CPU的发展历程.doc

CPU的发展历程 CPU是Central Processing Unit（中央微处理器）的缩写，它是计算机中最重要的一个部分，由运算器和控制器组成。如果把计算机比作人，那么CPU就是人的心脏。CPU的发展非常迅速，个人电脑从8088(XT)发展到现在的Pentium 时代，只经过了不到20年的时间。从生产技术来说，最初的8088集成了29000个晶体管，而Pentium的集成度超过了2810万个晶体管；CPU的运行速度，以MIPS(百万个指令每秒)为单位，8088是0.75MIPS，到高能奔腾时已超过了1000MIPS。不管什么样的CPU，其内部结构归纳起来都可以分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分，这三个部分相互协调，对命令和数据进行分析、判断、运算并控制计算机各部分协调工作。CPU从最初发展至今已经有二十多年的历史了，这期间，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酝酿构建的64位微处理器，可以说个人电脑的发展是随着CPU的发展而前进的。Intel 40041971年，英特尔公司推出了世界上第一款微处理器4004，这是第一个用于微型计算机的4位微处理器，它包含2300个晶体管，随后英特尔又推出了8008，由于运算性能很差，其市场反应十分不理想。1974年,8008发展成8080,成为第二代微处理器。8080作为代替电子逻辑电路的器件被用于各种应用电路和设备中,如果没有微处理器,这些应用就无法实现。由于微处理器可用来完成很多以前需要用较大设备完成的计算任务,价格又便宜,于是各半导体公司开始竞相生产微处理器芯片。Zilog公司生产了8080的增强型Z80,摩托罗拉公司生产了6800,英特尔公司于1976年又生产了增强型8085,但这些芯片基本没有改变8080 的基本特点,都属于第二代微处理器。它们均采用NMOS工艺,集成度约9000只晶体管,平均指令执行时间为1S2S,采用汇编语言、BASIC、Fortran编程,使用单用户操作系统。Intel 8086 1978年英特尔公司生产的8086是第一个16位的微处理器。很快Zilog公司和摩托罗拉公司也宣布计划生产Z8000和68000。这就是第三代微处理器的起点。8086微处理器最高主频速度为8MHz，具有16位数据通道，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、指数和三角函数等数学计算的指令。由于这些指令集应用于i8086和i8087，所以人们对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，而且英特尔在后续CPU的命名上沿用了原先的x86序列，直到后来因商标注册问题，才放弃了继续用阿拉伯数字命名。 1979年，英特尔公司又开发出了8088。8086和8088在芯片内部均采用16位数据传输，所以都称为16位微处理器，但8086每周期能传送或接收16位数据，而8088每周期只采用8位。因为最初的大部分设备和芯片是8位的，而8088的外部8位数据传送、接收能与这些设备相兼容。8088采用40针的DIP封装，工作频率为6.66MHz、7.16MHz或8MHz，微处理器集成了大约29000个晶体管。8086和8088问世后不久，英特尔公司就开始对他们进行改进，他们将许多功能集成在一块芯片上，这样就诞生了80186和80188。这两款微处理器内部均以16位工作，在外部输入输出上80186采用16位，而80188和8088一样均是采用8位工作。从这个时候起，AMD公司已经开始生产80186 CPU了。1981年8088芯片首次用于IBM PC机中，开创了全新的微机时代。也正是从8088开始，个人电脑（PC）的概念开始在全世界范围内发展起来。IBM PC/XT微机的主板采用的总线分为三层，第一层为CPU总线AD70，它联接CPU；第二层为系统总线D70；第三层有存贮总线MD70和扩充总线CD70，其中存贮器总线连接存贮器，扩充总线连接主板上所有输入输出设备和只读存贮器EPROM。CPU焊接在主板上，不能像现在这样可以对CPU进行升级。从8088应用到IBM PC机上开始，个人电脑真正走进了人们的工作和生活之中，它也标志着一个新时代的开始。Intel 802861982年，英特尔公司在8086的基础上，研制出了80286微处理器，该微处理器的最大主频为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。80286可工作于两种方式，一种叫实模式（相当于与MS DOS兼容，具有8086与8088芯片的限制），另一种叫保护方式 （增加了微处理器的功能）。