體半導(dǎo)體板塊中”的大膽技術(shù)設(shè)想,這就是半導(dǎo)體集成電路的核心思想。 1958年,美國德克薩斯州儀器公司的工程師基爾比(Jack Kilby在一塊半導(dǎo)體硅

10、晶片上將電阻、電容等分立元件集成在里面,制成世界上第一片集成電路。也正因?yàn)檫@件事,2000年的諾貝爾物理獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了已退休的基爾比。1959年,美國仙童公司的諾伊斯用一種平面工藝制成半導(dǎo)體集成電路,從此開啟了集成電路比黃金還誘人的時(shí)代。其后,摩爾、諾宜斯、葛洛夫這三個(gè)“伙伴”離開原來的仙童公司,一起開創(chuàng)事業(yè)籌建一家他們自已的公司。三人一致認(rèn)為,最有發(fā)展?jié)摿Φ陌雽?dǎo)體市場是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器芯片市場。 Intel的元老們,摩爾、諾宜斯、葛洛夫(從左至右吸引他們成立新公司的另一個(gè)重要原因是:這一市場幾乎完全依賴于高新技術(shù),你可以盡可能地在一個(gè)芯片上放最多的電路,誰的集成度高,誰就能成為這一行業(yè)的領(lǐng)袖。 In

11、tel這個(gè)名字有著深遠(yuǎn)涵義基于以上考慮,摩爾為新公司命名為:Intel,這個(gè)字是由“集成/電子(Integrated Electronics"兩個(gè)英文單詞組合成的,象征新公司將在集成電路市場上飛黃騰達(dá),結(jié)果就真的如此。(看來在摩爾有生之年,請(qǐng)他起個(gè)名字一定發(fā)達(dá),_!1971年 Intel誕生了第一個(gè)微處理器4004當(dāng)時(shí),這三位創(chuàng)業(yè)者說服風(fēng)險(xiǎn)資本家阿瑟.羅克給他們投資了200萬美元;還找到了他們創(chuàng)業(yè)的最佳地點(diǎn),就是原聯(lián)合碳化物電子公司的大樓,這可比惠普的車庫要強(qiáng)多了。公司創(chuàng)建不久,三位創(chuàng)建人就與公司職員(這時(shí)是1968年底,英特爾公司已約定,他們將不拘泥于任何特定的技術(shù)或產(chǎn)品生產(chǎn)線,用

12、諾宜斯的話來說就是“對(duì)當(dāng)今所有技術(shù)進(jìn)行快鏡拍攝,從中發(fā)現(xiàn)哪種技術(shù)行得通,哪種技術(shù)最卓有成效,就開發(fā)哪種技術(shù)”,公司有的是時(shí)間、才能和資金,所以他們不能草率行事。諾宜斯說:“沒能任何合同規(guī)定我們必須保證某一生產(chǎn)線的生產(chǎn)。我們也不受任何舊技術(shù)的約束?！庇⑻貭柟景l(fā)現(xiàn):當(dāng)電子在集成電路塊的細(xì)微部位上出現(xiàn)或消失時(shí),可以將若干比特(bites,資料的最小計(jì)量單位信息非常廉價(jià)地儲(chǔ)存在微型集成電路硅片上,他們首先將這種發(fā)現(xiàn)應(yīng)用在商業(yè)上。1969年的春天,在公司成立一周年以后,英特爾公司生產(chǎn)了第一批產(chǎn)品,即雙極處理64比特存儲(chǔ)芯片。不久,公司又推出256比特的MOS存儲(chǔ)器芯片。一個(gè)小小的Intel公司,以它的

13、兩種新產(chǎn)品的問世而打入了整個(gè)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器市場這是一個(gè)輝煌的開端,而其他的一些公司直到1980年才能生產(chǎn)MOS芯片和雙極芯片。隨著日本公司加入競爭,內(nèi)存的生意越來越艱難。盡管當(dāng)時(shí)有很多美國人抱怨日本人公司以低于成本的價(jià)格向美國傾銷產(chǎn)品,但一個(gè)不可否認(rèn)的事實(shí)是,日本在芯片制造上的速度和質(zhì)量是無與倫比的。這時(shí)候,英特爾公司面對(duì)有史以來最大的生存危機(jī)。不過最終他們作出一個(gè)令人欽佩的決斷:放棄內(nèi)存,全力投入微處理器業(yè)務(wù)。說到微處理器業(yè)務(wù),其實(shí)最初是件很偶然的事情:英特爾的一家客戶(Busicom,一家現(xiàn)已不存在的日本廠商要求英特爾為其專門設(shè)計(jì)一些處理芯片。在研究過程中,英特爾的研究員霍夫(Hoff問自已

