处理器发展史

处理器发展史CPU是CentralProcessingUnit,就是中央处理器的缩写，它是计算机中最重要的一个部分，由运算器和控制器组成。如果把计算机比作一个人，那么CPU就是他的心脏，其重要作用由此可见一斑。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。INTEL处理器发展史英特尔公司是全球最大的半导体芯片制造商，它成立于1968年，具有40多年产品创新和市场领导的历史。1971年，英特尔推出了全球第一个微处理器。微处理器所带来的计算机和互联网革命，改变了整个世界。一、Intel桌面处理器发展史1971年11月15日：世界上第一块个人微型处理器4004诞生1971年11月15日，Intel公司的工程师霍夫发明了世界上第一个商用微处理器—4004，从此这一天被当作具有全球IT界里程碑意义的日子而被永远的载入了史册。这款4位微处理器虽然只有45条指令，每秒也只能执行5万条指令，运行速度只有108KHz，甚至比不上1946年世界第一台计算机ENIAC。但它的集成度却要高很多，集成晶体管2300只，一块4004的重量还不到一盅司。这一突破性的发明最先应用于Busicom计算器，为无生命体和个人计算机的智能嵌入铺平了道路。Busicom最初计划是需要12个定制芯片。而英特尔工程师霍夫提出了通用逻辑设备的概念，它可能是一个更出色、更高效的解决方案。正是由于他的提议才使得微处理器得以开发。起初，Busicom向英特尔支付了60000美元，获得了微处理器所有权。在认识到“大脑”芯片的无限潜力之后，英特尔提出用60000美元换回微处理器设计的所有权。Busicom同意了英特尔的请求。1971年11月15日，英特尔面向全球市场推出了4004微处理器，每个售价为200美元。编号为4004，第一个“4”代表此芯片是客户订购的产品编号，后一个“4”代表此芯片是英特尔公司制作的第四个订制芯片。这种数字代号却延用至今。霍夫终于如愿以偿，他在世界第一个微处理器上，集成了2000多个晶体管，发明了世界第一块大规模集成电路4004，在电子计算机历史上，写下了光辉的一页。4004芯片基本具备了微处理器的特点，用它来做计算器，改变了传统计算器的形象。采用4004芯片后，再配用一块程序存储器，数据存储器，移位寄存器，再加上键盘和数码管，就构成了一台完整的微型计算机。1972年：8008微处理器让英特尔以外的是推出4004芯片后，业内的反应相当平淡。一些分析家称这款芯片虽然有些意思，但4004的处理能力实在有限，还不足以引起人们的兴趣。然而，当一年后英特尔推出其8008微处理器时，业内的目光都几乎集中到了英特尔身上。8008频率为200Khz，晶体管的总数已经达到了3500个，能处理8比特的数据。更为重要的是，英特尔还首次获得了处理器的指令技术。8008它的性能是4004的两倍，拥有3500晶体管数量，速度为200KHz，并且于1974年被一款名为Mark-8的设备采用，Mark-8是第一批家用计算机之一，此时台式机基本上形成了一个最初雏形。8008芯片原本是为德克萨斯州的Datapoint公司设计的，但是这家公司最终却没有足够的财力支付这笔费用。于是双方达成协议，英特尔拥有这款芯片所有的知识产权，而且还获得了由Datapoint公司开发的指令集。这套指令集奠定了今天英特尔公司X86系列微处理器指令集的基础。1974年：8080微处理器在微处理器发展初期，具有革新意义的芯片非Intel8080莫属了。英特尔公司于1974年推出了这款划时代的处理器，立即引起了业界的轰动。由于采用了复杂的指令集以及40管脚封装，8080的处理能力大为提高，其功能是8008的10倍，每秒能执行29万条指令，集成晶体管数目6000，运行速度2MHz。与此同时，微处理器的优势已经被业内人士所认同，于是更多的公司开始接入这一领域，竞争开始变得日益激烈。