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介紹壹下inter和AMD的cpu的發展史(詳細點)

分類: 電腦/網絡 >> 硬件

問題描述:

介紹壹下inter和AMD的cpu的發展史(詳細點)

解析:

英特爾發展史

Intel CPU的各種型號簡介 個人電腦使用的CPU以Intel品牌為主, PC機CPU發展的歷史就等於Intel公司的歷史,現在就Intel公司CPU的發展作壹介紹。 Intel CPU型號發展: 4004: 1969年 (4bit) 8008: 1972年 (8bit) 8080: 1974年 (8bit) 8085: 1976年 (8bit) 8086: 1978年 (16bit) 8088 .1979年 (CPU內部16bit而外部8bit) 80186: 1980年 (16bit) 80188: 1981年 (16bit) 80286: 1982年 (16bit) 80386: 1985年 (32bit) 80486: 1988年 (32bit) Pentium:1993年 (32x2=64bit) Pentium Pro: 1995年(32x2=64bit) Pentium MMX:1997年 (32x2=64bit) Pentium II: 1997年(32x2=64bit), Pentium II為1998年主力產品。 Deschutes:Pentium II產品後續產品,采用0.25um工藝, 耗電量低, 1998年推出。 Katmai:Katmai Slot 2(K2SP)多媒體擴展格式MMX2產品用於服務器和工作站,外頻采用100MHz,內頻目前有40O/450/500MHz幾個版本, L2 Cache 4MB, 1998年推出。 Willamette: P6與P7產品,代號為P68,速度比Pentium II快壹倍。 Merced: 786 CPU,簡稱P7,為Intel/HP兩家合作開發,對多媒體指令速度的處理有革命性的改變, 1997年底亮相,於1998-1999年推出。