在实模式下，微处理器可以访问的内存总量限制在1兆字节；而在保护方式之下，80286可直接访问16兆字节的内存。此外，80286工作在保护方式之下，可以保护操作系统，使之不像实模式或8086等不受保护的微处理器那样在遇到异常应用时会使系统遭到停机。IBM公司将80286微处理器用在先进技术微机即AT机中，引起了极大的轰动。80286在以下四个方面比它的前辈有显著的改进：支持更大的内存。达到了当时前所未有的16MB；能够模拟内存空间。这使得微处理器可以使用外存储设备模拟的大量存储空间，这样就大大扩展了80286所能胜任的工作范围；能同时运行多个任务。多任务是通过多任务硬件机构使微处理器在各种任务间来回快速切换；处理速度。最早PC机的速度是4MHz，第一台基于80286的AT机运行速度为6MHz至8MHz，一些制造商还自行提高速度，使80286达到了20MHz，这确实意味着性能上有了重大的进步。80286的封装是一种被称为PGA的正方形包装。PGA是源于PLCC的便宜封装，它有一块内部和外部固体插脚，在这个封装中，80286集成了大约130000个晶体管。IBM PC/AT微机的总线保持了XT的三层总线结构，并增加了高低位字节总线驱动器转换逻辑和高位字节总线。与XT机一样，CPU也是焊接在主板上的。那时的原装机仅指IBM PC机，而兼容机就是除了IBM PC以外的其它机器。在当时，生产CPU的公司除英特尔外，还有AMD及西门子公司等，而人们对自己电脑用的什么CPU也不关心，因为AMD等公司生产的CPU几乎同英特尔的一样，直到486时代人们才关心起自己的CPU来。808680286这个时代是个人电脑起步的时代，当时在国内使用甚至见到过PC机的人很少，它在人们心中是一个神秘的东西。到九十年代初，国内才开始普及计算机。Intel 803861985年春天的时候，英特尔公司已经成为了第一流的芯片公司。但它的8088/8086和80286芯片还没有占到压倒性的优势尽管这些芯片非常成功。像Zilog公司和摩托罗拉公司，凭借着自己毫不逊色甚至稍高一筹的芯片产品，成为英特尔公司的强有力竞争者。而蓝色巨人IBM正在秘密研究自己的CPU286，AMD公司也开始涉足到CPU制造领域，他们将正在开发的第一块芯片称为386。而这个时候，英特尔公司的主营业务还不是CPU，而是存储器。英特尔决心全力开发32位核心的CPU80386，而逐渐放弃存储器业务。Intel给80386设计了三个技术要点：使用“类286”结构，开发80387协微处理器增强浮点运算能力，开发配套高速缓存解决内存速度瓶颈。1985年10月17日，英特尔的划时代的产品80386DX正式发布了，其内部包含27.5万个晶体管，时钟频率为12.5MHz，后逐步提高到20MHz、25MHz、33MHz，最后还有少量的40MHz产品。80386DX的内部和外部数据总线是32位，地址总线也是32位，可以寻址到4GB内存，并可以管理64TB的虚拟存储空间。它的运算模式除了具有实模式和保护模式以外，还增加了一种“虚拟86”的工作方式，可以通过同时模拟多个8086微处理器来提供多任务能力。80386DX有比80286更多的指令，频率为12.5MHz的80386每秒钟可执行6百万条指令，比频率为16MHz的80286快2.2倍。80386最经典的产品为80386DX33MHz，一般我们说的80386就是指得它。由于32位微处理器的强大运算能力，PC的应用扩展到很多的领域，如商业办公和计算、工程设计和计算、数据中心、个人娱乐。80386使32位CPU成为了PC工业的标准。同时，80386采用“类286”总线结构，这样就可以保持软硬件的兼容性，可以利用现有技术和配件，降低整机的开发和制造成本。另外，80386有三种工作模式，适应的操作系统比较多，而且对现有的程序兼容性比较好。多任务处理一贯是大中型机的专利，但80386将多任务性能引入，在80386中有个用任务寄存器，用任务寄存器来管理任务的内存段，从而实现任务的切换。多任务使80386以一种广泛的适应性和一种重要的工具进入了各行各业。虽然当时80386没有完善和强大的浮点运算单元，但配上80387协处理器，80386就可以顺利完成AutoCAD等需要大量浮点运算的任务，从而顺利进入了主流的商用电脑市场。另外，30386还有其他丰富的外围配件支持，如82258（DMA控制器）、8259A（中断控制器）、8272（磁盘控制器）、82385（Cache控制器）、82062（硬盘控制器）等。针对内存的速度瓶颈，英特尔为80386设计了高速缓存（Cache），采取预读内存的方法来缓解这个速度瓶颈。本来最初的设计，80386将内置L1 Cache，但由于工艺、成本、工期等等方面的限制，80386最后并没有内置L1 Cache，而是将专门开发的L1 Cache芯片放置在CPU之外的主板上，但从此以后，Cache就和CPU成为了如影随形的东西。