40年歷史CPU發(fā)展簡史

40年歷史！125張大圖詮釋CPU發(fā)展簡史

太長了，有15頁，有興趣的朋友看一下!！

CPU,Centralprocessingunit,是現(xiàn)代計算機的核心部件，又稱為''微處理器

(Microprocessor)%對于PC而言，CPU的規(guī)格與頻率常常被用來作為衡量-臺電腦性能強弱

重要指標。Intelx86架構(gòu)已經(jīng)經(jīng)歷了28個年頭，而x86架構(gòu)的CPU對我們大多數(shù)人的工作、

生活影響頗為深遠。

在開始Intelx86神奇時光之旅前面，我們需要弄清楚歷史上幾件很重要的事件，計算機的

始祖到底是誰？是ENIAC嗎？

這張圖相信很多人都看過。

?世界上第一臺電子計算機ENIAC

教科書里面的答案是ENIAC。這個答案不算正確，但也沒完全錯。ENIAC是美國賓州大學(xué)研制

的第一臺電子計算機，也是世界上第一臺電子計算機。準確一點說：ENIAC是世界上第一臺通

用型計算機。ENIAC是曰ectronic

NumericalIntegratorAnd

Computer的縮寫，它于1946年2月15日誕生；當時的資助者是美國軍方，目的是計算彈

道的各種非常復(fù)雜的非線性方程組。眾所周知，這些方程組是沒有辦法求出準確解的，因此只能

用數(shù)值方法近似地進行計算，因此研究一種快捷準確計算的辦法很有必要。

?那個時候的''程序設(shè)計"，需要插拔N多的插頭

美國軍方花費了48萬美元經(jīng)費在ENIAC項目上，這在當時可是一筆巨款，要不是為了二次世

界大戰(zhàn)，誰能舍得出這么大的錢？事實上ENIAC也是美國陸軍軍械部和賓州大學(xué)莫爾學(xué)院聯(lián)合

發(fā)布的，而非書本上所提的只有賓州大學(xué)。

從技術(shù)上而言,ENIAC是沒有太明晰的CPU概念的。因為它采用電子管作為基本電子元件。

用了足足18800個電子管，而每個電子管大約有一個普通家用25瓦燈泡那么大。這樣整部電

腦就有了8英尺高、3英尺寬、100英尺長的身軀，體積有研立方米，重達30噸，耗電高達

140千瓦。每秒能進行5000次加法運算（而人最快的運算速度每秒僅5次加法運算），還能進

行平方和立方運算，計算正弦和余弦等三角函數(shù)的值及其它一些更復(fù)雜的運算。這樣的速度在當

時已經(jīng)是人類智慧的最高水平。

但是，其實ENIAC還不是計算機的最早始祖?，F(xiàn)代計算機的思想由來已久，到了19世紀已經(jīng)

才日漸成熟，但是當時的技術(shù)水平很低弱，所以根本無法制造出可以運行的系統(tǒng)來，其中最據(jù)代

表性的就是巴貝奇的分析機。

?巴貝奇分析機部件

英國皇家學(xué)會會員、劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)教授巴貝奇(CharlesBabbage,

1792-1871.),是一位富有的銀行家的兒子。他于1792年出生于英格蘭西南部的托格茅斯，

后來繼承了相當豐厚的遺產(chǎn)。巴貝奇把繼承的財富都用于科學(xué)研究，并顯示出極高的數(shù)學(xué)天賦,

考入劍橋大學(xué)后，他發(fā)現(xiàn)自己掌握的代數(shù)知識甚至超過了教師。1817年獲碩士學(xué)位，1928年

受聘擔任劍橋大學(xué)''盧卡辛講座”的數(shù)學(xué)教授，這是只有牛頓等科學(xué)大師才能獲得的殊榮。

?巴貝奇教授，CharlesBabbage

巴貝奇不但精于科學(xué)理論，更喜歡將科學(xué)應(yīng)用在各種發(fā)明創(chuàng)造上。他最早提出，人類可以制造出

通用的計算機，來代替大腦計算復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題。當時并沒有電/技術(shù)的應(yīng)用，于是巴貝奇的設(shè)

想就架構(gòu)在當時日趨成熟的機械技術(shù)上。巴貝奇將他設(shè)想的通用計算機命名為''分析機"，并希望

它能自動解算有100個變量的復(fù)雜算題，每個數(shù)達25位，速度達到每秒鐘運算一次。分析機

包括齒輪式''存貯倉庫"(Store)和''運算室"即''作坊"(Mill),而且還有他未給出名稱的''控制器"