886系列: 886產品,處理性能比P7高壹倍。 1286系列: Intel公司規劃2011年的指標產品。 CISC CPU和RISC CPU ◎CISC(Complex Instruction Set Computer,復雜指令集計算機)復雜指令集CPU內部為將較復雜的指令譯碼,分成幾個微指令去執行,其優點是指令多,開發程序容易,但是由於指令復雜,執行工作效率較差,處理數據速度較慢,目前286/386/486/Pentium的結構都為CISC CPU。 ◎RISC(Reduced Instruction Set Computer,精簡指令集計算機) RISC是精簡指令集CPU,去除復雜的指令,保留精簡的常用指令,再配合內部快速處理指令的電路,加快指令的譯碼與數據的處理,不過,必須經過編譯程序的處理,才能發揮它的效率,Power PC為RISC CPU的結構。 ◎改進式的CISC CPU: 部分改進CISC的結構面向RISC的優點而開發,如Intel的Pentium-Pro(P6)、Pentium-II,Cyrix的M1、M2、AMD的K5、K6等。 CPU的工作時鐘每壹個CPU都有壹個叫CLOCK(時鐘)的接腳,筒稱CLK,也就是提供給CPU處理數據的工作時鐘,有時我們稱之為頻率,以MHz(Mega Hertz)為單位,提供給CPU頻率的高低涉及到CPU的倍頻或除頻。經過內部倍頻或除率,得到的內部頻率才是CPU執行指令的工作時鐘(或工作頻率),CPU頻率的高低和CPU內部的結構以及指令處理的方式都關系著CPU處理指令的快慢,如CPU內部采用超級標量流水線(Super Scalar Pipeline)指令的處理結構,內部高速緩存的容量、指令的譯碼,程序的編譯、是復雜指令集(CISC)或是精簡指令集(RISC)的處理,這些都關系著CPU的處理速度。壹般CPU的工作時鐘以它的型號來表示,如Pentium-l66中的166MHz、Pentium-200中的200MHz,在相同的結構下, CPU型號的數值越高者,其速度越快,當然價格也越高。時鐘發生器為CPU提供處理時種,也就是為CPU提供的工作頻率,它會隨著CPU型號規格的不同而不同。早期286/386的CPU由於其內部有除2的除頻電路,所以外部的頻率是286/386 CPU 工作頻率的壹倍,經它的內部除2,即為CPU使用的工作頻率,如80286-20, 80386-20 , CPU外部的時鐘發生器會提供40MHz的頻率給CPU,經CPU內部除2,即為80286-20或80386-20的20MHz的工作時鐘。但是,從486DX2,486DX4和Pentium CPU開始,CPU的內部即以倍頻的形式出現,在CPU內部倍頻不影響外圍設備,CPU可以作l.5/2/3/3.5/4/4.5倍頻的提升,只要CPU的材質、溫度、頻率、工藝可以穩定發揮其功能即可量產,所以不同型號的CPU就有不同的頻率,主板為了配合不同號的CPU,壹般的規格都可承受到(120~200)MHz範圍的頻率,更新CPU時,只要主板的芯片組符合CPU的功能即可更新速度更快的CPU。 Klamath CPU 什麽是Klamath, Klamath在地理上是美國境內的壹條河名,在PC電腦上它有許多名稱,有人叫它P6C,有人叫它Pentium Pro MMX,也有人叫它為686多媒體指令集CPU,它的名字琳瑯滿目,不過大部分的人都稱它為Pentium II,因為Pentium和Pentium Pro已經是586和686的代名詞。不管如何稱呼,它是當今Intel CPU中第六代最新的型號,它結合了Pentium Pro CPU與MMX(多媒體擴展指令)技術,是目前Intel公司最高性能的CPU,它有下列幾種不同的特點: ◎它是擴展插卡-盒式的設計, CPU與L2高速緩存壹起封入盒內,插在名叫Slot 1的擴展槽上。 ◎Pentium II盒式CPU***包含CPU+壹顆高速緩存控制芯片+四顆高速緩存芯片。 ◎高速的處理速度,目前提供6種型號,Pentium II-233、Pentium II-266、PentiumII-300、Pentium II-333,Pentium II-350和Pentium II-400。 ◎提供壹般的整數運算、圖形影像多媒體運算、立體繪圖浮點運算,為新壹代的可 視計算中心。 ◎應用於中小企業、電腦服務器/工作站、機關學校和家庭,適用於電子商務、圖形影像、教育娛樂等數據的傳遞。 ◎采用創新的雙獨立總線(DIB,Dual Independent Bus)結構,加快了高速緩存與CPU之間的數據傳送。 ◎CPU內部的Ll高速緩存增加為64KB(32KB指令/32KB數據)。 ◎CPU外部卡盒內的L2高速緩存增加為256KB或512KB。 ◎Pentium II的Slot 1卡槽***有242支腳,卡上有很大的散熱片或風扇。 MMX MMX是英立Multi-media Extension的縮寫,中文為多媒體擴展指令集CPU。這些指令桌能夠加速處理有關圖形、影像、聲音等的應用,MMX Pentium CPU加強了Pentium CPU在多媒體處理功能的不足,它可以利用其內建的多媒體指令來模擬3D繪圖的處理、 MPEG的壓縮/解壓縮。立體聲的音效等,只要是軟件支持MMX CPU,即可以取代這些硬件的接口而達到多媒體的功效。 MMX Pentium CPU的接腳與Pentium CPU相同,但是其內部的結構和CPU使用的電壓不同,內部除了提供MMX多媒體的電路,其使用的電壓必須為2.8V與3.3V的兩組電壓,故主板的壹些芯片組和BIOS,也必需配合支持MMX的功自,才能把電腦升級使之發揮MMX的功效。

AMD發展史

1969年5月1日--amd公司以10萬美元的啟動資金正式成立。

1969年9月--amd公司遷往位於901 thompson place,sunnyvale 的新總部。

1969年11月--fab 1產出第壹個優良芯片--am9300,這是壹款4位msi移位寄存器。

1970年5月--amd成立壹周年。這時amd已經擁有53名員工和18種產品,但是還沒有銷售額。

1970--推出壹個自行開發的產品--am2501。

1972年11月--開始在新落成的902 thompson place 廠房中生產晶圓。

1972年9月--amd上市,以每股15美元的價格發行了52.5萬股。

1973年1月--amd在馬來西亞檳榔嶼設立了第壹個海外生產基地,以進行大批量生產。

1973--進行利潤分紅。

1974--amd以2650萬美元的銷售額結束第五個財年。

1974年5月--為了慶祝公司創建五周年,amd舉辦了壹次員工遊園會,向員工贈送了壹臺電視、多輛10速自行車和豐盛的燒烤野餐。

1974--位於森尼韋爾的915 deguigne建成。

1974-75--經濟衰退迫使amd規定專業人員每周工作44小時。

1975--amd通過am9102進入ram市場。

1975--jerry sanders提出:"以人為本,產品和利潤將會隨之而來。"