14、:對(duì)于集成電路,能否在外部軟件的操縱下以簡單的指令進(jìn)行復(fù)雜的工作呢?為什么不可將這個(gè)計(jì)算機(jī)上的所有邏輯集成到一個(gè)芯片上并在上面編制簡單通用的程序呢?這其實(shí)就是今天所有微處理器的原理。但日本公司對(duì)此毫無興趣。在同事的幫助及公司支持下,霍夫把中央處理器的全部功能集成在一塊芯片上,再加上存儲(chǔ)器;完善了這種后來被稱為4004的芯片,也就是世界上第一片微處理器。Intel歷史上的首款微處理器 4004 4004CPU的樣子,可愛吧?page title=1971年英特爾誕生了第一個(gè)微處理器4004。該芯片其實(shí)是為Busicom calculator 專門設(shè)計(jì)制造的,但已經(jīng)可以看到個(gè)人電腦的影子在里面了。

15、 4004的核心電路照片 另外一些樣子的4004 4004的全家福據(jù)說當(dāng)時(shí)有一位留著長發(fā)的美國人在無線電雜志上讀到I4004的消息,立即就想能用這個(gè)CPU來開發(fā)個(gè)人使用的操作系統(tǒng)。結(jié)果經(jīng)過一番仔細(xì)折騰之后,發(fā)現(xiàn)I4004的功能實(shí)在是太弱,而他想實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能與Basic語言并不能在上面實(shí)現(xiàn)只好作罷,這個(gè)人就是比爾.蓋茨微軟公司的老板。不過從此之后,他對(duì)英特爾的動(dòng)向非常關(guān)注,終于在1975年成就了微軟公司(Microsoft Corporation。1974年兩倍于4004性能的CPU8008(馬克八號(hào)接下來到了8008出場的時(shí)候了。8008的運(yùn)算能力比4004強(qiáng)勁2倍。1974年,一本無線電雜

16、志刊登了一種使用8008作處理器的機(jī)器,叫做“Mark-8(馬克八號(hào)”,這也是目前已知的最早的家用電腦了。雖然從今天的角度看來,“Mark-8”非常難以使用、控制、編程及維護(hù),但是這在當(dāng)時(shí)卻是一種偉大的發(fā)明。 這顆比較清楚一點(diǎn)page title= 8008的核心照片事實(shí)上,8008共有四種型號(hào),分別為C8008、C8008-1、D8008、D8008-1,C8008就是剛才發(fā)的第二張8008圖片,C8008-1剛才發(fā)的第一張8008圖片。以下為 D8008、D8008-1 D8008 D8008-11974年成就了首款知名電腦的CPU8080在8008之后,Intel又開發(fā)了下一代產(chǎn)品叫做8

17、080,8080被用于當(dāng)時(shí)一種品牌為Altair(牽牛星,這個(gè)名字來源于當(dāng)時(shí)電視節(jié)目里一個(gè)流行的科幻劇的電腦上。這也是有史以來第一個(gè)知名的個(gè)人電腦。當(dāng)時(shí)這種電腦的套件售價(jià)是395美金,短短數(shù)月的時(shí)間里面,銷售業(yè)績達(dá)到了數(shù)萬部,創(chuàng)造了個(gè)人電腦銷售歷史的一個(gè)里程碑。 8080Apage title= 8080的核心照片 這是基于8080芯片的計(jì)算機(jī)Processor Technology Sol-20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)小總結(jié):4004的集成度只有2300個(gè)晶體管,功能其實(shí)比較弱,且計(jì)算速度較慢,以致只能用在Busicom計(jì)算器上,更不用說進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算了。不過比起第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC來說,它已經(jīng)

