计算机CPU发展历史及其最新技术

计算机CPU发展历史及其最新技术

班级：计科1001班姓名：周标学号：20102139

一、计算机ＣＰＵ的发展历史

从20世纪70年代开始，由于集成电路的大规模使用，把本来需要由数个独立单元构成的CPU集成为一块微小但功能空前强大的微处理器时。CPU才真正在电子计算机产业中得到广泛应用。

1971年，Intel公司推出了世界上第一台真正的微处理器4004。

1978年，Intel公司生产出16位的微处理器，称之为X86指令

1981年，8088芯片首次用于IBM的PC（个人电脑Personal Computer）机中，开创了全新的微机时代。也正是从8088开始，PC的概念开始在全世界范围内发展起来。

1990年，Intel公司推出的80386 SL和80386 DL都是低功耗、节能型芯片，主要用于便携机和节能型台式机。增加了一种新的工作方式：系统管理方式。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。

Pentium（奔腾）微处理器于1993年三月推出，它集成了310万个晶体管。它使用多项技术来提高cpu性能，主要包括采用超标量结构，内置应用超级流水线技术的浮点运算器，增大片上的cache容量，采用内部奇偶效验一边检验内部处理错误等。

多能奔腾(Pentium MMX)的正式名称就是“带有MMX技术的Pentium”，是在1996年底发布的。从多能奔腾开始，英特尔就对其生产的CPU开始锁倍频了，但是MMX的CPU超外频能力特别强，而且还可以通过提高核心电压来超倍频，所以那个时候超频是一个很时髦的行动。超频这个词语也是从那个时候开始流行的。

K5是AMD公司第一个独立生产的x86级CPU，发布时间在1996年。K5的性能非常一般，整数运算能力不如Cyrix的6x86，但是仍比Pentium略强，浮点运算能力远远比不上Pentium，但稍强于Cyrix。综合来看，K5属于实力比较平均的那一种产品。AMD1997年又推出了K6。K6这款CPU的设计指标是相当高的，它拥有全新的MMX指令以及64KB L1 Cache，整体性能要优于奔腾MMX，

接近同主频PⅡ的水平。

1997年～1998年是CPU市场竞争异常激烈的一年，这一时期的CPU芯片异彩纷呈，令人目不暇接。在1998年至1999年间，英特尔公司推出了比PentiumⅡ功能更强大的CPU--Xeon。该款微处理器采用的核心和PentiumⅡ差不多，0.25微米制造工艺，支持100MHz外频。Xeon最大可配备2MB Cache，并运行在CPU 核心频率下，它和PentiumⅡ采用的芯片不同，被称为CSRAM。除此之外，它支持八个CPU系统；使用36位内存地址和PSE模式，最大800MB/s的内存带宽。Xeon微处理器主要面向对性能要求更高的服务器和工作站系统。1999年春节刚过，英特尔公司就发布了采用Katmai核心的新一代微处理器—PentiumⅢ。

AMD于1998年4月正式推出了K6－2微处理器。它采用0.25微米工艺制造，芯片面积减小到了68平方毫米，晶体管数目也增加到930万个。另外，K6－2具有64KB L1 Cache，二级缓存集成在主板上，容量从512KB到2MB之间，速度与系统总线频率同步，工作电压为2.2V，支持Socket 7架构。AMD于1999年2月推出了代号为“Sharptooth”(利齿)的K6－Ⅲ，它是该公司最后一款支持Super 7架构和CPGA封装形式的CPU，采用0.25微米制造工艺、内核面积是135平方毫米，集成了2130万个晶体管，工作电压为2.2V/２.４Ｖ。

为进一步巩固低端市场优势，英特尔于2000年3月29日推出了采用Coppermine核心CeleronⅡ。该款微处理器同样采用0.18微米工艺制造，核心集成1900万个晶体管，采用FC－PGA封装形式，它和赛扬Mendocino一样内建128KB和CPU同步运行的L2 Cache，故其内核也称为Coppermine 128。CeleronⅡ不支持多微处理器系统。但是，CeleronⅡ的外频仍然只有66MHz，这在很大程度上限制了其性能的发挥。

二、当前ＣＰＵ的最新技术

借助第二代Turbo Boost睿频加速技术，SNB的CPU、GPU两部分可以相互独立地动态加速。如果你正在玩的游戏更需要GPU资源，那么CPU部分可能会运行在原始频率甚至降低，GPU则在功率允许范围内尽量提速。

SNB移动版全部开启了超线程和Turbo Boost动态加速技术，而且官方内存频率最高提至1600MHz。随着处理器制程和设计越来越先进，笔记本性能也会随着强大。而处理器和显卡的高度融合，笔记本的续航时间会大大延长，而笔记本可能做的越来越轻薄，性能也会越来越强大。

在2010年电影阿凡达的上映，让很多体验到了3D技术的震撼。而笔记本装备有3D显示屏后，笔记本在用户体验会更上一城楼。比如说，一些第一人称射击游戏在3D技术的存托下，让用户临场感觉更加好。而市场上的传统的3D技术是佩戴3D眼睛来实现的。而大多数用户在长时间观看3D电影和进行3D游戏的时候，会产生晕眩和视力下降的情况。

从英特尔近两年来频频谈及的万亿级计算研究项目来看，未来的CPU将主要通过扩展内核数量、而非继续冲刺时钟频率高峰的方式来获得性能提升，因为后者可能会给CPU的功耗和散热造成越来越大且难以有效解决的负担，而前者则能保证CPU同时兼顾高性能和低功耗。

为保证未来个人电脑的CPU在性能上达到超级计算机水平的同时维持较低的功耗，英特尔还在不断更新CPU的制造工艺，英特尔已成功推出了能效更高的 45 纳米新一代酷睿2处理器，并开发出了全球首款集成20亿个晶体管的CPU??代号为Tukwila的四核安腾处理器和全球功耗在3瓦以下的CPU中最快的产品??英特尔凌动（Atom）处理器。