英特爾歷代經(jīng)典CPU

1、悉數(shù)歷史 英特爾歷代經(jīng)典CPU產(chǎn)品回顧 CPU發(fā)展的初級(jí)階段1971年1月，英特爾公司的霍夫(Marcian E.Hoff)研制成功4位微處理器芯片Intel 4004，標(biāo)志著第一代微處理器問世，微處理器和微機(jī)時(shí)代從此開始。正因?yàn)榘l(fā)明了微處理器，霍夫被英國經(jīng)濟(jì)學(xué)家雜志列為“二戰(zhàn)以來最有影響力的7位科學(xué)家”之一。英特爾的第一顆處理器40044004當(dāng)時(shí)只有2300個(gè)晶體管，是個(gè)四位系統(tǒng)，時(shí)鐘頻率僅為108KHz，每秒執(zhí)行6萬條指令（0.06 MIPs)。功能比較弱，而且計(jì)算速度較慢，只能用在Busicom計(jì)算器上。  英特爾8008處理器 1972年4月，霍夫等人開發(fā)出第一個(gè)

2、8位微處理器英特爾8008。由于8008采用的是P溝道MOS微處理器，因此仍屬第一代微處理器。1976年,Intel 發(fā)布8085處理器 1973年8月，霍夫等人研制出八位微處理器英特爾8080，以N溝道MOS電路取代了P溝道，新一代微處理器就此誕生。主頻2MHz的8080處理器運(yùn)算速度比8008快10倍，可存取64KB存儲(chǔ)器，使用了6微米技術(shù)，共有6000個(gè)晶體管，處理速度為0.64MIPS。 摩爾預(yù)言：“晶體管的密度每過18個(gè)月就會(huì)翻一番，但價(jià)格卻下降一半”這就是著名的摩爾定律。1978年6月，英特爾推出4.77MHz的8086處理器，標(biāo)志著第三代微處理器問世。它采用1

3、6位寄存器、16位數(shù)據(jù)總線和29000個(gè)3微米技術(shù)的晶體管，售價(jià)高達(dá)360美元。不過當(dāng)時(shí)由于360美元過于昂貴，大部分人都沒有足夠的錢購買使用此芯片的電腦，于是英特爾在1年之后,推出4.77MHz的8位微處理器8088。IBM公司1981年生產(chǎn)的第一臺(tái)電腦就是使用的這種芯片。這也標(biāo)志著x86架構(gòu)和IBM PC兼容電腦的產(chǎn)生。英特爾8086 發(fā)布的時(shí)候，8086的時(shí)鐘頻率有4.77MHz，8MHz和10MHz三個(gè)版本，包括了具有300個(gè)操作的指令集。其中8MHz版本包含了大約28,000個(gè)晶體管，具備0.8MIPs的能力。1979年6月1日，英特爾推出4.77MHz的準(zhǔn)16位微處理器8

4、088,它是8086的廉價(jià)版本，價(jià)格為大眾所接受。在性能方面，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1MB內(nèi)存地址，速度為0.33MIPS。英特爾8088處理器電路結(jié)構(gòu)圖1981年：80186和80188發(fā)布。這兩款微處理器內(nèi)部均以16位工作,在外部輸入輸出上80186采用16位,而80188和8088一樣均是采用8位工作。這是一顆性能介于8088,80286之間的的CPU。但事實(shí)上80186從來都沒有在PC中應(yīng)用，它僅僅存在于一個(gè)小范圍的圈子中，作為一個(gè)小型的控制器出現(xiàn)。英特爾801861982年2月1日：在80186

5、發(fā)布后的幾周，80286就發(fā)布了。80286處理器集成了大約13.4萬個(gè)晶體管,最大主頻為20MHz，采用16位資料總線和24位位址總線。與8086相比，80186/80188增強(qiáng)了部分軟硬件功能 80286增加了實(shí)存(24位地址)和虛擬存儲(chǔ)器管理，可以在兩種不同的模式下工作，一種叫實(shí)模式，另一種叫保護(hù)方式。80286開始正式采用一種被稱為PGA的正方形包裝。英特爾80286具有異常處理機(jī)制；虛擬86模式可以同時(shí)模擬多個(gè)8086處理器來加強(qiáng)多任務(wù)處理能力。80386的廣泛應(yīng)用,將PC機(jī)從16位時(shí)代帶入了32位時(shí)代。此外它還具有比80286更多的指令集。發(fā)布時(shí)，80386的最快速版本的主頻為20