另外，80386的内存管理非常先进，有页式、段式、段页式三种管理方式，可以管理巨大的内存空间，从而为应用程序提供足够的舞台。Intel 80387/80287严格地说，80387并不是一块真正意义上的CPU，而是配合80386DX的协处理芯片，也就是说，80387只能协助80386完成浮点运算方面的功能，功能很单一。而80386则是一块可以独立运行的CPU。但用户可以选择80386是否搭配80387以增强系统的浮点运算性能。80387随着80386DX一起发布，很多80386DX的主板上，有一个80387插槽，插上80387，系统可以自动检测80387协微处理器，然后将浮点运算交给它。由于英特尔使用80387协微处理器为需要的用户增强80386的运算性能，而一般注重成本的用户则可不用昂贵的80387协微处理器，而直接用80386来软件模拟硬件浮点运算。另外，还有一种80287协微处理器芯片，也支持80386，但使用的插座和80387不尽相同，二者不能混用。Intel 80386SX1989年英特尔公司又推出准32位微处理器芯片80386SX。这是Intel为了扩大市场份额而推出的一种较便宜的普及型CPU，它的内部数据总线为32位，与80386相同，外部数据总线为16位。也就是说，80386SX仍然可以使用32位、16位、8位编程，其内部处理速度与80386DX接近，也支持真正的多任务操作，而它又可以接受为80286开发的16位输入/输出接口芯片，降低整机成本。80386SX和80386DX的关系，就好像早期的8088和8086的关系，在输入输出的位长上的区别，其“S”就表示单（16位数据总线），“D”就表示双（32位数据总线）。80386SX使用的协微处理器是80387SX。80386SX推出后，受到市场的广泛的欢迎，因为80386SX的性能大大优于80286，而价格只是80386的三分之一。真正是推进了个人电脑的发展。Intel 80386SL/80386DL英特尔在1990年推出了专门用于笔记本电脑的80386SL和80386DL两种型号的386芯片。这两个类型的芯片可以说是80386DX/SX的节能型，其中，80386DL是基于80386DX内核，而80386SL是基于80386SX内核的。这两种类型的芯片，不但耗电少，而且具有电源管理功能，在CPU不工作的时候，自动切断电源供应。Motorola 68000摩托罗拉的68000是最早推出的32位微微处理器，当时是1984年，推出后，性能超群，并获得如日中天的苹果公司青睐，在自己的划时代个人电脑“PCMAC”中采用该芯片。但80386推出后，日渐没落。AMD Am386SX/DXAMD的Am386SX/DX是兼容80386DX的第三方芯片，性能上和英特尔的80386DX相差无己，也成为当时的主流产品之一。IBM 386SLC这个是由IBM在研究80386的基础上设计的，和80386完全兼容，由英特尔生产制造。386SLC基本上是一个在80386SX的基础上配上内置Cache，同时包含80486SX的指令集，性能也不错。 Intel 804861989年，我们大家耳熟能详的80486芯片由英特尔推出。这款经过四年开发和3亿美元资金投入的芯片的伟大之处在于它首次实破了100万个晶体管的界限，集成了120万个晶体管，使用1微米的制造工艺。80486的时钟频率从25MHz逐步提高到33MHz、40MHz、50MHz。80486是将80386和数学协微处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内。80486中集成的80487的数字运算速度是以前80387的两倍，内部缓存缩短了微处理器与慢速DRAM的等待时间。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。由于这些改进，80486的性能比带有80387数学协微处理器的80386 DX性能提高了4倍。早期的486分为有协微处理器的486 DX和无协微处理器的486 SX两种，其价格也相差许多。 随着芯片技术的不断发展，CPU的频率越来越快，而PC机外部设备受工艺限制，能够承受的工作频率有限，这就阻碍了CPU主频的进一步提高。在这种情况下，出现了CPU倍频技术，该技术使CPU内部工作频率为微处理器外频的23倍，486 DX2、486 DX4的名字便是由此而来。随后，我们还看到了很多486的型号，不过通常80486 CPU一般具有以下的特点：80486 CPU是32位微微处理器，最大寻址范围是4096MB；80486 CPU可以在一个时钟周期内执行一条指令，而386执行一条指令至少需要两个时钟周期；80486 CPU内部带有8KB的内置超高速缓冲存储器（即L1）。