18、輕巧太多太多了。而且最大的歷史意義是,它是第一個(gè)通用型處理器,這在當(dāng)時(shí)專用集成電路設(shè)計(jì)橫行的時(shí)代是難得的突破。所謂專用集成電路設(shè),就是為不同的應(yīng)用設(shè)計(jì)獨(dú)特的產(chǎn)品,一旦應(yīng)用條件變化,就需要重新設(shè)計(jì);當(dāng)然在商業(yè)盈利上,對(duì)設(shè)計(jì)公司是很有好處的。但是英特爾公司的目光并沒有這么短淺,霍夫做出大膽的設(shè)想:使用通用的硬件設(shè)計(jì)加上外部軟件支持來完成不同的應(yīng)用,這就是最初的通用微處理器的設(shè)想。英特爾公司很快對(duì)這個(gè)設(shè)想進(jìn)行了論證,發(fā)現(xiàn)確實(shí)可行,而且這種產(chǎn)品的好處就在于采用不同的軟件支持就能完成不同的工作,這比重新設(shè)計(jì)專用的集成電路要簡單得多?？吹竭@種產(chǎn)品將來的廣闊前景,英特爾公司馬上投入了設(shè)計(jì)工作并很快推出了產(chǎn)品

19、世界上第一塊微處理器Intel 4004。其實(shí)4004處理只能處理4位數(shù)據(jù),但內(nèi)部指令是8位的。4004擁有46條指令,采用16針直插式封裝。數(shù)據(jù)內(nèi)存和程序內(nèi)存分開,1K數(shù)據(jù)內(nèi)存,4K程序內(nèi)存。運(yùn)行時(shí)鐘頻率預(yù)計(jì)為1M,最終實(shí)現(xiàn)達(dá)到了740kHz,能進(jìn)行二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)學(xué)運(yùn)算。這款處理器很快得到了整個(gè)業(yè)界的承認(rèn),藍(lán)色巨人IBM還將4004裝備在IBM 1620機(jī)器上。在4004發(fā)布后不久,英特爾連續(xù)的發(fā)布了幾款CPU:4040、8008,但市場反響平平,不過卻為開發(fā)8位微處理器打下了良好基礎(chǔ)。1974年,英特爾公司又在8008的基礎(chǔ)上研制出了8080處理器、擁有16位地址總線和8位數(shù)據(jù)總線,

20、包含7個(gè)8位寄存器(A,B,C,D,E,F,G,其中BC,DE,HL組合可組成16位數(shù)據(jù)寄存器,支持16位內(nèi)存,同時(shí)它也包含一些輸入輸出端口,這是一個(gè)相當(dāng)成功的設(shè)計(jì),還有效解決了外部設(shè)備在內(nèi)存尋址能力不足的問題。1978年確立x86地位創(chuàng)造商業(yè)奇跡的CPU8086大家一般都只知道8086,很少知道8085的存在,下面這個(gè)就是8085的真面目: 1978年,8086處理器誕生了。這個(gè)處理器標(biāo)志著x86王朝的開始,為什么要紀(jì)念英特爾x86架構(gòu)25周年?主要原因是從8086開始,才有了目前應(yīng)用最廣泛的PC行業(yè)基礎(chǔ)。雖然從1971年,英特爾制造4004至今,已經(jīng)有32年歷史;但是從沒有像8086這樣影

21、響深遠(yuǎn)的神來之作。page title= 8086 8086/8088的核心 8086的協(xié)處理器:80878087實(shí)際上有13種型號(hào),這里只給出一種的圖片,因?yàn)槎即笸‘?。還有一個(gè)更關(guān)鍵的因素,是時(shí)IBM研究新的PC機(jī)來打擊蘋果的個(gè)人電腦。IBM公司需要選擇一款強(qiáng)大,易于擴(kuò)展的處理器來驅(qū)動(dòng),英特爾的x86處理器取得了絕對(duì)的勝利,成為IBM PC的新“大腦”。這個(gè)歷史的選擇也將英特爾公司日后帶入了財(cái)富500強(qiáng)大公司的行列,并被財(cái)富雜志稱之為:“七十大商業(yè)奇跡之一(Business Triumphs of the Seventies”IBM公司的PC大獲成功,不但帶旺了英特爾的生意,還造就了另外一

22、個(gè)商業(yè)奇跡微軟公司。比爾.蓋茨搭車銷售了DOS操作系統(tǒng),為今天稱霸軟件行業(yè)攫取了第一桶金。不但如此,因?yàn)镮BM公司的遠(yuǎn)見,開放了PC架構(gòu)的授權(quán),康柏(今天已經(jīng)變成HP的一部分等第三方的制造商也大獲其利。甚至臺(tái)灣等經(jīng)濟(jì)的騰飛都與這次歷史的聯(lián)合有著必然的聯(lián)系,無論從歷史,還是產(chǎn)業(yè)的眼光來閱讀,這個(gè)事件都非常值得稱頌! 8088page title=使用8088芯片的筆記本 .使用8088芯片的筆記本配置如下:Intel 8088 CPU128Kb RAM3.5" 360kb 或者 720kb 軟驅(qū)5MB 硬盤事實(shí)上,IBM在PC XT選用的是8088這個(gè)型號(hào)。以技術(shù)的觀點(diǎn)來看,8088其

