计算机基础知识---微处理器

MOS 6502 微处理器
Peddle 和Bill Mensch等人加入MOS Technology之后，他们开始紧锣密鼓的研发 “缩水版”6800处理器，并于11个月之后正式推出成品——MC6500系列，起售 价25美元。其中，6502不仅让摩托罗拉的6800以及Intel的8080/8085苦不堪言， 而且由于对制程工艺的要求相对较低，6502的良品率出奇的高。
APPLE Ⅱ
Apple II可支持丰富扩展选项。 左图从左至右依次为：16K RAM“语言卡”、80 column扩 展卡、Z80扩展卡以及双软驱 控制卡）
APPLE Ⅱ
第一款Apple II电脑于1977年6月5日 上市，搭载MOS科技 1 MHz6502微 处理器、4KB内存以及用以读取程 序及数据的录音带 接口。并在ROM 中内置IntegerBASIC编程语言。其 视频控制器能在屏幕上显示24行x 40列的大写字母。它使用NTSC混 合视频输出，适合在屏幕或接了RF 模组的电视机上显示画面。它的最 初零售价是1298美元（4KB内存） 或2638美元（内存上限可达48KB）。 为了反映其彩色图像显示能力，机 箱上的苹果图案着上了彩虹条纹， 而这个图案随后成为苹果公司的代 表图案，直到1998年初为止。
APPLEⅠ
中央处理器（CPU）：MOS technology (摩斯太克公司) 8位的6502 中央处理器速度：1 MHz 总线速度：1 MHz 主板内存：8 Kb 最大的内存：32 Kb 显示存储器：1 Kb 最大的分辨率：60.05Hz，40×24 字符 功率：58 W 开始上市时间：1976年4月 终止销售时间：1977 价格：$ 666.66
1973年8月
1974年2月
Intel 8080 （6μ m）
MC6800 MOS 6502 Z80
1978年6月
1979年8月 1980年 1982年2月
Intel 8086 (16位)
Intel 8088（3μ m） MC68000
(16/24位)
Intel 80286 (16位
数据，24地址）
1978年，英特尔推出了首枚16位微处理器8086，同时生产出与之配合 的数学协处理器8087，趁着市场销售的旺季，以及市场需求的提升， Intel在随后的一年即推出了性能更出色的8088处理器。三款处理器都拥 有29000只晶体管，速度可分为5MHz、8MHz、10MHz，内部数据总线（处 理器内部传输数据的总线）、外部数据总线（处理器外部传输数据的总 线）均为16位，地址总线为20位，可寻址1MB内存。 1981年，IBM推出的首批个人电脑机选用了英特尔8088芯片，使得 8088成为了IBM全新热销产品IBM PC的大脑。本来IBM准备采用摩托罗拉 的芯片，但是最终阴差阳错，还是由8088芯片承担了这项光荣的使命。 随着个人电脑的流行，英特尔也开始名扬四海。8088的大获成功使英特 尔顺利跻身当年财富500强之列，《财富》杂志将该公司评为“七十大商 业奇迹之一（Business Triumphs of the Seventies）”。事后，英特 尔高度评价了与IBM这笔交易的重要性。的确，如果没有这笔交易，很可 能现在芯片市场是由摩托罗拉等一统天下。
第二代（1956--1963） 晶体管几万—几十万
（次/秒）
计算机的发展经历
第三代（1964--1971） 集成电路几十万--百万
（次/秒）
硬件特点： 计算机逻辑元件采用中、 小规模集成电路, 集成电路代替了原 来独立的物理元件，半导体存储器代 替了磁芯存储器。 软件： 出现了分时操作系统及交互式 高级语言，实现了多道程序（内存中 同时可以有多个程序）的运行，如当 其中一个等待输入/输出时，另一个可 以进行计算，大大提高了运行速度。 目的： 大规模的计算 典型代表机型: IBM/360
Intel 8080 微处理器
英特尔公司于1974年 推出了这款划时代的处 理器，立即引起了业界 的轰动。由于采用了复 杂的指令集以及40管脚 封装，8080的处理能力 大为提高，其功能是 8008的10倍，每秒能执 行29万条指令，集成晶 体管数目6000，运行速 度2MHz。
Intel 8086/8088 微处理器
Intel 微处理器目前的进展
Intel Intel Core2 Duo （ 酷睿2 ） 桌面 服务器 移动
服务器版的开发代号为Woodcrest 桌面版的开发代号为Conroe 移动版的开发代号为Merom
2006年7月 27日
分双核、四核、八核三种。 酷睿处理器采用800MHz-1333Mhz的前端总线速率，45nm/65nm制程工 艺，2M/4M/8M/12M/16M L2缓存，双核酷睿处理器通过SmartCache技术 两个核心共享12M L2资源。 台式机类Conroe处理器分为普通版和至尊版两种，产品线包括E6000系 列和E4000系列，两者的主要差别为FSB频率不同。 普通版E6000系列 处理器主频从1.8GHz到2.67GHz，频率虽低，但由于优秀的核心架构， Conroe处理器的性能表现优秀。此外，Conroe处理器还支持Intel的VT、 EIST、EM64T和XD技术，并加入了SSE4指令集。
Intel 微处理器目前的进展
型号 核心线程 主频 三级缓存 插槽 QPI总线 内存支持 Core i7-920 四核心八线程 2.66GHz 8MB LGA1366 4.8GT/s DDR3-1066三通道 Core i7-940 四核心八线程 2.93GHz 8MB LGA1366 4.8GT/s DDR3-1066三通道 Core i7-965 Extreme Edition(至尊版的名称是“Intel Core i7 Extreme”系列) 四核心八线程 3.2GHz 8MB LGA1366 6.4GT/s DDR3-1066三通道 Bloomfield”（45nm） CPU支持：MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2,EIST, Intel 64, XD bit , Intel VT-x, Hyper-threading, Turbo Boost, Smart Cache. 晶体管数量：7.31亿 核心面积：263平方毫米
