CPU发展史
cpu发展史
CPU发展史1971年世界上第一款微处理器是Intel公司推出的4004,这是第一款可以用于微机的4位处理器,它包括2300个晶体管。
随后Intel又推出8008由于市场反应不理想,1974年8008发展成8080成为第二代处理器,8080作为代替电子逻辑电路的器件被用于各种应用电路和设备中。
同时期Zilog公司生产了8080的增强型Z80,摩托罗拉公司生产了6800,Intel公司于1976年又生产了增强型8085,但这些芯片都没有改变8080的基本特点,都属于第二代处理器。
它们都采用NMOS工艺,集成约9000只晶体管,平均指令执行时间为1μs~2μs,采用汇编语言,BASIC,Fortran编程,使用单用户操作系统。
1978年Intel公司生产的8086是第一个16位的处理器,很快Zilog公司和摩托罗拉公司也计划生产Z8000和68000。
这就是第三代微处理器的起点。
1982年,Intel公司在8086的基础上,研制出了80286微处理器,该处理器最大主频为20MHZ。
内,外部数据传输均为16位,使用24位内存的寻址,8086~80286这个时代是个人电脑起步的时代,当时在国内使用甚至见PC机的人很少,它在人们心中是一个神秘的东西。
到九十年代初,国内才开始普及计算机。
1985年春天的时候,INTEL公司已经成为了第一流的芯片公司,它决心全力开发新一代的32位核心的CPU-80386。
INTEL给80386设计了三个技术要点:使用“类286”结构,开发80387微处理器增强浮点计算能力,开发高速缓存解决内存速度瓶颈。
1985年10月17日,INTEL划时代的产品———80386DX正式发布了,其内部包含27.5万个晶体管,时钟频率为12.5MHZ,后逐步提高到20MHZ 25MHZ 33MHZ,最后还有少量的40MHZ产品。
1989年INTEL公司又推出准32位微处理器芯片80386SX。
cpu发展历史过程
cpu发展历史过程CPU(Central Processing Unit)是计算机中的核心部件,负责执行计算机程序的指令,控制和协调计算机的各种操作。
随着计算机技术的发展,CPU也经历了多个阶段的演进和发展。
本文将从早期的计算机CPU开始,逐步介绍CPU的发展历史过程。
一、早期计算机的CPU早期的计算机CPU采用的是电子管技术,这种技术具有高功耗、体积庞大、易损坏等缺点。
该阶段的计算机CPU运算速度较慢,主要用于科学计算和军事应用。
代表性的早期计算机有ENIAC、EDVAC 等。
二、晶体管时代的CPU20世纪50年代末,晶体管技术的发展使得计算机CPU得以进一步改进。
晶体管比电子管体积小、寿命长、功耗低,使得计算机性能得到显著提升。
该时期的计算机CPU采用了冯·诺依曼结构,即将指令和数据存储在同一内存中。
代表性的计算机有IBM System/360等。
三、集成电路时代的CPU20世纪60年代,集成电路技术的出现使得计算机CPU集成度大幅提高,体积缩小,功耗进一步降低。
这一时期的计算机CPU开始出现微处理器,即将多个功能模块集成在一颗芯片上,实现更高的性能和更小的体积。
代表性的计算机有Intel 4004、Intel 8008等。
四、个人计算机时代的CPU20世纪70年代末,个人计算机的出现使得计算机CPU得到大规模普及。
此时的计算机CPU采用了更加先进的微处理器架构,性能大幅提升。
代表性的计算机有IBM PC、Apple Macintosh等。
五、多核处理器时代的CPU21世纪初,多核处理器技术的出现使得计算机CPU能够同时处理多个任务。
这种技术通过在一颗芯片上集成多个处理核心,实现更高的并行计算能力。
代表性的计算机有Intel Core系列、AMD Ryzen系列等。
六、现代计算机时代的CPU随着科技的不断发展,计算机CPU在性能、功耗和集成度方面都取得了巨大的进步。
现代计算机CPU采用了更加先进的制程工艺和架构设计,如14纳米、10纳米工艺、超标量架构、超线程技术等。
简述cpu发展史
