CPU -从头到尾的发展史。

CPU从最初的发展到现在已经二十多年了。在此期间，CPU按其处理信息的字长可分为四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器和六十四位微处理器。1971年，早期的Intel公司推出了世界上第一个微处理器4004，这是第一个用于计算机的四位微处理器。它包含2300个晶体管，由于性能不佳，市场反应非常不理想。随后，Intel开发了8080处理器和8085处理器，与摩托罗拉的MC6800微处理器和Zilog的Z80微处理器一起，它们形成了八位微处理器家族。16位微处理器的典型产品是Intel的8086微处理器，同时产生的数学协处理器，即8087。这两种芯片使用兼容的指令集，但在8087指令集中加入了一些专门用于对数、指数、三角函数等数学计算的指令。因为这些指令应用于8086和8087，所以统称为X86指令集。自此，英特尔推出的新一代CPU产品全部兼容原有的X86指令。1979年，Intel推出了8088芯片，仍然是16位微处理器，包含29000个晶体管，时钟频率4.77MHz，地址总线20位，可以使用1MB内存。8088内部数据总线为16位，外部数据总线为8位。1981年，8088芯片首次用于IBM PC。如果说8080处理器不太为人熟知，那么8088可以说是家喻户晓，个人电脑的第一代CPU——PC就是从它开始的。1982的80286芯片虽然是16位芯片，但已经包含了13.4千个晶体管，时钟频率达到了前所未有的20MHz。其内部和外部数据总线是16位，其地址总线是24位。可使用16MB内存，可用的工作模式有实模式和保护模式。32位微处理器的代表产品是1985年Intel公司推出的80386，这是一款全32位微处理器芯片，也是X86家族中的第一款32位芯片。它包含275000个晶体管，时钟频率为12.5MHz，之后逐渐提高到33MHz。80386的内外数据总线都是32位，地址总线也是32位，可以寻址4GB内存。除了实模式和保护模式之外，它还增加了一个虚拟86工作模式，可以通过同时模拟多个8086处理器来提供多任务能力。1989年，Intel推出准32位处理器芯片80386SX。其内部数据总线为32位，与80386相同，外部数据总线为16位。也就是说80386SX的内部处理速度接近80386，而且还支持真正的多任务操作，可以接受为80286开发输入/输出接口芯片。80386SX的性能比80286好，价格只有80386的三分之一。386处理器没有内置协处理器，所以不能执行浮点运算指令。如果需要进行浮点运算，就必须购买价格昂贵的80387协处理器芯片。80年代末90年代初，80486处理器问世，集成了1.2万个晶体管，时钟频率从25MHz逐渐提高到50MHz。80486将80386、数学协处理器80387和一个8KB缓存集成在一个芯片中，并且在X86系列中首次使用RISC(精简指令集)技术，可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线模式，大大提高了与内存的数据交换速度。由于这些改进，80486的性能比带有80387协处理器的80386高4倍。早期的486分为带协处理器的486DX和不带协处理器的486SX两种，它们的价格也相差很大。随着芯片技术的不断发展，CPU的主频越来越快，而PC的外部设备受到技术的限制，阻碍了CPU主频的进一步提升。在这种情况下，出现了CPU倍频技术，使得CPU内部工作频率是处理器外部频率的2-3倍，因此得名486DX2和486DX4。90年代中期，新一代586处理器问世，全面超越486处理器。为了摆脱486时代处理器名称的混乱，最大的CPU制造商英特尔公司将其新一代产品命名为奔腾，以区别AMD和Cyrix产品。AMD和Cyrix也推出了K5和6x86处理器来对付英特尔，但由于奔腾处理器性能最好，英特尔逐渐占据了大部分市场。奔腾MMX在1997年初上市，奔腾II和AMD K6在年中上市，Cyrix6x8MX在年底上市。1998年更是“三足鼎立”，PII、赛扬、K6-2、MII互相厮杀。从奔腾二代推出开始，英特尔就放弃了老化的Socket 7市场，力推先进的Slot 1架构，但这次英特尔犯了一个错误。随着全球对1000美元以下低价PC的需求不断增加，AMD的K6-2处理器填补了这一低端领域的空白。原本只在1槽位上实现的AGP总线技术和100MHz外频，在AMD开创的速7时代也实现了。虽然K6-2和Super 7的性能仍然远远落后于同频率的PII，但低廉的价格仍然让AMD攫取了近30%的CPU零售市场份额。AMD以一种不畏强敌的姿态赢得了众多消费者的青睐。可惜的是，1999年，面对英特尔的猛烈反击，AMD开始走下坡路，市场销量非常糟糕。Cyrix在这场处理器大战中落败。它本想根据*NS(美国国家半导体公司)东山再起，但为时已晚，最终于6月被芯片组厂商威盛收购。随后，IDT和瑞思这两家新进入处理器市场的公司，在技术创新和市场定位上各有特色。IDT的Winchip C6和Winchip C6-2主要针对低端家用市场，而Rise的处理器主要进入移动电脑领域。可惜，在英特尔产品的压力下，他们的生活也很坚定。1999年年中，就在Cyrix被收购一个月后，威盛收购了IDT公司，与此同时，Rise也被另一家芯片组厂商SIS(硅系统技术)收购。随后有消息称，Rise退出了PC处理器市场，专注于家电处理芯片市场。这样，经过重新调整，PC处理器市场呈现出新的三足鼎立之势。AMD凭借8月份发布的Athlon-K7打了一个漂亮的翻身仗，K7有史以来第一次成为整体性能超越英特尔同类产品的最快处理器，市场份额有进一步扩大的趋势。收购Cyrix和IDT后，威盛整合了两家公司的最新技术，计划在2000年初推出兼容Socket370的Joshua-Joshua处理器，主攻低端市场。1999年2月底，Intel发布了新一代处理器——采用Katmai core的Pⅲ。处理器采用0.25微米工艺制造，内部集成了950万个晶体管。由于第一代P ⅲ处理器的性能不如AMD发布的K7速龙处理器，Intel在1999年底推出了第二代P ⅲ，赋予其Coppermine结构，采用0.18微米工艺制造，核心频率达到1G以上。2000年6月，Intel发布了Willamette架构的第四代奔腾处理器，主频1.5GHz，之后陆续推出了更高频率的处理器，处理器最高频率已经达到3.8GHz，2004年底AMD和Inel相继推出64位个人处理器。然后推出了双核处理器，把CPU的发展带到了一个新的时代。