1975--amd的產品線加入8080a標準處理器和am2900系列。

1976--amd在位於帕洛阿爾托的rickey''s hyatt house 舉辦了第壹次盛大的聖誕節聚會。

1976--amd和intel簽署專利相互授權協議。

1977--西門子和amd創建advanced micro puters (amc) 公司。

1978--amd在馬尼拉設立壹個組裝生產基地。

1978--amd的銷售額達到了壹個重要的裏程碑:年度總營業額達到1億美元。

1978--奧斯丁生產基地開始動工。

1979--奧斯丁生產基地投入使用。

1979--amd在紐約股票交易所上市

1980--josie lleno在amd在聖何塞會議中心舉辦的"五月聖誕節"聚會中贏得了連續20年、每月1000美元的獎勵。

1981--amd的芯片被用於建造哥倫比亞號航天飛機。

1981--聖安東尼奧生產基地建成。

1981--amd和intel決定延續並擴大他們原先的專利相互授權協議。

1982--奧斯丁的第壹條只需4名員工的生產線(mmp)開始投入使用。

1982--amd和intel簽署圍繞iapx86微處理器和周邊設備的技術交換協議。

1983--amd推出當時業內最高的質量標準int.std.1000。

1983--amd新加坡分公司成立。

1984--曼谷生產基地開始動工。

1984--奧斯丁的第二個廠房開始動工。

1984--amd被列入《美國100家最適宜工作的公司》壹書。

1985--amd首次進入財富500強。

1985--位於奧斯丁的fabs 14 和15投入使用。

1985--amd啟動自由芯片計劃。

1986--amd推出29300系列32位芯片。

1986--amd推出業界第壹款1m比特的eprom。

1986年10月--由於長時間的經濟衰退,amd宣布了10多年來的首次裁員計劃。

1986年9月--tony holbrook被任命為公司總裁。

1987--amd與sony公司***同設立了壹家cmos技術公司。

1987年4月--amd向intel公司提起法律訴訟。

1987年4月--amd和 monolithic memories公司達口

CPU發展史

1.速度掛帥,萬變不離其宗

CPU又叫中央處理器,是英文單詞Central Processing Unit的縮寫,其內部結構大概可以分為控制單元、算術邏輯單元和存儲單元等幾個部分。按照其處理信息的字長可以分為:八位微處理器、十六位微處理器、三十二位微處理器以及六十四位微處理器等等。本文後面會提到許多比較艱生的理論知識,雖然我會努力把他們講得生動淺顯,但我確實沒有辦法讓它象《還珠格格》那樣有趣,不過妳壹定要把握住所有這些技術都是圍繞突破速度極限而設立的,這是個萬變不離其宗的道理。順著這條路思索下去,妳壹定馬上會問提高速度到底都有哪些方法呢?其實說起來很簡單,科學家想到的地方,我們要留心也壹定能發現得了。不外乎下面幾種情況:優化指令集、提高處理器每個工作單元的效率、配置更多的工作單元或新的運行方式來增加並行處理能力、縮短運行的時鐘周期以及增加字長等等。

2.論資排輩,字長最好說話

八位微處理器的典型產品為Intel公司的8080處理器、8086處理器、Motorola公司MC6800微處理器和Zilog公司Z80微處理器。

十六位微處理器的典型產品是Intel公司的8086和80286微處理器。如果說8080處理器還不為各位所熟知的話,那麽80286則可以說是家喻戶曉了,個人電腦――PC機的第壹代CPU便是從它開始的。

三十二位微處理器的代表產品是Intel公司1985年推出的80386,這是壹種全三十二位微處理器芯片。1989年Intel公司又推出準三十二位處理器芯片80386SX。它的內部數據總線為三十二位,與80386相同,外部數據總線為十六位。也就是說,80386SX的內部處理速度與80386接近,也支持真正的多任務操作,而它又可以接受為80286開發輸入/輸出接口芯片。80386SX的性能優於80286,而價格只是80386的三分之壹。386處理器沒有內置協處理器,因此不能執行浮點運算指令,如果您需要進行浮點運算時,必須額外購買昂貴的80387協處理器芯片。

八十年代末九十年代初,486處理器面市,粗略的說486就是集成了浮點運算單元和8KB高速緩存(說是高速但比現在壹般內存的速度也有相當差距)的386。早期的486分為有協處理器的486DX和無協處理器的486SX兩種,其價格也相差許多。隨著芯片技術的不斷發展,CPU的頻率越來越快,而PC機外部設備受工藝限制,能夠承受的工作頻率有限,這就阻礙了CPU主頻的進壹步提高。在這種情況下,出現了CPU倍頻技術,該技術使CPU內部工作頻率為處理器外頻的2-3倍,486DX2、486DX4的名字便是由此而來。