简述cpu发展史
CPU(中央处理器)是计算机的核心部件,负责执行计算机指令并处理数据。
下面是CPU发展史的简要描述:
1. 电子管时代(1940年代-1950年代):计算机初期使用电子管作为处理器,电子管可执行基本逻辑运算和控制操作。
ENIAC是世界上第一台使用电子管的计算机。
2. 晶体管时代(1950年代-1960年代):晶体管的发明使得计算机变得更小、更可靠。
晶体管处理器的出现进一步推动计算机技术的发展。
IBM System/360是在这一时期推出的一款主要计算机系统。
3. 集成电路时代(1960年代-1970年代):集成电路的发明将数千个晶体管集成到一个芯片上,使得处理器变得更快、更小、更便宜。
Intel 4004是第一款商用集成电路处理器。
4. 微处理器时代(1970年代至今):微处理器是一种在单个芯片上集成了中央处理器、内存和输入/输出功能的处理器。
AMD和Intel在这个时代竞争激烈,不断推出新的微处理器产品。
此外,还有其他公司也开始生产微处理器,如ARM 等。
5. 多核处理器时代(2000年代至今):为了提高处理器的性能,多核处理器开
始兴起。
多核处理器将多个处理器核心集成到一个芯片上,使得计算机可以同时执行多个任务。
这使得计算机能够更高效地处理复杂的多任务和多线程应用。
总结来说,CPU发展史经历了电子管时代、晶体管时代、集成电路时代、微处理器时代和多核处理器时代。
随着技术的不断进步和创新,CPU性能不断提高,体积变小,价格变得更加亲民,为计算机的发展做出了巨大贡献。
CPU的发展史分类结构和主要性能指标
CPU的发展史分类结构和主要性能指标CPU即中央处理器,是计算机的核心部件之一、它负责执行计算机指令并处理数据,是计算机的心脏。
本文将从发展史、分类、结构和主要性能指标四个方面介绍CPU的相关知识。
一、发展史CPU的发展经历了几个重要的阶段。
早期的计算机使用的是电子管,体积庞大、功耗高、可靠性差。
1950年代,随着集成电路的发展,晶体管取代了电子管,大大提高了计算机的性能,并使计算机体积缩小。
1960年代,CPU的功能进一步扩展,实现了多道程序运行和操作系统的出现。
1970年代,计算机性能迅速提高,推出了多种高性能大中型机。
1980年代,个人计算机开始普及,CPU的发展逐渐走向高速、低功耗的方向。
1990年代,随着互联网的兴起,CPU的主频逐渐提高,对于计算性能的要求也越来越高。
2000年代,多核处理器技术的出现,使得CPU的计算能力进一步提升。
二、分类根据不同的指标,CPU可以分为多种类型。
按照用途划分,可以分为通用处理器和特定用途处理器;按照传统制造工艺和材料,可以分为CISC和RISC处理器;按照工作原理,可以分为单核和多核处理器;按照加工工艺,可以分为32位和64位处理器等。
三、结构CPU的结构主要包括运算器、控制器和寄存器等部分。
其中,运算器负责执行计算操作,控制器负责解析和执行指令,寄存器用于暂存指令和数据。
运算器由算术逻辑单元(ALU)和数据通路组成,ALU执行加减乘除等运算操作,数据通路负责数据的传输和暂存。
控制器包含取指令、译码、执行和存储结果等功能。
寄存器是存放指令和数据的临时存储器,包括程序计数器、指令寄存器、通用寄存器等。
CPU的性能可以通过多个指标来衡量。
常见的性能指标包括主频、缓存、指令级并行度和功耗等。
1.主频:也叫时钟频率,表示CPU每秒钟进行的工作周期。
主频越高,CPU每秒钟执行的计算指令和数据传输次数就越多,计算速度越快。
2.缓存:CPU内部的缓存用于存储频繁使用的指令和数据,以提高访问速度。
CPU发展历史
《英雄联盟》游戏性能评测。在该案例中,通过使用专业的游戏性能测试工具,记录不 同配置CPU在运行《英雄联盟》时的帧数、延迟等数据,并对结果进行分析和比较,从
而得出不同CPU在游戏性能方面的差异。
专业应用领域中的性能评测需求
科学计算与仿真
需要高性能的CPU以加速复杂的数学计算和物理仿真 过程。
超线程技术的挑战与前景
