CPU發(fā)展史72832

1、CPU發(fā)展史計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)技術(shù)小組Intel公司成立于公司成立于1968年，年，格魯夫（左）、諾依斯格魯夫（左）、諾依斯（中）和摩爾（右）是微（中）和摩爾（右）是微電子業(yè)界的夢(mèng)幻組合電子業(yè)界的夢(mèng)幻組合格魯夫格魯夫 “只有偏執(zhí)狂才只有偏執(zhí)狂才能生存能生存” 摩爾定律摩爾定律 摩爾預(yù)言，晶摩爾預(yù)言，晶體管的密度每過(guò)體管的密度每過(guò)18個(gè)月就會(huì)翻一番，個(gè)月就會(huì)翻一番，這就是著名的摩爾這就是著名的摩爾定律。定律。CPU主要性能指標(biāo)：主頻即CPU的時(shí)鐘頻率(CPU Clock Speed)，這是我們最關(guān)心的，我們所說(shuō)的3.2GHz、2.0GHz等就是指它，一般說(shuō)來(lái)，主頻越高，CPU的速度就越快，整機(jī)的就越高。

2、不過(guò)現(xiàn)在AMD都采用了更加模糊的命名方式，企圖讓消費(fèi)者淡化以主頻率計(jì)算性能的觀念。比如Athlon 3000+，它的頻率有可能是2.20GHz，也有可能是2.0GHz 。Intel 則采用了Pentium 643這種更易讓人眼花繚亂的命名方式，一般人不查參數(shù)，很難記得它的意義。FSB前端總線即CPU的外部時(shí)鐘頻率，由電腦主板提供，以前一般是133MHz，目前Intel公司最新的芯片組i925XE芯片組使用1066MHz的FSB。內(nèi)部緩存（L1 Cache）封閉在CPU芯片內(nèi)部的高速緩存，用于暫時(shí)存儲(chǔ)CPU運(yùn)算時(shí)的部分指令和數(shù)據(jù)，存取速度與CPU主頻一致，L1緩存的容量單位一般為KB。L1緩存越

3、大，CPU工作時(shí)與存取速度較慢的L2緩存和內(nèi)存間交換數(shù)據(jù)的次數(shù)越少，相對(duì)電腦的運(yùn)算速度可以提高。外部緩存（L2 Cache）CPU外部的高速緩存，現(xiàn)在處理器的L2 Cache是和CPU運(yùn)行在相同頻率下的（以前P2 P3的二級(jí)緩存運(yùn)行在相當(dāng)于CPU頻率一半下）。1971年年1月，月，Intel公司的公司的霍夫霍夫(Marcian E.Hoff)研研制成功世界上第一枚制成功世界上第一枚4位位微處理器芯片微處理器芯片Intel 4004，標(biāo)志著第一代微處理器問(wèn)標(biāo)志著第一代微處理器問(wèn)世，微處理器和微機(jī)時(shí)代世，微處理器和微機(jī)時(shí)代從此開始。從此開始。 4004當(dāng)時(shí)只有當(dāng)時(shí)只有2300個(gè)晶體管，是個(gè)四位系統(tǒng)

4、，時(shí)個(gè)晶體管，是個(gè)四位系統(tǒng)，時(shí)鐘頻率在鐘頻率在108KHz，每秒執(zhí)行，每秒執(zhí)行6萬(wàn)條指令（萬(wàn)條指令（0.06 MIPs)。功能比較弱。功能比較弱,且計(jì)算速度較慢且計(jì)算速度較慢,只能用在只能用在Busicom計(jì)算器上。計(jì)算器上。 40041972年年4月，霍夫等月，霍夫等人開發(fā)出第一個(gè)人開發(fā)出第一個(gè)8位位微處理器微處理器Intel 8008。由于由于8008采用的是采用的是P溝道溝道MOS微處理器，微處理器，因此仍屬第一代微處因此仍屬第一代微處理器。理器。 1973年年8月，霍夫等人研制月，霍夫等人研制出出8位微處理器位微處理器Intel 8080，以以N溝道溝道MOS電路取代了電路取代了P溝道

5、，第二代微處理器就此溝道，第二代微處理器就此誕生。主頻誕生。主頻2MHz的的8080芯芯片運(yùn)算速度比片運(yùn)算速度比8008快快10倍，倍，可存取可存取64KB存儲(chǔ)器，使用存儲(chǔ)器，使用了基于了基于6微米技術(shù)的微米技術(shù)的6000個(gè)個(gè)晶體管，處理速度為晶體管，處理速度為0.64MIPS。 Intel 8085處理器處理器 1978年年6月，月，Intel推出推出4.77MHz的的8086微處理微處理器，標(biāo)志著第三代微處器，標(biāo)志著第三代微處理器問(wèn)世。它采用理器問(wèn)世。它采用16位位寄存器、寄存器、16位數(shù)據(jù)總線位數(shù)據(jù)總線和和29000個(gè)個(gè)3微米技術(shù)的微米技術(shù)的晶體管，售價(jià)晶體管，售價(jià)360美元。美元。 不

