认识计算机的大脑—微处理器(一)

Ｉ Ｍ Ｃ之 前 的微 处 理 器 Ｂ Ｐ
第一款 微处理器 芯片 是 Ｉ ｔ ｌ １ ７ ｎ ｅ 在 ９ １年 推 出 的 ， 第一 台 Ｐ ｃ是 Ｉ Ｍ １ ８ 年 制 造 出来 的 。 在 这 十 年 的 Ｂ 在 ９ １ 时 间 内，微 处理器 都 经历 了 怎样 的变化 呢 ？事实 上 ， 推 出 ４０ ０ ４后 不 到 半 年 的 时 间 内 （９ ２ ４月 ） Ｉ ｔ １ １７ 年 ， ｎ ｅ 发布 了 ８０ ０ ８处理 器 。这 是 一 款 ８位 处 理 器 ， 时 钟 频 率 为 ０ ２ Ｈ ， 集 成 了 ３ ０ 个 晶 体 管 ， 与 ４ ０ 一 样 是 基 ．Ｍ ｚ ５０ ０４ 于 １ 米 工 艺 ， 而 目 前 最 新 的 Ｉ ｔ ｌ ｅ ｔ ｕ ４处 ０微 ｎ ｅ Ｐ ｎ ｉ ｍ
Ｍ００ｒ 和 Ｒ０ｂ ｅ ｅｒｔ
１７ 年 ， Ｉ ｔ ｌ 出 了 新 一 代 的 ８位 处 理 器 ８ ８ ， ９４ ｎｅ 推 ００ 由 于 时 钟频 率 一 下就 提 高 到 ２ Ｈ ，８ ８ Ｍ ｚ ０ ０的 性 能 大 大 优 于 ８ ０ 。８ ８ ０ ８ ０ ０应用 在 一 般 被 认 为 是 第 一 台 个 人 计 算 机 的 Ａ ｔ ｉ ８ ０ ， 刚 组 建 的 Ｍ ｃ ｏ ｏ ｔ 司 发 布 了它 ｌａｒ８０ 上 ｉｒ ｓ ｆ 公 的 第 一 个 产 品 ：运 行 于 Ａ ｔ ｉ ８ ０ ｌ ａ ｒ ８ ０的 Ｍ Ｃ ０ Ｏ ｔ ｉ ｒ Ｓ ｆ Ｂ Ｓ Ｃ 由于 ８ ８ Ａ Ｉ。 ０ ０变 得 非 常 流行 ， 很 多 公 司都 开 始仿 制 。 １ ７ ，几 名 Ｉ ｔ ｌ ８ ８ 工 程 师 成 立 了 一 家 非常 ９ ５年 ｎ ｅ ０ ０ 著 名 的 Ｚ ｇ公 司 。 １７ 年 ，Ｚ ｌ ｇ 司 发 布 了 ｚ ８ 处 ｉｏ ｌ ９６ ｉｏ 公 一ｏ 理 器 ， 它 是 ８ ８ 的 增 强 版 本 ， 除 了兼 容 ８ ８ ００ ０ ０的 指 令 外 （ 以运 行 所 有 ８ ８ 可 ０ ０的 程 序 ） ，还 引 入 了新 的指 令 和 内 部 寄存 器 。Ｚ ８ － ０的 时 钟频 率 最 初 是 ２．Ｍ ｚ 后 来 最 高 ５Ｈ， 达到 １Ｍｚ Ｈ ，被 广 泛 应 用 于 各 个 公 司 生 产 的 计算 机 中 。 Ｏ 有趣 的是 ，作 为一 款 ８ ８ 兼 容 处 理 器 ， ｚ ８ ０ ０的 一 ｏ在 计 算
一
利 ， 这 为 Ｉ ｌ今 后 在 处 理 器 方 面 的 发 展 铺 平 了道 ｅ ｎｔ
路 。但在 当时， 谁 也没 有料 到这 件 事 的重 大意 义 。
结 果 ， Ｉ ｔ ｌ 为 Ｂ ｓ ｃ ｍ开 发 的芯 片 独 立 出来 ， ｎｅ 把 ｕ ｉｏ
制 成 了 ４ ０ ， 并 在 １７ 年 １ 月 １ ０４ ９１ １ ５日正 式 发 售 ， 当时
理 器 （ｏ ｔ ｗ ｏ 核 心） Ｎｒｈｏ ｄ 已经 是 基 于 ０ １ ． ３微 米 工 艺 。
通过 修 改程序 指 令就 可 以对 功能 进行 增减 。可 以 样
