微型計算機(jī)和微處理器的發(fā)展2022優(yōu)秀課件

1、微型計算機(jī)和微處置器的開展計算機(jī)開展概略 電子管晶體管集成電路VLSI第一代電子管計算機(jī) 1946年，第一臺計算機(jī)在美國誕生第二代晶體管計算機(jī)第三代集成電路計算機(jī) 微處置器的誕生與開展第四代超大規(guī)模集成電路計算機(jī)Intel公司 Intel公司成立于1968年。開創(chuàng)人: 格魯夫左 諾依斯中 摩爾右 是微電子業(yè)界的夢境組合1973年8月，研制出8位微處置器Intel 8080，以N溝道MOS電路取代了P溝道，運(yùn)用了基于6微米技術(shù)的6000個晶體管。其優(yōu)點(diǎn)：20段的超級流水線、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的前端總線等。IBM將其命名為“個人電腦

2、Personal Computer，其縮寫“PC成為一切個人電腦的代名詞。1982年，Intel推出80286處置器，集成了大約13.Pentium MMX添加了片內(nèi)16KB數(shù)據(jù)緩存、16KB指令緩存和4路寫緩存，特別新添加了57條MMX多媒體指令專門用來處置音頻、視頻等數(shù)據(jù) 。486其實(shí)就是80386+80387協(xié)處置器+8KB一級緩存,是超級版本的386。第五代微處置器64位機(jī)第五代微處置器64位機(jī)1976年 ，Apple計算機(jī)公司開發(fā)出微型計算機(jī)Apple I ， Apple II 。此外，還支持DDR3內(nèi)存。CPU將向速度更快、64位構(gòu)造、多核方向前進(jìn)。兩種任務(wù)方式：實(shí)方式, 維護(hù)方式

3、。Intel很快又開發(fā)出0.其優(yōu)點(diǎn)：20段的超級流水線、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的前端總線等。微架構(gòu)經(jīng)強(qiáng)化后，在一樣頻率下較上代Core產(chǎn)品擁有更高性能，同時L 2 Cache容量亦提升50%，明顯提高數(shù)據(jù)讀取執(zhí)行的命中率。電子管晶體管集成電路VLSI摩爾定律摩爾預(yù)言，晶體管的密度每過18個月就會翻一番，這就是著名的摩爾定律。第一代微處置器4位機(jī)和低檔8位機(jī)Intel 4004 1971年1月，Intel公司研制勝利世界上第一片微處置器芯片Intel 4004，微處置器和微機(jī)時代從此開場。 4004是個四位系統(tǒng)，只需2300個晶體管，

4、時鐘頻率在108KHz，每秒執(zhí)行6萬條指令0.06 MIPs)。Intel 8008 1972年4月，開發(fā)出第一個8位微處置器Intel 8008第二代微處置器中、高檔8位機(jī)Intel 8080 1973年8月，研制出8位微處置器Intel 8080，以N溝道MOS電路取代了P溝道，運(yùn)用了基于6微米技術(shù)的6000個晶體管。主頻2MHz的8080芯片運(yùn)算速度比8008快10倍，可存取64KB存儲器，處置速度為0.64MIPS。 第二代微處置器中、高檔8位機(jī)1976年,Intel 發(fā)布8085處置器當(dāng)時，Zilog、Motorola和Intel在微處置器領(lǐng)域三足鼎立。 Zilog公司于1976年開

5、發(fā)出Z80微處置器，廣泛用于微型計算機(jī)和工業(yè)自動控制設(shè)備。 Motorola開發(fā)出MC6800微處置器。Apple計算機(jī) 1976年 ，Apple計算機(jī)公司開發(fā)出微型計算機(jī)Apple I ， Apple II 。 Apple II是第一個帶有彩色圖形的個人計算機(jī)， 是IBM PC機(jī)問世之前世界上最流行的微型計算機(jī)。 Apple II及其系列改良機(jī)型風(fēng)靡一時，這使Apple成為微型機(jī)時代最勝利的計算機(jī)公司之一。第三代微處置器16位機(jī) Intel 8086和8088 1978年，Intel推出4.77MHz的8086微處置器，集成了 29000個3微米技術(shù)的晶體管，采用16位存放器和16位數(shù)據(jù)總線