裝置，以及在''存貯倉庫"和''作坊"之間運輸數(shù)據(jù)的輸入輸出部件。這種天才的思想，劃時代地提

出了類似于現(xiàn)代電腦五大部件的邏輯結(jié)構(gòu)，也為后世的通用處理器誕生奠定了堅實的基礎(chǔ)。

最初，巴貝奇還有政府的資助來研究設(shè)計''分析機"，但是短視的英國政府于1842年，斷然

宣布停止對巴貝奇的一切資助，而當時的科學(xué)界也譏笑他是''愚笨的傻瓜“，公然稱差分機''毫無

任何價值“。不過英雄的故事里面總是有美人垂青，英國著名詩人拜倫的女兒愛達,拉夫拉斯伯爵

夫人(注解1)，是唯一能理解巴貝奇的人，也是世界計算機先驅(qū)中的第一位女性。她幫助巴貝奇

研究分析機，建議用二進制數(shù)代替原來的十進制數(shù)(編者注：真是天才！)。她還指出分析機可能

像雅各織布機一樣編程，并發(fā)現(xiàn)了編程的要素。她還為某些計算開發(fā)了一些指令，并預(yù)言計算機

總有一天會演奏音樂。第二年，她幫助巴貝奇處理論文的譯稿時，加入了許多獨特的見解，深得

巴貝奇教授的贊許。

在愛達夫人短暫生命的最后十年里，全力協(xié)助巴貝奇工作，甚至把自己的珠寶手飾都拿出來

變賣，以幫助巴貝奇度過經(jīng)濟難關(guān)。之后，巴貝奇又獨自堅持了近20年，直至1871年，這位

先驅(qū)者孤獨地離開了人世時，分析機終于沒能制造出來，未完成的一部分也被保留在英國皇家博

物館里。巴貝奇逝世后，他的兒子亨利?巴貝奇少將制造了若干個復(fù)制品，送往世界各地保存。

享利堅定地相信，總有一天，他父親的這種機器一定會被后人制造出來。

近年來，科學(xué)界已經(jīng)普遍確認巴貝奇在信息科學(xué)的鼻祖地位。1991年，為了紀念巴貝奇

200周年誕辰，英國肯圣頓(Kensington)科學(xué)博物館根據(jù)這些圖紙重新建造了一臺差分機。復(fù)

制過程中，只發(fā)現(xiàn)圖紙存在著兒處小的錯誤。復(fù)制者特地采用18世紀中期的技術(shù)設(shè)備來制作,

不僅成功地造出了機器，而且可以正常運轉(zhuǎn)。

?后人完成的巴貝奇分析機

為什么要提這些舊事？其實無論是英特爾、IBM、微軟，還是甲骨文，如果沒有這些先驅(qū)們的奉

獻，就沒有今天的繁榮。另外，我國的教育對于這一段歷史的描述非常差，編者希望這樣的說明

能夠在開始以下Intelx86神奇時光之旅前，有個很好的交待，權(quán)作拋磚引玉吧。

［注解1：1981年，美國國防部花了10年的時間，研制了種計算機全功能混合語言，并成

為軍方數(shù)千種電腦的標準。為了紀念愛達夫人，這種語言被正式命名為ADA語言，并贊譽她是

''世界上第一位軟件工程師］

在以下部分的介紹里，我們將看到集成電路的通用型CPU誕生

其實早在英特爾公司誕生前，集成電路技術(shù)就已經(jīng)被發(fā)明。1947年，AT&T貝爾實驗室的三位

科學(xué)家發(fā)明了晶體管，晶體管的出現(xiàn)，迅速替代電子管占領(lǐng)了世界電子領(lǐng)域。隨后，晶體管電路

不斷向微型化方向發(fā)展。1957年，美國科學(xué)家達默提出''將電子設(shè)備制作在一個沒有引線的固

體半導(dǎo)體板塊中''的大膽技術(shù)設(shè)想，這就是半導(dǎo)體集成電路的核心思想。

1958年，美國德克薩斯州儀器公司的工程師基爾比。ack

Kilby)在一塊半導(dǎo)體硅晶片上將電阻、電容等分立元件集成在里面，制成世界上第一片集成電路。

也正因為這件事，2000年的諾貝爾物理獎頒發(fā)給了已退休的基爾比。1959年，美國仙童公司

的諾伊斯用一種平面工藝制成半導(dǎo)體集成電路，從此開啟了集成電路比黃金還誘人的時代。其后,

摩爾、諾宜斯、葛洛夫這三個''伙伴"離開原來的仙童公司，一起開創(chuàng)事業(yè)一一籌建一家他們自己

的公司。三人一致認為，最有發(fā)展?jié)摿Φ陌雽?dǎo)體市場是計算機存儲器芯片市場。

Intel的元老們，摩爾、諾宜斯、葛洛夫（從左至右）

吸引他們成立新公司的另一個重要原因是：這一-市場幾乎完全依賴于高新技術(shù)，你可以盡可能地

在一個芯片上放最多的電路，誰的集成度高，誰就能成為這一行業(yè)的領(lǐng)袖。

in?

