筆記本CU發(fā)展史

1筆記本CPU開(kāi)展史

筆記本的精髓就在于便攜性，是它真正實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)自由無(wú)極限的夢(mèng)想。在幾年之前，筆記本對(duì)國(guó)人來(lái)說(shuō)還是神秘的高科技，隨著近幾年筆記本價(jià)格的普及，越來(lái)越多的人用上了筆記本。從筆記本電腦專(zhuān)用CPU的技術(shù)上來(lái)看，mobileCPU經(jīng)過(guò)了十余年的開(kāi)展，在功耗控制、工作溫度、電量消耗等對(duì)于移動(dòng)計(jì)算相當(dāng)重要的方面比臺(tái)式機(jī)CPU有著很大的優(yōu)勢(shì)，從某些方面可以看作是筆記本開(kāi)展的一個(gè)重要標(biāo)志。筆記本電腦作為一種整機(jī)類(lèi)移動(dòng)辦公產(chǎn)品，它的快速開(kāi)展與IBM、東芝、HP〔COMPAQ〕、SONY、Apple等筆記本廠商的不懈努力是分不開(kāi)的，在筆記本的開(kāi)展史上有很多的經(jīng)典機(jī)型，比方IBM的ThinkPad600、T23……這些具有標(biāo)志性的電腦，可以從一定程度上代表著那個(gè)時(shí)代的筆記本的大體配置。研究歷史、研究哪些型號(hào)的筆記本是國(guó)人普遍使用的，對(duì)深度開(kāi)發(fā)筆記本專(zhuān)用操作系統(tǒng)具有重要的參考價(jià)值。以下資料在參考網(wǎng)上資料的根底上，做了一些整理、編排，如有錯(cuò)誤歡送指出，大家一起研究研究深度的筆記本“專(zhuān)用〞操作系統(tǒng)到底應(yīng)該是一個(gè)什么樣的系統(tǒng)。一、筆記本處理器和臺(tái)式處理器的區(qū)別

處理器是電腦的心臟，而體積小巧的筆記本電腦因?yàn)樽非蟾咝阅?、低耗電量、低發(fā)熱量，因此對(duì)處理器的要求更高。筆記本電腦早期曾直接采用臺(tái)式機(jī)的處理器，但效果不佳。于是制造工藝更先進(jìn)、更符合筆記本電腦需要的移動(dòng)處理器〔MobileCPU〕應(yīng)運(yùn)而生。

Intel作為在微處理器領(lǐng)域舉足輕重、占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的廠商，它在筆記本電腦、移動(dòng)處理器的開(kāi)展史上更是留下了光芒的印記。例如VoltageReduction、ClockGating、Quickstart、Speedstep等先進(jìn)技術(shù)，都是它在筆記本處理器電腦方面的造詣。二、移動(dòng)處理器開(kāi)展簡(jiǎn)史〔1989年——2021年的今天〕

眾所周知，世界上第一臺(tái)真正的筆記本電腦——日本東芝的T1100誕生于1985年，它采用了Intel出品的主頻1MHz的8086處理器，在今天動(dòng)輒GHz的時(shí)代顯得微缺乏道。

為了解決日益嚴(yán)重的筆記本電腦的熱量和體積問(wèn)題，1989年，Intel推出的386SL處理器可謂是筆記本電腦專(zhuān)用處理器的“領(lǐng)頭羊〞，這是歷史上第一款筆記本電腦專(zhuān)用CPU。該批次處理器由16MHz的386SL、20MHz的386SL、16MHz的386SX等組成。

1992年，筆記本電腦的處理器以以下為主：25MHz的386SX/386SL、20MHz的386SX/386SL〔不含數(shù)字協(xié)處理器〕以及25MHz的486DX組成〔含數(shù)字協(xié)處理器〕。

1993年，市場(chǎng)主要以33MHz的486DX處理器為主。該處理器內(nèi)含晶體管數(shù)為120萬(wàn)個(gè)，具備8KB的L1高速緩存，核心電壓為5V。理論上您是可以基于這款處理器的電腦上安裝WindowsXP，不過(guò)大概執(zhí)行不了什么有意義的程序吧。

