CPU是Central Processing Unit(中央微處理器)的縮寫,它是計算機中最重要的壹個部分,由運算器和控制器組成。如果把計算機比作人,那麽CPU就是人的大腦。CPU的發展非常迅速,個人電腦從8088(XT)發展到現在的Pentium 4時代,只經過了不到二十年的時間。
從生產技術來說,最初的 8088集成了29000個晶體管,而PentiumⅢ的集成度超過了2810萬個晶體管;CPU的運行速度,以MIPS(百萬個指令每秒)為單位,8088是0.75MIPS,到高能奔騰時已超過了1000MIPS。不管什麽樣的CPU,其內部結構歸納起來都可以分為控制單元、邏輯單元和存儲單元三大部分,這三個部分相互協調,對命令和數據進行分析、判斷、運算並控制計算機各部分協調工作。
CPU從最初發展至今已經有二十多年的歷史了,這期間,按照其處理信息的字長,CPU可以分為:4位微處理器、8位微處理器、16位微處理器、32位微處理器以及正在醞釀構建的64位微處理器,可以說個人電腦的發展是隨著CPU的發展而前進的。
Intel 4004
1971年,英特爾公司推出了世界上第壹款微處理器4004,這是第壹個可用於微型計算機的四位微處理器,它包含2300個晶體管,隨後英特爾又推出了8008。1974年,8008發展成8080,成為第二代微處理器。8080作為代替電子邏輯電路的器件被用於各種應用電路和設備中。
第二代微處理器均采用 NMOS工藝,集成度約9000只晶體管,平均指令執行時間為1μS~2μS,采用匯編語言、BASIC、Fortran編程,使用單用戶操作系統。
Intel 8086
1978年英特爾公司生產的8086是第壹個16位的微處理器。這就是第三代微處理器的起點。
8086微處理器最高主頻速度為8MHz,具有16位數據通道,內存尋址能力為1MB。同時英特爾還生產出與之相配合的數學協處理器i8087,這兩種芯片使用相互兼容的指令集。人們將這些指令集統壹稱之為 x86指令集。以後英特爾又陸續生產出第二代、第三代等更先進和更快的新型CPU,但都仍然兼容原來的x86指令,而且英特爾在後續CPU的命名上沿用了原先的x86序列,直到後來因商標註冊問題,才放棄了繼續用阿拉伯數字命名。
1979年,英特爾公司又開發出了8088。8086和8088在芯片內部均采用16位數據傳輸,所以都稱為16位微處理器。8088工作頻率為6.66MHz、7.16MHz或8MHz,集成了大約29000個晶體管。
8086和8088問世後不久,英特爾公司就開始對他們進行改進,他們將更多功能集成在芯片上,這樣就誕生了80186和80188。
1981年,美國IBM公司將8088芯片用於其研制的PC機中,從而開創了全新的微機時代。也正是從8088開始,個人電腦(PC)的概念開始在全世界範圍內發展起來。從8088應用到IBM PC機上開始,個人電腦真正走進了人們的工作和生活之中,它也標誌著壹個新時代的開始。
Intel 80286
1982年,英特爾公司在8086的基礎上,研制出了80286微處理器,80286集成了大約130000個晶體管。該微處理器的最大主頻為20MHz。80286在以下四個方面比它的前輩有顯著的改進:支持更大的內存;能夠模擬內存空間;能同時運行多個任務;提高了處理速度。
8086~80286這個時代是個人電腦起步的時代,當時在國內使用甚至見到過PC機的人很少,它在人們心中是壹個神秘的東西。到九十年代初,國內才開始普及計算機。
Intel 80386
1985年春天的時候,英特爾公司已經成為了第壹流的芯片公司,10月17日,英特爾劃時代的產品——80386DX正式發布了,其內部包含27.5萬個晶體管,時鐘頻率為12.5MHz,後逐步提高到20MHz、25MHz、33MHz,最後還有少量的40MHz產品。
80386DX的內部和外部數據總線是32位,地址總線也是32位。80386最經典的產品為80386DX-33MHz,壹般我們說的80386就是指它。由於32位微處理器的強大運算能力,PC的應用擴展到很多的領域,如商業辦公和計算、工程設計和計算、數據中心、個人娛樂。80386使32位CPU成為了PC工業的標準。