lintel這個名字有著深遠涵義

基于以上考慮，摩爾為新公司命名為：Intel,這個字是由''集成/甩子（Integrated

Electronics）"兩個英文單詞組合成的，象征新公司將在集成電路市場上飛黃騰達，結(jié)果就真的

如此。（看來在摩爾有生之年，請他起個名字一定發(fā)達，人_入！）

當時，這三位創(chuàng)業(yè)者說服風(fēng)險資本家阿瑟.羅克給他們投資了200萬美元；還找到了他們創(chuàng)業(yè)的

最佳地點，就是原聯(lián)合碳化物電子公司的大樓，這可比惠普的車庫要強多了。公司創(chuàng)建不久，三

位創(chuàng)建人就與公司職員（這時是1968年底，英特爾公司已約定，他們將不拘泥于任何特定的技

術(shù)或產(chǎn)品生產(chǎn)線，用諾宜斯的話來說就是''對當今所有技術(shù)進行快鏡拍攝，從中發(fā)現(xiàn)哪種技術(shù)行

得通，哪種技術(shù)最卓有成效，就開發(fā)哪種技術(shù)"，公司有的是時間、才能和資金，所以他們不能

草率行事。諾宜斯說：''沒能任何合同規(guī)定我們必須保證某一生產(chǎn)線的生產(chǎn)。我們也不受任何舊

技術(shù)的約束?！?/p>

英特爾公司發(fā)現(xiàn)：當電子在集成電路塊的細微部位上出現(xiàn)或消失時，可以將若干比特（bites,

資料的最小計量單位）信息非常廉價地儲存在微型集成電路硅片上，他們首先將這種發(fā)現(xiàn)應(yīng)用在

商業(yè)上。1969年的春天，在公司成立一周年以后，英特爾公司生產(chǎn)了第一批產(chǎn)品，即雙極處理

64比特存儲芯片。不久，公司又推出256比特的MOS存儲器芯片。一個小小的Intel公司，

以它的兩種新產(chǎn)品的問世而打入了整個計算機存儲器市場一一這是一個輝煌的開端，而其他的一

些公司直到1980年才能生產(chǎn)MOS芯片和雙極芯片。

隨著日木公司加入競爭，內(nèi)存的生意越來越艱難。盡管當時有很多美國人抱怨日本人公司以

低于成本的價格向美國傾銷產(chǎn)品，但一個不可否認的事實是，日本在芯片制造上的速度和質(zhì)量是

無與倫比的。這時候，英特爾公司面對有史以來最大的生存危機。不過最終他們作出一個令人欽

佩的決斷：放棄內(nèi)存，全力投入微處理器業(yè)務(wù)。

說到微處理器業(yè)務(wù)，其實最初是件很偶然的事情：英特爾的一家客戶（Busicom,一家現(xiàn)已

不存在的日本廠商）要求英特爾為其專門設(shè)計一些處理芯片。在研究過程中，英特爾的研究員霍

夫（Hoff）問自已：對于集成電路，能否在外部軟件的操縱下以簡單的指令進行復(fù)雜的工作呢？為

什么不可將這個計算機上的所有邏輯集成到一個芯片上并在上面編制簡單通用的程序呢？這其

實就是今天所有微處理器的原理。但日木公司對此毫無興趣。在同事的幫助及公司支持下，霍夫

把中央處理器的全部功能集成在一塊芯片上，再加上存儲器；完善了這種后來被稱為4004的

芯片，也就是世界上第一片微處理器。

?Intel歷史上的首款微處理器4004

.4004CPU的樣子，可愛吧？

1971年英特爾誕生了第一個微處理器一一4004o該芯片其實是為Busicomcalculator專門

設(shè)計制造的，但已經(jīng)可以看到個人電腦的影子在里面了。

量4004的核心電路照片

另外一些樣子的4004

.4004的全家福（點擊放大）

據(jù)說當時有一位留著長發(fā)的美國人在無線電雜志上讀到14004的消息，立即就想能用這個

CPU來開發(fā)個人使用的操作系統(tǒng)。結(jié)果經(jīng)過番仔細折騰之后，發(fā)現(xiàn)14004的功能實在是太弱，

向他想實現(xiàn)的系統(tǒng)功能與Basic語言并不能在上面實現(xiàn)只好作罷，這個人就是比爾.蓋茨一一微

軟公司的老板。不過從此之后，他對英特爾的動向非常關(guān)注，終于在1975年成就了微軟公司

（MicrosoftCorporation）o

?接下來到了8008出場的時候了。

8008的運算能力比4004強勁2倍。1974年，?本無線甩雜志刊登了?種使用8008作處理

器的機器，叫做、'Mark-8（馬克八號）“，這也是目前已知的最早的家用電腦了。雖然從今天的角

度看來，"Mark-8”非常難以使用、控制、編程及維護，但是這在當時卻是一種偉大的發(fā)明。

?這顆比較清楚點

才8008的核心照片

事實上，8008共有四種型號，分別為C8008、C8008-1.D8008、D8008-1,C8008就是

剛才發(fā)的第二張8008圖片,C8008-1剛才發(fā)的第張8008圖片。以下為

D8008、D8008-1

#D8008

.D8008-1

在8008之后，Intel又開發(fā)了下?代產(chǎn)品叫做8080,8080被用于當時?種品牌為Altair（牽

牛星，這個名字來源于當時電視節(jié)目里一個流行的科幻?。┑碾娔X上。這也是有史以來第一個知

名的個人電腦。當時這種電腦的套件售價是395美金，短短數(shù)月的時間里面，銷售業(yè)績達到了

數(shù)萬部，創(chuàng)造了個人電腦銷售歷史的一個里程碑。

#8080A

幣8080的核心照片

?這是基于8080芯片的計算機Processor

TechnologySol-20

?內(nèi)部結(jié)構(gòu)

［小結(jié)］:

4004的集成度只有2300個晶體管，功能其實比較弱，且計算速度較慢，以致只能用在Busicom

計算搭上，更不用說進行復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算了。不過比起第臺甩子計算機ENIAC來說，它已經(jīng)

輕巧太多太多了。而且最大的歷史意義是，它是第一個通用型處理器，這在當時專用集成電路設(shè)

計橫行的時代是難得的突破。所謂專用集成電路設(shè)，就是為不同的應(yīng)用設(shè)計獨特的產(chǎn)品，一旦應(yīng)

用條件變化，就需要重新設(shè)計；當然在商業(yè)盈利匕對設(shè)計公司是很有好處的。但是英特爾公司

的目光并沒有這么短淺，霍夫做出大膽的設(shè)想：使用通用的硬件設(shè)計加上外部軟件支持來完成不

同的應(yīng)用，這就是最初的通用微處理器的設(shè)想。

英特爾公司很快對這個設(shè)想進行了論證，發(fā)現(xiàn)確實可行，而且這種產(chǎn)品的好處就在于采用不同的

軟件支持就能完成不同的工作，這比重新設(shè)計專用的集成電路要簡單得多?？吹竭@種產(chǎn)品將來的

廣闊前景，英特爾公司馬上投入了設(shè)計工作并很快推出了產(chǎn)品一一世界上第一塊微處理器Intel

4004。

其實4004處理只能處理4位數(shù)據(jù)，但內(nèi)部指令是8位的。4004擁有46條指令，采用16

針直插式封裝。數(shù)據(jù)內(nèi)存和程序內(nèi)存分開，1K數(shù)據(jù)內(nèi)存，4K程序內(nèi)存。運行時鐘頻率預(yù)計為