尽管超线程技术能够提高处理效率,但它也面临着一些挑 战,如线程调度、资源争用等问题。未来,随着处理器设 计和调度算法的不断优化,超线程技术有望进一步提高 CPU的性能和效率。
多核CPU的崛起与挑战
多核CPU的优势
多核CPU的挑战
多核CPU是指在一个处理器芯 片上集成多个处理核心,每个 核心可以独立执行指令。多核 CPU通过并行处理提高了计算 能力和效率,满足了日益增长 的计算需求。
RISC(精简指令集计 算机)架构
与CISC相反,RISC架构追求简洁 、高效的指令集,以降低功耗并 提高处理速度。RISC架构在嵌入 式系统、移动设备等领域得到广 泛应用,如ARM处理器。
CISC与RISC的融合
近年来,随着计算机体系结构的 不断发展,CISC与RISC架构逐渐 走向融合。一些现代处理器设计 结合了CISC和RISC的优点,以实 现更高的性能和效率。
集成电路时代
微处理器时代
1960年代,集成电路的出现进一步缩小了 CPU的体积,提高了性能。
1970年代,Intel推出了第一款微处理器 4004,标志着CPU进入了微处理器时代。
当前面临的挑战和机遇分析
制造工艺的挑战
随着CPU制造工艺的不断进步,制造成本不断上升,同时 物理学的限制也使得进一步提高制造工艺变得越来越困难 。
CPU发展史1970-2019详细
1970年代初微处理器的出现微处理器早先,在计算机的处理单元的中央(的CPU)包括多个集成电路中(IC)中实现,集成电路的通用逻辑和IC定制设计用作必要的。
在1970年代,一种称为LSI的大规模IC 使4位处理器可以安装在单个LSI上,并且出现了微处理器。
背景是1960年代后期在日本举行的名为“ 计算器战争” 的开发竞赛以及爆炸性市场的需求。
4004年诞生于计算器大战。
另一方面,在这个时代,大型机(例如System / 360)已经是32位,而小型计算机(例如PDP-11)已经是16位,并且那时LSI中使用的MOS技术的运行速度较慢。
因此,后来微处理器的出现开始影响计算机的主流。
●1970年,Garrett CADC开发了Garrett AiResearch 。
它是专为F-14战斗机开发的,没有投放市场。
●1971年由Marcian E. Hoff为Intel开发的第一款微处理器4004被发布。
它包含等效的2300个晶体管,是一个4位处理器。
它每秒可进行约60,000次交互(0.06 MIP),时钟频率为108KHz。
世界上第一个商用微处理器●1971年,德州仪器(TI)TMS1050发布。
第一(或第一个)LSI 是面向所谓的多合一类型的微控制器(单芯片微计算机)。
它给日本计算器战争带来了价格损失。
●1972年4月宣布8008。
8位。
它是为高性能终端Datapoint 2200设计的,但由于性能不足而未被采用。
后继者8080 成为x86的历史。
●1973年美国国家半导体IMP-16。
第一个16位处理器。
●1970年代中期PC外观。
自1970年代中期以来,广泛用于个人计算机(个人计算机)中的CPU不断出现。
8位个人计算机从1970年代中期开始在美国出现,从1970年代末开始在日本出现●1974年四月英特尔8080发布。
专为计算机使用而设计的8位CPU。
常规的CPU意识到嵌入式应用程序(例如控制设备)的重要性。
《cpu发展史》课件
服务器
服务器是提供网络服务的计算机,其CPU通常采用多核设 计,具备高可靠性、高性能和高扩展性等特点。服务器 CPU能够处理大量数据和网络请求,为各种应用程序提供 稳定、高效的服务。
随着云计算和大数据技术的不断发展,服务器CPU的性能 要求也越来越高,需要具备更高的运算速度和数据处理能 力。
嵌入式系统
指令集的优化
03
04
运算速度大幅 提升
第四代CPU的特征
01
超大规模集成电路
02
多核处理器的出现
03 04
并行处理能力增强 支持多媒体处理和游戏性能优化
多核处理器的出现
提高处理器性能
支持多任务处理和并行计 算
降低功耗和散热问题
广泛应用于服务器、桌面 和移动设备
03 CPU的制造工艺
微米级制造工艺
