CPU 发展史

2024-05-15

1. CPU 发展史


CPU 发展史

2. CPU的发展史

CPU(Central Processing Unit),中文全称中央处理器。从1971年intel发布了全世界第一款微处理器芯片4004以来,它的发展速度之快实在令人咋舌。记得在上中学的时候就听老师讲过经典的摩尔定律:每十八个月集成电路的复杂度和晶体管的数量会翻一倍,而价格同时下降一半。就目前的计算机市场来看,除了显卡集成度的增长速度如脱缰野马一般远远的抛离了摩尔定律的长期趋势线,intel和AMD在其产品不断推陈出新的过程中一直向世人完美的诠释着定律长久不变的魅力,执迷不悔地沿着这条路发展下去,从AMD的官方网站(http://www.amd.com/)公开的资料便可以很明显的看出:它的CPU开发部门分为两个设计小组,如一个小组开发出新内核的产品,接下来要花6个月的时间来改进缓存(cache)方面的性能,完后还要再花6个月的时间改进内核,用以提高性能(大家可以从Athlon的发展流程清晰地看出这12个月的变化),等到再经过6个月的市场销售期,另一个设计小组的全新内核产品又问世了,6+6+6=18个月—恰好符合摩尔定律!

翻开任何一本计算机类的教科书,都能看到CPU按照其处理信息的字长分为4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器和已经初露端倪的64位微处理器。掐指一算,CPU从最初的4位发展到现在的32位只经历了短短十年的时间,期间各微处理器的代表产品如下:

   4位微处理器:intel公司的4004处理器

   8位微处理器:intel公司的8080、8085处理器

  摩托罗拉公司的MC6800处理器

   16位微处理器:intel公司的8086、80286处理器

   32位微处理器:intel公司的80386处理器

   准32位微处理器:intel公司的80386SX处理器

我想大多数国人的第一次亲密接触都是从采用80286处理器的个人电脑开始的,那时我们亲切的把它称为286,不过当时的生活水平可没有几个人能买得起计算机,个别的企业在花重金购进后也跟宝贝儿似的,恨不得能用个玻璃罩给罩起来,这样的状况一直持续到1985年80386和1989年80386SX的问世也没有得到根本性的改观。转折点出现在1989年intel推出的80486处理器上,80486在80386的基础上集成了80387协处理器(浮点运算功能)和8KB高速缓存,使得微处理器的性能得到很大幅度的提高,洽逢当时国民经济呈增长趋势,486电脑便开始以缓慢的速度“走”入了老百姓的家庭当中。到了1993年,就像大家现在期盼Pentium4的心情一样,梦幻般的CPU诞生了,它就是“奔腾”(Pentium),按当时习惯的叫法我们还称它为586,但是intel公司为了挤掉其它CPU厂商,保护自己产品的商标,统一将这一代的产品注册命名为“奔腾”,并开始在我国作电视广告,现在回忆起来印象最深的当数那句公告词“intel,computer inside”。从此之后,奔腾时代开始了!不过当年还是小字辈的超微(AMD)公司在同年推出了K5处理器;仅相隔一年,IBM公司也推出了Cyrix   6x86系列处理器,商业竞争日趋激烈,intel想垄断CPU市场的算盘落空了,这位巨人当然不会等闲视之,为了占领服务器市场和稳固个人计算机市场它相继推出了Pentium Pro和Pentium MMX,真正的CPU大战开始了……

3. CPU发展史的CPU的诞生

1971年。世界上第一块微处理器4004在Intel公司诞生了。它出现的意义是划时代的,比起现在的CPU,4004显得很可怜,它只有2300个晶体管,功能相当有限,而且速度还很慢。

CPU发展史的CPU的诞生

4. CPU的发展史?

随后,AMD、Cyrix 等陆续推出了 80486 的兼容CPU,于是人们只知有 386 和 486 之分而不知有 Intel 和非Intel 之分。 鉴于这种情况, Intel 没有将486 的后一代产品称为 586,而是使用了注册商标 Pentium,Pentium 一经推出即大受欢迎,正如其中文名“奔腾”一样,其速度全面超越了 486CPU。尽管有浮点运 算错误的干扰,但对手的 5X86 更像是一个超级 486,就算是后来的 AMDK 5 也因为推出较晚和浮点运算不够强劲而大败于Pentium。在Pentium 家族中,早期的 50MHz、60MHz 为P5,而75MHz~200MHz的产品则为P54C。随后,Intel将MMX技术应用到 Pentium 中 ,这一代产品从 133MHz到233MHz,即P55C。其中的Pentium 166 MMX 的产品被玩家们亲切地称为 “黑金刚” ,从此张口不离超频二字。 其实在 P55C 之前,Intel 早就推出了Pentium Pro,但是当时微软的Windows95 尚未推出,彻底抛弃了 16 位代码的Pentium Pro在运行DOS时甚至可以用惨不忍睹来形容, 因而Pentium Pro只能在高端的32 位运算中一展风采。但正是Pentium Pro奠定了P6架构,甚至我们可以说PentiumⅡ= Pentium Pro + MMX。 