23、實(shí)是8086的一個(gè)簡版,其內(nèi)部指令是16位的,但是外部是8位數(shù)據(jù)總線;相對(duì)于8086內(nèi)部數(shù)據(jù)總線(CPU內(nèi)部傳輸數(shù)據(jù)的總線、外部數(shù)據(jù)總線(CPU外部傳輸數(shù)據(jù)的總線均為16位,地址總線為20位,可尋址1MB內(nèi)存的規(guī)格來說,是稍差了一點(diǎn),但是已經(jīng)足以勝任DOS系統(tǒng)和當(dāng)時(shí)的應(yīng)用程序了。8086集成2.9萬只晶體管,時(shí)鐘頻率為4.77MHz,同時(shí)還生產(chǎn)出與之配合的數(shù)學(xué)協(xié)處理器8087,這兩種芯片使用相同的指令集,可以互相配合提升科學(xué)運(yùn)算的效率。當(dāng)然現(xiàn)在的CPU都內(nèi)建數(shù)學(xué)協(xié)處理器,因此不再需要額外的數(shù)學(xué)協(xié)處理器芯片,但是七十年代的技術(shù)限制,一般只能將數(shù)學(xué)協(xié)處理器做成另外一個(gè)芯片,供用戶選擇。這樣的好處是

24、減少了制造的成本,提高了良品率,更降低速度不敏感的用戶的支出:他們可以暫時(shí)不買數(shù)學(xué)協(xié)處理器,直到需要的時(shí)候買一個(gè)回來插到IC插座里即可。1982年俗稱“286”CPU802861982年,英特爾發(fā)布了80286處理器,也就是俗稱的286。這是英特爾第一個(gè)可以運(yùn)行所有為其撰寫的處理器,在發(fā)布后的六年中,全球一共交付了一千五百萬臺(tái)基于286的個(gè)人電腦。 80286 80286核心照片80286芯片集成了14.3萬只晶體管、16位字長,時(shí)鐘頻率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線皆為16位,地址總線24位。與8086相比,80286尋址能力達(dá)到了16MB,可以使用外存儲(chǔ)設(shè)備模擬

25、大量存儲(chǔ)空間,從而大大擴(kuò)展了80286的工作范圍,還能通過多任務(wù)硬件機(jī)構(gòu)使處理器在各種任務(wù)間來回快速切換,以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù),其速度比8086提高了5倍甚至更多。IBM公司將80286用在技術(shù)更為先進(jìn)AT機(jī)中,與IBM PC 機(jī)相比,AT機(jī)的外部總線為16位(PC XT機(jī)為8位,內(nèi)存一般可擴(kuò)展到16MB,可支持更大的硬盤,支持VGA顯示系統(tǒng),比PC XT機(jī)在性能上有了重大的進(jìn)步。 使用80286的電腦但是這時(shí)候,IBM公司內(nèi)部發(fā)生了很大的分歧:內(nèi)部很多人反對(duì)快速轉(zhuǎn)換到286計(jì)算機(jī)的銷售,因?yàn)?86 PC會(huì)對(duì)IBM的小型機(jī)與之前的PC XT銷售有影響,他們希望緩慢過渡。但是intel公司并不能等

26、,80286處理器已經(jīng)批量生產(chǎn)了,不可能堆在倉庫里等IBM慢慢消化;這時(shí)候生產(chǎn)兼容IBM PC的康柏公司就鉆了一個(gè)空子快速推出286的PC機(jī),一舉打敗IBM成為PC市場的新霸主。page title=微處理器決定了計(jì)算機(jī)的性能和速度,誰能制造出性能卓越的高速PC,誰便能領(lǐng)導(dǎo)計(jì)算機(jī)的新潮流,這就是游戲規(guī)則。IBM的人最初順應(yīng)的這個(gè)規(guī)則,因此在PC市場大獲成功,但是到了286時(shí)代,卻又放棄了正確的選擇,真是讓人為之嘆惋。附:80286之前還有一個(gè)CPU,叫80186。 80186 核心實(shí)物圖 80186的核心照片雖然有個(gè)所謂的80186,但從時(shí)間上看,就在80186剛推出沒幾周,80286就出現(xiàn)了