由于内置超高速缓冲存储器的读写速度比外置的高速缓冲存储器快，所以这是486比386快的重要原因之一；80486 CPU支持VESA和PCI局部总线，而386仅支持8位或16位的ISA总线，而VESA和PCI局部总线的速度要快得多；80486 CPU为正四边形，每边3排引脚，共168只引脚。 Intel 80486 DX常见的80486 CPU有80486 DX33、40、50。486 CPU与386 DX一样内外都是32位的，但是最慢的486 CPU也比最快的386 CPU要快，这是因为486 SX/DX执行一条指令，只需要一个振荡周期，而386DX CPU却需要两个周期。 Intel 80486 SX因为80486 DX CPU具有内置的浮点协微处理器，功能强大，当然价格也就比较昂贵。为了适应普通的用户的需要，尤其是不需要进行大量浮点运算的用户，英特尔公司推出了486 SX CPU。80486 SX主板上一般都有80487协微处理器插座，如果需要浮点协微处理器的功能，可以插上一个80487协微处理器芯片，这样就等同于486 DX了。常见的80486 SX CPU有：80486 SX25、33。 Intel 80486 DX2/DX4其实这种CPU的名字与频率是有关的，这种CPU的内部频率是主板频率的两倍，如80486 DX266，CPU的频率是66MHz，而主板的频率只要是33MHz就可以了。由此可知，如果主板使用的是80486 DX33的，只要更换一个80486 DX266的CPU就可以达到升级的目的了。常见的80486 DX2 CPU有：80486 DX250、66。80486 DX2 CPU有8KB的Cache，而80486 DX4则有16KB的Cache。常见的80486 DX4 CPU有80486 DX475、100。同期AMD与Cyrix都及时推出了相同主频的产品。 Intel 80486 SL CPU80486 SL CPU最初是为笔记本电脑和其他便携机设计的，与386SL一样，这种芯片使用3.3V而不是5V电源，而且也有内部切断电路，使微处理器和其他一些可选择的部件在不工作时，处于休眠状态，这样就可以减少笔记本电脑和其他便携机的能耗，延长使用时间。 Intel 486 OverDrive升级486 SX可以在主板的协微处理器插槽上安装一个80487SX芯片，使其等效于486DX，但是这样升级后，只是增加了浮点协微处理器的能力，并没有提高系统的速度。为了提高系统的速度，还有另外一种升级的方法，就是在协微处理器插槽上插上一个486 OverDrive CPU，它的原理与486 DX2 CPU一样，其内部操作速度可以是外部速度的两倍。如一个20MHz的主板上安插了OverDrive CPU之后，CPU内部的操作速度可以达到40MHz。486 OverDrive CPU也有浮点协微处理器的功能，常见的有：OverDrive50、66、80。 TI 486 DX作为全球知名的半导体厂商之一，美国德州仪器(TI)也在486时代异军突起，它自行生产了486 DX系列CPU，尤其在486DX2成为主流后，其DX280因较高的性价比成为当时主流产品之一，TI 486最高主频为DX4100，但其后再也没有进入过CPU市场。 Cyrix 486DLC这是Cyrix公司生产的486 CPU，说它是486 CPU，是指它的效率上逼近486 CPU，却并不是严格意义上的486 CPU，这是由486 CPU的特点而定的。486DLC CPU只是将386DX CPU与1K Cache组合在一块芯片里，没有内含浮点协微处理器，执行一条指令需要两个振荡周期。但是由于486DLC CPU设计精巧，486DLC33 CPU的效率逼近英特尔公司的486 SX25，而486DLC40 CPU则超过了486 SX25，并且486DLC40 CPU的价格比486 SX25便宜。486DLC CPU是为了升级386DM而设计的，如果原来有一台386电脑，想升级到486，但是又不想更换主板，就可以拔下原来的386 CPU，插上一块486DLC CPU就可以了。 Cyrix 5x86 自从英特尔另辟蹊径，开发了Pentium之后，Cyrix也很快推出了自己的新一代产品5x86。它仍然延用原来486系列的CPU插座，而将主频从100MHz提高到120MHz。主频标识也变为5x86 PR120，它的自标是针对英特尔推出的Pentium75，但5x86可以说是一款失败的产品。5x86比起486来说性能是有所增加，可是比起Pentium来说，不但浮点性能远远不足，就连Cyrix一向自豪的整数运算性能也不那么高超，给人一种比上不足比下有余的感觉。由于5x86可以使用486的主板，因此我们一般将它看成是过渡产品。其间由于Cyrix CPU为IBM代工生产，所以从486起在市场上同时出现了与它核心相同的IBM CPU，这种情形一直持续到Cyrix的M为止。 