1M,最終實現(xiàn)達到了740kHz,能進行二進制編碼的十進制數(shù)學(xué)運算。這款處理器很快得到了

整個業(yè)界的承認，藍色巨人IBM還將4004裝備在IBM

1620機器匕

在4004發(fā)布后不久，英特爾連續(xù)的發(fā)布了幾款CPU：4040、8008,但市場反響平平，

不過卻為開發(fā)8位微處理器打下了良好基礎(chǔ)。1974年，英特爾公司又在8008的基礎(chǔ)上研制出

了8080處理器、擁有16位地址總線和8位數(shù)據(jù)總線，包含7個8位寄存器（A,B,C,D,E,F,G,

其中BC,DE,HL組合可組成16位數(shù)據(jù)寄存器），支持16位內(nèi)存，同時它也包含一些輸入輸出

端口，這是一個相當成功的設(shè)計，還有效解決了外部設(shè)備在內(nèi)存尋址能力不足的問題。

大家一般都只知道8086,很少知道8085的存在，下面這個就是8085的真面目:

1978年，8086處理器誕生了。這個處理器標志著X86王朝的開始，為什么要紀念英特爾x86

架構(gòu)25周年？主要原因是從8086開始，才有了目前應(yīng)用最廣泛的PC行業(yè)基礎(chǔ)。雖然從1971

年,英特爾制造4004至今，已經(jīng)有32年歷史;但是從沒有像8086這樣影響深遠的神來之作。

#8086

.8086/8088的核心

.8086的協(xié)處理器：8087

8087實際上有13種型號，這里只給出一種的圖片，因為都大同小異。

還有一個更關(guān)鍵的因素，是時IBM研究新的PC機來打擊蘋果的個人電腦。IBM公司需要選擇

一款強大，易于擴展的處理器來驅(qū)動，英特爾的X86處理器取得了絕對的勝利，成為IBM

PC的新''大腦這個歷史的選擇也將英特爾公司日后帶入了財富500強大公司的行列，并被財

富雜志稱之為：”70年代的商業(yè)奇跡(BusinessTriumphs

oftheSeventies)”。

IBM公司的PC大獲成功，不但帶旺了英特爾的生意，還造就了另外一個商業(yè)奇跡一一微軟

公司。比爾.蓋茨搭車銷售了DOS操作系統(tǒng)，為今天稱霸軟件行業(yè)攫取了第一桶金。不但如此，

因為IBM公司的遠見，開放了PC架構(gòu)的授權(quán)，康柏(今天已經(jīng)變成HP的一部分)等第三方的制

造商也大獲其利。甚至臺灣地區(qū)等經(jīng)濟的騰飛都與這次歷史的聯(lián)合有著必然的聯(lián)系,無論從歷史,

還是產(chǎn)業(yè)的眼光來閱讀，這個事件都非常值得稱頌！

■^8088

使用8088芯片的筆記本

噴

使用8088芯片的筆記本

配置如下：

Intel8088CPU

128Kb

RAM

3.5"360kb或者720kb軟驅(qū)

5MB硬盤

事實上，IBM在PC

XT選用的是8088這個型號。以技術(shù)的觀點來看，8088其實是8086的一個簡版，其內(nèi)部指

令是16位的，但是外部是8位數(shù)據(jù)總線；相對于8086內(nèi)部數(shù)據(jù)總線（CPU內(nèi)部傳輸數(shù)據(jù)的總

線）、外部數(shù)據(jù)總線（CPU外部傳輸數(shù)據(jù)的總線）均為16位，地址總線為20位，可尋址1MB內(nèi)

存的規(guī)格來說，是稍差了一點，但是已經(jīng)足以勝任DOS系統(tǒng)和當時的應(yīng)用程序了。8086集成

2.9萬只晶體管，時鐘頻率為4.77MHz,同時還生產(chǎn)出與之配合的數(shù)學(xué)協(xié)處理器8087,這兩

種芯片使用相同的指令集，可以互相配合提升科學(xué)運算的效率。

當然現(xiàn)在的CPU都內(nèi)建數(shù)學(xué)協(xié)處理器，因此不再需要額外的數(shù)學(xué)協(xié)處理器芯片，但是七十

年代的技術(shù)限制，?般只能將數(shù)學(xué)協(xié)處理器做成另外個芯片，供用戶選擇。這樣的好處是減少

了制造的成本，提高了良品率，更降低速度不敏感的用戶的支出：他們可以暫時不買數(shù)學(xué)協(xié)處理

器，直到需要的時候買?個回來插到IC插座里即可。

1982年，英特爾發(fā)布了80286處理器，也就是俗稱的286。這是英特爾第一個可以運行所有

為其撰寫的處理器，在發(fā)布后的六年中，全球?共交付了?千五百萬臺基于286的個人電腦。

80286

才80286核心照片

80286芯片集成了14.3萬只晶體管、16位字長，時鐘頻率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。

其內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線皆為16位，地址總線24位。與8086相比，80286尋址能力達至IJ了