27、,而且這款80186從來沒有在PC機(jī)上出現(xiàn)過,因此,也就沒有多少人能記得它了。1985年真帶領(lǐng)我們進(jìn)入32位時(shí)代的CPU8038680386的出現(xiàn),首次讓我們進(jìn)入了32位元的世代。1985年,英特爾再度發(fā)力推出了80386處理器。386集成了27萬5千只晶體管,超過了4004芯片的一百倍。并且386還是英特爾第一種32位處理器,同時(shí)也是第一種具有“多任務(wù)”功能的處理器這對(duì)微軟的操作系統(tǒng)發(fā)展有著重要的影響,所謂“多任務(wù)”就是說處理器可以在同時(shí)處理幾個(gè)程序的指令。 80386 80386核心照片不過就如過渡到286一樣,英特爾遇到了很大壓力。當(dāng)時(shí)有一種流行的觀點(diǎn)認(rèn)為,286已經(jīng)足夠了,根本沒有必要

28、生產(chǎn)386電腦,在銷售上開始并不如意。但是英特爾的領(lǐng)導(dǎo)人并不這樣認(rèn)為,在宣傳上采納很多新的手法,借鑒了很多消費(fèi)類產(chǎn)品的辦法,讓人耳目一新;另一方面,也對(duì)386芯片區(qū)分出不同的規(guī)格,去適應(yīng)不同的用戶需求。尤其是后來推出的80386SX芯片,內(nèi)部數(shù)據(jù)總線為32位,與80386相同,但是外部數(shù)據(jù)總線為16位,既有386的優(yōu)點(diǎn),又有286的成本優(yōu)勢,取得了很大的市場成功;同時(shí)原本的386芯片改稱為386DX,以區(qū)別386SX。page title=386時(shí)代,Intel在技術(shù)有了很大的進(jìn)步。80386內(nèi)部內(nèi)含27.5萬個(gè)晶體管,時(shí)鐘頻率為12.5MHz,其后又提高到20MHz、25MHz、33MHz等

29、。80386DX的內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線都是32位,地址總線也是32位,可尋址高達(dá)4GB內(nèi)存。它除具有實(shí)模式和保護(hù)模式外,還增加了一種叫虛擬模式的工作方式,可同時(shí)模擬多個(gè)8086處理器來提供多任務(wù)能力。 80386DX1989年首嘗RISC性能提升4倍的CPU804861989年,英特爾發(fā)布了486處理器。486處理器是英特爾非常成功的商業(yè)項(xiàng)目。很多廠商也看清了英特爾處理器的發(fā)展規(guī)律,因此很快就隨著英特爾的營銷戰(zhàn)而轉(zhuǎn)型成功。80486處理器集成了125萬個(gè)晶體管,時(shí)鐘頻率由25MHz逐步提升到33MHz、40MHz、50MHz及后來的100Mhz。80486也是英特爾第一個(gè)內(nèi)部包含數(shù)字協(xié)處理器的C

30、PU,并在x86系列中首次使用了RISC(精簡指令集技術(shù),從而提升了每時(shí)鐘周期執(zhí)行指令的速度。486還采用了突發(fā)總線方式,大大提高了處理器與內(nèi)存的數(shù)據(jù)交換速度。由于這些改進(jìn),80486的性能比帶有80387數(shù)學(xué)協(xié)處理器的80386快了4倍有余。 80486的照片 80486DX 80486的核心照片英特爾將區(qū)格用戶的策略再次應(yīng)用在486產(chǎn)品上,因此486分為有數(shù)學(xué)協(xié)處理器的486DX和無數(shù)學(xué)協(xié)處理器的486SX兩種,486SX的價(jià)格要便宜一些。后來486在倍頻上規(guī)格有所改進(jìn),就出現(xiàn)了486DX2、486DX4的新“變種”。以DX2來舉例,其涵義是處理器內(nèi)部工作頻率為外頻的2倍,這樣一來,就緩解

31、了處理器內(nèi)部高速與外部總線的慢速的矛盾。page title=1993年第一款與數(shù)字無關(guān)的CPUPentiumPentium,第一款與數(shù)字無關(guān)的處理器1993年,英特爾發(fā)布了Pentium(奔騰處理器。本來按照慣常的命名規(guī)律是80586,但是因?yàn)閷?shí)際上“586”這樣的數(shù)字不能注冊(cè)成為商標(biāo)使用,因此任何競爭對(duì)手都可以用586來混淆概念,擾亂市場。事實(shí)上在486發(fā)展末期,就已經(jīng)有公司將486等級(jí)的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)成586來銷售了。因此英特爾絕對(duì)使用自造的新詞來作為新產(chǎn)品的商標(biāo)Pentium。 Pentium的照片 1Pentium/Pentium Pro的核心照片Pentium處理器集成了310萬個(gè)晶體管