6、MHz，具備6.0MIPs，包含275,000個(gè)晶體管。 英特爾803861988年6月16日：80386SX發(fā)布，它是80386DX的廉價(jià)版本，只有16-bit總線寬度。原文地址:  1989年4月，英特爾推出25MHz 486微處理器。1989年5月10日：我們大家耳熟能詳?shù)?0486芯片由英特爾推出。這款經(jīng)過四年開發(fā)和3億美元資金投入的芯片的偉大之處在于它首次實(shí)破了100萬個(gè)晶體管的界限，集成了120萬個(gè)晶體管，使用1微米的制造工藝。其實(shí)486就是80386+80387協(xié)處理器+8KB一級(jí)緩存,是超級(jí)版本的386。英特爾4861991年5月22日：80486DX的廉價(jià)

7、版本80486SX發(fā)布，它和DX的區(qū)別是沒有整合FPU。Pentium浮出水面1993年3月22日：全面超越486的新一代586 CPU問世，為了擺脫486時(shí)代微處理器名稱混亂的困擾，英特爾公司把自己的新一代產(chǎn)品命名為Pentium(奔騰)以區(qū)別AMD和Cyrix的產(chǎn)品。AMD和Cyrix也分別推出了K5和6x86微處理器來對(duì)付芯片巨人，但是由于奔騰微處理器的性能最佳，英特爾逐漸占據(jù)了大部分市場(chǎng)。Pentum 處理器的性能接近主要的RISC CPU并兼容80x86，同時(shí)繼承了長期積累下來的價(jià)值約500億美元的龐大軟件資源。Pentium最初級(jí)的CPU是Pentium 60和

8、Pentium 66，分別工作在與系統(tǒng)總線頻率相同的60MHz和66MHz兩種頻率下，沒有我們現(xiàn)在所說的倍頻設(shè)置。· 1994年3月7日：英特爾發(fā)布90和100MHz 的Pentium 處理器· 1994年10月10日：英特爾發(fā)布75MHz 版本的Pentium 處理器· 1995年3月27日：英特爾發(fā)布120MHz 的Pentium 處理器· 1995年6月1日：英特爾發(fā)布133MHz 版本Pentium 處理器Pentium Pro英特爾推出Pentium Pro微處理器，采用了一種新的總線接口Socket 8。新的處理器對(duì)多媒體功能提供了很好的支持

9、。1995年11月1日，英特爾推出了Pentium Pro處理器。Pentium Pro的工作頻率有150/166/180和200MHz四種，都具有16KB的一級(jí)緩存和256KB的二級(jí)緩存。它是基于Pentium完全相同的指令集和兼容性，達(dá)到了440 MIPs 的處理能力和5.5 M個(gè)晶體管。這幾乎相當(dāng)于比4004處理器的晶體管提升了2400倍。值得一提的是Pentium Pro采用了“PPGA” 封裝技術(shù)。即一個(gè)256KB的二級(jí)緩存芯片與Pentium Pro芯片封裝在一起，兩個(gè)芯片之間用高帶寬的內(nèi)部總線互連，處理器與高速緩存的連接線路也被安置在該封裝中，這樣就使高速緩存能更容易地運(yùn)行在更高

10、的頻率上。例如Pentium Pro 200MHz CPU的L2 Cache就是運(yùn)行在200MHz，也就是工作在與處理器相同的頻率上，這在當(dāng)時(shí)可以算得上是CPU技術(shù)的一個(gè)創(chuàng)新。Pentium Pro的推出，為以后Intel推出P奠定了基礎(chǔ)。· 1996年1月4日：英特爾發(fā)布150&166 MHz Pentium 處理器，包括了越3.3M個(gè)晶體管· 1996年10月6日：英特爾發(fā)布200MHz Pentium 處理器Intel Pentium MMX1997年1月8日：英特爾在1996年推出的Pentium系列的改進(jìn)版本，內(nèi)部代號(hào)P55C，也就是我們平常所說

11、的Pentium MMX。Pentium MMX在原Pentium的基礎(chǔ)上進(jìn)行了重大的改進(jìn)，增加了片內(nèi)16KB數(shù)據(jù)緩存和16KB指令緩存，4路寫緩存以及從Pentium Pro、Cyrix而來的分支預(yù)測(cè)單元和返回堆棧技術(shù)，特別是新增加的57條MMX多媒體指令。Intel Pentium IIMMX技術(shù)是Intel最新發(fā)明的一項(xiàng)多媒體增強(qiáng)指令集技術(shù)，它的英文全稱可以翻譯成“多媒體擴(kuò)展指令集”。使得Pentium MMX即使在運(yùn)行非MMX優(yōu)化的程序時(shí)也比同主頻的Pentium CPU要快的多。57條MMX指令專門用來處理音頻、視頻等數(shù)據(jù)，這些指令可以大大縮短CPU在處理多媒體數(shù)據(jù)時(shí)的等待時(shí)間，使C