Intel 80386SX
1989年英特爾公司又推出準32位微處理器芯片80386SX。這是Intel為了擴大市場份額而推出的壹種較便宜的普及型CPU,80386SX推出後,受到市場的廣泛的歡迎,因為80386SX的性能大大優於80286,而價格只是80386的三分之壹。
Intel 80486
1989年,我們大家耳熟能詳的80486芯片由英特爾推出。這款經過四年開發和3億美元資金投入的芯片的偉大之處在於它首次實破了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。80486的時鐘頻率從25MHz逐步提高到33MHz、40MHz、50MHz。80486的性能比帶有80387數學協微處理器的80386 DX性能提高了4倍。
Intel Pentium
1993年,全面超越486的新壹代586 CPU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壹代產品命名為Pentium(奔騰)以區別AMD和Cyrix的產品。AMD和Cyrix也分別推出了K5和6x86微處理器來對付芯片巨人,但是由於奔騰微處理器的性能最佳,英特爾逐漸占據了大部分市場。
Pentium最初級的CPU是Pentium 60和Pentium 66。早期的奔騰75MHz~120MHz使用0.5微米的制造工藝,後期120MHz頻率以上的奔騰則改用0.35微米工藝。
Intel Pentium MMX
多能奔騰 (Pentium MMX)的正式名稱就是“帶有MMX技術的Pentium”,是在1996年底發布的。
多能奔騰在原 Pentium的基礎上進行了重大的改進,新增加的57條MMX多媒體指令,使得多能奔騰即使在運行非MMX優化的程序時,也比同主頻的Pentium CPU要快得多。這57條MMX指令專門用來處理音頻、視頻等數據。多能奔騰擁有450萬個晶體管,功耗17瓦。支持的工作頻率有:133MHz、150MHz、166MHz、200MHz、233MHz。
Intel Pentium Pro
Pentium Pro(高能奔騰,686級的CPU)的核心架構代號為P6(也是未來PⅡ、PⅢ所使用的核心架構),這是第壹代產品,二級Cache有256KB或512KB,最大有1MB的二級Cache。工作頻率有:133/66MHz(工程樣品),150/60MHz、166/66MHz、180/60MHz、200/66MHz。
Intel PentiumⅡ
PentiumⅡ的中文名稱叫“奔騰二代”,采用Klamath核心,0.35微米工藝制造,內部集成750萬個晶體管,核心工作電壓為2.8V。
1998年4月16日,英特爾第壹個支持100MHz額定外頻的CPU正式推出。采用新核心的PentiumⅡ微處理器采用0.25微米工藝制造,其核心工作電壓降至2.0V,支持芯片組主要是Intel的440BX。
在 1998年至1999年間,英特爾公司推出了比PentiumⅡ功能更強大的CPU--Xeon(至強微處理器)。Xeon微處理器主要面向對性能要求更高的服務器和工作站系統。
Intel PentiumⅢ
1999年春節剛過,英特爾公司就發布了采用Katmai核心的新壹代微處理器—PentiumⅢ。該微處理器除采用0.25微米工藝制造,內部集成950萬個晶體管,Slot 1架構之外,它還具有以下新特點:系統總線頻率為100MHz;采用第六代CPU核心—P6微架構,針對32位應用程序進行優化,雙重獨立總線;壹級緩存為32KB,二級緩存大小為512KB,新增加了能夠增強音頻、視頻和3D圖形效果的指令集,***70條新指令。PentiumⅢ的起始主頻速度為450MHz。
和 PentiumⅡ Xeon壹樣,英特爾同樣也推出了面向服務器和工作站系統的高性能CPU—PentiumⅢ Xeon至強微處理器。