后来的事儿就是大家非常熟悉的了: Intel 用来对付对手的Slot 1 架构成了自己的绊脚石,于是便有了 
Celeron、Celeron A、Celeron Ⅱ,而AMD则趁机在Socket7 架构上改进广受好评的 K6 并命名为 K6-2, 一时间,Celeron 和K6-2 成了穷人的宝马。随后,为了应战只手遮天的Intel,AMD推出了利齿K6-3,但这并没有咬动Intel分毫, 毕竟Celeron太好用了!真正让Intel大败的应属K7,加上 Intel 接连的失误,AMD 毫无疑问地坐在了高端的宝座, 尤其是Duron的推出使得AMD成为高性价比的代名词,此时的 AMD 除了兼容性外,应该说是已渐入佳境。真希望AMD 的大锤(K8)能狠狠地砸在P4 上,如此我等消费者又收渔翁之利了,呵呵。 

在了解了 CPU 的成长史后,我们再来看一下 CPU 的选购。作为 DIY 一族,选购一个合适的 CPU 无疑是相当 
重要的,而这其中我们要遵循“老二主义” 。这是什么意思呢?一般说来,一个产品刚刚推出时虽然囊括了 
许多新技术,但由于没有经过市场的检测,这个技术未必就一定会流行。加上新产品处于厂商的暴利期,软件 
的支持也跟不上,所以如果你不是专业的评测人员或发烧的温度尚浅,大可不必做第一个吃螃蟹的人。等该CPU 的更高频率出来并大规模降价后,通常可以以初期价格的一半甚至1/4或更低买到几个月前天价的CPU。打 
个比方说, K7-500 初出时要卖 3000 多大洋,可等 K7-650 出来不久以后它就只卖 1000 多。另外,在高频CPU流行时我们完全没有必要为追逐潮流而多花数百甚至上千元多买几十兆赫兹,因为实际使用过程中我们是感觉不出这点差距的。一般而言,只要两个 CPU 主频差不超过20%,不用测试软件是不容易分辨得出速度差距的。就拿小生的CPU 来说,从366 超到 550,虽然有50% 的差距,但在运行像 Word 之类的软件时根本就体现不出这种差距,因为 366 已经足够快了!就目前来看,AMD 的 Duron 无疑是最佳性价比的CPU,低于Celeron 的价格高于 Celeron 的性能,普通家用完全足够。但如果你是专业应用的话,小生还是推荐使用 P Ⅲ,因为像Solid Works 99 之类的专业软件会不认AMD K7 家族的CPU, 此时可以把注册表中的 CPU 类型改为 Intel 的 X86 即可。当然,如果十分在意速度的话,雷鸟(Socket A Athlon)是当之无愧的最快的CPU(要知道,雷鸟1G比PⅢ1G曾经便宜到1万多大洋) 。又或者你既重视兼容性又没钱并且还爱超频,Celeron Ⅱ无疑是更好的选择,最后,如果你确实没有钱,用VIA的CPU好了。 

小鸟知识点: 
CPU(Central Processing Unit): 中央处理器,它是计算机的心脏,主要由运算器和控制器组成,CPU 的速 
度用MIPS (百万个指令 / 秒)表示,XT 机采用的 8088速度为0.75MIPS, 而超频至 450MHz 的Celeron 速度为1000MIPS 左右。 通常地,我们更喜欢用 CPU 的主频来衡量它的快慢:CPU主频=外频×倍频其中外频即系统总线频率,现在常用的有 66MHz(Celeron) 、100MHz(Duron) 、133MHz(新 P Ⅲ) ,至于倍频大多已被CPU厂家锁定,可以不用理会它。通过提升外频我们可以对 CPU 进行超频(Over Clock) ,比如 300MHz的 Celeron 外频 66Hz,倍频为4.5,当把外频调到 100MHz时 CPU 主频即为100MHz × 4.5=450MHz,这可是 1999 年一个近乎神话的超频。调整外频可以通过修改 BIOS 设置或者跳线、拨动DIP开关来实现,这一点请参考主板的说明书, 不过CPU的超频带有一定的危险性, 不可盲目试之。 

MMX(MultiMedia Extensions) :多媒体扩展指令集,曾被玩家们戏称为麻麻叉。 它是Intel针对日益发展的多媒体处理需要在1996年发布的,它一共包括57条多媒体指令,这些指令可以一次处理多个数据,目前的主流CPU都支持它(新 P Ⅲ带有支持更多指令的 MMX2) 。 