当时与英特尔同台竞技的有RCA（美国无线电公司）、Honeywell、Fairchild、美国国家半导体公司、AMD、摩托罗拉以及Zilog公司。值得一提的是Zilog，世界上第一块4004芯片的设计者Faggin就加盟了该公司。由该公司推出的Z80微处理器比Intel8080功能更为强大，而且直到今天这款处理器仍然被尊为经典。8080有幸成为了第一款个人计算机Altair的大脑。据说Altair这个名称是源自《星际旅行》电视节目中一个星际飞行计划（StarshipEnterprise）的目的地名称。计算机爱好者花费395美元即可购得Altair套件。数月内，Altair的销售量达到数万台，造成了电脑销售历史上第一次缺货现象。这足以看出来8080对于电脑发展是具有划时代意义的。1978年：8086-8088微处理器1978年，英特尔推出了首枚16位微处理器8086，同时生产出与之配合的数学协处理器8087，这两种芯片使用相同的指令集，以后英特尔生产的处理器，均对其兼容。趁着市场销售正好的时机，以及市场需求的提升，Intel在同一年推出了性能更出色的8088处理器。三款处理器都拥有29000只晶体管，速度可分为5MHz、8MHz、10MHz，内部数据总线（处理器内部传输数据的总线）、外部数据总线（处理器外部传输数据的总线）均为16位，地址总线为20位，可寻址1MB内存。首次在商业市场给消费者提供了更自由选择。同时Intel成功将8088销售给IBM全新的个人计算机部门，1981年，IBM推出的首批个人电脑机选用了英特尔8088芯片，使得8088成为了IBM全新热销产品IBMPC的大脑。本来IBM准备采用摩托罗拉的芯片，但是最终阴差阳错，还是由8088芯片承担了这项光荣的使命。随着个人电脑的流行，英特尔也开始名扬四海。8088的大获成功使英特尔顺利跻身财富500强之列，《财富》杂志将该公司评为“七十大商业奇迹之一（BusinessTriumphsoftheSeventies）”。事后，英特尔高度评价了与IBM这笔交易的重要性。的确，如果没有这笔交易，很可能现在芯片市场是由摩托罗拉等一统天下。1982年：80286微处理器英特尔的最后一块16位处理器80286（也称286）是处理器进入全新技术的标准产品，具备16位字长，集成了14.3万只晶体管，具有6MHz、8MHz、10MHz、12.5MHz四个主频的产品。286是Intel第一款具有完全兼容性的处理器，即可以运行所有针对其前代处理器编写的软件，这一软件兼容性也成为了Intel处理器家族一个恒久不变的特点。该产品发布后的6年内，全世界基于286处理器的个人计算机便达到了大约1500万台。1985年：80386英特尔的第一代32位处理器此后，英特尔的微处理器开始进入到了32位时代。为适应企业的全球化发展，1985年秋，英特尔再度发力，并且以一种特殊的形式在伦敦、慕尼黑、巴黎、旧金山和东京同时推出了Intel80386处理器。这是英特尔第一款32位处理器，集成了27万5千只晶体管，超过了4004芯片的一百倍，每秒可以处理500万条指令。同时也是第一款具有“多任务”功能的处理器，所谓“多任务”就是说它可以同时处理多个程序程序的指令，这对微软的操作系统发展有着重要的影响。IntelRapidCAD被遗忘的微处理器还有一款微处理器被很多人忽视，这就是IntelRapidCAD。RapidCAD是英特尔有史以来第一款为旧款个人计算机所提供的升级套件（也就是OverDrive的始祖）。原386的使用者不需要更换主机板，只要把RapidCAD买回来将主机板上旧有的中央处理器芯片（CPU）替换掉，就可以享受接近486的运算能力。RapidCAD其实就是把486DX芯片去掉内部高速缓存然后装入386的封装里面，RapidCAD也不支持486增加的新指令。不过由于386封装的频宽限制，RapidCAD对整体的效能提升比不上直接升级到486DX。