Intel CPU及其架构 发展史

intel_的 CPU 发展史(图文)
谈到处理器，就应该知道著名的摩尔定律（到目前为止，还是对的） 。 摩尔定律： 1965 年戈登摩尔在《电子学》杂志（Electronics Magazine）第 114 页发表 了影响科技业至今的摩尔定律： 1、集成电路芯片上所集成的电路的数目，每隔 18 个月就翻一番。 2、微处理器的性能每隔 18 个月提高一倍，而价格下降二分之一。 3、用一个美元所能买到的电脑性能，每隔 18 个月翻两番。 附： 钟摆理论： 在奇数年，英特尔将会推出新的工艺；而在偶数年，英特尔则会推出新的架 构。简单的说，就是奇数工艺年和偶数架构年的概念。英特尔的钟摆策略，能够 体现英特尔技术变化方向。当有英特尔钟摆往左摆的时候，tick 这个策略会更新 工艺，往右摆的时候，tock 会更新处理器微架构。举个例子，05 年说 tick，英特 尔更新从 90 纳米走向 65 纳米；06 年是 tock，用英特尔推出酷睿架构，07 年走 向 45 纳米。值得注意的是，首先它不会在一年内两个技术同时出现。每一年都可 以在上个技术上再提升一个规模。 钟摆策略发展趋势一般是今年架构、明年工艺，是让大家循序渐进，而且实 行钟摆策略也是带着整个行业按着这个钟摆形成一种共同的结构往前走。
intel 系列 CPU 及其架构：
本文将对 intel 系列 CPU 及其架构做简要介绍，CPU(Central processing Unit)，又 称“微处理器(Microprocessor)”，是现代计算机的核心部件。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。 CPU 的起源可以一直追溯到 1971 年。在那一年，当时还处在起步阶段的 Intel 公司 推出了世界上第一颗微处理器 4004。这不但是第一个用于计算器的 4 位微处理器，也 是第一款个人有能力买得起的电脑处理器！ 4004 含有 2300 个晶体管，功能相当有限，而且速度还很慢，当时的蓝色巨人 IBM 以及大部分商业用户对此不屑一顾。但它毕竟是划时代的产品，从此以后，INTEL 便与 微处理器结下了不解之缘。可以这么说，CPU 的历史发展历程一定意义上也就是 Intel 公司 x86 系列 CPU 的发展历程。4004 处理器核心架构图：

（有点像毛毛虫）。 Intel C8008 为世界上第一款八位元处理器。8008 共推出两种速度，0.5 Mhz 以及 0.8 Mhz，虽然比 4004 的工作时脉慢，不过因为是八位元处理器（比起 4004 的四位元） 整体效能要比 4004 好上许多。 ， 8008 可以支援到 16KB 的内存。 C8008 是比较珍贵的紫色陶瓷镀金接脚版本，D8008 则是后期出的量产版。 发布时间为 1972 年，8 位运算+16 位地址总线+16 位数据总线，包含 7 个 8 位寄存器(A,B,C,D,E,F,G,其中 BC,DE,HL 组合可组成 16 位数据寄存器)，支持 16 位内 存，同时它也包含一些输入输出端口，这是一个相当成功的设计，还有效解决了外部设
备在内存寻址能力不足的问题。 之后，intel 又推出 8080。8080 不仅扩充了可寻址的存储器容量和指令系统，而且 指令执行速度是 8008 的 10 倍。 8008 系统的加法需要 20s 每秒 5 万条指令）而 8080 （ ， 系统只需要 2s（每秒 50 万条指令） 。另一方面 8080 可直接与 TTL（晶体管晶体管 逻辑）兼容，而 8008 则不能。这样就使得接口设计更容易，而且价格更便宜。8080 可寻址的范围（64KB）是 8008（16KB）的 4 倍，这些改进导致进入了 8080 时代，并 且使微处理器继续繁荣昌盛。随后，1974 年第一台 PC 机 MITS Altair 8800 问世了（注 意，选择 8800 这个名字，可能是为了避免侵犯 Intel 的版权） 。为 Altair 8800 计算机写 的 BASIC 语言解释程序是由 Bill Gates（比尔盖茨）和 Paul Allen 于 1975 年开发的， 他们是 Microsoft 公司的创始人。Altair 8800 的汇编程序是由 Digital Research 公司编 写的，它曾为 PC 机开发了 DRDOS。

8085： 8085 的主频，我们现在看来非常的可怜，甚至还不如一个 MP3 的 DSP。它最低 主频 3 MHz，最高主频也不过 6MHz。当年使用此 CPU 的厂商非常多，包括了 AMD， TOSHIBA，FUJI，SIEMENS 等等。我的这位朋友收了一大批的 8085，当然不少是连 号的，INTEL 这批 CPU
这是 8085 的一个分枝，区别在于其主频的工作频率，如同现在的赛扬 D 325，330 一样。此 CPU 是 8085 系列中拥有最高主频的一颗。 8086： 1978 年， Intel 公司再次领导潮流， 首次生产出 16 位的微处理器， 并命名为 i8086， 毫无疑问， 8086 是在我们曾经的计算机课本中出现频率最高的一个型号。 它的产品线也 分了 3 个部分，分别是 8086，8086－8，8086－10。后缀分别代表了 CPU 的主频。8086 是整个产品线中最低主频的一颗，仅仅是 4.77MHz。它与上一代产品最大的区别就在于 它是一颗 16bit 的处理器。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，但在 i8087 指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角 函数等的数学计算指令这两种芯片使用相同的指令集， 可以互相配合提升科学运算的效
率。
之后，在 8086 的基础上，公司发展了 8088，以
技术的观点来看，8088 其实是 8086 的一个简版，其内部指令是 16 位的，但是外部是 8

位数据总线； 相对于 8086 内部数据总线 （CPU 内部传输数据的总线） 外部数据总线 、 （CPU 外部传输数据的总线）均为 16 位，地址总线为 20 位，可寻址 1MB 内存的规格来说，是 稍差了一点，但是已经足以胜任 DOS 系统和当时的应用程序了。 80286，intel 最后一块 16 位 cpu， 1982 年。这一年，Intel 推出了划时代的最新产品 80286 芯片，该芯片比 8086 和 8088 都有了飞跃的发展，虽然它仍旧是 16 位结构，但是在 CPU 的内部含有 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， 。与 8086 相比，80286 寻址能力达到了 16MB，可以使用外存储 设备模拟大量存储空间，从而大大扩展了 80286 的工作范围，还能通过多任务硬件机 构使处理器在各种任务间来回快速切换，以同时运行多个任务，其速度比 8086 提高了 5 倍甚至更多。 从 80286 开始， 。 CPU 的工作方式也演变出两种来： 实模式和保护模式。
80386，intel 第一代 32 位 cpu 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，而 且制造工艺也有了很大的进步。与 80286 相比，80386 内部内含 27.5 万个晶体管，时 钟频率为 12.5MHz，后逐步提高到 20MHz、25MHz、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。 同时也是第一种具有“多 任务 ”功能的处理器——这对微软的操作系统发展有着重要的影响，所谓“多任务”就是 说处理器可以在同时处理几个程序的指令。
80486，这是 intel 最后一代以数字编号的 cpu 1989 年，我们大家耳熟能详的 80486 芯片由 Intel 推出，这种芯片的伟大之处就在 于它实破了 100 万个晶体管的界限，集成了 120 万个晶体管。80486 的时钟频率从 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 （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方式，大大