16MB,可以使用外存儲設(shè)條模擬大量存儲空間，從而大大擴展了80286的工作范圍，還能通

過多任務(wù)硬件機構(gòu)使處理器在各種任務(wù)間來回快速切換，以同時運行多個任務(wù)，其速度比8086

提高了5倍甚至更多。IBM公司將80286用在技術(shù)更為先進AT機中，與IBM

PC機相比，AT機的外部總線為16位（PCXT機為8位），內(nèi)存一般可擴展到16MB,可支持

更大的硬盤，支持VGA顯示系統(tǒng)，比PCXT機在性能上有了重大的進步。

?使用80286的電腦

但是這時候，IBM公司內(nèi)部發(fā)生了很大的分歧：內(nèi)部很多人反對快速轉(zhuǎn)換到286計算機的

銷售，因為286

PC會對IBM的小型機與之前的PCXT銷售有影響，他們希望緩慢過渡。但是Intel公司并不

能等，80286處理器已經(jīng)批量生產(chǎn)了，不可能堆在倉庫里等IBM慢慢消化；這時候生產(chǎn)兼容

IBM

PC的康柏公司就鉆了一個空子一一快速推出286的PC機，一舉打敗IBM成為PC市場的新霸

主。

微處理器決定了計算機的性能和速度，誰能制造出性能卓越的高速PC,誰便能領(lǐng)導(dǎo)計算機的新

潮流，這就是游戲規(guī)則。IBM的人最初順應(yīng)的這個規(guī)則，因此在PC市場大獲成功，但是到了

286時代，卻又放棄了正確的選擇，真是讓人為之嘆惋。

附:80286之前還有一個CPU,叫80186。

*80186核心實物圖

The861X6(1982)combinerou-lnnirdclockandinput/output

circuits,pointingthewayforfaster,morecofn/KicfIHM-com-

patiblemachines.

.80186的核心照片

雖然有個所謂的80186,但從時間上看,就在80186剛推出沒幾周，80286就出現(xiàn)了，而且

這款80186從來沒有在PC機上出現(xiàn)過，因此，也就沒有多少人能記得它了。

?80386的出現(xiàn)，首次讓我們進入了32位元的世代。

1985年，英特爾再度發(fā)力推出了80386處理器。386集成了27萬5千只晶體管,超過了4004

芯片的一百倍。并且386還是英特爾第一種32位處理器，同時也是第一種具有''多任務(wù)''功能

的處理器一一這對微軟的操作系統(tǒng)發(fā)展有著重要的影響，所謂''多任務(wù)"就是說處理器可以在同時

處理兒個程序的指令。

80386

80386核心照片

不過就如過渡到286?樣，英特爾遇到了很大壓力。當時有?種流行的觀點認為，286已經(jīng)足

夠了，根本沒有必要生產(chǎn)386電腦，在銷售上開始并不如意。但是英特爾的領(lǐng)導(dǎo)人并不這樣認

為，在宣傳上采納很多新的手法，借鑒了很多消費類產(chǎn)品的辦法，讓人耳目一新；另一方面，也

對386芯片區(qū)分出不同的規(guī)格，去適應(yīng)不同的用戶需求。尤其是后來推出的80386sx芯片，

內(nèi)部數(shù)據(jù)總線為32位，與80386相同，但是外部數(shù)據(jù)總線為16位，既有386的優(yōu)點，又有

286的成木優(yōu)勢，取得了很大的市場成功；同時原本的386芯片改稱為386DX,以區(qū)別386SX。

386時代，Intel在技術(shù)有了很大的進步。80386內(nèi)部內(nèi)含27.5萬個晶體管，時鐘頻率為

12.5MHz,其后又提高到20MHz、25MHz、33MHz等。80386DX的內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線都

是32位，地址總線也是32位，可尋址高達4GB內(nèi)存。它除具有實模式和保護模式外，還增

加了一種叫虛擬模式的工作方式，可同時模擬多個8086處理器來提供多任務(wù)能力。

intel@

80386DX

?1989年首嘗RISC性能提升4倍的CPU一一80486

1989年，英特爾發(fā)布了486處理器。486處理器是英特爾非常成功的商業(yè)項目。很多廠商也

看清了英特爾處理器的發(fā)展規(guī)律，因此很快就隨著英特爾的營銷戰(zhàn)而轉(zhuǎn)型成功。80486處理器

集成了125萬個晶體管，時鐘頻率由25MHz逐步提升到33MHz、40MHz、50MHz及后來的

lOOMhZe

80486也是英特爾第一個內(nèi)部包含數(shù)字協(xié)處理器的CPU,并在X86系列中首次使用了

RISC（精簡指令集）技術(shù),從而提升了每時鐘周期執(zhí)行指令的速度。486還采用了突發(fā)總線方式，

大大提高了處理器與內(nèi)存的數(shù)據(jù)交換速度。由于這些改進，80486的性能比帶有80387數(shù)學(xué)

協(xié)處理器的80386快了4倍有余。

于80486的照片

圖片上傳于POP.PCPOP.

療80486DX

爭80486的核心照片

英特爾將區(qū)格用戶的策略再次應(yīng)用在486產(chǎn)品上，因此486分為有數(shù)學(xué)協(xié)處理器的486DX和

無數(shù)學(xué)協(xié)處理器的486SX兩種,486SX的價格要便宜?些。后來486在倍頻上規(guī)格有所改進，

就出現(xiàn)了486DX2,486DX4的新''變種"。以DX2來舉例，其涵義是處理器內(nèi)部工作頻率為外

頻的2倍，這樣一來，就緩解了處理器內(nèi)部高速與外部總線的慢速的矛盾。

?Pentium,第一款與數(shù)字無關(guān)的處理器

1993年，英特爾發(fā)布了Pentium（奔騰）處理器。本來按照慣常的命名規(guī)律是80586,但是因

為實際上"586"這樣的數(shù)字不能注冊成為商標使用，因此任何競爭對手都可以用586來混淆概

念，擾亂市場。事實上在486發(fā)展末期，就已經(jīng)有公司將486等級的產(chǎn)品標識成586來銷售

了。因此英特爾絕對使用自造的新詞來作為新產(chǎn)品的商標一一Pentium.