1994年，Intel推出了配備雙時(shí)鐘與數(shù)字協(xié)處理器的486DX2芯片，在其中運(yùn)用了VoltageReduction技術(shù)，可根據(jù)運(yùn)行環(huán)境自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓、降低處理器功耗。該年下半年，Intel又推出了更先進(jìn)的75MHz/100MHz的DX4、MobilePentium75處理器。而配有MobilePentium75處理器的東芝T4900CT成為第一款Pentium筆記本電腦，從此筆記本電腦與臺(tái)式電腦正式分道揚(yáng)鑣。

1995年，33MHz的486SL和250MHz的486DX因?yàn)樾詢(xún)r(jià)比高，成為了市場(chǎng)低價(jià)機(jī)型的首選。MobilePentium75處理器那么成為主流本本的配置。

1996年，市面上的筆記本電腦已大量采用Intel的Pentium處理器，其中以Pentium100為入門(mén)型號(hào)，而Pentium133/150那么裝配了很多中高檔筆記本。該年Intel的處理器新技術(shù)以能自動(dòng)調(diào)整處理器主頻、控制發(fā)熱量的ClockGating技術(shù)為亮點(diǎn)。當(dāng)時(shí)臺(tái)式機(jī)的CPU都是采用0.8微米制造工藝生產(chǎn)的，筆記本CPU就是在這個(gè)時(shí)候采用了0.35微米制造工藝生產(chǎn)，電壓也因?yàn)閂RT技術(shù)而降到3.3V，也是從這時(shí)開(kāi)始筆記本的CPU才真正地與臺(tái)式機(jī)CPU劃清了界限，

1997年，Intel推出了MobilePentiumMMX120/133/150/166/200系列處理器，該系列處理器采用了有別于臺(tái)式機(jī)CPU的封裝，主要有兩種，分別是MMC和TCP，這兩種全新的封裝方式有助于筆記本主板設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化和超薄化開(kāi)展，成為當(dāng)年筆記本電腦的熱點(diǎn)。4M速率的FIR紅外開(kāi)始裝備筆記本，較之前的115.2K的紅外要快得多。下半年，Intel發(fā)布了代號(hào)為T(mén)illamook的CPU，它首次采用0.25微米技術(shù)工藝制造，內(nèi)部運(yùn)行電壓為1.8V，外部運(yùn)行電壓為2.5V，大幅度地延長(zhǎng)了電池使用時(shí)間，并且首次內(nèi)置了512KL2緩存(只能以?xún)?nèi)存同速的66MHz訪問(wèn))。硬盤(pán)方面開(kāi)始邁進(jìn)過(guò)G級(jí)的臺(tái)檻，高檔機(jī)型已經(jīng)裝備達(dá)3G的硬盤(pán)了。13.3寸的顯示屏也正式開(kāi)始裝備筆記本，XGA分辨率漸漸成為高檔機(jī)型的主流。

1998年，MobilePentiumMMX233/266/300推出、166MHz的PentiumMMX已成為入門(mén)筆記本電腦的配置。到年底，隨著桌面PentiumII處理器系列的誕生，Intel公司其根底上研發(fā)了MobilePentiumII、MobileCeleron兩款移動(dòng)處理器。MobilePentiumII按主頻分為：233/266/300/333/366/400Hz六種，首次采用了0.25微米的制造工藝，而當(dāng)年的臺(tái)式機(jī)處理器仍然采用0.35微米工藝制造。此外，66MHz外頻、512K半速L2Cache使得這款處理器成為當(dāng)時(shí)的高端產(chǎn)品。443BX北橋芯片組，采用MMC1模式封裝，內(nèi)部電壓1.7V，外部電壓1.8V。PentiumⅡ處理器逐漸成為市場(chǎng)的主流，PentiumMMX已退出市場(chǎng)。此時(shí)，ThinkPad600系列正式推出，這是ThinkPad歷史上銷(xiāo)售量最大機(jī)型，它把性能和便攜性進(jìn)行了完美的均衡與結(jié)合，將“超級(jí)便攜〞推到了一個(gè)新的技術(shù)頂峰，其鍵盤(pán)的手感尤為筆記本電腦用戶(hù)稱(chēng)道，至今仍是筆記本電腦鍵盤(pán)手感的標(biāo)尺。份