(美国德州仪器公 司)
TI486DX
AMD K6 Media GX （166MHz） Athlon (速龙)
1999年2月26日 2000年8月
2001年7月
2006年7月27日
Pentium 4（0.13μ m） Athlon XP （0.18μ m） Intel Core 2 Duo （酷睿2）
Intel 微处理器目前的进展
Core i3可看作是Core i5的进一步精简版，采用的是32nm工艺（研发代号为 Clarkdale，基于Westmere架构）。Core i3最大的特点是整合GPU（图形处理 器），也就是说Core i3将由CPU+GPU两个核心封装而成。由于整合的GPU性能 有限，用户要想获得更好的3D性能，可以外加显卡。
Intel 微处理器目前的进展
Intel 桌面 服务器 移动
2008年 11月18日
Intel于2008年11月18日发布了三款Core i7处理器，分别为Core i7 920、 Core i7 940和Core i7 965。 酷睿i7是Intel推出的64位四核心CPU，沿用x86-64指令集，并以Intel Nehalem微架构为基础，取代Intel Core 2系列处理器。是面向中高端 用户的CPU家族标识，包含： Bloomfield(2008年） Lynnfield(2009年) Clarksfield(2009年) Arrandale(2010年) Sandy Bridge(2011年) Ivy Bridge(2012年) Haswell(2013年) Haswell Devil's Canyon(2014年) Broadwell（2015年） Skylake（2015年）等多款子系列。
Intel 8086/8088 微处理器
8086芯片
8088芯片
Altair 8800
1974年，爱德华· 罗伯茨（E.Roberts） 生产出第一台个人微机Altair (阿尔 泰)8800，Altair 的配置如下： 一个Intel 8080微处理器 256字节的储存器（后来增加到4KB） 一个电源 一个机箱 包含若干显示灯与开关的面板 为微机编写Basic语言的就是当今大名鼎 鼎的Bill Gates。当初销价为375美元。
《计算机基础---
微处理器》
段跃兴
计算机的心脏--- 微处理器
微处理器的发展 微处理器的种类 地址与指令 8086的工作过程 信息与计算机



计算机的发展经历
第一代（1946--1955） 电子管5千--4万（次/秒） 硬件特点： 采用电子管作为运算和逻辑元 件，主存储器采用汞延迟线、磁鼓、磁芯； 外存储器采用磁带； 软件：用机器语言和汇编语言编写程序。 主要目的：用于科学和工程计算。 典型代表机型: IAS 硬件特点：计算机运算和逻辑元件由电子管 改为晶体管,主存储器采用铁淦氧磁芯器， 外存储器采用先进的磁盘。 软件： 出现了各种各样的高级语言如 FORTRAN、ALGOL、COBIL及编译程序语言,开 始用“操作系统”软件开始对整个计算机资 源进行管理。 主要目的：除了科学计算之外，还应用于工 业控制、工程设计及数据处理。 典型代表机型: IBM 700/7000系列
Core i7-965 Extreme Edition
Intel 微处理器目前的进展
Core i7-940
Core i7-965 Extreme Edition
Intel 4004 微处理器
1971年11月15日，Intel公司的工程师特德· 霍夫（Ted Hoff）发 明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ENIAC。但它的集成 度却要高很多，集成晶体管2300只。
32位微处理器的发展
Intel 1985年10月 1989年4月 1994年3月10日 1997年1月 1995年11月 1997年6月2日 Intel 80386 （1.5μ m） Intel 80486 （1μ m） AMD 5X86 Pentium （0.6μ m） Pentium MMX Pentium Pro CPU PentiumⅡ(0.25μ m) （Pentium II Celeron Pentium II Xeon） Pentium Ⅲ Itanium (64位) K5 Cyrix 5x86 6x86 AMD Cyrix TI
4004的核心电路照片
Intel 8008 微处理器
8008的主频为200Khz，晶体管的总数已经达到了3500个，能处理8比特 的数据。更为重要的是，英特尔还首次获得了处理器的指令技术。 8008的 性能是4004的两倍，并且于1974年被一款名为Mark-8的设备采用，Mark-8 是第一批家用计算机之一，此时台式机基本上形成了一个最初雏形。
第四代（1971--至今） 超大规模集成电路 几百万--百亿（次/秒）
第五代：具有人工智能的计算机——研制中
微处理器的前期发展
Intel Motorola MOS Technology Zilog
1971年11月15日
1972年
Intel 4004 （10μ m）
Intel 8008
（摩斯太克公司） (齐格洛公司)
1968年7月18号 Robert Noyce （罗伯特· 诺伊斯） Gordon Moore
（戈登· 摩尔）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Andrew Grove （安德鲁· 葛洛夫）
Intel 4004 微处理器
编号为4004，第一个“4”代表此芯片是处理4位数据的处理器，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。这种数字代 号却延用至今。霍夫终于如愿以偿，他在世界第一个微处理器上，集成 了2000多个晶体管，发明了世界第一块大规模集成电路4004，在电子计 算机历史上，写下了光辉的一页。