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Intel4004，標志著第一代微處理器問世，微處理器和微機時代從此開始。正因為發(fā)明了微處理器，霍夫被英國經(jīng)濟學家雜志列為“二戰(zhàn)以來最有影響力的7位科學家”之一。英特爾的第一顆處理器40044004當時只有2300個晶體管，是個四位系統(tǒng)，時鐘頻率僅為108KHz，每秒執(zhí)行6萬條指令（0.06 MIPs)。功能比較弱，而且計算速度較慢，只能用在Busicom計算器上。 英特爾8008處理器 1972年4月，霍夫等人開發(fā)出第一個8位微處理器英特爾800

2、8。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處理器運算速度比8008快10倍，可存取64KB存儲器，使用了6微米技術，共有6000個晶體管，處理速度為0.64MIPS。摩爾預言：“晶體管的密度每過18個月就會翻一番，但價格卻下降一半”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，標志著第三代微處理器問世。它采用16位寄存器、16位數(shù)據(jù)總線和29000個3微米技

3、術的晶體管，售價高達360美元。不過當時由于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)的第一臺電腦就是使用的這種芯片。這也標志著x86架構和IBM PC兼容電腦的產(chǎn)生。英特爾8086發(fā)布的時候，8086的時鐘頻率有4.77MHz，8MHz和10MHz三個版本，包括了具有300個操作的指令集。其中8MHz版本包含了大約28,000個晶體管，具備0.8MIPs的能力。1979年6月1日，英特爾推出4.77MHz的準16位微處理器8088,它是8086的廉價版本，價格為大眾所接受。在性能方面

4、，它在內(nèi)部以16位運行，但支持8位數(shù)據(jù)總線，采用現(xiàn)有的8位設備控制芯片，包含29000個3微米技術的晶體管，可訪問1MB內(nèi)存地址，速度為0.33MIPS。英特爾8088處理器電路結構圖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。但事實上80186從來都沒有在PC中應用，它僅僅存在于一個小范圍的圈子中，作為一個小型的控制器出現(xiàn)。英特爾801861982年2月1日：在80186發(fā)布后的幾周，80286就發(fā)布了。80286處理器集成了大約

5、13.4萬個晶體管,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增強了部分軟硬件功能 80286增加了實存(24位地址)和虛擬存儲器管理，可以在兩種不同的模式下工作，一種叫實模式，另一種叫保護方式。80286開始正式采用一種被稱為PGA的正方形包裝。英特爾80286具有異常處理機制；虛擬86模式可以同時模擬多個8086處理器來加強多任務處理能力。80386的廣泛應用,將PC機從16位時代帶入了32位時代。此外它還具有比80286更多的指令集。發(fā)布時，80386的最快速版本的主頻為20MHz，具備6.0MIPs，包含275,000個晶體管。英特

6、爾803861988年6月16日：80386SX發(fā)布，它是80386DX的廉價版本，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破了100萬個晶體管的界限，集成了120萬個晶體管，使用1微米的制造工藝。其實486就是80386+80387協(xié)處理器+8KB一級緩存,是超級版本的386。英特爾4861991年5月22日：80486DX的廉價版本80486SX發(fā)布，它和DX的區(qū)別是沒有整合FPU。Pentium浮出水面199

7、3年3月22日：全面超越486的新一代586CPU問世，為了擺脫486時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。Pentum 處理器的性能接近主要的RISCCPU并兼容80x86，同時繼承了長期積累下來的價值約500億美元的龐大軟件資源。Pentium最初級的CPU是Pentium 60和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

8、設置。 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。新的處理器對多媒體功能提供了很好的支持。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

9、的一級緩存和256KB的二級緩存。它是基于Pentium完全相同的指令集和兼容性，達到了440 MIPs 的處理能力和5.5 M個晶體管。這幾乎相當于比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。即一個256KB的二級緩存芯片與Pentium Pro芯片封裝在一起，兩個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行在更高的頻率上。例如Pentium Pro 200MHz CPU的L2 Cache就是運行在200MHz，也就是工作在與處理器相同的頻率上，這在當時可以算得上是C

10、PU技術的一個創(chuàng)新。Pentium Pro的推出，為以后Intel推出P奠定了基礎。 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個晶體管 1996年10月6日：英特爾發(fā)布200MHz Pentium 處理器IntelPentium MMX1997年1月8日：英特爾在1996年推出的Pentium系列的改進版本，內(nèi)部代號P55C，也就是我們平常所說的Pentium MMX。Pentium MMX在原Pentium的基礎上進行了重大的改進，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