相同频率下，486DX可以有比386/387快上两倍的速度，而RapidCAD在整数运算方面最多只能提升35%，在浮点运算方面，则可以提升将近70%。IntelRapidCAD特殊的地方在于，它是由两颗芯片组成，缺一不可。这归咎于486DX内建浮点运算器（FPU），而386则是将浮点运算器分开（就是387）。由于RapidCAD-1本身就含有浮点运算器（因为它就是486DX阉割版），根本不需要387，所以RapidCAD-2就是用来替代原来主机板上的387芯片。RapidCAD-1负责所有的运算，而RapidCAD-2则是负责假装浮点运算器，以防止旧有主机板以为没有安装浮点运算功能（尤其在执行286/287的程序时）。市面上有时候把RapidCAD-1与RapidCAD-2分开卖，这是就是不了解RapidCAD运作方式的结果。1989年：Intel80486英特尔最后一款以数字为编号的处理器1989年，英特尔发布了Intel80486处理器。486处理器是英特尔非常成功的商业项目。很多厂商也看清了英特尔处理器的发展规律，因此很快就随着英特尔的营销战而转型成功。80486处理器集成了125万个晶体管，时钟频率由25MHz逐步提升到33MHz、40MHz、50MHz及后来的100Mhz。386和486推向市场后，均大获成功，英特尔在芯片领域的霸主地位日益凸现。此后，英特尔开始告别微处理器数字编号时代，进入到了Pentium时代。1994年3月10日：IntelPentium中央处理器芯片1993年，英特尔发布了Pentium（俗称586）中央处理器芯片（CPU）。本来按照惯常的命名规律是80586，但是因为实际上「586」这样的数字不能注册成为商标使用，因此任何竞争对手都可以用586来扰乱消费市场。事实上在486发展末期，就已经有公司将486等级的产品标识成586来销售了。因此英特尔决定使用自创的品牌来作为新产品的商标—Pentium。英特尔奔腾处理器采用了0.60微米工艺技术制造，核心由320万个晶体管组成。支持计算机更轻松的集成“现实世界”数据，如语音、声音、手写体和图片等。“奔腾”二字频繁出现在漫画和电视谈话节目中，使其在推出之后很快成为一个家喻户晓的词语。奔腾是一个划时代的产品，并且影响了PC领域十年之久，目前该“名字”依然在沿用。Pentium是x86系列一大革新。其中晶体管数大幅提高、增强了浮点运算功能、并把十年未变的工作电压降至3.3V。Pentium刚推出的时候拥有浮点数除法不正确的错误（FDIVBug），导致英特尔大量回收第一代产品（1994年十二月之前的产品），所以有FDIVBug的微处理器所剩不多。Pentium50Mhz也有这个FDIV错误，不过A80501-50只是业界样本，从来没有在市场上出现过。上图IntelPentium60Mhz就是整个Pentium系列第一款产品，也是含有BugFDIV的一款。这颗工程样品为目前世界上有在英特尔官方纪录里最早的PentiumCPU（Q0352），也是目前世界上已知仅存的一颗。1995年3月27日，英特尔发布Pentium120MHz处理器，采用了0.60微米/0.35两种工艺技术，不过核心依旧由320万个晶体管组成。1995年6月，英特尔发布Pentium133MHz处理器，采用0.35工艺技术制造,核心提升到由330万个晶体管组成。1995年11月1日，英特尔发布Pentium150MHz、Pentium166MHz、Pentium180MHz、Pentium200MHz四款处理器，并且采用了0.60微米/0.35两种工艺技术,核心提升到由550万个晶体管组成。此时INTEL在以前设计基础上增加了L2cache为256K和512K两种版本。1996年1月4日，英特尔又发布Pentium150MHz、Pentium166MHz两款处理器，采用了0.35微米工艺技术,不过核心由330万个晶体管组成。1996年6月10日，英特尔发