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2003年3月12日是一個(gè)重要的日子，在這一天，Intel正式發(fā)布了針對(duì)筆記本平臺(tái)的迅馳〔Centrino〕移動(dòng)計(jì)算技術(shù)。現(xiàn)在來(lái)看，Intel這一舉措對(duì)于未來(lái)移動(dòng)平臺(tái)的開(kāi)展產(chǎn)生了革命性的影響。

迅馳品牌是Intel首次將一系列技術(shù)用一個(gè)名字來(lái)命名。根據(jù)Intel的說(shuō)法，“‘迅馳’是‘中央’〔center〕與‘微中子’〔neutrino〕兩個(gè)名詞的結(jié)合體。〞他們...

●迅馳一代誕生

2003年3月12日是一個(gè)重要的日子，在這一天，Intel正式發(fā)布了針對(duì)筆記本平臺(tái)的迅馳〔Centrino〕移動(dòng)計(jì)算技術(shù)?，F(xiàn)在來(lái)看，Intel這一舉措對(duì)于未來(lái)移動(dòng)平臺(tái)的開(kāi)展產(chǎn)生了革命性的影響。

迅馳品牌是Intel首次將一系列技術(shù)用一個(gè)名字來(lái)命名。根據(jù)Intel的說(shuō)法，“‘迅馳’是‘中央’〔center〕與‘微中子’〔neutrino〕兩個(gè)名詞的結(jié)合體。〞他們認(rèn)為這個(gè)字聽(tīng)起來(lái)很有活力，而且會(huì)讓人聯(lián)想到“一種微小、快速，而且功能強(qiáng)大的設(shè)備。〞

以往筆記本中的硬件大多由針對(duì)桌面的產(chǎn)品修改而來(lái)，如Pentium4-M處理器，而從迅馳開(kāi)始，這一局面完全被打破。迅馳并不是特指某一個(gè)芯片，而代表的是一個(gè)平臺(tái)化的概念，它由三局部組成：移動(dòng)處理器、對(duì)應(yīng)芯片組以及802.11無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能模塊，對(duì)應(yīng)第一代迅馳〔Carmel〕而言，那么分別是：代號(hào)Banias的PentiumM處理器、Intel855系列芯片組以及IntelPRO/Wireless2100/2100A無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡。以上三方面缺一不可，否那么代表迅馳的蝴蝶Logo那么無(wú)法在烙印在筆記本上。

可以說(shuō)從迅馳發(fā)布這天開(kāi)始，筆記本與臺(tái)式機(jī)開(kāi)始沿著各自的道路開(kāi)展，變得涇渭清楚起來(lái)。從移動(dòng)處理器的開(kāi)展中，我們可以更清楚的看到這一點(diǎn)。從1989年Intel第一顆移動(dòng)處理器80386SL，到2007年的Core2Duo雙核，悉數(shù)移動(dòng)處理器的開(kāi)展歷程，我們大概可以將其分為三個(gè)階段。

●移動(dòng)處理器開(kāi)展回憶〔1989～1999〕

1989年，Intel正式推出第一顆筆記本專(zhuān)用移動(dòng)處理器——80386SL。

1993年，486SX和486DX進(jìn)入筆記本市場(chǎng)。

1994年，Pentium處理器面世，同時(shí)Intel為移動(dòng)處理器開(kāi)發(fā)了voltageReduction〔自動(dòng)降壓〕技術(shù)，和桌面處理器區(qū)別逐步表現(xiàn)出來(lái)。