3D Now!:由AMD公司推出的类似于MMX的多媒体指令集,AMD 以及 VIA 的 CPU 支持该功能。

5. 酷睿系列的CPU发展史

诞生
  2006年5月9日– 英特尔公司在京宣布,英特尔 酷睿?2双核处理器将成为该公司未来强大的、具有更高能效的处理器的新品牌,两个月后将要发布的台式机和笔记本电脑处理器都将采用这个新品牌。
背景
  在此之前,英特尔酷睿?2双核的PC和笔记本处理器的内部代号分别为Conroe和Merom,它们都基于全新设计的英特尔 酷睿?微架构,每个芯片将包含两个处理内核,或曰“大脑”,因此用“双核”加以区别。英特尔还将为发烧友和游戏玩家提供具有最高性能的英特尔®酷睿?X至尊版处理器。
先进性
  双核处理器将包含英特尔 先进智能缓存,这是目前业内最大的集成高速缓存,它包含一个独特的设计,专门为那些内存需求密集型应用程序提供更快的性能表现。产品还将包含增强的安全性、虚拟化、以及集成在处理器内部的可管理性等特点。
构成
  酷睿2微架构处理器(台式机)包括酷睿2单核,双核,四核等产品,如以酷睿2为核心的赛扬400系列,赛扬双核1000系列,PE2000系列,酷睿2E4000系列,酷睿2E6000系列,酷睿2E7000系列,酷睿2E8000系列.PE5000系列。
到现在的i系列