Pentium的照片

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MPLOGIC

IPentium/PentiumPro的核心照片

Pentium處理器集成了310萬個晶體管，最初推出的初始頻率是60MHz、66MHz,后來提升

到200MHz以上。第一代的Pentium代號為P54C,其后又發(fā)布了代號為P55C,內(nèi)建MMX（多

媒體指令集）的新版Pentium處理器。

如果購買了最初60MHz、66MHz

Pentium的用戶比較倒霉，不但其Socket插座與其后推出的Socket

7不同，不能升級以外；更有極大可能是有內(nèi)部缺陷的產(chǎn)品：早期的幾批產(chǎn)品存在浮點運算錯誤

的問題，雖然英特爾開始稱這樣的錯誤只是非常小一部分用戶才會遇到，但是因為市場反應(yīng)嘩然,

一時之間造成了很大的銷售停滯。

最后，當時的英特爾總裁安迪葛洛夫于1993年II月29日向全球用戶誠意道歉，并承諾回收

產(chǎn)品而告終。據(jù)后來的統(tǒng)計數(shù)字表明回收成本高達4億美金，這在當時是十分冒險的行為，對

于公司的資金實力是一個生死存亡的考驗；但最終的結(jié)果是重新贏得了消費者的信任，Pentium

再度成為市場上最暢銷的產(chǎn)品。

?1995年首款專為服務(wù)器設(shè)計的CPU一—PentiumPro

PentiumMMX的照片

Pentium

MMX是英特爾在Pentium內(nèi)核基礎(chǔ)上改進而成的，其大的特點是增加了57條MMX指令。這

些指令專門用來處理音視頻相關(guān)的計算，目的是提高CPU處理多媒體數(shù)據(jù)的效率。MMX指令

非常成功，在之后生產(chǎn)的各型CPU都包括這些指令集。據(jù)Tom'sHardware測試，即使最慢

的PentiumMMX166MHz也比Pentium

200MHz普通版要快。

PentiumPro的照片

1995年秋天，英特爾發(fā)布了PentiumPro處理器。PentiumPRO是英特爾首個專門為

32位服務(wù)器、工作站設(shè)計的處理器，可以應(yīng)用在高速輔助設(shè)計、機械引擎、科學(xué)計算等領(lǐng)域。

英特爾在Pentium

PRO的設(shè)計與制造上又達到了新的高度，總共集成了550萬個晶體管，并且整合了高速二級緩

存芯片。

PentiumPro的核心照片

Pentium

Pro透露出英特爾對企業(yè)市場的雄心，不過作為第一代產(chǎn)品，還是有很多商榷的地方。最有趣的

一件事情是，Pentium

Pro執(zhí)行16位程序的效能還不及同頻率Pentium的水平；當然這不是一個錯誤，只是在當時

16位程序數(shù)量還很多，32位軟件尚未成為主流的情形下就顯得太過超前。

?1997年將多媒體技術(shù)擺上臺面的CPU一—Pentium

II

PentiumII的照片

1997年英特爾發(fā)布了Pentium

H處理器。其內(nèi)部集成了750萬個晶體管，并整合了MMX指令集技術(shù)，可以更快更流暢的播

放影音Video,Audi。以及圖像等多媒體數(shù)據(jù)。

PentiumII核心的照片

PentiumII首次引入了S.E.C封裝(SingleEdge

Contact)技術(shù)，將高速緩存與處理器整合在一塊PCB板匕通過Pentium

II,用戶可以透過因特網(wǎng)來捕捉、編輯、共享數(shù)碼圖片給自己的朋友和家人；甚至在影片上加入

一些文字、音樂、效果等；可以使用視頻電話等最新的多媒體技術(shù)。而之前的處理器在效能上就

遜色很多了；因此在行銷宣傳上，英特爾特別凸現(xiàn)Pentium

II的多媒體能力，這也很大促進了多媒體技術(shù)的流行。

?1998年升級Pentium

Pro至強時代開始Xeon

1998年英特爾發(fā)布了PentiumII

Xeon(至強)處理器。Xeon是英特爾引入的新品牌，取代之前所使用的PentiumPro品牌。這

個產(chǎn)品線面向中高端企業(yè)級服務(wù)器、工作站市場；是英特爾公司進一步區(qū)格市場的重要步驟。

Xeon主要設(shè)計來運行商業(yè)軟件、因特網(wǎng)服務(wù)、公司數(shù)據(jù)儲存、數(shù)據(jù)歸類、數(shù)據(jù)庫、電子，機械

的自動化設(shè)計等。

PentiumIIXEON,至強的開始

PentiumHXeon處理器不但有更快的速度，更大的緩存，更重要的是可以支持多達4路

或者8路的SMP對稱多CPU處理功能。

?Celeron（賽揚）處理器

1999年，英特爾發(fā)布了Celeron（賽揚）處理器。簡單的說,Celeron與Pentium

II并沒有本質(zhì)上的不同，因為它們的內(nèi)核是?樣的，最大的區(qū)別在于高速緩存上。

.Celeron（賽揚）處理器

最初的Celeron是沒有二級緩存的，目的是降低成本來奪取低端市場的份額，就像當年在386、

486上，制造386SX、486SX簡化版的做法一樣。但是很遺憾的是，完全沒有二級緩存的

Celeron處理器效能極差，消費者并不買帳，因此很快英特爾就調(diào)整戰(zhàn)略：將Celeron處理器

的二級緩存設(shè)定為只有Pentium

H的一半（也就是128KB）,這樣既有合理的效能，又有相對低廉的售價；這樣的策略一直延續(xù)