量子计算和神经网络处理器的兴起
量子计算
01
利用量子力学的特性进行计算的新型计算模式,具有超强的并
行计算能力和指数级加经元网络的处理器,适用于人工智能、机器学习等
领域,具有高效的学习和推理能力。
量子计算和神经网络处理器的融合
03
随着技术的不断发展,量子计算和神经网络处理器将有可能实
第一代CPU采用真空管作为基本 元件,代表机型为UNIVAC I。
02
第一代CPU运算速度较慢,可靠 性也不高,但它的出现奠定了计 算机的基础。
02 CPU的发展历程
第二代CPU的特征
晶体管代替电子管 体积缩小
逻辑运算能力增强 功耗降低
第三代CPU的特征
01
集成电路代替 晶体管
02
高速缓存的出 现
异构计算的发展
异构计算
是指将不同类型的处理器(如 CPU、GPU、FPGA等)结合使用 ,以实现更高效、更灵活的计算 能力。
CPU发展史(精选可编辑)
CPU发展史(精选可编辑)CPU,全称中央处理器(Central Processing Unit),是计算机系统的核心部件,负责处理和执行计算机程序中的指令。
自1971年第一块商用CPU芯片问世以来,CPU在尺寸、性能和结构上都经历了飞速的发展。
以下是CPU的发展史概述。
1.早期阶段(1970-1980)(1)4004处理器1971年,英特尔发布了世界上第一块商用CPU——4004,它含有2300个晶体管,主频为108KHz,速度为每秒60,000次运算。
(2)8080处理器1974年,英特尔推出了8080处理器,它有6000个晶体管,主频为2MHz,每秒能进行50万次运算。
此时,微型计算机的时代开始了。
2.发展阶段(1980-1990)(1)80286处理器1982年,英特尔发布了80286处理器,这款处理器有13万个晶体管,主频为6MHz。
它引入了32位地址线和24位数据线,使得计算机可以使用更多内存。
(2)80386处理器1985年,英特尔发布了80386处理器,也称386处理器。
它有120万个晶体管,主频可达20MHz。
这款处理器引入了实地址模式和保护模式。
3.繁荣阶段(1990-2010)(1)奔腾系列处理器1993年,英特尔发布了第一代奔腾处理器,这是一款以586为基础的CPU。
随后又推出了奔腾II、奔腾III和奔腾IV等系列。
(2)酷睿系列处理器2006年,英特尔发布了基于酷睿架构的CPU,这一系列处理器具有高性能、低能耗的特点。
之后又不断推出酷睿i3、i5、i7等系列。
(3)ARM架构处理器在这个阶段,移动设备开始兴起,而ARM架构的处理器因为低功耗、高效能而在移动设备上得到了广泛应用。
苹果的iPhone和iPad就使用了ARM架构的处理器。
4.当前阶段(2010年至今)(1)多核多线程技术为了提高处理器的性能,现代CPU开始采用多核多线程技术。
这意味着一个处理器可以同时执行多个任务,提高了处理器的并行处理能力。
《cpu发展史》课件
第五代计算机
第五代计算机以人工智能为核心,具备学习、推理和理解能力。首个第五代 计算机系统是日本的Fifth Generation Project。
CPU的发展趋势
CPU发展趋势包括并行计算、特殊用途处理器、人工智能和量子计算等,带来更高的计算能力和更多的应用领 域。
结语
CPU作为计算机的核心和关键部件,对人类社会的发展起着重要作用。展望 未来,CPU将继续创新,推动科技的进步。
第二代计算机
第二代计算机采用晶体管替代了真空管,体积缩小、速度提高。IBM 1401是第二代计算机的代表。
第三代计算机
第三代计算机采用集成电路芯片,使计算机更小、更快、更可靠。DEC PDP-11是第三代计算机的代表。
第四代计算机
第四代计算机应用了微处理器技术,进一步提高了计算机的性能和功能。IBM Personal Computer是第四代计 算机的代表。
《CPU发展史》PPT课件
CPU发展史:从第一代计算机到未来的趋势,探索一步步改变人类生活的计 算机处理器。
什么是CPU