酷睿系列的CPU发展史

6. INTER CPU发展历史,及CPU不同时代的U

 近几十年以来,计算机技术的发展速度可谓日新月异,尤其是CPU技术的发展。其实英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)早在1965年就提出了摩尔定律,其内容为:集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍,而价格则保持不变。因此可以说,每一美元所能买到的计算机性能,将每隔18个月翻两倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的神速,实际上到目前为止摩尔定律仍然有效。下面大家一起来欣赏一下历代计算机的CPU,了解一下CPU的发展历史。  1、1971年,第一枚个人电脑CPU:i4004  i4004  1971年INTEL公司推出了世界上第一台微处理器4004。这不但是第一个用于计算器的4位微处理器,也是第一款个人有能力买得起的电脑处理器。4004含有2300个晶体管,功能相当有限,而且速度还很慢,但是它毕竟是划时代的产品。  2、1978年,i8086  i8086  1978年,Intel公司再次领导潮流,首次生产出16位的微处理器,并命名为i8086,同时还生产出与之相配合的数学协处理器i8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集,但在i8087指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算指令,这就是著名的X86指令集,一直沿用至今。  3、1979年,i8088  i8088  1979年,INTEL公司推出了8088芯片,它仍旧是属于16位微处理器,内含29000个晶体管,时钟频率为4.77MHz,地址总线为20位,可使用1MB内存。8088内部数据总线都是16位,外部数据总线是8位,而它的兄弟8086是16位。1981年8088芯片首次用于IBM PC机中,开创了全新的微机时代。也正是从8088开始,PC机(个人电脑)的概念开始在全世界范围内发展起来。  4、1979年,i80286  i80286  1982年,INTEL推出了划时代的最新产品i80286芯片,该芯片比8006和8088都有了飞跃的发展,虽然它仍旧是16位结构,但是在CPU的内部含有13.4万个晶体管,时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线皆为16位,地址总线24位,可寻址16MB内存。从80286开始,CPU的工作方式也演变出两种来:实模式和保护模式。  5、1985年,i80386  i80386  1985年INTEL推出了80386芯片,它是80X86系列中的第一种32位微处理器,而且制造工艺也有了很大的进步,与80286相比,80386内部内含27.5万个晶体管,时钟频率为12.5MHz,后提高到20MHz,25MHz,33MHz。80386的内部和外部数据总线都是32位,地址总线也是32位,可寻址高达4GB内存。    6、1989年,i80486  i80486  1989年INTEL推出80486芯片,这种芯片的伟大之处就在于它实破了100万个晶体管的界限,集成了120万个晶体管。80486的时钟频率从25MHz逐步提高到33MHz、50MHz。80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内,并且在80X86系列中首次采用了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方式,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数学协处理器的80386DX提高了4倍。   7、intel奔腾处理器、AMD、Cyrix 5X86处理器  Intel Pentium  1993年intel推出了全新一代的高性能处理器——奔腾。由于CPU市场的竞争越来越趋向于激烈化,INTEL觉得不能再让AMD和其他公司用同样的名字来抢自己的饭碗了,于是提出了商标注册,由于在美国的法律里面是不能用阿拉伯数字注册的,于是INTEL玩了哥花样,用拉丁文去注册商标。奔腾在拉丁文里面就是“五”的意思了。奔腾的内部含有的晶体管数量高达310万个。奔腾最初的起始主频为50Mhz,其后发布了55Mhz、60Mhz、65Mhz、70Mhz、75Mhz然后直接跳到90Mhz、100Mhz、120Mhz、133Mhz,其中最后一款产品是当时人们梦寐以求的,不是一般人可以拥有。也只有在拥有它的机器上才可以不用解压卡而直接比较完美的播放VCD。   8、AMD K5、Cyrix 6X86、Intel Pentium PRO  Cyrix 6X86  Intel Pentium PRO  面对AMD和Cyrix咄咄逼人的气势,Intel在1995年底推出了Pentium PRO,该处理器集成了550万个晶体管,它在几个方面对Pentium进行了改进。在处理方面,Pentium PRO引入了新的指令执行方式,其内部核心是PISC处理器,因而执行速度更快;Pentium PRO具有3个流水线,每个流水线达到14级,指令执行速度明显提高;当时计算机系统的瓶颈之一是主板上的二级高速缓存只能与总线同步工作,Pentium PRO采用将256K二级高速缓存封装在芯片内核与CPU同频运行解决了这个问题。不过由于当时缓存技术还没有成熟,加上当时缓存芯片还非常昂贵,因此尽管Pentimu Pro性能不错,但远没有达到抛离对手的程度,加上价格十分昂贵,Pentimu Pro实际上出售的数目非常至少,市场生命也非常的短,Pentimu Pro可以说是Intel第一个失败的产品。  9、Intel Pentium MMX、AMD K6、Cyrix 6X86MX、Cyrix M2  Intel Pentium MMX  1997年1月,Intel公司推出了Pentium MMX芯片,它在X86指令集的基础上加入了57条多媒体指令。这些指令专门用来处理视频、音频和图象数据,使CPU在多媒体操作上具有更强大的处理能力,Pentium MMX还使用了许多新技术。单指令多数据流SIMD技术能够用一个指令并行处理多个数据,缩短了CPU在处理视频、音频、图形和动画时用于运算的时间;流水线从5级增加到6级,一级高速缓存扩充为16K,一个用于数据高速缓存,另一个用于指令高速缓存,因而速度大大加快;Pentium MMX还吸收了其他CPU的优秀处理技术,如分支预测技术和返回堆栈技术,它可以在支持MMX的软件上把速度提高50%。也使人们真正的认识到了多媒体计算机。  10、Intel Pentium II、XEON、Celeron;AMD K6-2、K6-3  Intel Pentium II  1997年5月,Intel公司推出了PentiumII处理器,它采用SLOT1架构,通过单边插接卡(SEC)与主板相连,SEC卡盒将CPU内核和二级高速缓存封装在一起,二级高速缓存的工作速度是处理器内核工作速度的一半;处理器采用了与Pentium PRO相同的动态执行技术,可以加速软件的执行;通过双重独立总线与系统总线相连,可进行多重数据交换,提高系统性能;PentiumII也包含MMX指令集。Intel此举希望用SLOT1构架的专利将AMD等一棍打死,可没想到Socket 7平台在以AMD的K6-2为首的处理器的支持下,走入了另一个春天。  11、Intel Pentium III、Celeron 2;AMD K7 Athlon  Intel Pentium III  1999年2月17日,Intel发布了SLOT1构架Pentium III处理器,第一批的Pentium III处理器采用了Katmai内核,主频有450和500Mhz两种,这个内核最大的特点是更新了名为SSE的多媒体指令集,这个指令集在MMX的基础上添加了70条新指令,以增强三维和浮点应用,并且可以兼容以前的所有MMX程序。  不过平心而论,Katmai内核的Pentium III除了上述的SSE指令集以外,吸引人的地方并不多,它仍然基本保留了Pentium II的架构,采用0.25微米工艺,100Mhz的外频,Slot1的架构,512KB的二级缓存(以CPU的半速运行)因而性能提高的幅度并不大。不过得益于INTEL的品牌效应和强大的广告宣传策略,在Pentium III刚上市时掀起了很大的热潮,曾经有人以上万元的高价去买第一批的Pentium III。Intel Pentium III Coppermine  面对着AMD K7处理器巨大的挑战和SLOT1平台昂贵的价格,Intel于1999年下半年推出了采用Socket370 FC-PGA封装的全新铜矿(Coppermine)核心PentiumIII处理器,处理器使用0.18微米工艺制造,133MHz的前端总线,在性能上大幅超过了老PentiumIII,达到了和K7同级的水平。Intel Celeron 2  看到Coppermine核心的奔腾III大受欢迎,Intel开始着手把Celeron处理器也转用了这个核心,在2000年中,推出了Coppermine128核心的Celeron处理器,俗称Celeron2,由于转用了0.18的工艺,Celeron的超频性能又得到了一次飞跃,超频幅度可以达到100%。  