32、,最初推出的初始頻率是60MHz、66MHz,后來提升到200MHz以上。第一代的Pentium代號(hào)為P54C,其后又發(fā)布了代號(hào)為P55C,內(nèi)建MMX(多媒體指令集的新版Pentium處理器。如果購買了最初60MHz、66MHz Pentium的用戶比較倒霉,不但其Socket插座與其后推出的Socket 7不同,不能升級(jí)以外;更有極大可能是有內(nèi)部缺陷的產(chǎn)品:早期的幾批產(chǎn)品存在浮點(diǎn)運(yùn)算錯(cuò)誤的問題,雖然英特爾開始稱這樣的錯(cuò)誤只是非常小一部分用戶才會(huì)遇到,但是因?yàn)槭袌龇磻?yīng)嘩然,一時(shí)之間造成了很大的銷售停滯。最后,當(dāng)時(shí)的英特爾總裁安迪葛洛夫于1993年11月29日向全球用戶誠意道歉,并承諾回收產(chǎn)品而

33、告終。據(jù)后來的統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明回收成本高達(dá)4億美金,這在當(dāng)時(shí)是十分冒險(xiǎn)的行為,對(duì)于公司的資金實(shí)力是一個(gè)生死存亡的考驗(yàn);但最終的結(jié)果是重新贏得了消費(fèi)者的信任,Pentium再度成為市場上最暢銷的產(chǎn)品。1995年首款專為服務(wù)器設(shè)計(jì)的CPUPentium Pro Pentium MMX的照片Pentium MMX是英特爾在Pentium內(nèi)核基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的,其大的特點(diǎn)是增加了57條MMX指令。這些指令專門用來處理音視頻相關(guān)的計(jì)算,目的是提高CPU處理多媒體數(shù)據(jù)的效率。MMX指令非常成功,在之后生產(chǎn)的各型CPU都包括這些指令集。據(jù)Toms Hardware測試,即使最慢的Pentium MMX 166MH

34、z也比Pentium 200MHz普通版要快。 Pentium Pro的照片page title=1995年秋天,英特爾發(fā)布了Pentium Pro處理器。Pentium PRO是英特爾首個(gè)專門為32位服務(wù)器、工作站設(shè)計(jì)的處理器,可以應(yīng)用在高速輔助設(shè)計(jì)、機(jī)械引擎、科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域。英特爾在Pentium PRO的設(shè)計(jì)與制造上又達(dá)到了新的高度,總共集成了550萬個(gè)晶體管,并且整合了高速二級(jí)緩存芯片。 Pentium Pro的核心照片Pentium Pro透露出英特爾對(duì)企業(yè)市場的雄心,不過作為第一代產(chǎn)品,還是有很多商榷的地方。最有趣的一件事情是,Pentium Pro執(zhí)行16位程序的效能還不及同頻率

35、Pentium 的水平;當(dāng)然這不是一個(gè)錯(cuò)誤,只是在當(dāng)時(shí)16位程序數(shù)量還很多,32位軟件尚未成為主流的情形下就顯得太過超前。1997年將多媒體技術(shù)擺上臺(tái)面的CPUPentium II Pentium II 的照片1997年英特爾發(fā)布了Pentium II處理器。其內(nèi)部集成了750萬個(gè)晶體管,并整合了MMX 指令集技術(shù),可以更快更流暢的播放影音Video,Audio以及圖像等多媒體數(shù)據(jù)。 Pentium II 核心的照片1998年升級(jí)Pentium Pro至強(qiáng)時(shí)代開始Xeon1998年英特爾發(fā)布了Pentium II Xeon(至強(qiáng)處理器。Xeon是英特爾引入的新品牌,取代之前所使用的Pentiu