11、測單元和返回堆棧技術，特別是新增加的57條MMX多媒體指令。Intel Pentium IIMMX技術是Intel最新發(fā)明的一項多媒體增強指令集技術，它的英文全稱可以翻譯成“多媒體擴展指令集”。使得Pentium MMX即使在運行非MMX優(yōu)化的程序時也比同主頻的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)時的等待時間，使CPU擁有更強大的數(shù)據(jù)處理能力。MMX CPU比普通CPU在運行含有MMX指令的程序時，處理多媒體的能力提高了60左右。MMX技術開創(chuàng)了CPU開發(fā)的新紀元。Pentium MMX系列的頻率只有三種：16

12、6MHz、200MHz、233MHz，一級緩存從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750萬個晶體管，并整合了MMX指令集技術。此時，英特爾 Pentium II架構已經(jīng)從Socket 7轉成Slot 1，并首次引入了S.E.C封裝(Single Edge Contact)技術，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D

13、eschutes。 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一級緩存和512K二級緩存（運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

14、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在二級高速緩存，代碼名為Coppermine。Coppermine以733MHz登臺。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處理器的時鐘速度，也使的Intel在技術上能夠推出了集成的二級高速緩存。雖然集成的二級高速緩存只有老式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 II

15、I Xeon處理器。作為Pentium II Xeon的后繼者，除了在內(nèi)核架構上采納全新設計以外，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、流媒體應用軟件。除了面對企業(yè)級的市場以外，Pentium III Xeon加強了電子商務應用與高階商務計算的能力。Intel還將Xeon分為兩個部分，低端Xeon和高端Xeon。其中，低端Xeon和普通的Coppermine一樣，僅裝備256KB二級緩存，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

16、3月8日： Intel 限量供應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，它還標志著一個處理器新時代的開始，奔騰4可以說對英特爾至關重要。最早的Pentium 4使用的是SOCKET 423接口，后來轉變?yōu)镾OCKET 478接口，接下來又過渡到現(xiàn)金主流的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處理器原始代號為Willamette，采用0.18微米鋁導線工藝，配合低溫半導體介質（Low-Kdiclcctric）

17、技術制成，是一顆具有超級深層次管線化架構的處理器。423接口Pentium 4Pentium 4處理器最主要的特點就是拋棄了Intel沿用了多年的P6結構，采用了新的NetBurstCPU結構 。NetBurst結構具有不少明顯的優(yōu)點：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指令擴展集和400MHz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

18、連接這兩個頻率）。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8位*100百萬次/秒 *4=3,200MB/秒的數(shù)據(jù)傳輸速度。明顯地遠超過AMD公布的Athlon總線數(shù)據(jù)傳輸速度。Athlon總線速度為133Mhz，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，如果主存儲器無法

19、提供相對數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑挘@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合提供處理器、系統(tǒng)與主存儲器間最高的數(shù)據(jù)傳輸率，這也是最明顯的優(yōu)勢之一。不過系統(tǒng)的整體系統(tǒng)的成本將會因為使用較昂貴的 RDRAM 而提高。 高速執(zhí)行緩存為了增加8KB的數(shù)據(jù)緩存，P4包含了一個執(zhí)行跟蹤緩存，可存儲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，從而大大提高了系統(tǒng)性能。 快速執(zhí)行引擎算

20、術邏輯單元（ALU）以雙倍的時鐘速度運行，這讓類似于加、減、邏輯與、邏輯或等基本運算的執(zhí)行只用了1/2時鐘。例如，1.5GHz的快速執(zhí)行引擎其實是以3GHz在運算。 高級動態(tài)執(zhí)行高級動態(tài)執(zhí)行是控制CPU執(zhí)行順序的動態(tài)單元。P4可以發(fā)出126條動態(tài)指令，使流水線完成48次載入和24次存儲。與前一代的P處理器相比，它能夠增加33%的預處理速度，還可以在緩存中存儲更多的歷史信息從而快速取出。 改進的浮點數(shù)運算和多媒體單元P4的128位運算動態(tài)增加了運算單元，使得浮點數(shù)運算和多媒體表現(xiàn)都得到了較大的改進。 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流單指令多數(shù)據(jù)擴展2（SSE2）通過增加的144條新指令，SSE2具有更強多媒體增強指令和數(shù)據(jù)流單指令。這些特性包括一個128位單指令多數(shù)據(jù)整數(shù)運算和128位單指令多數(shù)據(jù)雙精度浮點指令，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、財政、工程和科學應用都極大增強。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：在理論上，Pentium 4是完美無缺，可是實際狀況卻遠非英特爾想象的那么簡單。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。Willamette核心構架首先是P4耗電驚人，