12、Intel Tualatin Pentium III、Celeron 3;AMD Tunderbird Athlon、Duron  Intel Tualatin Pentium III   Intel改进制造工艺,于2000年发布了0.13微米工艺制造的Tualatin核心PentiumIII-S处理器,最高主频为1400MHz,512KB的全速二级缓存,而且加入了最新的数据预先读取(prefetch)的扩充功能,这项技术在Pentium4处理器上也得到了延续。其后又推出了Tualatin核心的Celeron,二级缓存缩减为256KB,但性能依然十分强劲,可以说是K7最为称职的对手。  13、Intel Pentium 4、Athlon XP  Intel Pentium 4  2000年11月,借助Intel强大的宣传攻势,Pentium4进入了人们的视野。初期的Pentium4(Willamette)使用0.18微米工艺制造,内部集成256KB二级缓存,起始主频就达到了1300MHz,采用Socket 423的i850平台搭配RDRAM内存来满足400MHz FSB的带宽需要。虽然人们对Pentium4充满了希望,可产品面市之后,却让人大跌眼镜,20级超长流水线的设计,虽然将频率提升到一个新的高度,但性能却受到了严重的影响,一颗Tualatin核心的Celeron 1000MHz处理器的性能都在1500MHz主频的Pentium4之上。但为了不让Tualatin抢占了Pentium4的高端市场,Intel人为的将Tualatin自毁。Intel Pentium 4 Prescott  随后Intel将Pentium 4的产品不断升级,推出了好几个系列的产品。  2001年7月发布了全新改进的Pentium4/Celeron处理器(Northwood),Northwood核心的Pentium4采用0.13微米工艺制造,将二级缓存提升到了512KB,FSB从400MHz提高到533MHz,主频起始1.6G,最高达到了3.2G。  2004年6月Intel又推出了采用Prescott核心的Pentium4处理器,而且逐步向LGA 775平台迈进。但相对Pentium4C来说除了在3D性能方面(加入了对SSE3技术的支持)之外,其他性能并没有很大的提升,而且由于采用了并不成熟的0.09微米工艺,导致晶体管在高频率下电流泄漏严重,反而是功耗和发热量提高了不少。  总的来说Pentium 4各个型号,包括赛扬D,都有着高频低能,高功耗的缺点,算不上是一款成功的处理器。    14、Intel Pentium M  Intel Pentium M  2003年Intel发布了Pentium M处理器。Pentium M处理器不同于以往利用台式处理器进行改进而来,而是完全为了移动PC设计,强劲的性能配合高级的节电技术,使得Pentium M处理器有了翻天覆地的变化。英特尔将Pentium M处理器结合了855芯片组与Intel 802.11 PRO WiFi无线/Wireless2100网络联机技术,启用了一个全新的名称:Centrino(迅驰)。这样让人们再次看到了以技术为主导的Intel。Pentium M处理器起初的FSB为400MHz,1M的二级缓存,后起推出的Dothan核心将二级缓存升级到了2M。  Intel的Pentium4在AMD的Athlon64面前已经毫无优势可言之时,而Pentium-M的性能大家有目共睹,所以人们更加期待的是Intel能够推出桌面版的Pentium-M来应对。  15、AMD Athlon64、INTEL Pentium 4 EM64T  Intel Pentium 4 EM64T  在64位时代,无疑Intel落在了后面,Intel意识到了问题的严重性,于是在2004年推出了Nocona代号Pentium 4 EM64T,但实际上EM64T也采用的是Prescott核心,只不过增加了对64位数据的处理能力。 EM64T技术同AMD的X86-64技术有很多相似之处,Intel借鉴了AMD的设计思路。不过在处理器的一些关键技术上Athlon 64/Opteron和EM64T技术的Pentium 4还是有很多区别,例如Intel未集成内存控制器等等。  在进入新世纪以来,CPU的频率不断攀升,INTEL的奔腾4尤其明显,Prescott 最高主频达到3.8G。但芯片设计工程师发现,受到工艺、材质、发热量等因素的限制,CPU的频率是不可能无止境提升的。但如何继续提高CPU的性能呢?工程师们想到了一个办法,就是在一个CPU里集成两个内核。在2005年Intel和AMD相继推出了采用双核心的CPU,计算机CPU进入了双核时代。  16、Intel Pentium D、AMD Athlon 64 X2  Pentium D  Intel也推出Pentium D处理器,Pentium D也是属于NetBurst架构,由两个单独的CPU核心组成。虽然在产品设计上不如AMD的原生双核心设计,性能也差距明显,但是Pentium D 依然提供了不错的多任务处理性能,出色的超频性能以及极具竞争力的价格。Pentium D核心频率从2.66G到3.73G,可以超频至4.26G,是Intel核心频率最高的CPU。  17、Intel Core 2 、Pentium 双核、AMD Phenom(羿龙)  Intel Core 2  2006年,INTEL终于放弃了Netburst架构,推出了Core 2微架构再一次震动了业界。这一次Intel不再将注意力放在处理器的频率上,而是在处理器的执行效率上。虽然新架构处理器频率不高,但是其性能却足以让其重回处理器性能之王的宝座。  首款 Core 2 Duo处理器拥有1.67亿个晶体管,基于的是65nm工艺,拥有4M L2缓存,前端总线频率为1,066MHz。虽然Core 2 Duo的低端型号核心频率只有 1.86GHz 和 2.13GHz (E6300 E6400), 但是性能却极具吸引力。之后 Core 2生产工艺又提升至45nm,代表产品是Penryn。四核心Penryn的晶体管数量达到了8.2亿,核心频率也达到了3.2GHz。Pentium 双核  2007年INTEL推出了Pentium双核处理器,看到Pentium这个名字你也许会觉得有些奇怪,虽然这个名字会让人有些迷糊,但是Pentium双核处理器基于的是Core架构,而不是早期的Pentium,与Pentium D也没有什么关系。第一款Pentium双核处理器其实是面向笔记本电脑市场推出的,后来推出了桌面版产品。其目的是为了填补Celeron 和 Core 2处理器之间的市场空白。  18、Intel Core i7、AMD Phenom II  Core i7  2008年INTEL推出了Core i7处理器,给AMD带来了更大的压力,因为Core i7已经成为了Intel阵营新领军人物。Core i7 与上一代产品Core 2 相比有诸多改进,其中最重要的变化体现在以下几个方面:第一,Corei7是Intel第一款原生4核处理器,并支持超线程技术;第二,采用了全新的LGA1366接口;第三,引入了QPI(快车直接通道)总线技术,同时还在CPU内部集成了三通道DDR3内存控制器。    21、第二代的Core i3/i5/i7  Core i5  2010年6月份,Intel再次发布革命性的处理器——第二代i3/i5/i7。第二代i3/i5/i7全部基于全新的Sandy Bridge微架构,相比第一代产品主要带来五点重要革新:  1)采用全新32nm的Sandy Bridge微架构,更低功耗、更强性能。  2)内置高性能GPU(核芯显卡),视频编码、图形性能更强。  3)睿频加速技术2.0,更智能、更高效能。  4)引入全新环形架构,带来更高带宽与更低延迟。  5)全新的AVX、AES指令集,加强浮点运算与加密解密运算。  可能不少朋友不清楚酷睿i3、i5、i7的区别。其实i7定位高端、i5定位中端、i3定位低端,i7、i5是给对系统性能要求较高的玩家准备的,这些玩家一般都会配独显而不会去用集成显卡,因此没有内置显卡;i3是为看高清或对性能要求不高的用户准备的,这些人并不需要多好的显卡,集成足矣,又能节省预算,在以往他们都是用集显的主板,而intel首次在i3当中集成了GPU(显示芯片),而不需要主板集成,可见技术又大大地进步了。  这三款处理器的主要区别如下:  酷睿i7——核心数:4个或6个;线程数:8或12;缓存:8M或12M;支持睿频加速;无内置显卡  酷睿i5——核心数:2个或4个;线程数:4;缓存:4M或8M;支持睿频加速;有内置显卡(i5 750系列无显卡)  酷睿i3——核心数:2个;线程数:4;缓存:4M;不支持睿频加速;有内置显卡  什么是睿频加速技术呢?  当启动一个运行程序后,处理器会自动加速到合适的频率,而原来的运行速度会提升 10%~20% 以保证程序流畅运行;应对复杂应用时,处理器可自动提高运行主频以提速,轻松进行对性能要求更高的多任务处理;当进行工作任务切换时,如果只有内存和硬盘在进行主要的工作,处理器会立刻处于节电状态。这样既保证了能源的有效利用,又使程序速度大幅提升。  举个简单的例子,如果某个游戏或软件只用到一个核心,Turbo Boost技术就会自动关闭其他三个核心,把运行游戏或软件的那个核心的频率提高,也就是自动超频。    结束语:  从INTEL最初发布i4004 CPU到现在已经经历了40年,CPU的制造工艺和性能已经发生了翻天覆地的变化,这是CPU厂商之间的技术竞争才促使了CPU性能的不断攀升,我们应该向那些设计制造处理器的伟大工程师们致以最高的敬意,此刻没有不同品牌间的门户之争,只有对技术的共同追求,是竞争催生了一代代的优秀产品,让摩尔定律持续有效。 个人收藏,来源于网络。