说 ，这 块芯 片给 “ ”机 器带 来 了智 能 。 笨 对 于 这 款 芯 片 ， Ｂ Ｓｉ ０ ｕ ｍ拥 有 其 专 利 权 ， 而 Ｔ ｄ Ｃ ｅ Ｈｆ ｏ ｆ等 人 认 为 它 有 着 无 限 的 应 用 前 景 ， 鼓 励 Ｉ ｔ ｅ ｎ ｌ公 司 把 它 的 设 计 专 利 买 回来 。 Ｉ ｔ ｌ 司 的创 建 者 Ｇ ｒ ｏ ｎｅ 公 ｏ ｄｎ
系 列 用 于 高 性 能 计 算 器 的 芯 片 。 为 什 么 说 是 一 系 列
呢？ 因 为当 时所有 的集成 电路 芯 片都 是为 某 种产 品或
者 应 用 专 门设 计 的 ， 没 有 像 现 在 这 样 广 泛 使 用 的 通 用 芯 片 。 因 此 Ｂ ｓ ｏ ｕ ｉ ｍ最 初 设 计 的计 算 器 就 一 共 需 要 １ Ｃ ２ 种 专 用 芯 片 。 Ｉ ｔ ｌ的 工 程 师 Ｔ ｄ ｏ ｆ反 对 这 一 设 计 ｎｅ ｅ Ｈ ｆ 方 案 ， 他 设 计 了 一 个 通 用 的 芯 片 ， 可 以从 存 储 器 上 获 得 指 令， 因此这个 中央处理 单元 就可 以用程 序来控 制，
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硬 派 讲 堂
认识计算机 的 大■
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微 处 理器 （ 一）
文 ／图 邱 晓 光
第 一个 “ 脑 ” 大
计 算 机 的 大 脑 就 是 微 处 理 器 ， 它 也 被 叫 做 ＣＰＵ （ｅ ｔ ｒ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ Ｕ ｉ ， 中央 处 理 单 元 ） 有 的 人 Ｃ ｎ ｅ Ｐ ｏ ｅ ｓ ｎ ｎ ｔ 。 也 常 常 把 Ｃ Ｕ比喻 成 电 脑 的 心 脏 ， 这 并 不 是 很 恰 当， 因 Ｐ 为 提 供 “ 液 ” 的 工 作 是 由 电源 完 成 的 。 Ｉ ｔ ｌ 司 拥 血 ｎｅ 公 有 制 造 出 第 一 个 计 算 机 “ 脑 ” 的 荣 誉 。 １ １年 由 大 ７ ９ Ｉ ｔ ｌ推 出 的 ４ ０ 芯 片 是 历 史 上 第 一 枚 Ｃ Ｕ 在 此 之 ｎｅ ０４ Ｐ。 前， 由于 Ｉ ｔ 司在 半导体 存储 器芯 片设计 和制造 ｅ ｎ ｌ公 上 的 成 功 ， 日本 计 算 器 生 产 商 Ｂ ｓ ｃ ｍ请 求 Ｉ ｔ ｌ 计 ｕｉｏ ｎｅ 设
价 格 为 ２００ 美 元 。 作 为 历 史 上 第 一 枚 微 处 理 芯 片 ， ４０ ０ ４的时 钟 频 率 是 ０ １８ Ｈ ， 集 成 了 ２ ０ ．０ ｇ ｚ ３ ０个 晶体 管 ， 和 １４ ９ ６年 的 第 一 台 电 子 计 算 机 Ｅ Ａ Ｎ ｃ的 计 算 能 力 相 Ｔ 当 ， 体 积 约 为 指 甲那 么 大 ， 比一 间 屋 子 般 的 Ｅ 【 Ｃ小 ＮＡ 多 了 。４ ０ ０ ４的 出 现 激 起 了 人 们 的 热情 ， 它 在 民 用 方 面 可 用 于 自动 交 通 灯 和 血 液 分 析 器 ， 高 科 技 方 面 用 于 深 太空探 测器先驱 者 １ ，它是 ３ ０号 ｏ年 前 发射 的 ， 现 在 距地球 ７ ３亿 英 里 以 上 ， 至 今 还 在 正 常 工 作 。