英特尔处理器历史列表
1971年,Intel成功集成了运算器和控制器,推出了用于计算器的微处理器Intel 4004。实际上它只集成了2300个晶体管,字长为4位,工作频率为1MHz。虽然和今天3GHz的奔腾4处理器比起来太微不足道了,但在当时已经非常了不起了。I4004的运算速度为每秒60000次,它可以从半导体存储器中检索指令,并实现大量不同的功能。它开启了微处理器的发展。注:字长是指操作员支持参与运算的机器的位数(二进制数),字长越长的CPU运算能力越强。4004的字长只有4位数;随后,微处理器的字长增加到8位和16位。80386以后,x86系列CPU的字长是32位。安腾处理器是64位字长;字长是CPU测年的一个重要特征。
当时有一个非常有名的人在一本科学杂志上看到了I4004的新闻,马上就想用这个CPU开发一个个人用的操作系统。结果经过一番仔细折腾,发现I4004的功能太弱,他想实现的系统功能和Basic语言在上面都无法实现,只好作罢。这个人就是现在微软的老板比尔·盖茨。但此后他一直很关注英特尔的动向,最终成就了1975的微软公司。
1972,Intel继I4004之后开发了I8008处理器,集成了3500个晶体管;电子爱好者将其应用于被称为“电视打字机”的不灵活的终端设备。这个芯片其实比较简单,用的也不多,就没了。
1974年,英特尔开发了8080处理器,集成了6000个晶体管,每秒运算29万次。8080主要用于控制红绿灯。那一年,EdRoberts制造了第一台以8080为核心的Altair8800个人电脑,在电子行业引起轰动,社交媒体纷纷报道。Altair8800有256KB内存,没有键盘、鼠标、显示器、数据存储设备,没有软件。输入数据由触发器的开关记录,输出是闪烁红灯的二进制码的答案。虽然很原始,但在当时还是很流行的。但严格来说,这样的电脑根本没用,只是个玩具。
后来,英特尔、摩托罗拉、摩托罗拉和Zilog相继推出了Intel 8085、MC6800、Z80等8位微处理器。这些微处理器集成了约90,000个晶体管,并开始取代电子逻辑器件,用于各种应用电路和设备。摩托罗拉的6800系列造就了以苹果电脑为代表的又一台PC。
1977年,Tandy公司和Commodore商业机器公司将显示器放入个人电脑,并开始使用磁带存储数据和程序。处于萌芽状态的PC配套软件也开始在市场上出现:微软的Basic(1974)、文字处理器(1975)、电子表格(1979)、数据库软件(1980)、桌面打印软件(1980)。
1978年,Intel推出了第一款16位微处理器8086,同时生产了数学协处理器8087。这两种芯片使用了相同的指令集,英特尔生产的CPU与它们兼容。Intel 8086集成了29000个晶体管,时钟频率为4.77MHz,内部数据总线(CPU内部传输数据的总线)和外部数据总线(CPU外部传输数据的总线)均为16位,地址总线为20位,可寻址1mb内存。现在的CPU一般都内置了数学协处理器,所以买不到(或者不需要)相应的奔腾协处理器;但由于七八十年代的技术限制,数学协处理器只能做成另一种芯片供用户选择。这有利于降低制造成本,提高产量,减少对速度不敏感的用户的开支:他们可以暂时不买数学协处理器,直到他们需要购买一个并将其插入IC插座。
数字协处理器是负责配合CPU进行对数、指数、三角函数等数学运算(俗称浮点运算)的附加处理器。CPU的浮点运算能力主要依赖于协处理器,浮点运算对于计算机处理3D数据非常重要。在i8086/8、i80286和i80386时代,CPU和数字协处理器分别安装在电脑主板上。基于8086的体系结构,可以开发更复杂的软件。因此,商用个人电脑成为可能;IBM积极接触Intel,希望利用x86 CPU架构制造个人电脑。1979年,Intel修改了16位微处理器8086的封装形式,采用双列直插式DIP封装,无需焊接即可插入DIP插座。外部总线修改为8位(相比8086降级),兼容并控制了当时大量已有的外设,应用更加广泛。