CPU(中央处理器)是一台计算机的心脏和大脑,负责执行各种计算和处理 任务,是计算机的核心组成部分。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一代计算机
第一代计算机是指使用真空管作为计算元件的计算机时期。它们的特点是巨 大、低速和高功耗,以ENIAC为代表。
处理器发展史
处理器开展史CPU是Central Processing Unit,就是中央处理器的缩写,它是计算机中最重要的一个局部,由运算器和控制器组成。
如果把计算机比作一个人,那么CPU就是他的心脏,其重要作用由此可见一斑。
按照其处理信息的字长,CPU可以分为:四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。
INTEL处理器开展史英特尔公司是全球最大的半导体芯片制造商,它成立于1968年,具有40多年产品创新和市场领导的历史。
1971年,英特尔推出了全球第一个微处理器。
微处理器所带来的计算机和互联网革命,改变了整个世界。
一、Intel桌面处理器开展史1971年11月15日:世界上第一块个人微型处理器4004诞生1971年11月15日,Intel公司的工程师霍夫创造了世界上第一个商用微处理器—4004,从此这一天被当作具有全球IT界里程碑意义的日子而被永远的载入了史册。
这款4位微处理器虽然只有45条指令,每秒也只能执行5万条指令,运行速度只有108KHz,甚至比不上1946年世界第一台计算机ENIA C。
但它的集成度却要高很多,集成晶体管2300只,一块4004的重量还不到一盅司。
这一突破性的创造最先应用于Busicom 计算器,为无生命体和个人计算机的智能嵌入铺平了道路。
Busicom最初方案是需要12个定制芯片。
而英特尔工程师霍夫提出了通用逻辑设备的概念,它可能是一个更出色、更高效的解决方案。
正是由于他的提议才使得微处理器得以开发。
起初,Busicom向英特尔支付了60000美元,获得了微处理器所有权。
在认识到“大脑〞芯片的无限潜力之后,英特尔提出用60000美元换回微处理器设计的所有权。
Busicom同意了英特尔的请求。
1971年11月15日,英特尔面向全球市场推出了4004微处理器,每个售价为200美元。
编号为4004,第一个“4〞代表此芯片是客户订购的产品编号,后一个“4〞代表此芯片是英特尔公司制作的第四个订制芯片。
CPU发展简史-完整版
40年历史!125张大图诠释CPU发展简史CPU(Central processing unit)是现代计算机的核心部件,又称为“微处理器(Microprocessor)”。
对于PC而言,CPU的规格与频率常常被用来作为衡量一台电脑性能强弱重要指标。
intel x86架构已经经历了28个年头,而x86架构的CPU对我们大多数人的工作、生活影响颇为深远。
在开始intel x86神奇时光之旅前面,我们需要弄清楚历史上几件很重要的事件,计算机的始祖到底是谁?是ENIAC吗?这张图相信很多人都看过。
世界上第一台电子计算机ENIAC教科书里面的答案是ENIAC。
这个答案不算正确,但也没完全错。
ENIAC是美国宾州大学研制的第一台电子计算机,也是世界上第一台电子计算机。
准确一点说:ENIAC是世界上第一台通用型计算机。
ENIAC是Electronic Numerical Integrator And Computer的缩写,它于1946年2月15日诞生;当时的资助者是美国军方,目的是计算弹道的各种非常复杂的非线性方程组。
众所周知,这些方程组是没有办法求出准确解的,因此只能用数值方法近似地进行计算,因此研究一种快捷准确计算的办法很有必要。
那个时候的“程序设计”,需要插拔N多的插头美国军方花费了48万美元经费在ENIAC项目上,这在当时可是一笔巨款,要不是为了二次世界大战,谁能舍得出这么大的钱?事实上ENIAC也是美国陆军军械部和宾州大学莫尔学院联合发布的,而非书本上所提的只有宾州大学。
从技术上而言,ENIAC是没有太明晰的CPU概念的。
因为它采用电子管作为基本电子元件。