6、過(guò)當(dāng)時(shí)由于不過(guò)當(dāng)時(shí)由于360美元美元過(guò)于昂貴，大部分人都過(guò)于昂貴，大部分人都沒(méi)有足夠的錢購(gòu)買使用沒(méi)有足夠的錢購(gòu)買使用此芯片的電腦，于是此芯片的電腦，于是 Intel 在在1年之后年之后,推出推出4.77MHz的的8位微處理位微處理器器8088。IBM公司公司1981年生產(chǎn)的第一臺(tái)電腦就年生產(chǎn)的第一臺(tái)電腦就是使用的這種芯片。這是使用的這種芯片。這也標(biāo)志著也標(biāo)志著x86架構(gòu)和架構(gòu)和IBM PC 兼容電腦的產(chǎn)兼容電腦的產(chǎn)生。生。 Intel 8086Intel 8088電路電路1979年6月1日，Intel推出4.77MHz的準(zhǔn)16位微處理器8088,它是8086的廉價(jià)版本,價(jià)格為大眾所接受。在性能

7、方面，它在內(nèi)部以16位運(yùn)行，但支持8位數(shù)據(jù)總線，采用現(xiàn)有的8位設(shè)備控制芯片，包含29000個(gè)3微米技術(shù)的晶體管，可訪問(wèn)1MB內(nèi)存地址，速度為0.33MIPS。 AMD8088AMD8086Zilog z80Intel 80186Intel 80286Intel386AMD386Intel486AMD486Pentium AMD-K5Pentium MMXPentium PRO作為作為Intel的主要競(jìng)的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，爭(zhēng)對(duì)手，AMD也發(fā)也發(fā)布了布了AMD-K6-MMX 處理器，包處理器，包含相近的指令集，含相近的指令集，從而導(dǎo)致了一連串從而導(dǎo)致了一連串的法律糾紛。的法律糾紛。 Pentium I

8、I 同時(shí)代競(jìng)爭(zhēng)的是同時(shí)代競(jìng)爭(zhēng)的是AMD的的K6-2，這時(shí)候的口碑也，這時(shí)候的口碑也相當(dāng)不錯(cuò)相當(dāng)不錯(cuò) celeron，引發(fā)超頻熱潮，引發(fā)超頻熱潮Intel推出奔騰推出奔騰III處理器，它采處理器，它采用用0.25微米制造工藝，擁有微米制造工藝，擁有32K一級(jí)緩存和一級(jí)緩存和512K二級(jí)緩存二級(jí)緩存（運(yùn)行在芯片核心速度的一半（運(yùn)行在芯片核心速度的一半下），包含下），包含MMX指令和指令和Intel自己的自己的“ 3D”指令指令SSE AMD-K6-IIIAthlon 2000年年3月月6日日 ： AMD 發(fā)布發(fā)布Athlon 1GHz 2000年年3月月8日：日： Intel 限量供應(yīng)限量供應(yīng)1G

9、Hz Pentium III 處理器處理器 Prescott核心的核心的Pentium 4采用了另人咋舌的采用了另人咋舌的31級(jí)流水級(jí)流水線設(shè)計(jì)，配備線設(shè)計(jì)，配備16KB的一級(jí)的一級(jí)數(shù)據(jù)緩存和多達(dá)數(shù)據(jù)緩存和多達(dá)1MB的二級(jí)的二級(jí)緩存。緩存。 Barton核心的核心的Athlon XP2500+是當(dāng)時(shí)最經(jīng)典，也是是當(dāng)時(shí)最經(jīng)典，也是最暢銷的最暢銷的CPU64位位AMD的翻身仗的翻身仗Athlon64 的發(fā)布，使得桌的發(fā)布，使得桌面電腦可以迅速邁入面電腦可以迅速邁入64-bit 時(shí)代，目前操作系統(tǒng)、軟件時(shí)代，目前操作系統(tǒng)、軟件都已經(jīng)逐漸成熟。都已經(jīng)逐漸成熟。 Athlon 64除了處理速度快，上除了