6、，20位地址總線。 1年之后, Intel推出4.77MHz的準(zhǔn)16位微處置器8088，它是8086的廉價版本 。內(nèi)部以16位運(yùn)轉(zhuǎn)，但支持8位數(shù)據(jù)總線 。IBM公司1981年消費(fèi)的第一臺電腦就是運(yùn)用的這種芯片。 1979年，Motorola推出M68000 16位微處置器，它因采用了68000個晶體管而得名。IBM PC1981年8月，IBM公司在紐約宣布第一臺IBM PC誕生 ，這也標(biāo)志著x86架構(gòu)和IBM PC 兼容電腦的產(chǎn)生。 第一臺IBM PC采用了主頻為4.77MHz的Intel 8088，操作系統(tǒng)是Microsoft提供的MS-DOS。 IBM將其命名為“個人電腦Personal

7、Computer，其縮寫“PC成為一切個人電腦的代名詞。 第三代微處置器16位機(jī)1982年，Intel推出80286處置器，集成了大約13.4萬個晶體管,最大主頻為20MHz,采用16位數(shù)據(jù)總線和24位地址總線。 兩種任務(wù)方式：實(shí)方式, 維護(hù)方式。 第四代微處置器32位機(jī) 1985年，Intel推出80386 微處置器(最高33MHz 主頻)，集成275,000個晶體管。 具有32位數(shù)據(jù)線、32位地址線可以直接訪問4G字節(jié)的內(nèi)存。 任務(wù)方式：實(shí)方式、維護(hù)方式、虛擬86方式可以同時模擬多個8086處置器來加強(qiáng)多義務(wù)處置才干。 具有比80286更多的指令集。第四代微處置器32位機(jī)1989年4月，I

8、ntel推出 80486微處置器。集成了120萬個 晶體管,運(yùn)用1微米的制造工藝。 486其實(shí)就是80386+80387協(xié)處置器+8KB一級緩存,是超級版本的386。微處置器的誕生與開展6微米工藝，集成310萬只晶體管。但工藝的提升，沒有使得功耗降低，主頻提升，由于芯片中晶體管數(shù)量的添加使得二氧化硅絕緣層變得更薄，進(jìn)而導(dǎo)致走漏電流，添加了芯片的額外功耗。Intel 40041976年,Intel 發(fā)布8085處置器6GHz，搭配12MB三級緩存，每個中心可以運(yùn)轉(zhuǎn)兩個線程，即最多可以同時運(yùn)轉(zhuǎn)12個線程。18微米工藝制造的Pentium III處置器 ，任務(wù)頻率高達(dá)733MHz 。在漏電方面也有非

9、常顯著的改良。IBM將其命名為“個人電腦Personal Computer，其縮寫“PC成為一切個人電腦的代名詞。摩爾右微架構(gòu)經(jīng)強(qiáng)化后，在一樣頻率下較上代Core產(chǎn)品擁有更高性能，同時L 2 Cache容量亦提升50%，明顯提高數(shù)據(jù)讀取執(zhí)行的命中率。Pentium II架構(gòu)曾經(jīng)從Socket 7轉(zhuǎn)成Slot 1，并初次引入了S.第三代集成電路計算機(jī)酷睿i7/i5/i3處置器運(yùn)用英特爾超線程技術(shù)，讓每個內(nèi)核同時運(yùn)轉(zhuǎn)雙重?fù)?dān)務(wù)，實(shí)現(xiàn)高效、智能的多義務(wù)處置。兩種任務(wù)方式：實(shí)方式, 維護(hù)方式。第五代微處置器64位機(jī)1993年，英特爾公司的Pentium(奔騰)問世，采用0.6微米工藝，集成310萬只晶體

10、管。64位數(shù)據(jù)線、32位地址線，16KB的cache，采用超標(biāo)量構(gòu)造。時鐘頻率從最初的60MHz、66MHz ，不斷上升到133MHz ，處置速度比486快68倍。第五代微處置器64位機(jī) 1995年，Intel推出了Pentium Pro處置器，集成了5.5 M個晶體管。Pentium Pro的任務(wù)頻率有150/166/180和200MHz四種，都具有16KB的一級緩存和256KB的二級緩存。 Pentium Pro采用了“PPGA 封裝技術(shù)。即一個256KB的二級緩存芯片與Pentium Pro芯片封裝在一同 ，這樣就使高速緩存能更容易地運(yùn)轉(zhuǎn)在更高的頻率上。第五代微處置器64位機(jī)1997年，