36、m Pro品牌。這個(gè)產(chǎn)品線面向中高端企業(yè)級(jí)服務(wù)器、工作站市場;是英特爾公司進(jìn)一步區(qū)格市場的重要步驟。Xeon主要設(shè)計(jì)來運(yùn)行商業(yè)軟件、因特網(wǎng)服務(wù)、公司數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)歸類、數(shù)據(jù)庫、電子,機(jī)械的自動(dòng)化設(shè)計(jì)等。 Pentium II XEON,至強(qiáng)的開始Pentium II Xeon處理器不但有更快的速度,更大的緩存,更重要的是可以支持多達(dá)4路或者8路的SMP對(duì)稱多CPU處理功能。page title=1999年多事之秋!賽揚(yáng)/奔3/奔3至強(qiáng)齊聚首Celeron(賽揚(yáng)處理器1999年,英特爾發(fā)布了Celeron(賽揚(yáng)處理器。簡單的說,Celeron與Pentium II并沒有本質(zhì)上的不同,因?yàn)樗鼈兊膬?nèi)

37、核是一樣的,最大的區(qū)別在于高速緩存上。 Celeron(賽揚(yáng)處理器最初的Celeron是沒有二級(jí)緩存的,目的是降低成本來奪取低端市場的份額,就像當(dāng)年在386、486上,制造386SX、486SX簡化版的做法一樣。但是很遺憾的是,完全沒有二級(jí)緩存的Celeron處理器效能極差,消費(fèi)者并不買帳,因此很快英特爾就調(diào)整戰(zhàn)略:將Celeron 處理器的二級(jí)緩存設(shè)定為只有Pentium II的一半(也就是128KB,這樣既有合理的效能,又有相對(duì)低廉的售價(jià);這樣的策略一直延續(xù)到今天。不過很快有人發(fā)現(xiàn),使用雙Celeron的系統(tǒng)與雙Pentium II的系統(tǒng)差距不大,而價(jià)格卻便宜很多,結(jié)果造成了Celeron

38、沖擊高端市場的局面。后來英特爾決定取消Celeron處理器的SMP功能,才解決了這個(gè)問題?？梢钥闯?Celeron與Pentium II是英特爾決定將高低產(chǎn)品線用不同的品牌區(qū)分的開始,事實(shí)也證明這種市場策略的成功。Pentium II Xeon, PRO的繼承者。Pentium III處理器 老PIII的照片 新封裝的PIII照片同年,英特爾又發(fā)布了Pentium III處理器。從Pentium III開始,英特爾又引入了70條新指令(SIMD,SSE,主要用于因特網(wǎng)流媒體擴(kuò)展(提升網(wǎng)絡(luò)演示多媒體流、圖像的性能、3D、流式音頻、視頻和語音識(shí)別功能的提升。Pentium III可以使用戶有機(jī)會(huì)在

39、網(wǎng)絡(luò)上享受到高質(zhì)量的影片,并以3D的形式參觀在線博物館、商店等。Pentium III Xeon,決戰(zhàn)服務(wù)器市場 Pentium III Xeonpage title= PIII的核心照片與此同年,英特爾還發(fā)布了Pentium III Xeon處理器。作為Pentium II Xeon的后繼者,除了在內(nèi)核架構(gòu)上采納全新設(shè)計(jì)以外,也繼承了Pentium III處理器新增的70條指令集,以更好執(zhí)行多媒體、流媒體應(yīng)用軟件。除了面對(duì)企業(yè)級(jí)的市場以外,Pentium III Xeon 加強(qiáng)了電子商務(wù)應(yīng)用與高階商務(wù)計(jì)算的能力。在緩存速度與系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)上,也有很多進(jìn)步,很大程度提升了性能,并為更好的多處理器

40、協(xié)同工作進(jìn)行了設(shè)計(jì)。2000年空前強(qiáng)大經(jīng)久不衰的系列CPUPentium 4Pentium 4、Celeron,一統(tǒng)江湖的風(fēng)云2000年英特爾發(fā)布了Pentium 4處理器。用戶使用基于Pentium 4處理器的個(gè)人電腦,可以創(chuàng)建專業(yè)品質(zhì)的影片,透過因特網(wǎng)傳遞電視品質(zhì)的影像,實(shí)時(shí)進(jìn)行語音、影像通訊,實(shí)時(shí)3D渲染,快速進(jìn)行MP3編碼解碼運(yùn)算,在連接因特網(wǎng)時(shí)運(yùn)行多個(gè)多媒體軟件。這是目前空前強(qiáng)大的個(gè)人電腦處理器產(chǎn)品,仍然在繼續(xù)銷售中。 P4 423Pin P4 478PinPentium 4處理器集成了4200萬個(gè)晶體管,到了改進(jìn)版的Pentium 4(Northwood更是集成了5千5百萬個(gè)晶體管