12、PU擁有更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。MMX CPU比普通CPU在運(yùn)行含有MMX指令的程序時(shí)，處理多媒體的能力提高了60左右。MMX技術(shù)開創(chuàng)了CPU開發(fā)的新紀(jì)元。Pentium MMX系列的頻率只有三種：166MHz、200MHz、233MHz，一級(jí)緩存從Pentium的16KB增加到了32KB，核心電壓2.8v，倍頻分別為2.5、3、3.5。插槽都是Socket 7。Intel Pentium II1997年4月7日 。英特爾發(fā)布了Pentium II處理器。內(nèi)部集成了750萬個(gè)晶體管，并整合了MMX指令集技術(shù)。此時(shí)，英特爾 Pentium II架構(gòu)已經(jīng)從Socket 7轉(zhuǎn)成Slot 1，并首次引入

13、了S.E.C封裝(Single Edge Contact)技術(shù)，將高速緩存與處理器整合在一塊PCB板上。Slot 1的Pentium II晶體管數(shù)為900萬，并且具有兩種版本的核心：Klamath與Deschutes。· 1997年6月2日： Intel發(fā)布233MHz Pentium MMX· 1998年2月：Intel 發(fā)布333MHz Pentium II處理器，開發(fā)代號(hào)為Deschutes，并且首次采用了0.25微米制造工藝，在低發(fā)熱量的情況下提供比以前產(chǎn)品更快的速度。原文地址:1999年1月，英特爾推出奔騰III處理器，它采用0.25微米制造工藝，擁有32K一級(jí)緩

14、存和512K二級(jí)緩存（運(yùn)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SSE，最初發(fā)行的PIII有450和500MHz兩種規(guī)格，其系統(tǒng)總線頻率為100MHz。此外其身份代碼還可通過Internet讀取。 英特爾0.25微米Pentium III1999年10月，Intel推出了基于0.18微米工藝制造的Pentium III處理器，這款Pentium III處理器有256K在二級(jí)高速緩存，代碼名為Coppermine。Coppermine以733MHz登臺(tái)。隨著工藝尺寸從0.25微米減少到0.18微米，不僅提高了Pentium III處理器的時(shí)鐘速度，也使

15、的Intel在技術(shù)上能夠推出了集成的二級(jí)高速緩存。雖然集成的二級(jí)高速緩存只有老式Pentium III處理器的一半，但在處理器全速下運(yùn)行，性能仍有顯著提高。英特爾0.18微米Pentium III其后Intel推出了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(chǎng)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。Intel還將Xeon分為兩個(gè)部分，低端Xeon和高端Xeon。其中，低端Xe

16、on和普通的Coppermine一樣，僅裝備256KB二級(jí)緩存，并且不支持多處理器。這樣低端Xeon和普通的Pentium III的性能差距很小，價(jià)格也相差不多；而高端Xeon還是具有以前的特征，支持更大的緩存和多處理器。o 2000年3月8日： Intel 限量供應(yīng)1GHz Pentium III 處理器原文地址:  2000年11月20日，英特爾正式發(fā)布了下一代處理器奔騰4。這不僅僅是一款新產(chǎn)品的發(fā)布，它還標(biāo)志著一個(gè)處理器新時(shí)代的開始，奔騰4可以說對(duì)英特爾至關(guān)重要。最早的Pentium 4使用的是SOCKET 423接口，后來轉(zhuǎn)變?yōu)镾OCKET 478接口，接下來又過渡到現(xiàn)金主流

17、的LGA775接口。奔騰4處理器經(jīng)過了幾年的核心變遷，性能也獲得了顯著提升。423接口Pentium 4423接口Pentium4處理器原始代號(hào)為Willamette，采用0.18微米鋁導(dǎo)線工藝，配合低溫半導(dǎo)體介質(zhì)（Low-Kdiclcctric）技術(shù)制成，是一顆具有超級(jí)深層次管線化架構(gòu)的處理器。423接口Pentium 4Pentium 4處理器最主要的特點(diǎn)就是拋棄了Intel沿用了多年的P6結(jié)構(gòu)，采用了新的NetBurst CPU結(jié)構(gòu) 。NetBurst結(jié)構(gòu)具有不少明顯的優(yōu)點(diǎn)：20段的超級(jí)流水線、高效的亂序執(zhí)行功能、2倍速的ALU、新型的片上緩存、SSE2指令擴(kuò)展集和400MHz