到今天。

不過很快有人發(fā)現(xiàn)，使用雙Celeron的系統(tǒng)與雙Pentium

II的系統(tǒng)差距不大，而價格卻便宜很多，結(jié)果造成了Celeron沖擊高端市場的局面。后來英特

爾決定取消Celeron處理器的SMP功能，才解決了這個問題。可以看出，Celeron與Pentium

II是英特爾決定將高低產(chǎn)品線用不同的品牌區(qū)分的開始，事實也證明這種市場策略的成功。

PentiumIIXeon,PRO的繼承者。

?PentiumIII處理器

?老PIII的照片

?新封裝的Pin照片

同年，英特爾又發(fā)布了PentiumIH處理器。從Pentium

III開始，英特爾又引入了70條新指令（SIMD,SSE）,主要用于因特網(wǎng)流媒體擴展（提升網(wǎng)絡(luò)

演示多媒體流、圖像的性能）、3D、流式音頻、視頻和語音識別功能的提升。Pentium

IH可以使用戶有機會在網(wǎng)絡(luò)上享受到高質(zhì)量的影片，并以3D的形式參觀在線博物館、商店等。

?PentiumIIIXeon,決戰(zhàn)服務(wù)器市場

.PentiumIIIXeon

’者PHI的核心照片

與此同年，英特爾還發(fā)布了PentiumIIIXeon處理器。作為PentiumII

Xeon的后繼者，除了在內(nèi)核架構(gòu)上采納全新設(shè)計以外，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。除了面對企業(yè)級的市場

以外，PentiumIII

Xeon加強了電子商務(wù)應(yīng)用與高階商務(wù)計算的能力。在緩存速度與系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)上，也有很多進

步，很大程度提升了性能，并為更好的多處理器協(xié)同工作進行了設(shè)計。

?Pentium4、Celeron,一統(tǒng)江湖的風(fēng)云

2000年英特爾發(fā)布了Pentium4處理器。用戶使用基于Pentium

4處理器的個人電腦，可以創(chuàng)建專業(yè)品質(zhì)的影片，透過因特網(wǎng)傳遞電視品質(zhì)的影像，實時進行語

音、影像通訊，實時3D渲染，快速進行MP3編碼解碼運算，在連接因特網(wǎng)時運行多個多媒體

軟件。這是目前空前強大的個人電腦處理器產(chǎn)品，仍然在繼續(xù)銷售中。

?P4

423Pin

?P4

478Pin

Pentium4處理器集成了4200萬個晶體管，到了改進版的Pentium

4(Northwood)更是集成了5千5百萬個晶體管；并且開始采用0.18微米進行制造，初始速

度就達到了L5GHz(gigahertz),相當于從舊金山到紐約只花了13秒的車程(當然，沒人有這

么快的汽車)。

Pentium4還引入了NetBurst新結(jié)構(gòu)，以下是NetBurst結(jié)構(gòu)帶來的好處：

1.較快的系統(tǒng)總線(FasterSystemBus)；

2.高級傳輸緩存(AdvancedTransferCache)；

3.高級動態(tài)執(zhí)行(AdvancedDynamicExecution)(包含執(zhí)行追蹤緩存ExecutionTrace

Cache、高級分支預(yù)測EnhancedBranchPrediction)

4.超長管道處理技術(shù)(HyperPipelinedTechnology)；

5.快速執(zhí)行引擎(RapidExecutionEngine)；

6.高級浮點以及多媒體指令集(SSE2)等等。

當程序指令與數(shù)據(jù)一開始進入處理時，就會進入系統(tǒng)總線隊列。Pentium

3處理器外頻FSB設(shè)定在133Mhz,每時鐘周期傳輸64位數(shù)據(jù)，提供8字節(jié)

*133Mhz=1066MB/s的數(shù)據(jù)帶寬；而Pentium

4處理器的系統(tǒng)總線雖然僅為lOOMhz,同樣是64位數(shù)據(jù)帶寬，但由于其利用了與AGP4X相

同的原理''四倍速"(即FSB400)技術(shù)，因此可傳輸高達3200MB/秒的數(shù)據(jù)傳輸速度。

因此，Pentium4處理器傳輸數(shù)據(jù)到系統(tǒng)的其他部分比目前所有的x86處理器都快，也打

破了Pentium

3處理器受系統(tǒng)總線瓶頸的限制。其后英特爾又不斷改進系統(tǒng)總線技術(shù)，推出了FSB533、

FSB800的新規(guī)格，將數(shù)據(jù)傳輸速度進一步提升。并且在最新的Pentium

4處理器，英特爾已經(jīng)支持雙通道DDR技術(shù)，讓內(nèi)存與處理器傳輸速度也有很大的改進。

Pentium

4還提供的SSE2指令集，這套指令集增加144個全新的指令，在128bit壓縮的數(shù)據(jù)，在SSE

時，僅能以4個單精度浮點值的形式來處理，而在SSE2指令集，該資料能采用多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

來處理：

4個單精度浮點數(shù)(SSE)對應(yīng)2個雙精度浮點數(shù)(SSE2)；對應(yīng)16字節(jié)數(shù)(SSE2)；對應(yīng)8

個字數(shù)(word)；對應(yīng)4個雙字數(shù)(SSE2)；對應(yīng)2個四字數(shù)(SSE2)；對應(yīng)1個128位長的整

數(shù)(SSE2)

而Pentium4也有對應(yīng)型號的Celeron處理器，來應(yīng)對低端市場。

畸Pentium4

Willamette核心照片

的Pentium4

Northwood核心照片

*P4

Celeron照片

.XEON：Pentium4的至強版本

?XEON

MP：Pentium4的至強版本

?Itanium,64位元的時代來臨

'Itanium的照片

.Itanium的照片

2001年英特爾發(fā)布了Itanium（安騰）處理器。Itanium處理器是英特爾第一款64位元的

產(chǎn)品。這是為頂級、企業(yè)級服務(wù)器及工作站設(shè)計的，在Itanium處理器中體現(xiàn)了一種全新的設(shè)