1996年，移動(dòng)處理器技術(shù)發(fā)生質(zhì)的飛躍，Intel先后開(kāi)發(fā)了ClockGating、SL和VRT等降低功耗的技術(shù)，并開(kāi)始使用移動(dòng)處理器專(zhuān)用的MMC和TCP封裝方式。

1997年，Intel發(fā)布代號(hào)為P55C的MMX移動(dòng)處理器。

1997下半年，Intel發(fā)布Tillamook，使用0.25微米工藝，參加QuickStart技術(shù)，大幅提升電池使用時(shí)間，并且首次內(nèi)置了512KBL2緩存。

1998年4月，代號(hào)Deschutes的PentiumII處理器被筆記本采用

1999年，Intel正式發(fā)布0.18微米工藝PentiumII400,集成了2700萬(wàn)晶體管，256KB全速L2緩存，核心電壓1.5V，采用MicroPGA或BGA封裝方式。同年Intel發(fā)布著名的SpeedStep技術(shù)。至此臺(tái)式機(jī)和筆記本處理器完全分開(kāi)，形成了兩條陣線(xiàn)清楚的產(chǎn)品線(xiàn)。

在這個(gè)階段，由于技術(shù)和市場(chǎng)條件的限制，筆記本還并沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。所謂的移動(dòng)處理器根本上是由桌面處理器修改而來(lái)，不過(guò)在此期間Intel已經(jīng)著手進(jìn)行移動(dòng)技術(shù)方面的研發(fā)，著名的SpeedStep技術(shù)就是在這個(gè)時(shí)期誕生，這些技術(shù)為后來(lái)移動(dòng)處理器的開(kāi)展奠定了根底。

●移動(dòng)處理器開(kāi)展回憶〔2000～2003〕

2000年，Intel推出代號(hào)為Coppermine的PIII筆記本用處理器。

2001年，代號(hào)為T(mén)ualatin的PIII-M筆記本用CPU發(fā)布，同年推出增強(qiáng)的SpeedStep技術(shù)，采用FCPGA或PCBGA封裝。

2002年7月，Intel推出采用0.13微米工藝和Northwood核心的Pentium4-M移動(dòng)處理器。

在這個(gè)階段然筆記本電腦所用的移動(dòng)處理器雖然與臺(tái)式處理器有所不同，但根本還是基于桌面處理器的核心研發(fā)，只是相應(yīng)的降低工作頻率，并使用相對(duì)低的總線(xiàn)頻率，同時(shí)降低工作電壓而已，除此而外，在理論上與桌面處理器幾乎一模一樣。

從這個(gè)階段開(kāi)始，Intel處理器開(kāi)展方向主要以提升頻率為主，相應(yīng)的Pentium4-M頻率也比以前的產(chǎn)品高出不少。但是Pentium4處理器的功能盡管強(qiáng)大但功耗控制的卻不如Pentium3-M來(lái)的好，因此當(dāng)時(shí)使用Pentium4處理器的多是一些并不十分在乎移動(dòng)性的筆記本電腦，那些超輕薄型的筆記本電腦仍然采用了效率與功耗更加平衡的Pentium3-M處理器。高主頻帶發(fā)熱量的急劇增加，Pentium4-M廣受批評(píng)，此刻業(yè)界普遍開(kāi)始意識(shí)到移動(dòng)平臺(tái)與桌面平臺(tái)的區(qū)別，這也可以說(shuō)為之后PentiumM的誕生奠定了根底。

●首款專(zhuān)為移動(dòng)而生的核心——Banias

2003年3月12日，Intel正式發(fā)布迅馳移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)，其中的處理器組件采用的是Banias核心的PentiumM處理器，這也是Intel為移動(dòng)平臺(tái)專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的首款處理器。

繼P6架構(gòu)取得巨大成功之后，Intel建立了兩支處理器開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，同時(shí)針對(duì)不同開(kāi)展方向前進(jìn)。其中一支致力于NetBurst架構(gòu)的開(kāi)發(fā)，代表作是大家所熟悉的Pentium4系列；另一支以色列開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)那么走低本錢(qián)、低功耗以及高集成度路線(xiàn)，成功開(kāi)發(fā)出PentiumM?，F(xiàn)在來(lái)看，以色列團(tuán)隊(duì)所走的路線(xiàn)，很好的繼承了P6架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，而NetBurst方面那么過(guò)于激進(jìn)。

