微处理器发展史

微处理器发展史

CPU发展史

CPU也称为微处理器，微处理器的历史可追溯到1971年，当时INTEL公司推出了世界上第一台微处理器4004。

它是用于计算器的4位微处理器，含有2300个晶体管。从此以后，INTEL便与微处理器结下了不解之缘。

下面以INTEL公司的80X86系列为例介绍一下微处理器的

发展历程。

1978和1979年，

INTEL公司先后推出了8086和8088芯片，它们都是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。它们的内部数据总线都是16位，外部数据总线8088是8位，8086是16位。

1981年

8088芯片首次用于IBMPC机中，开创了全新的微机时代。

最早的i8086/8088是采用双列直插（DIP）形式封装，

从i80286开始采用方形BGA扁平封装（焊接），

从i80386开始到Pentiumpro开始采用方形PGA（插脚），1982年，

INTEL推出了80286芯片，该芯片含有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。80286有两种工作方式：实模式

和保护模式。

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，内含27.5万个晶体管，

时钟频率为12.5MHz，后提高到20MHz，25MHz，33MHz。

其内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，可寻址4GB内存。

它除具有实模式和保护模式外，还增加了一种叫虚拟86的工作方式，可以通过同时模拟多个8086

处理器来提供多任务能力。

除了标准的80386芯片(称为80386DX)外，出于不同的市场和应用考虑，INTEL又陆续推出了一些

其它类型的80386芯片：

80386SX、80386SL、80386DL等。

1988年

推出的80386SX是市场定位在80286和80386DX之间的一种芯片，其与80386DX的不同在于

外部数据总线和地址总线皆与80286相同，分别是16位和24位(即寻址能力为16MB)。

1990年

推出的80386SL和80386DL都是低功耗、节能型芯片，主

要用于便携机和节能型台式机。

80386SL与80386DL的不同在于前者是基于80386SX的，后者是基于80386DX的，但两者皆增加

了一种新的工作方式：系统管理方式(SMM)。

当进入系统管理方式后，CPU就自动降低运行速度、控制显示屏和硬盘等其它部件暂停工作，

甚至停止运行，进入"休眠"状态，以达到节能目的。

1989年

INTEL推出了80486芯片，这种芯片实破了100万个晶体管的的界限，集成了120万个晶体管。

其时钟频率从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。

80486和80386一样，也陆续出现了几种类型。上面介绍的最初类型是80486DX。

1990年

推出了80486SX，它是486类型中的一种低价格机型，其

与80486DX的区别在于它没有

数学协处理器。80486DX2由系用了时钟倍频技术，

其芯片内部的运行速度是外部总线运行速度的两倍，

即芯片内部以2倍于系统时钟的速度运行，

但仍以原有时钟速度与外界通讯。80486DX2的内部时钟频率主要有40MHz、50MHz、66MHz等。

80486DX4也是采用了时钟倍频技术的芯片，

它允许其内部单元以2倍或3倍于外部总线的速度运行。为了支持这种提高了的内部工作频率，

它的片内高速缓存扩大到16KB。80486DX4的时钟频率为100MHz，

其运行速度比66MHz的80486DX2快40%。80486也有SL增强类型，

其具有系统管理方式，用于便携机或节能型台式机。

INTEL公司于

1993年

又推出了80586，其正式名称为PENTIUM。PENTIUM含有310万个晶体管，

时钟频率

最初为60MHZ和66MHZ，后提高到200MHZ。

66MHZ的PENTIUM微处理器的性能比33MHZ的

80486DX提高了3倍多，而100MHZ的PENTIUM则比33MHZ的80486DX快6至8倍。

PENTIUM引起的轰动尚未结束，INTEL公司又推出了新一代微处理器--P6。P6含有550万个晶体管，

时钟频率为133MHZ，

处理速度几乎是100MHZ的PENTIUM的2倍。P6的一级(片内)缓存为8KB指令和8KB数据。

值得注意的是在P6的一个封装中除P6芯片外还包括有一个256KB的二级缓存芯片，两个芯片之间

用高频宽的内部通讯总线互连。

P6最引人注目的是具有一项称为"动态执行"的创新技术，这是继PENTIUM在超标量体系结构上

实现实破之后的又一次飞跃。

1997年，

在奔腾(P54C)和P6的基础上又有了新的发展，一块奔腾

(P54C)，加上57条多媒体指令，

就得到了多能奔腾(P55C)，

相对P54C，P55C在以下几方面做了改进：(1)支持称为MMX