計思想，完全是基于平行并發(fā)計算而設(shè)計（EPIC）。對于最苛求性能的企業(yè)或者需要高性能運算

功能支持的應(yīng)用（包括電子交易安全處理、超大型數(shù)據(jù)庫、電腦輔助機械引擎、尖端科學(xué)運算等）

而言，Itanium處理器基本是PC處理器中唯一的選擇。

嗡Itanium

2的照片

Itanium

2處理器是以Itanium架構(gòu)為基礎(chǔ)所建立與擴充的產(chǎn)品。提供了二位元的相容性，可與專為第

一代Itanium處理器優(yōu)化編譯的應(yīng)用程序兼容，并大幅提升了50%?100%的效能。Itanium

2具有6.4GB/sec的系統(tǒng)總線帶寬、高達3MB的L3緩存，據(jù)英特爾稱Itanium2的性能，

足足比Sun

Microsystems的硬件平臺高出50%。

2

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爭Itanium核心的照片

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McKinleymicroprocessor

Wltanium2核心的照片

?PentiumM,移動、網(wǎng)絡(luò)、節(jié)能的鐵騎

2003年英特爾發(fā)布了PentiumM處理器。以往雖然有移動版本的PentiumILIII,甚

至是Pentium

4-M產(chǎn)品，但是這些產(chǎn)品仍然是基于臺式電腦處理器的設(shè)計，再增加?些節(jié)能，管理的新特性

而已。即便如此，PentiumIII-M和Pentium

4-M的能耗遠高于專門為移動運算設(shè)計的CPU,例如全美達的處理器。

英特爾PentiumM處理器結(jié)合了855芯片組家族與Intel

PRO/Wireless2100網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機技術(shù)，成為英特爾CentHno(迅馳)移動運算技術(shù)的最重要組成部

分。Pentium

M處理器可提供高達1.60GHz的主頻速度，并包含各種效能增強功能，如：最佳化電源的

400MHz系統(tǒng)總線、微處理作業(yè)的融合(Micro-OpsFusion)和專門的堆棧管理器(Dedicated

StackManager),這些工具可以快速執(zhí)行指令集并節(jié)省電力。

更關(guān)鍵的是，Pentium

M處理器加上802.11的無線WiFi技術(shù)，就構(gòu)成了英特爾Centrino(迅馳)移動運算技術(shù)的整

套解決方案。這樣不僅具備了節(jié)能、長續(xù)航時間的優(yōu)點，更領(lǐng)導(dǎo)了目前流行的無線網(wǎng)絡(luò)風(fēng)尚。因

此，IBM、Sony、HP等各大筆記本電腦廠商已經(jīng)全面轉(zhuǎn)用PentiumM處理器來制造自己的主

流產(chǎn)品。

附上相關(guān)圖片：

?比比大小的照片:PentiumM

步順便把Mobile

PentiumII的照片補上

?Mobile

Celeron

?Mobile

PentiumIII

?PentiumD家庭娛樂、數(shù)字化辦公

2005年5月26日，Intel發(fā)布了發(fā)布迄今為止該公司第一款雙內(nèi)核服務(wù)器處理器，名為

-Intel雙內(nèi)核奔騰D處理器，主要是面向數(shù)字化家庭娛樂和數(shù)字化辦公的個人應(yīng)用雙內(nèi)核處理

器。

才PentiumD8XXSmithfiel核心照片

INTEL??'84

PENTIUM?

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PentiumDPresler的背面

.PentiumDXeon核心照片

PentiumDXeon

?王者降臨Intel雙核新一代Core微架構(gòu)

Intel

Core微架構(gòu)中全新的智能緩存技術(shù)有效地加強雙核心乃至多核心處理器的工作效率，Conroe

同樣也是雙核心設(shè)計，但是其緩存設(shè)計跟PentiumD并不相同。IntelPentiumD雙核心處理

器中每個獨立的核心都擁有獨立的二級緩存；但Intel

Core微架構(gòu)則是通過內(nèi)部的傳輸總線共享同一個二級緩存，2個內(nèi)核共同擁有4MB或2MB的

共享式二級緩存。

：oreYonah65nm核心照片

LE80539T2506

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#Conroe微架構(gòu)照片

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?Conroe微架構(gòu)詳解

小知識：由于Core和Conroe兩個單詞在結(jié)構(gòu)上頗為類似，因此有不少消費者往往將Core和

Conroe混淆。實際上，我們把Core音譯為酷睿，它是Intel下一代處理器產(chǎn)品將統(tǒng)一采用的

微架構(gòu)，而Conroe只是對基于Core微架構(gòu)的IntelT?代桌面平臺級產(chǎn)品的代號。除Conroe

處理器之外，Core微架構(gòu)還包括代號為Merom的移動平臺處理器和代號為Woodcrest的服

務(wù)器平臺處理器。采用Core的處理箱將被統(tǒng)?命名。由于上?代采用Yonah微架構(gòu)的處理器

產(chǎn)品被命名為Core

Duo,因此為了便于與前代Intel雙核處理器區(qū)分，Intel下代桌面處理器Conroe以及下一

代筆記本處理器Merom都將被統(tǒng)一叫做Core2Du。。另外，Intel的頂級桌面處理器被命名

為Core2Extreme,以區(qū)別于主流處理器產(chǎn)品。

?接下來該介紹AMD的CPU了

步首先是AMD8080

圖片上傳于POP.PCPOP.COM

步AMD8088-2-BQA

■AMDAMZ8002

圖片上傳于POP.PCPOP.COM

步MADAMZ8068DC

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圖片上傳于POP.PCPOP.COM

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