Banias發(fā)布后，Intel以色列團(tuán)隊(duì)的腳步越來(lái)越快，根本上每年都在對(duì)架構(gòu)進(jìn)行更新，沿著B(niǎo)anias->Dothan->Yonah->Merom這條道路一直走到現(xiàn)在。很多人認(rèn)為11年前的PentiumPro與當(dāng)前的Core2系列共同點(diǎn)很少，但看了上面的Intel處理器開(kāi)展簡(jiǎn)單回憶，不得否認(rèn)，P6架構(gòu)確實(shí)是當(dāng)前新一代處理器的起點(diǎn)。

●第一款90nm處理器——Dothan核心

一直以來(lái)，CPU總是被我們稱(chēng)為電腦的“芯〞，CPU的更新?lián)Q代往往會(huì)成為PC升級(jí)的標(biāo)志。但是在“迅馳二代〞這個(gè)帶來(lái)巨大變革的平臺(tái)中，代號(hào)Dothan的新一代PentiumM處理器的“革命性〞卻并不像這個(gè)平臺(tái)的其他方面那么明顯——從變革的角度來(lái)看，這一次，“迅馳二代〞的“芯〞多少有點(diǎn)兒“邊緣化〞的感覺(jué)。

當(dāng)然，在整個(gè)處理器的開(kāi)展史上，Dothan依然是一座很重要的里程碑，作為Intel第一款采用90nm工藝制造的處理器，見(jiàn)證了筆記本電腦CPU在工藝上首次超越臺(tái)式機(jī)CPU的Dothan必將名垂青史。

制造工藝的進(jìn)步使得Intel能夠在硅晶圓里“塞〞進(jìn)更多的晶體管，90nm的Dothan集成了1.4億個(gè)晶體管，比130nm的Banias的0.77億個(gè)晶體管多了幾乎一倍——聽(tīng)起來(lái)是不是很令人吃驚？其實(shí)也沒(méi)什么好奇怪的，因?yàn)镈othan集成的L2Cache的容量也是Banias的兩倍，而在今天的處理器中，內(nèi)置緩存才是占用晶體管數(shù)量的“罪魁禍?zhǔn)专暋?/p>

除了90nm的制程外，2MBL2Cache、ExecuteDisableBit和533MHz的FSB就是Dothan在規(guī)格上的最大進(jìn)步。雖然從迅馳開(kāi)始Intel竭力淡化頻率的概念，但是在挑選處理器時(shí)，頻率依然是最重要而且最直觀的指標(biāo)。Banias核心推出之時(shí)，PentiumM處理器頻率止步于1.7GHz，而Dothan核心推出時(shí)PentiumM那么從1.7GHz起步，一路攀升到了2.13GHz——25％的主頻提升＋100％的L2Cache容量提升＋33％的FSB總線(xiàn)頻率提升，從純粹性能的角度來(lái)說(shuō)Dothan也確實(shí)要比Banias高出不少。

當(dāng)然，Dothan相比Banias的進(jìn)步也是“有升有降〞，除了一系列規(guī)格性能的提升外，Dothan核心的TDP〔熱量設(shè)計(jì)功耗〕比Banias有所降低，從24.5W到21W，這3.5W的降低既和EnhancedSpeedStep技術(shù)有關(guān)，更是Intel出類(lèi)拔萃的90nm工藝的見(jiàn)證。

●CPU架構(gòu)翻天覆地——Napa迅馳

新的Napa迅馳平臺(tái)于2006年1月9日浮出臺(tái)面。和Sonoma一樣，Napa也是美國(guó)加利福尼亞州的一個(gè)郡，并且，Napa郡和Sonama郡都是著名的葡萄和葡萄酒產(chǎn)地。采用這樣的命名標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明什么呢？是巧合？是Intel隨意為之？還是表示