7. CPU的发展

CPU的发展史、分类、结构和主要性能指标;
常见CPU的型号(Intel系列CPU、AMD系列CPU);
CPU散热器、CPU的安装、CPU的检测。
要求了解CPU的发展历史和常见CPU的型号;
重点掌握CPU的分类、结构和主要性能指标;
熟练掌握CPU的安装。
2.1  CPU的发展历史
1、 4位处理器——Intel 4004
           1971年,Intel公司研制出微处理器芯片4004,如图所示。 

        1972年,Intel公司研制出8008处理器,如图所示。随后推出8080(PC8801)、8085;
    其它公司推出Z80(工控)、6502(APPLE) 、M6800、

    (1) Intel 8086/8088处理器
            1978年Intel公司推出了首枚16位微处理器8086,如图2-3所示。
            1979年Intel公司开发出8088,1981年IBM公司将8088处理器用于其研制的IBM PC中,从而开创了全新的微机时代,兼容机也大量推出。

            1982年,Intel推出了80286芯片,下图所示是i80286的外观。 IBM公司将80286处理器用在IBM PC/AT机中,兼容机也大量采用。外围电路采用了大规模集成电路门阵列。 
4、 32位处理器
(1) Intel 80386处理器,1985年Intel发布80386DX,如图2-6所示。
(2) Intel 80486处理器
1989年,Intel推出了80486芯片。将协处理器集成到CPU中,CPU采用插座与主板连接。 

       1993年,Intel公司发布了Pentium(奔腾)处理器也称586,以后都称为奔腾。第一代的Pentium代号有P54C,P55C,内建MMX(多媒体指令集)的Pentium处理器。外围电路采用芯片组方式。
       与Pentium MMX属于同一级别的CPU有AMD K6、Cyrix 6x86 MX等,如图2-8所示。

      1997年,Intel公司发布了Pentium II处理器,采用了SLOT1架构。
       

        1999年,Intel公司发布了Pentium III处理器。  也推出Socket 370架构的Pentium III,速度提升、改善SLOT1的缺陷。
    

        Intel公司在2000年11月发布了Pentium 4处理器。
        基于Socket 478架构的32位P4处理器,主频为1.8~2.4GHz。
     
5、 64位处理器
 (1) AMD Athlon 64 
  2003年9月,AMD发布了面向台式机的64位处理器:Athlon 64和Athlon 64 FX。它们的初始实际频率为2.0GHz,晶体管数目为1.059亿个,采用0.13m工艺。
(2) Intel 64位处理器