CPU發展史:(二)悄然而至的轉折點

九十年代中期,全面超越486的新壹代586處理器問世,為了擺脫486時代處理器名稱混亂的困擾,最大的CPU制造商Intel公司把自己的新壹代產品命名為Pentium(奔騰)以示區別。而AMD和Cyrix也分別推出了K5和6x86處理器。接下來Intel又為沖擊服務器市場和爭取多媒體制高點相繼發布了Pentium Pro 和Pentium MMX。這麽多處理器的發布使這壹段並不算長的時期充滿了戲劇性,技術和市場層面的兩層變化交匯在壹起,終究構成了山雨欲來風滿樓的態勢。或許這就是我們所說的轉折點吧?

1.技術變遷,RISC取代CISC

在現在來看第五代的微處理器的問世,應該算得上是PC個人電腦發展史上裏程碑式的事件。然而這並非是因為它的速度較之以前有了本質的變化,主要原因是,從這裏開始傳統的X86指令集的CPU開始由CISC復雜指令集設計,轉而開始采用部分RISC(簡單指令系統計算機)技術。雖然從外觀上這些CPU的指令依然復雜而且長度也參差不齊,但實際其內部的微指令已經是整齊化壹的簡單指令了。而由此也產生了兩項全新的技術,超標量和流水線結構。接下來,我們簡單介紹下他們的情況。

(1)復雜指令集

隨著VLSI技術的發展,計算機的硬件成本不斷下降,與此同時,軟件成本卻越來越高,這使得人們開始熱衷於在指令系統中增加更多的指令以及讓每條指令完成更復雜的工作,來提高操作系統的效率,並盡量縮短指令系統與高級語言的語義差別,以便於高級語言的編譯和降低軟件成本。另外,為了做到程序兼容,同壹系列計算機的新機器和高檔機的指令系統只能擴充而不能減去任意壹條,也促使指令系統愈加復雜。於是我們就把這些計算機稱為CISC(復雜指令系統計算機)。

(2)簡單指令集

在發現了上述弊病以後,科學家們開始尋求解決辦法。1975年IBM公司開始研究指令系統的合理性問題。其結果發現,CISC電腦中,各種指令的使用頻率相差懸殊,最常使用的壹些比較簡單的指令,僅占指令總數的20%,但在程序中出現的頻率卻占80%。於是著眼於減少指令的執行周期數,簡化指令使計算機結構更加合理並提高運行速度的RISC電腦開始出現。

CPU發展史:(三)三分天下之序幕

雖然Intel已經接連出錯,但其市場基礎紮實,資金雄厚。短時間內竟不顯敗象,實在令人佩服,就在這時Intel又要做決定了。我們的故事應該從這裏正是開始……

1.萬事皆由Intel起,PII拱手讓市場

1997年對於所有Wintel體系的兼容CPU生產廠家而言,可算是悲喜交加的壹年了。在這壹年裏的大部分時間裏,Intel不但憑借其Pentium MMX(P55C)系列CPU仗劍天下,打得AMD K6和Cyrix M II等芯片毫無還手之力,更有取得專利保護的Slot 1主板的推出。反觀,其他的PC系統CPU生產廠家,由於不能繼續在CPU接口上同Intel保持兼容,他們被逼上了絕境,前途壹片暗淡。就在業界壹致認為Intel行將壹統江湖之時,Intel卻做出了壹個令人十分吃驚的決定:退出Socket 7市場,為PC系統開發100MHz的新架構。為什麽Intel會在Slot 1市場還未完全成熟,而Socket 7又正當壯年之時宣布退出呢?

原來,它也有其難言之隱。首先,從386以來,AMD和Cyrix便壹直跟跑在後,哪壹次技術革新不是Intel出錢出力,最後又讓他們來兼容,爭奪市場。與其這樣不如幹脆給他來個連根拔起,斷了妳兼容的念頭。再者說,業界在66MHz的外頻下已經停留了很長時間,Socket 7架構已經發展得十分成熟,如果從這裏來提升系統外頻,不但對新技術的運用有壹定限制,而且其利潤也不如新東西來得高。所以權衡再三,Intel終於做出了這個現在看來幾乎不可思議的決定。由此壹場波瀾壯闊的"芯"際大戰便拉開了序幕。