41、;并且開始采用0.18微米進(jìn)行制造,初始速度就達(dá)到了1.5GHz(gigahertz,相當(dāng)于從舊金山到紐約只花了13秒的車程(當(dāng)然,沒人有這么快的汽車。Pentium 4還引入了NetBurst新結(jié)構(gòu),以下是NetBurst結(jié)構(gòu)帶來的好處:1.較快的系統(tǒng)總線(Faster System Bus;2.高級(jí)傳輸緩存(Advanced Transfer Cache;3.高級(jí)動(dòng)態(tài)執(zhí)行(Advanced Dynamic Execution (包含執(zhí)行追蹤緩存Execution Trace Cache、高級(jí)分支預(yù)測Enhanced Branch Prediction4.超長管道處理技術(shù)(Hyper Pip

42、elined Technology;5.快速執(zhí)行引擎(Rapid Execution Engine;6.高級(jí)浮點(diǎn)以及多媒體指令集(SSE2等等。當(dāng)程序指令與數(shù)據(jù)一開始進(jìn)入處理時(shí),就會(huì)進(jìn)入系統(tǒng)總線隊(duì)列。Pentium 3處理器外頻FSB設(shè)定在133Mhz,每時(shí)鐘周期傳輸64位數(shù)據(jù),提供8字節(jié)*133Mhz=1066MB/s的數(shù)據(jù)帶寬;而Pentium 4處理器的系統(tǒng)總線雖然僅為100Mhz,同樣是64位數(shù)據(jù)帶寬,但由于其利用了與AGP4X相同的原理“四倍速”(即FSB400技術(shù),因此可傳輸高達(dá)3200MB/秒的數(shù)據(jù)傳輸速度。因此,Pentium 4處理器傳輸數(shù)據(jù)到系統(tǒng)的其他部分比目前所有的x86

43、處理器都快,也打破了Pentium 3處理器受系統(tǒng)總線瓶頸的限制。其后英特爾又不斷改進(jìn)系統(tǒng)總線技術(shù),推出了FSB533、FSB800的新規(guī)格,將數(shù)據(jù)傳輸速度進(jìn)一步提升。并且在最新的Pentium 4處理器,英特爾已經(jīng)支持雙通道DDR技術(shù),讓內(nèi)存與處理器傳輸速度也有很大的改進(jìn)。Pentium 4還提供的SSE2指令集,這套指令集增加144個(gè)全新的指令,在128bit壓縮的數(shù)據(jù),在SSE時(shí),僅能以4個(gè)單精度浮點(diǎn)值的形式來處理,而在SSE2指令集,該資料能采用多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來處理:4個(gè)單精度浮點(diǎn)數(shù)(SSE對(duì)應(yīng)2個(gè)雙精度浮點(diǎn)數(shù)(SSE2;對(duì)應(yīng)16字節(jié)數(shù)(SSE2;對(duì)應(yīng)8個(gè)字?jǐn)?shù)(word;對(duì)應(yīng)4個(gè)雙字?jǐn)?shù)(

44、SSE2;對(duì)應(yīng)2個(gè)四字?jǐn)?shù)(SSE2;對(duì)應(yīng)1個(gè)128位長的整數(shù)(SSE2 。而Pentium 4也有對(duì)應(yīng)型號(hào)的Celeron處理器,來應(yīng)對(duì)低端市場。 Pentium 4 Willamette 核心照片page title= Pentium 4 Northwood 核心照片 P4 Celeron 照片 XEON:Pentium 4的至強(qiáng)版本 XEON MP:Pentium 4的至強(qiáng)版本page title=2001年里程碑似的64位時(shí)代到來ItaniumItanium,64位元的時(shí)代來臨 Itanium的照片 Itanium的照片2001年英特爾發(fā)布了Itanium(安騰處理器。Itanium處理器是英特爾第一款64位元的產(chǎn)品。這是為頂級(jí)、企業(yè)級(jí)服務(wù)器及工作站設(shè)計(jì)的,在Itanium處理器中體現(xiàn)了一種全新的設(shè)計(jì)思想,完全是基于平行并發(fā)計(jì)算而設(shè)計(jì)(EPIC。對(duì)于最苛求性能的企業(yè)或者需要高性能運(yùn)算功能支持的應(yīng)用(包括電子交易安全處理、超大型數(shù)據(jù)庫、電腦輔助機(jī)械引擎、尖端科學(xué)運(yùn)算等而言,Itanium處理器基本是