CPU发展史

CPU发展史计算机协会技术小组Intel公司成立于1968年，格鲁夫（左）、诺依斯（中）和摩尔（右）是微电子业界的梦幻组合格鲁夫“只有偏执狂才能生存”摩尔定律摩尔预言，晶体管的密度每过18个月就会翻一番，这就是著名的摩尔定律。·CPU主要性能指标：•主频•即CPU的时钟频率(CPUClockSpeed)，这是我们最关心的，我们所说的3.2GHz、2.0GHz等就是指它，一般说来，主频越高，CPU的速度就越快，整机的就越高。不过现在AMD都采用了更加模糊的命名方式，企图让消费者淡化以主频率计算性能的观念。比如Athlon3000+，它的频率有可能是2.20GHz，也有可能是2.0GHz。Intel则采用了Pentium643这种更易让人眼花缭乱的命名方式，一般人不查参数，很难记得它的意义。•FSB前端总线•即CPU的外部时钟频率，由电脑主板提供，以前一般是133MHz，目前Intel公司最新的芯片组i925XE芯片组使用1066MHz的FSB。•内部缓存（L1Cache）•封闭在CPU芯片内部的高速缓存，用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据，存取速度与CPU主频一致，L1缓存的容量单位一般为KB。L1缓存越大，CPU工作时与存取速度较慢的L2缓存和内存间交换数据的次数越少，相对电脑的运算速度可以提高。•外部缓存（L2Cache）•CPU外部的高速缓存，现在处理器的L2Cache是和CPU运行在相同频率下的（以前P2P3的二级缓存运行在相当于CPU频率一半下）。1971年1月，Intel公司的霍夫(MarcianE.Hoff)研制成功世界上第一枚4位微处理器芯片Intel4004，标志着第一代微处理器问世，微处理器和微机时代从此开始。4004当时只有2300个晶体管，是个四位系统，时钟频率在108KHz，每秒执行6万条指令（0.06MIPs)。功能比较弱,且计算速度较慢,只能用在Busicom计算器上。40041972年4月，霍夫等人开发出第一个8位微处理器Intel8008。由于8008采用的是P沟道MOS微处理器，因此仍属第一代微处理器。1973年8月，霍夫等人研制出8位微处理器Intel8080，以N沟道MOS电路取代了P沟道，第二代微处理器就此诞生。主频2MHz的8080芯片运算速度比8008快10倍，可存取64KB存储器，使用了基于6微米技术的6000个晶体管，处理速度为0.64MIPS。Intel8085处理器1978年6月，Intel推出4.77MHz的8086微处理器，标志着第三代微处理器问世。它采用16位寄存器、16位数据总线和29000个3微米技术的晶体管，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4.77MHz的8位微处理器8088。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。Intel8086Intel8088电路AMD8088AMD8086Zilogz80Intel80186Intel80286Intel386AMD386Intel486AMD486PentiumAMD-K5PentiumMMXPentiumPRO作为Intel的主要竞争对手，AMD也发布了AMD-K6-MMX处理器，包含相近的指令集，从而导致了一连串的法律纠纷。PentiumII同时代竞争的是AMD的K6-2，这时候的口碑也相当不错celeron，引发超频热潮Intel推出奔腾III处理器，它采用0.25微米制造工艺，拥有32K一级缓存和512K二级缓存（运行在芯片核心速度的一半下），包含MMX指令和Intel自己的“3D”指令SSEAMD-K6-IIIAthlon2000年3月6日：AMD发布Athlon1GHz2000年3月8日：Intel限量供应1GHzPentiumIII处理器Prescott核心的Pentium4采用了另人咋舌的31级流水线设计，配备16KB的一级数据缓存和多达1MB的二级缓存。Barton核心的AthlonXP2500+是当时最经典，也是最畅销的CPU64位－AMD的翻身仗Athlon64的发布，使得桌面电脑可以迅速迈入64-bit时代，目前操作系统、软件都已经逐渐成熟。Athlon64除了处理速度快，上下兼容模式等特点外，整合了内存控制器更是Athlon64最大的特点之一。Athlon64将本来集成在主板北桥芯片的内存控制器，集成到了Athlon64处理器的内部，这样有效的控制内存工作频率，使之操作在与处理器相同的水平上，同时由于内存数据直接传输到处理器内部，因而不需要再经过北桥，从而有效的降低传输过程中的时间延迟。（内存控制器集成到CPU内，如同把仓库搬到了加工车间旁边，效率自然有了极大的提高）。Athlon64是如何实现64位运做的：作为第一款64位桌面处理器，Athlon64使用的是X86-64架构，X86-64则是从INTEL制定的业界标准X86-32上提升而来的。X86-64在轻松实现64位计算的同时，还可以上下兼容；比如说执行的是32位指令，它会在32位指令前加上32个“0”，从而实现64位指令；这种过渡方式具有相当的优势，因此Athlon64在现阶段的普及上具有得天独厚的优势。Athlon643000+接口类型:SocketAM2生产工艺:0.09um主频:1.8GHz二级缓存:L2512K前端总线:800MHz￥632元AMDAM2Athlon64X23600+接口类型:SocketAM2生产工艺:0.09um主频:2.0GHz二级缓存:L2256×2K前端总线:1000MHz￥1005元告别奔腾的日子－－conroe王者之风•标志着“频率至上”年代的结束–处理器的竞争将跨入微架构比拼的更高层面–更新微架构的目的•在于让处理器拥有更为强大的性能和更低的功耗•引入了Mobile核心的节能技术–设置了数码热量传感器，能够实时侦测处理器热量–并通过专门的电路控制动态电压调节、运行模式调节和风扇运行调节•创新功能–宽位动态执行（WideDynamic）–智能电源管理（IntelligentPowerCapability）–高级职能高速缓存（AdvancedSmartCache）–智能缓存加速（SmartMemoryAcceleratory）–高级数字媒体增强（AdvancedDigitalMediaBoost）•代号–桌面平台级产品•Conroe–移动平台处理器•Merom–用于笔记本–服务器平台处理器•Woodcrest命名Core2Duo命名Core2Extreme多核处理器将成为未来发展方向•x86领域–英特尔已在准备四核服务器处理器，计划在2007年推出。•再远一些，英特尔正在准备一款代号为“Yorkfield”的八核芯片，计划在2008年推出。–AMD也在开发四核芯片•预计在2007年使内核数量增至两个以上•非x86领域–Sun已在供应一款八核服务器处理器•即UltraSparcT1(以前的“Niagara”)IBM的一款八核心处理器IBM的一款八核心处理器Intel多核产品路线图200520062007Future单核多核(=2cores)Platform安腾处理器Itanium®2ProcessorMontecitoMontvale多核(=4cores)Allproductsanddatesarepreliminaryandsubjecttochangewithoutnotice.Referto‘factsheet’forspecificproducttimingsDimonatodayTukwilaPoulsonIntel®Xeon®processorMP多路服务器双路服务器TulsaDempseyIntel®Xeon®Processorw/2MBcacheWoodcrestTigertonDunningtonSossaman台式机Pentium®D(Presler)Pentium®DPentium®ProcessorExtremeEditionConroe移动产品Pentium®MprocessorMeromIntelCore™DuoFutureClovertownKentsfieldIntel®Xeon®processorMPIntel®Xeon®processorFutureFutureAMD的四核计划——K8L构架谢谢下周同一时间欢迎再来长安大学计算机协会技术小组