2.閃電出擊,AMD終成大器

AMD這個名字,大家壹定再熟悉不過了。打從知道他的那天起,在我印象裏他就是籃球隊裏的最佳第六人,綠蔭場上的超級替補。Intel剛宣布退出Socket 7市場,AMD就敏銳地抓住了這壹百年不遇的良機,堅定的在 Socket 7架構上推出高頻K6。並率先發難,帶頭提出了Super 7架構,大有要和Intel分庭抗禮之勢。於是本來最早由Intel提出的100MHz外頻概念,成了AMD反擊Intel的主要武器。各大系統芯片開發商也鼎力相助,VIA的MVP3、SIS的5591、ALI的Aladdin Ⅴ等系統芯片組也如雨後春筍壹般冒了出來,由於眾誌成城,開發措施得力,100MHz外頻在Super 7架構上比Slot 1的440 BX芯片組早進入市場。且其綜合性能比在66MHz下要高出6.8%~15%左右(這主要歸功於100MHz主頻對前置總線的2級緩存的影響),反觀Slot 1架構卻只有2%~5%的提升。100MHz外頻這柄雙刃劍終於砍傷了Intel自己。而AMD也因此聲名大震。

3.避而不戰,Cyrix的衰落

講到這裏不能不提壹下作為CPU三大廠商之壹的Cyrix。由於他壹直把Intel估計得過於強大,從不犯錯。所以,面對Intel的步步緊逼,他幾乎不願和Intel做任何正面交鋒,甚至放緩了針對主流CPU市場的6x86MX系列CPU的開發,轉而致力於研發多功能合壹的Media GX系列處理器。以至在97年底前後的風波中顯得措手不及,毫無應變能力。隨著AMD市場份額的擴大,而縮小了自己的市場。從486中最cool的"芯",有些高燒的6x86,再到Media GX,Cyrix壹步步衰落了。

(3)流水線

介紹流水線結構打個比方最容易。請大家設想壹下工廠裏產品裝配線的情況,在我們想要提高它的運行速度的時候,是怎麽做的呢?答對了。把復雜的裝配過程分解成壹個壹個簡單的工序,讓每個裝配工人只專門從事其中的壹個細節,這樣每個人的辦事效率都會得到很大的提高,從而使整個產品裝配的速度加快。這就是流水線的核心思想。

(4)超標量技術

如果說,流水線是依靠提高每個"操作工人"的效率來達到促進整體的結果的話,那超標量就純粹是在增加"工人"的數量了。它通過重復設置大量的處理單元,並按壹定方式連接起來,在統壹的控制部件控制下,對各自分配的不同任務並行的來完成不同操作。由此近年來電腦微處理器發展的基石總算奠定了下來,接下來考慮的就是如何提高流水線的使用效率和研發更先進的並行技術了。

2.壹招出錯,Intel盡失先機

或許現在很多人都認為Intel逐漸失去絕對的壟斷地位是從AMD發布K6處理器開始的,但在我看來事實並非如此。就像我文章壹開始就提到的那樣,高手間的過招,不但要打敗對手,同時更需要戰勝自己。就在Intel主流桌面市場全面告捷的同時,它已經開始了第壹次沖擊高端工作站和服務器市場的嘗試。Pentium Pro(簡稱P6)正是應此要求出現的,它壹經問世,就獲得了滿堂喝彩。我們需要給予肯定的是P6的內核確實十分先進,就是現在的Pentium III的核心也繼承了它的血脈。當然超能奔騰給我們留下最深印象的還是它壹體雙腔的設計方案,這是款X86處理器發展史上第壹次把大容量L2緩存集成到CPU上和核心放置非常接近的產品,但以當時的工藝制造水平根本沒有辦法解決熱量的問題。這款窮盡Intel心血的處理器最終沒能進入主流市場,不但消耗了大量資金,更要命的是用去整整研發壹代CPU所需要的時間,這才讓後來的AMD K6有機可乘。

如果說上面的論述我還有幾分自信能引起壹些讀者贊同的話,下面的想法則完全屬於個人奇談怪論。我認為Intel另壹個不大不小的失誤就出在風靡壹時MMX指令上。MMX技術實質上是"單指令流、多數據流"數據處理方式(SIMD)的壹項具體應用。它允許CPU同時對2、4甚至8個整數數據進行並行處理,而絲毫不影響系統的速度。在Pentium MMX結構的CPU中,增加若幹64位的寄存器來完成上述使命。其最初目的是用於提高CPU對3D數據的處理能力,但實質上3D技術更需要的是浮點運算。隨後出現的3DNow!、SSE和用於蘋果電腦的AltiVec指令系統很快便讓其走入了歷史。

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