用了足足18800个电子管,而每个电子管大约有一个普通家用25瓦灯泡那么大。
这样整部电脑就有了8英尺高、3英尺宽、100英尺长的身躯,体积有研立方米,重达30吨,耗电高达140千瓦。
每秒能进行5000次加法运算(而人最快的运算速度每秒仅5次加法运算),还能进行平方和立方运算,计算正弦和余弦等三角函数的值及其它一些更复杂的运算。
简述CPU的发展史
简述Intel系列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。
那么CPU从研发至今,到底经过了哪些变化呢,我们主要查询了Intel公司的芯片生产历程资料。
根据微处理器的字长和功能,可将其发展划分为以下几个阶段。
第1阶段第1阶段(1971——1973年)是4位和8位低档微处理器时代,通常称为第1代,其典型产品是Intel4004和Intel8008微处理器和分别由它们组成的MCS-4和MCS-8微机。
众所周知,世界上第一款商用计算机微处理器是Intel公司于Intel 4004微处理器(如图1)。
就像当时的广告说的一样,它是"一件划时代的作品";其首席执行官戈登.摩尔将4004称之为"人类历史上最具革新性的产品之一"。
其诞生的原因是最初Intel专门为日本一家名为Busicom的公司设计制造一款用于该公司的计算器产品。
但由于技术原因,Intel的延期交货让Busicom公司颇为恼怒。
与此同时,计算器领域的竞争日益激烈,当Intel彻底完成4004芯片的设计和样品的生产时,Busicom公司要求Intel打折扣,Intel同意了,但是它附加了一个条件:允许Intel在除计算器芯片市场之外的其它市场上自由出售4004芯片。
至此,Intel公司完成了从单一的存储器制造商向微处理器制造商的转型。
为什么第一款芯片编号要叫做4004呢,因为第一个“4”是代表客户订购的产品编号,后一个“4”则是代表此芯片是Intel公司制作的第四个定制芯片,在此之前还有Intel还曾开发出4001(动态随机存储器DRAM)、4002(只读存储器ROM)、4003(寄存器(Register)),三者再加上4004,就可架构出一台微型计算机系统。
虽然第一款商用计算机微处理器是作为“一件划时代的作品”,但站在今天的角度,它还是比较简单的芯片,其主要参数如表格1 Intel4004 8008主要参数。
中央处理器CPU的发展史
中央处理器CPU的发展史CPU是Central Processing Unit(中央微处理器)的缩写,它是计算机中最重要的一个部分,由运算器和控制器组成。
如果把计算机比作人,那么CPU就是人的大脑。
CPU的发展非常迅速,个人电脑从8088(XT)发展到现在的Pentium 4时代,只经过了不到二十年的时间。
从生产技术来说,最初的4004集成了2250个晶体管,而Pentium III的集成度超过了2400万个晶体管。
CPU散热器的发展源于CPU晶体管的增加,每款新品CPU的出现,它的晶体管数量较之于它的前代产品,都有几何倍数增长。
同时CPU的功率也远远高于前一代产品,产生越来越高的热量也就不奇怪了。
现在我们就来看看INTEL公司CPU的发展历程:1971年,英特尔公司推出了世界上第一款微处理器4004,这是第一个可用于微型计算机的四位微处理器,它包含2250个晶体管;而8008则有2500个晶体管。
1974年,8080成为第二代微处理器,第二代微处理器均采用NMOS工艺,集成度约5000只晶体管。
1978年,英特尔公司生产的8086是第一个16位的微处理器。
这就是第三代微处理器的起点。
随后,INTEL又开发出了8088。
和8086一样,8088也是一款16位的CPU,其内部集成了大约29000个晶体管。
1981年,美国IBM公司将8088芯片用于其研制的PC机中,从而开创了全新的微机时代。
也正是从8088开始,个人电脑(PC)的概念开始在全世界范围内发展起来。
从8088应用到IBM PC机上开始,个人电脑真正走进了人们的工作和生活之中,它也标志着一个新时代的开始。