2.2  64位CPU的型号
2.2.1  Intel系列CPU
1、64位Pentium4单核处理器            
            2004年8月,Intel 发布了64位处理器。推出了桌面版64位Pentium4 F处理器 ,采用了LGA775接口,命名方法上采用按系列编号。
   有Pentium4的 5、6、8、9系列,64位的赛扬D处理器和最新的Core 2 DUO系列处理器等。
        Celeron D 331是第一款支持EM64T技术的赛扬D处理器,该处理器采用LGA 775接口,具有2.8GHz实际频率。超频性能强。


Pentium D9系列
65nm制造工艺,内建3.76亿个晶体管,前端总线频率由800MHz FSB提升至1066MHz FSB,主频为3.46GHz,L2达 2MB x 2。Pentium D 900系列有Pentium D 915、920、930、940、945、950和960几个型号  
3、  Core 2 Duo系列 (酷睿)
采用Core 2微架构,使处理器在整体功耗降低40%的同时,性能提高了40%,前端总线频率FSB提升至1333MHz ,L2达 4MB 。接口为LGA775,全新的智能缓存技术 提高了双核心乃至多核心处理器的工作效率 。目前Core 2 Duo系列主要有Core 2 Duo E2200、E5300、E6300、E6500、E6850、E7400等
例E6850    3.06GHz/FSB=1333MHz/4MB/65W
Q6600、Q8200、QX9600四核处理器
Q9300 :四核 2.5GHz/FSB=1333MHz/6MB/95W
4、 酷睿 i7 系列
 在功耗不变的前提下,酷睿i7处理器对视频编缉、大型游戏和其它的互联网及计算机应用的速度提升可达40%。
I7有LGA 1366和LGA1156两种接口、处理器内部集成三通道内存控制器、全新采用类似于PCI Express串行点对点传输技术的通用系统接口(CSI),Intel称之为QuickPath Interconnect(QPI)总线技术 、传输速率为6.4Gbps,开放共享式8MB三级缓存。 
I7 920:采用45nm工艺制造,主频为2.66GHz,四颗核心共享8M三级缓存,每颗核心独立拥有256KB二级高速缓存,QPI总线带宽4.8GT/s,由于内部整合了三通道DDR3内存控制器,因此可支持三通道DDR3内存。同类有产品有 940、950、965、975等型号。
5、 酷睿 i5 系列
在Core i5中分为i5-700和i5-600系列,i5-750为Lynnfield核心,四核心,不支持HT,i5-600系列为Clarkdale核心,只有两个核心,L3 Cache也只有4MB,但支持HT,也就是两核心四线程,Core i5都只支持双通道内存模式, 有LGA 1366和LGA1156接口。
I5 750
四核心,采用LGA 1156接口,45nm工艺,集成双通道DDR3内存控制器,主频为2.66GHz, 1MB二级缓存, 共享使用8MB三级缓存,功耗95W 。
6、 酷睿 i3 系列
在Core i3中分为i3-540和i3-530,Nehalem架构,双核心设计,支持超线程,采用当前最先进的32nm工艺;主频为2.93GHz~3.06GHz,外频133MHz,倍频22~23;集成4MB高速三级缓存,处理器内部整合北桥功能和GPU部分,支持双通道DDR3 1333/1066规格内存。采用45nm制作工艺,架构改进自英特尔整合显示核心的GMA架构,支持微软DX10。 

i3的四大技术特色: 
1、 Intel公司的酷睿i3系列CPU采用LGA1156接口,而且内存都是DDR3,便于平台升级; 且可以搭配很价格不高的H55或H57芯片组主板使用,不用特别采购独立显卡;
2、i3的频率高、速度快,主频已经突破了3G,还支持“英特尔超线程”技术;
3、i3带有“英特尔高清显卡”技术,集成显卡具备700MHz的较高主频;
4、i3的功耗低、发热低, 节能环保。  

1. AthlonII X2 245(速龙)
        主频为2.9GHz,外频200MHz,倍频14.5X。采用了45nm工艺制程,AM3接口设计,可支持DDR3规格内存。核心代号“Regor”,它是一款双核心处理器。每个核心拥有独立的拥128KB一级缓存和1MB二级缓存,所以一共提供了2MB的L2缓存,但其没有L3缓存。处理器最大热设计功耗仅为65W,默认电压为0.85-1.425V。同类产品还有AthlonII X2 240、250等 

2. Athlon II X3 435 
该处理器基于45nm工艺,拥有三个核心,同理也是由四核心屏蔽而来。主频高达2.7GHz,外频200MHz,内建4x512k L2高速缓存,采用938针的AM3接口设计,相比Phenom II三核最大的区别就是,Athlon II三核取消了三级缓存 


