详述Intel系列CPU架构的发展史

Intel系列CPU架构的发展史

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。

（一）、4004时代

1971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。是第一个用于计算器的4位微处理

器，含有2300个晶体管，功能相当有限，而且速度还很慢，

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：

（二）、8008时代

世界上第一款8位处理器C8008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，但是整体效能要比4004好上许多。8008可以支持到16KB的内存。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，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。

（三）、8080时代

intel推出的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。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，随后，1974年第一台PC机MITS Altair 8800问世了。它写的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。

（四）、8085时代

8085的最低主频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，FUJI，TOSHIBA，

SIEMENS等等。此CPU是8085系列中拥有最高主频的一颗。

（五）8086时代

1978年，Intel公司首次生产出16位的微处理器，并命名为i8086，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，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。

（六）80286时代

1982年，Intel推出了划时代的最新产品

80286芯片，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，还能同时运行多

个任务，其速度比8086提高了5倍甚至更多。

（七）80386时代

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，制造工艺也有了很大的进步。80386内部内含27.5万个晶体管，时钟频率为12.5MHz，后逐步提高到25MHz。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。

（八）80486时代【80486，最后一代以数字编号的cpu】

1989年，Intel推出80486芯片，它集成了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，大大提高了与内存的数据交换速度。

（九）、Pentium（奔腾）时代【P5架构，带来了第一款与数字无关的处理器】1993年，英特尔发布了Pentium(奔腾)处理器。本来按照惯常的命名是80586，但是因为实际上“586”这样的数字不能注册成为商标使用，因此英特尔绝对使用自造的新词来作为新产品的商标——Pentium。Pentium处理器集成了310万个晶体管，最初推出的初始频率是60MHz、66MHz，后来提升到200MHz以上。第一代的Pentium 代号为P54C。但是由于其Socket插座与其后推出的Socket 7不同，不但不能升级以外，更有极大可能是有内部缺陷的产品，最后，当时的英特尔总裁安迪葛洛夫于1993年11月29日向全球用户道歉，并承诺回收产品，最终的结果是重新赢得了消费者的信任，Pentium再度成为市场上最畅销的产品。

（十）Pentium pro 即P6架构

1995年Intel推出了Pentium Pro（中文名称“高能奔腾”），尽管性能不错，但远没有达到抛离对手的程度，加上价格十分昂贵，因此Pentium Pro实际市场生命也非常的短，但Pentium Pro的设计思想和总体架构却对Intel此后的处理器设计造成了深远的影响。新的处理器对多媒体功能提供了很好的支持。Pentium Pro的工作频率有150/166/180和200MHz四种，都具有16KB的一级缓存和256KB的二级缓存，有550万个晶体管。Pentium Pro的推出，为以后Intel推出PⅡ奠定了基础。

（十一）、Pentium MMX 即P6架构支持多媒体技术

Intel在1996年底推出了奔腾系列的改进版本，厂家代号P55C，也就是我们平常所说的奔腾MMX（中文名称“多能奔腾”）。英特奔腾MMX的推出，是Intel的辉煌时