18、的前端總線等等。§ 新的處理器系統(tǒng)總線（FSB）英特爾近來在前端系統(tǒng)總線（FSB）方面一直不敵AMD：Pentium 最高為133MHz的FSB和內(nèi)存頻率（外頻）；而AMD雷鳥用的 是100MHz的內(nèi)存頻率（外頻）和266MHz的FSB（類似于CPU倍頻的方式來連接這兩個(gè)頻率）。Pentium 4終于有了突破：雖然Pentium 4系統(tǒng)總線僅為100Mhz，并且也是64位數(shù)據(jù)寬度，但由于利用與 APG4X 相同的原理“四倍泵速”，因此可傳輸高達(dá)8位*100百萬次/秒 *4=3,200MB/秒的數(shù)據(jù)傳輸速度。明顯地遠(yuǎn)超過AMD公布的Athlon總線數(shù)據(jù)傳輸速度。Athlon總線速度為1

19、33Mhz，64位、2倍速，提供8 位 * 133 百萬次/秒 * 2 =2,133 MB/秒的數(shù)據(jù)傳輸率。這項(xiàng)特色使得Pentium 4傳輸數(shù)據(jù)到系統(tǒng)的其它部分比目前所有的 x86 處理器還快，也一并去除了 Pentium 3系統(tǒng)所遭受的瓶頸限制。不過，如果主存儲(chǔ)器無法提供相對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑?，這么快的處理器總線速度也是英雄無用武之地。因此，早期此處理器的芯片組850 就搭配了兩條Rambus通道并使用昂貴的 RDRAM內(nèi)存。這兩個(gè)RDRAM通道能提供與Pentium 4系統(tǒng)總線(3,200MB/s)相同的數(shù)據(jù)頻寬，這樣的搭配將是理論上最完美的結(jié)合提供處理器、系統(tǒng)與主存儲(chǔ)器間最高的數(shù)據(jù)傳輸率，這

20、也是最明顯的優(yōu)勢(shì)之一。不過系統(tǒng)的整體系統(tǒng)的成本將會(huì)因?yàn)槭褂幂^昂貴的 RDRAM 而提高。§ 高速執(zhí)行緩存為了增加8KB的數(shù)據(jù)緩存，P4包含了一個(gè)執(zhí)行跟蹤緩存，可存儲(chǔ)12K的微指令以幫助程序執(zhí)行。這些指令不在主程序循環(huán)中執(zhí)行，不被存儲(chǔ)，從而大大提高了系統(tǒng)性能。§  快速執(zhí)行引擎算術(shù)邏輯單元（ALU）以雙倍的時(shí)鐘速度運(yùn)行，這讓類似于加、減、邏輯與、邏輯或等基本運(yùn)算的執(zhí)行只用了1/2時(shí)鐘。例如，1.5GHz的快速執(zhí)行引擎其實(shí)是以3GHz在運(yùn)算。§ 高級(jí)動(dòng)態(tài)執(zhí)行高級(jí)動(dòng)態(tài)執(zhí)行是控制CPU執(zhí)行順序的動(dòng)態(tài)單元。P4可以發(fā)出126條動(dòng)態(tài)指令，使流水線完成48次載入和24

21、次存儲(chǔ)。與前一代的P處理器相比，它能夠增加33%的預(yù)處理速度，還可以在緩存中存儲(chǔ)更多的歷史信息從而快速取出。§ 改進(jìn)的浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算和多媒體單元P4的128位運(yùn)算動(dòng)態(tài)增加了運(yùn)算單元，使得浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算和多媒體表現(xiàn)都得到了較大的改進(jìn)。§  網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流單指令多數(shù)據(jù)擴(kuò)展2（SSE2）通過增加的144條新指令，SSE2具有更強(qiáng)多媒體增強(qiáng)指令和數(shù)據(jù)流單指令。這些特性包括一個(gè)128位單指令多數(shù)據(jù)整數(shù)運(yùn)算和128位單指令多數(shù)據(jù)雙精度浮點(diǎn)指令，這些指令減少了原有的指令執(zhí)行數(shù)量，大大增加了執(zhí)行速度。使得用戶的視頻、音頻、圖象處理、加密、財(cái)政、工程和科學(xué)應(yīng)用都極大增強(qiáng)。SSE2可以提高多媒體的執(zhí)行效率，特別是DVD/MP3/MPEG4的回放，可以最大效果地體現(xiàn)P4新指令集的威力。原文地址:  總結(jié)：在理論上，Pentium 4是完美無缺，可是實(shí)際狀況卻遠(yuǎn)非英特爾想象的那么簡(jiǎn)單。第一代423針腳Pentium 4可以說是英特爾近幾年內(nèi)的最大失敗。Willam