最后,在1981年8月,IBM决定采用8088处理器,并与其他设备一起推出IBM-PC(个人电脑)微型计算机。IBM-PC采用开放的模块化设计结构,具有很大的功能灵活性和兼容性。IBM还全面公开了其完整的技术数据(包括系统指令代码),使得其他厂商开发生产配套的外围设备。从此,286、386、486、奔腾二代、奔腾三代、奔腾四代等PC系列以不同的微处理器和不同的外设形成,引领我们进入一个全新的PC时代。
在IBM PC研发的时候,微软在贫困中运营。比尔·盖茨立即飞往IBM寻求合作。但一开始,IBM对比尔·盖茨并不感兴趣。他们本来希望预装的操作系统(OS)是一个叫CP/M的OS,但是互相之间谈不拢价格。这时,盖茨从整体上纠缠IBM的人,并祭出了一个免费的招数——微软提供IBM PC的操作系统,而且基本上不花钱。这个诱惑真的很大,最后IBM的人以一颗狠心答应了这个小公司;幸好当时背景调查之类的业务技能已经不流行了,不然盖茨就暴露了;因为微软其实没有自己的操作系统,盖茨悄悄找人花了几万块钱买了一套,按照IBM PC的架构修改。IBM PC推出的时候,随机操作系统是IBM PC DOS 1.0;;而微软随后也发布了自己版本的MS DOS;并通过卖给兼容机厂商赚了一笔。
英特尔发布了一款不太重要的CPU——80186,没有被PC厂商采用。据说弃用主要是因为软件兼容性问题。这里只有一张照片留作纪念。
第二年,也就是1982年,美国康柏公司首次推出了IBM PC兼容机。时间很短。全世界出现了数百家生产IBM PC兼容机的公司。作为第一代PC机的核心,CPU──I8088已经越来越普及。
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1982年,Intel推出了基于8086的80286芯片。286芯片的字长为16位,集成了143000个晶体管。时钟频率从最初的6MHz逐渐增加到20MHz。其内部和外部数据总线均为16位,地址总线为24位。与8086相比,80286的寻址能力为16MB,可以利用外部存储设备模拟大量的存储空间,从而大大扩展了80286的工作范围。它还可以通过多任务硬件机制使处理器在各种任务之间快速来回切换,以同时运行多个任务,比8086快5倍甚至更多。IBM公司使用80286 in AT机具有更先进的技术。与IBM PC相比,AT机外部总线为16位(PC XT机为8位),内存一般可扩展至16MB,可支持更大的硬盘和VGA显示系统,在性能上比PC XT机有了很大的进步。
但此时IBM内部出现了很大的分歧:内部很多人反对快速过渡到286电脑销售,因为286 PC会对IBM小型机和之前的PC XT销售造成冲击,他们希望缓慢过渡。但intel等不及,80286处理器已经量产,不可能堆在仓库里等IBM慢慢消化;这时,生产IBM兼容PC的康柏公司钻了一个空子——迅速推出了一款286 PC,并击败IBM成为市场的霸主。微处理器决定了计算机的性能和速度。谁做出性能优异的高速CPU,谁就能引领计算机新潮流。
在16位微型计算机普及的时代,虽然Intel的8088/8086/80286芯片非常成功,但同时Zilog的Z8000,摩托罗拉的68000等CPU都有不错的性能,IBM和AMD也在开发兼容X86的CPU,所以Intel始终面临着严峻的挑战。正是因为80286能力的扩展,像Windows这样的GUI操作系统开始实用化。
以上我提到的只是英特尔CPU发展的前期,由于篇幅原因,剩下的我们会陆续公布。