1982年,英特尔公司在8086的基础上,研制出了80286微处理器,80286集成了大约130000个晶体管。
8086~80286这个时代是个人电脑起步的时代,当时在国内使用甚至见到过PC机的人很少,它在人们心中是一个神秘的东西。
到九十年代初,国内才开始普及计算机。
简述cpu发展历史
简述cpu发展历史CPU(Central Processing Unit)是计算机的核心部件,负责执行各种计算任务和指令。
自二十世纪四十年代诞生以来,CPU经历了多个阶段的发展,不断提升着计算机的处理能力和性能。
本文将简述CPU发展的历史。
第一阶段:电子管时代(1940s-1950s)在计算机的早期阶段,CPU使用的是电子管。
电子管是一种使用热电子流控制电流的设备。
由于电子管体积庞大、功耗高、寿命短等问题,这个阶段的CPU处理能力非常有限。
第二阶段:晶体管时代(1950s-1960s)1950年代,晶体管被发明出来,它取代了电子管成为了CPU的关键组件。
相比电子管,晶体管具有更小的体积、更低的功耗和更长的寿命。
这使得CPU的处理能力得到了显著提升。
在这个阶段,CPU开始采用二进制编码和存储程序的概念,使得计算机能够按照指令顺序执行程序。
第三阶段:集成电路时代(1960s-)20世纪60年代,集成电路(Integrated Circuit,IC)的概念提出,并开始应用于CPU。
集成电路是将多个晶体管、电阻、电容等元件集成在一块半导体芯片上的技术。
通过集成电路的应用,CPU的体积进一步缩小,功耗进一步降低,并且可以集成更多的晶体管,提升计算能力。
在集成电路时代,CPU的发展经历了多个重要的阶段:1. 单核处理器时代(1970s-2000s)在早期的集成电路时代,CPU仍然是单核心的,即只有一个处理单元。
这个阶段的CPU主要关注提高时钟频率和优化指令集,以提升单核性能。
然而,随着时钟频率的提升遇到了物理限制,CPU的功耗和散热问题日益凸显。
2. 多核处理器时代(2000s-)为了解决单核性能瓶颈和功耗问题,CPU开始进入多核处理器时代。
多核处理器将多个核心集成在一个芯片上,每个核心可以独立执行任务。
这使得CPU能够同时处理多个任务,提高计算效率。
多核处理器的出现对于计算密集型和多线程应用有着显著的性能提升。
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可以说Intel公司的历史就是一部CPU的发展史,下面以Intel为例简单说一下CPU的历史。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
到1982 年的时候, Intel 在8086 的基础上推出了80286,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。
到了1985 年,Intel 推出了80386,但并没有引起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,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。
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。
进入新世纪以来,CPU进入了更高速发展的时代,以往可望而不可及的1Ghz大关被轻松突破了,在市场分布方面,仍然是Intel跟AMD公司在两雄争霸,它们分别推出了Pentium4、Tualatin核心Pentium III和Celeron,Tunderbird
核心Athlon、AthlonXP和Duron等处理器,竞争日益激烈。
2004 奔四
2006 AMD 速龙64*2
下半年英特尔四核至强
07年酷睿四核
08年 I7诞生 720 820
之后I7和酷睿陆续向下发展
10年 I3 I5 诞生
10年9月全世界尚未发布的消息:amd六核已经开始供应
11年 I7 980X即将退市
I3 I5 二代上市 I7 二代上市。