4. Phenom II X4 945(弈龙)
 Phenom II X4 945基于改进的Stars核心,采用原生四核心设计,每颗核心频率高达3.0GHz,外频为200MHz,倍频为15x,每颗核心都拥有独立的一级和二级缓存,容量分别是128KBytes和512KBytes,处理器还内置了6MB的三级缓存,被所有核心共享使用, Socket AM3接口封装,并采用先进的45nm SOI制作工艺,拥有7.61亿个晶体管,核心面积为258平方毫米,功耗为95W 。CPU支持SSE、SSE2、SSE3、SSE4A多媒体指令集和X86-64运算指令集。 
2.3  CPU的分类、结构和主要性能指标
2.3.1  CPU的分类
      CPU有多种分类方法。
      1. 按CPU的生产厂家分:Intel 、AMD。。。
      2. 按CPU的接口分: Socket 、Slot、  LGA、AM2、AM3
   3. 按CPU的位数分: 4、 8、 16、 32、 64
   4. 按内核数量分:单、双、多
      5. 按应用场合分: 台式机版、服务器版(Xeon)、移动版。
     
2.3.2  CPU的结构 
 从CPU外部的结构看,CPU主要有两个部分组成:一个是内核,另一个是基板。

1. CPU的内核:大规模集成电路
2. CPU的基板:承载内核,固定引脚
3. CPU的编码:标注型号、主要参数等信息
例:  INTEL E4500、INTEL CORE 2 DUO、SLA95 MALAY、2.20GHZ/2M/800/06、L732A771。 
   E表示台式机CPU,规格4500,新一代基于Core微架构的产品体系,双核, SLA95表示处理器的S-Spec编号,后面的MALAY是生产地 马来西亚,工作频率/L2缓存大小/前端总线频率/06代表其核心步进号,这是一颗2.2GHz、L2缓存有2MB、前端总线800MHz的CPU。   L732A771 ,表示产品的序列号。 

4. CPU的接口:CPU与主板的连接方式
  目前主要分为两大类:
  一类是针脚式封装的Socket类型;
  金属触点式封装的LGA (栅格阵列封装)。
前者多用于AMD公司的CPU,后者多用于Intel公司的CPU.



Intel的 478 针,支持32位的P4 CPU;
Intel的LGA775封装支持intel的64位P4 CPU ;
Intel的LGA1156封装支持intel的酷睿 i3、i5、i7系列 CPU;
Intel的LGA1366封装支持intel的酷睿 i7、i5系列 CPU;
AMD的939针,支持K8 3000 64位CPU
AM2 940针,支持AMD的64位CPU 4000+~5000+ 等。

CPU的发展

8. CPU发展史的发展时间表

1971 年,Intel 推出了世界上第一款微处理器 4004,它是一个包含了2300个晶体管的4位CPU。1978年,Intel公司首次生产出16位的微处理器命名为i8086,同时还生产出与之相配合的数学协处理器i8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集。由于这些指令集应用于i8086和i8087,所以人们也这些指令集统一称之为X86指令集。这就是X86指令集的来历。1978年,Intel还推出了具有 16 位数据通道、内存寻址能力为 1MB、最大运行速度 8MHz 的8086, 并根据外设的需求推出了外部总线为 8 位的 8088, 从而有了 IBM 的 XT 机。随后,Intel 又推出了 80186 和 80188,并在其中集成了更多的功能。1979年,Intel公司推出了8088芯片,它是第一块成功用于个人电脑的CPU。它仍旧是属于16位微处理器,内含29000个晶体管,时钟频率为4.77MHz,地址总线为20位,寻址范围仅仅是1MB内存。8088内部数据总线都是16位,外部数据总线是8位,而它的兄弟8086是16位,这样做只是为了方便计算机制造商设计主板。1981年8088芯片首次用于IBM PC机中,开创了全新的微机时代。1982年,Intel推出80286芯片,它比8086和8088都有了飞跃的发展,虽然它仍旧是16位结构,但在CPU的内部集成了13.4万个晶体管,时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线皆为16位,地址总线24位,可寻址16MB内存。80286也是应用比较广泛的一块CPU。IBM 则采用80286 推出了AT 机并在当时引起了轰动,进而使得以后的 PC 机不得不一直兼容于PC XT/AT。1985年Intel推出了80386芯片,它X86系列中的第一种32位微处理器,而且制造工艺也有了很大的进步。80386内部内含27.5万个晶体管,时钟频率从12.5MHz发展到33MHz。80386的内部和外部数据总线都是32位,地址总线也是32位,可寻址高达4GB内存,可以使用Windows操作系统了。但80386芯片并没有引起IBM 的足够重视,反而是 Compaq 率先采用了它。可以说,这是 P C 厂商正式走“兼容”道路的开始,也是AMD 等 CPU 生产厂家走“兼容”道路的开始和 32 位 CPU的开始,直到今天的 P4 和 K7 依然是 32 位的 CPU(局部64位)1989年,Intel推出80486芯片,它的特殊意义在于这块芯片首次突破了100万个晶体管的界限,集成了120万个晶体管。80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内,并且在80X86系列中首次采用了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(Burst)方式,大大提高了与内存的数据交换速度。1989 年,80486 横空出世,它第一次使晶体管集成数达到了 120 万个,并且在一个时钟周期内能执行 2 条指令。