CPU的发展历程

CPU的发展历程

CPU是Central Processing Unit（中央微处理器）的缩写，由运算器和控制器两部分组成，按照其处理信息的字长，CPU可以分为：4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以及正在走红的64位微处理器。

一、CPU发展的孕育期（1971~1978）

代表CPU：intel 4004、8008

（4004）

世界上第一款可用于微型计算机的4位处理器，是英特尔公司于1971年推出的包含了2300个晶体管的4004。由于性能很差，市场反应十分冷淡。于是Intel公司随后又研制出了8080处理器、8085处理器，加上当时Motorola公司的MC6800微处理器和Zilog公司的Z80微处理器，一起组成了8位微处理器的家族。

二、CPU发展的摇篮期（1978~1979）

代表CPU：intel 8086、8088

（8086）

这期间的代表是英特尔公司1978年推出的这款8086处理器，它是第一块16位微处理器，最高主频为8MHz，内存寻址能力为1MB。同时英特尔还生产出与之相配合的数学协处理器8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集，但i8087指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算的指令，人们将这些指令集统一称之为 x86指令集。虽然以后英特尔又陆续生产出第二代、第三代等更先进和更快的新型CPU，但都仍然兼容原来的x86指令。从这点上来说，虽然用今天的眼光看来，8086的性能是那么的不堪，但是它的诞生却奠定了以后CPU发展的基础。

（8088）

1979年，英特尔公司再接再厉，又开发出了8088。8088集成了约29000个晶体管，采用40针的DIP封装，最高频率为8MHz。也正是从8088开始，PC（个人电脑）的概念开始在全世界范围内发展起来，因为1981年IBM公司将8088芯片首先用于其研制的PC 机中，标志着PC真正走进了人们的工作生活之中。

三、CPU发展的婴幼期（1979~1985）

代表CPU：Intel 80286

（286）

1982年，英特尔公司在8086的基础上，研制出了80286微处理器，它是一颗真正为PC而存在的CPU，IBM公司将80286微处理器首先用在AT机中，引起了业界了极大的轰动。80286 采用PGA封装，集成了大约130000个晶体管，最大主频为20MHz，内、外部数据传输均为16位，使用24位内存储器的寻址，内存寻址能力为16MB，可使用的工作方式包括实模式和保护模式两种。在这之前， INTEL也发布过80186 CPU，这是一颗性能介于8088，80286之间的的CPU，但因为某种原因，80186从来都没有在PC中应用过。

四、CPU发展的幼儿期（1985~1993）

代表CPU：intel 80386、80486

（386）

1985年10月，intel推出了386DX，其内部包含27.5万个晶体管，最高频率为

40MHz，内部和外部数据总线是32位，地址总线为32位，可以寻址4GB内存，管理

64TB的虚拟存储空间，并且有比80286更多的指令。而且在386时代，英特尔为了解决内存的速度瓶颈，采取了用预读内存的方法来缓解，并为386设计了高速缓存（Cache）这一方案。intel的这一设想无疑是伟大的，不仅一直沿用至今，而且还发挥着越来越重要的作用。

在intel发布386的时候，同时也有其他的几家CPU制造商也推出了类似的产品，性能也不错，比如Motorola 68000、AMD Am386SX/DX和IBM 386SLC。

（486）

1989年，英特尔乘胜追击推出486芯片，该芯片集成了120万个晶体管，使用1微米的制造工艺，频率从25MHz逐步提高到50MHz。在当时，486所采用的技术是最先进的，采用了突发总线方式，大大提高了与内存的数据交换速度。性能比80386 DX提高了近4倍。

在intel推出486的同时，其他几家CPU制造商也不甘寂寞，也都发布了自己的同性能CPU，其中以TI 486 DX、Cyrix 486DLC和AMD 5x86为代表。

五、CPU发展的儿童期（1993~1999）

代表CPU：Intel Pentium/Pentium2/Celeron、AMD K5/K6

（Pentium）

(Pentium MMX)

（Pentium 2）

（Celeron）

（K5）

（K6）

1993年，intel的Pentium(奔腾)CPU面世，这一全面超越486的性能优良的产品为intel 赢得了巨大的声誉， Intel?inside 深入人心，同时也把其他竞争对手甩在了后面，一举奠定了市场的霸主的地位。早期奔腾75MHz～120MHz使用0.5微米制造工艺，后期120MHz 以上的奔腾则改用0.35微米工艺。

97年~98年，这两年对于CPU业界来说，绝对是一个不平凡的一年，也是一个极其混乱的两年，这不仅是因为在这两年里，各大CPU厂商都拿出了自己的看家法宝，也是因为在这两年里，不少CPU制造商因产品性能问题被兼并或倒闭。

97年初intel为了提高电脑在多媒体、3D图形方面的应用能力，发布了Pentium MMX （多能奔腾），同时许多新指令集也应运而生，其中最著名的就是intel的MMX （MultiMedia Extensions，多媒体扩展指令集）、SSE和AMD的3D NOW!。这些指令可以一次处理多个数据，在软件的配合下，可以得到最佳的性能。

97年中Pentium II和AMD K6上市，年末Cyrix 6x86MX面市。AMD是一个生命力异常顽强的公司，在与intel的竞争中，一直是屡败屡战，精神可嘉。在Pentium呼风唤雨的年代，AMD在1996年发布了自己第一块独立生产的x86级CPU——K5，但性能一般。永不服输的AMD在1997年又卷土重来，推出了拥有全新的MMX指令，整体性能要优于奔腾MMX，接近同主频PⅡ的水平K6。

到了98年，经过一年混战，CPU市场正式开始洗牌。Intel的Pentium 2发布，它采用0.25微米工艺制造，最高频率为400MHZ。但是因为转用了Slot 1架构，所以很多消费者并买帐。AMD的K6-2乘机而入，凭借低廉的价格一度占得近30％的市场份额，这也给AMD一个喘息的机会。所以到了99年，面对Intel的猛烈反扑，AMD没有步Cyrix的后尘，落得被收购的下场。

而在低端市场，英特尔为进一步抢占市场份额，于98年4月推出了最高频率为

300MHz的Celeron（赛扬），但因为没有二级缓存，该微处理器性能甚为低下，于是intel 紧接着又发布了内建32KB L1 Cache、128KB L2 Cache的Celeron300A、333、366，在市场中挽回了一点颜面。

六、CPU发展的少年期(1999~2001)

代表CPU：Intel Pentium3、AMD Athlon