11、Intel推出Pentium MMX 。Pentium MMX添加了片內(nèi)16KB數(shù)據(jù)緩存、16KB指令緩存和4路寫緩存，特別新添加了57條MMX多媒體指令專門用來處置音頻、視頻等數(shù)據(jù) 。比普通CPU處置多媒體的才干提高了60左右。 其任務(wù)頻率有166MHz、200MHz、233MHz三種。 第五代微處置器64位機(jī) 1997年4月,英特爾發(fā)布了Pentium II處置器。內(nèi)部集成了750萬個晶體管，并整合了MMX指令集技術(shù)。 Pentium II架構(gòu)曾經(jīng)從Socket 7轉(zhuǎn)成Slot 1，并初次引入了S.E.C封裝(Single Edge Contact)技術(shù)，將高速緩存與處置器整合在一塊PCB

12、板上。Slot 1的Pentium II晶體管數(shù)為900萬。其任務(wù)頻率可達(dá)333MHz 。第五代微處置器64位機(jī)1999年1月，Intel推出走騰III處置器，它采用0.25微米制造工藝，擁有32K一級緩存和512K二級緩存，包含MMX指令和Intel本人的“ 3D指令SSE。此外其身份代碼還可經(jīng)過Internet讀取。1999年10月，Intel推出了基于0.18微米工藝制造的Pentium III處置器 ，任務(wù)頻率高達(dá)733MHz 。 第五代微處置器64位機(jī) 2000年11月，Intel 發(fā)布了Pentium4。Pentium4采用0.18微米鋁導(dǎo)線工藝。主頻可達(dá)1.7GHz和1.8GHz

13、 Pentium 4丟棄了Intel沿用了多年的P6構(gòu)造，采用了新的 NetBurst CPU構(gòu)造 。其優(yōu)點(diǎn)：20段的超級流水線、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的前端總線等。 Intel很快又開發(fā)出0.13微米工藝的Pentium4芯片，其主頻有了很大飛躍， 31級流水線設(shè)計，配備16KB的一級數(shù)據(jù)緩存和多達(dá)1MB的二級緩存 。2004年Intel推出90nm工藝的Pentium 4E處置器，集成了1億個晶體管。支持超線程技術(shù)，800MHz前端總線和1MB二級緩存 。但工藝的提升，沒有使得功耗降低，主頻提升，由于芯片中晶體管數(shù)量的添加使得二

14、氧化硅絕緣層變得更薄，進(jìn)而導(dǎo)致走漏電流，添加了芯片的額外功耗。 2005年，Intel迅速推出了65nm工藝 的Pentium Extreme Edition 955雙核處置器。無論在制造工藝還是架構(gòu)變革方面都有了非常大改良，包括獨(dú)立的雙L2 Cache設(shè)計。在漏電方面也有非常顯著的改良。多核處置器多核處置器2007年，Intel推出45nm 多核處置器，包括雙核、四核共7款芯片。雙核版建 4.1 億個晶體管，四核版那么有8.2億個晶體管。微架構(gòu)經(jīng)強(qiáng)化后，在一樣頻率下較上代Core產(chǎn)品擁有更高性能，同時L 2 Cache容量亦提升50%，明顯提高數(shù)據(jù)讀取執(zhí)行的命中率。此外，亦參與47條全新Intel SSE4指令，提高多媒體性能和實(shí)現(xiàn)高性能運(yùn)算運(yùn)用。2021年1月8日，英特爾在北京舉行了題為“以智變 應(yīng)萬變的全新32nm 雙核4線程 酷睿處置器酷睿i7/i5/i3發(fā)布會。酷睿i7/i5處置器擁有獨(dú)特的英特爾睿頻加速技術(shù)，可以根據(jù)任務(wù)負(fù)載動態(tài)、智能地調(diào)理頻率和性能，在任務(wù)量較大時能實(shí)現(xiàn)按需提升頻率自動加速原始主頻2.66GHz可加速到3.33GHz ?？犷7/i5/i3處置器運(yùn)用英特爾超線程技術(shù)，讓每個內(nèi)核同時運(yùn)轉(zhuǎn)雙重?fù)?dān)務(wù)，實(shí)現(xiàn)高效、智能的多義務(wù)處置。 2021年2月，Intel推出32nm工藝的六核處置器 酷睿i7-780 ，開發(fā)代號為Gul