10、處理速度快，上下兼容模式等特點(diǎn)外，下兼容模式等特點(diǎn)外，整合了內(nèi)整合了內(nèi)存控制器存控制器更是更是Athlon 64最大的最大的特點(diǎn)之一。特點(diǎn)之一。Athlon 64將本來(lái)集將本來(lái)集成在主板北橋芯片的內(nèi)存控制器，成在主板北橋芯片的內(nèi)存控制器，集成到了集成到了Athlon 64處理器的內(nèi)處理器的內(nèi)部，這樣有效的控制內(nèi)存工作頻部，這樣有效的控制內(nèi)存工作頻率，使之操作在與處理器相同的率，使之操作在與處理器相同的水平上，同時(shí)由于內(nèi)存數(shù)據(jù)直接水平上，同時(shí)由于內(nèi)存數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)教幚砥鲀?nèi)部，因而不需要傳輸?shù)教幚砥鲀?nèi)部，因而不需要再經(jīng)過(guò)北橋，從而有效的再經(jīng)過(guò)北橋，從而有效的降低傳降低傳輸過(guò)程中的時(shí)間延遲輸過(guò)程中的

11、時(shí)間延遲。（內(nèi)存控。（內(nèi)存控制器集成到制器集成到CPU內(nèi)，如同把倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，如同把倉(cāng)庫(kù)搬到了加工車間旁邊，效率自然搬到了加工車間旁邊，效率自然有了極大的提高）。有了極大的提高）。 Athlon 64是如何實(shí)現(xiàn)是如何實(shí)現(xiàn)64位運(yùn)做的：位運(yùn)做的： 作為第一款作為第一款64位桌面處理器，位桌面處理器， Athlon 64使用的是使用的是X86-64架構(gòu)，架構(gòu)，X86-64則是則是從從INTEL制定的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)制定的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)X86-32上提上提升而來(lái)的。升而來(lái)的。X86-64在輕松實(shí)現(xiàn)在輕松實(shí)現(xiàn)64位計(jì)位計(jì)算的同時(shí)，還可以算的同時(shí)，還可以上下兼容上下兼容；比如說(shuō)；比如說(shuō)執(zhí)行的是執(zhí)行的是32位指令，它會(huì)在位指

12、令，它會(huì)在32位指令位指令前加上前加上32個(gè)個(gè)“0”，從而實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)64位指令；位指令；這種過(guò)渡方式具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，因此這種過(guò)渡方式具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，因此Athlon 64在現(xiàn)階段的普及上具有得天在現(xiàn)階段的普及上具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。Athlon64 3000+接口類型接口類型: Socket AM2生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝: 0.09um主頻主頻: 1.8GHz二級(jí)緩存二級(jí)緩存: L2 512 K前端總線前端總線: 800MHz￥632 元元 AMD AM2 Athlon 64 X2 3600+ 接口類型接口類型: Socket AM2生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝: 0.09um主頻主頻: 2.0G

13、Hz二級(jí)緩存二級(jí)緩存: L2 2562 K 前端總線前端總線: 1000MHz￥1005元元 告別奔騰的日子告別奔騰的日子conroe王者之風(fēng)王者之風(fēng)標(biāo)志著“頻率至上”年代的結(jié)束 處理器的競(jìng)爭(zhēng)將跨入微架構(gòu)比拼的更高層面 更新微架構(gòu)的目的 在于讓處理器擁有更為強(qiáng)大的性能和更低的功耗 引入了Mobile核心的節(jié)能技術(shù) 設(shè)置了數(shù)碼熱量傳感器，能夠?qū)崟r(shí)偵測(cè)處理器熱量 并通過(guò)專門的電路控制動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)、運(yùn)行模式調(diào)節(jié)和風(fēng)扇運(yùn)行調(diào)節(jié) 創(chuàng)新功能 寬位動(dòng)態(tài)執(zhí)行 （ Wide Dynamic） 智能電源管理（Intelligent Power Capability） 高級(jí)職能高速緩存 （Advanced Smar

14、t Cache） 智能緩存加速（Smart Memory Acceleratory） 高級(jí)數(shù)字媒體增強(qiáng)（Advanced Digital Media Boost） 代號(hào) 桌面平臺(tái)級(jí)產(chǎn)品 Conroe 移動(dòng)平臺(tái)處理器 Merom 用于筆記本 服務(wù)器平臺(tái)處理器 Woodcrest多核處理器將成為未來(lái)發(fā)展方向 x86領(lǐng)域 英特爾已在準(zhǔn)備四核服務(wù)器處理器，計(jì)劃在2007年推出。 再遠(yuǎn)一些，英特爾正在準(zhǔn)備一款代號(hào)為“Yorkfield”的八核芯片，計(jì)劃在2008年推出。 AMD也在開發(fā)四核芯片 預(yù)計(jì)在2007年使內(nèi)核數(shù)量增至兩個(gè)以上 非x86領(lǐng)域 Sun已在供應(yīng)一款八核服務(wù)器處理器 即UltraSparcT1(以前的“Niagara”)IBM 的一款八核心處理器的一款八核心處理器IBM 的一款八核心處理器的一款八核心處理器Intel 多核產(chǎn)品路線圖多核多核 (=2 cores) Montecito MontvaleAll products and dates are preliminary and subject to change without notice.Re