AMD 5x86AMD 486DX是AMD公司在 486市场的利器，它内置16KB回写缓存，并且开始了单周期多指令的时代，还具有分页虚拟内存管理技术。由于后期TI推出了486DX280，价格非常低，英特尔又推出了Pentium系列，AMD为了抢占市场的空缺，推出了5x86系列CPU。它是486级最高主频的产品，为5x86120及133。它采用了一体的16K回写缓存，0.35微米工艺，334的133频率，性能直指Pentiun 75，并且功耗要小于Pentium。 Intel Pentium1993年，全面超越486的新一代586 CPU问世，为了摆脱486时代微处理器名称混乱的困扰，英特尔公司把自己的新一代产品命名为Pentium（奔腾）以区别AMD和Cyrix的产品。AMD和Cyrix也分别推出了K5和6x86微处理器来对付芯片巨人，但是由于奔腾微处理器的性能最佳，英特尔逐渐占据了大部分市场。Pentium最初级的CPU是Pentium 60和Pentium 66，分别工作在与系统总线频率相同的60MHz和66MHz两种频率下，没有我们现在所说的倍频设置。令英特尔最为尴尬的是最初Pentium 60和Pentium 66的一部分产品还有浮点运算错误，因此它并没有受到人们的欢迎，英特尔还因此回收了大批CPU。Pentium级别的CPU也有自己的代号，以区别不同工艺的CPU。有以下这几种型号（注意：586级CPU在CPU的工作频率中，前一数字为内部频率，后一数字为总线频率）：1.P5（这是Pentium家族的第一代产品），它们的工作频率分别为50/50MHz(工程样品)，60/60MHz和66/66 MHz。2.P54C，该型号的CPU不需进行电压调节，但CPU有两种电压，在CPU针脚的那面能够看到“SXXXX/VMU”之类的标记，斜杠后的V代表VRE，如果是S就代表S规格，并可以支持两个微处理器同时使用。它们的工作频率分别为:75/50MHz、90/60MHz、100/50MHz、100/66MHz、120/60MHz、133/66MHz、150/60MHz、166/66MHz、180/60MHz、200/66MHz。3.P54CM，这是升级版的CPU。4.P54CQS，这类CPU不须进行电压调节，可以两个微处理器同时使用。它们的工作频率:75/50MHz，100/66MHz，120/60MHz，133/66MHz，166/66MHz，200/66MHz 。5.P54LM，这是给笔记本电脑使用的CPU，电压2.9V，支持电压调节，没有APIC，可以两个微处理器同时使用，工作频率为:75/50MHz，120/60MHz， 133/66MHz，150/60MHz早期的奔腾75MHz120MHz使用0.5微米的制造工艺，后期120MHz频率以上的奔腾则改用0.35微米工艺。经典奔腾的性能相当平均，整数运算和浮点运算都不错。由于经典奔腾采用的是单电压供电，从这方面来看，Pentium系列CPU的可升级性一般。 Intel Pentium MMX为了提高电脑在多媒体、3D图形方面的应用能力，许多新指令集应运而生，其中最著名的三种便是英特尔的MMX、SSE和AMD的3D NOW!。 MMX（MultiMedia Extensions，多媒体扩展指令集）是英特尔于1996年发明的一项多媒体指令增强技术，包括57条多媒体指令，这些指令可以一次处理多个数据，MMX技术在软件的配合下，就可以得到更好的性能。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，对于喜欢超频的玩家来说这不是一个好消息，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。超频这个词语真正也是从那个时候开始流行的。多能奔腾是继Pentium后英特尔又一个成功的产品，其生命力也相当顽强。多能奔腾在原Pentium的基础上进行了重大的改进，增加了片内16KB数据缓存和16KB指令缓存，4路写缓存以及分支预测单元和返回堆栈技术。特别是新增加的57条MMX多媒体指令，使得多能奔腾即使在运行非MMX优化的程序时，也比同主频的Pentium CPU要快得多。这57条MMX指令专门用来处理音频、视频等数据。这些指令可以大大缩短CPU在处理多媒体数据时的等待时间，使CPU拥有更强大的数据处理能力。与经典奔腾不同，多能奔腾采用了双电压设计，其内核电压为2.8V，系统I/O电压仍为原来的3.3V。如果主板不支持双电压设计，那么就无法升级到多能奔腾。多能奔腾的代号为P55C，是第一个有MMX技术(整量型单元执行)的CPU，拥有16KB数据L1 Cache，16KB指令L1 Cache，兼容SMM，64位总线，528MB/s的频宽，2时钟等待时间，450万个晶体管，功耗17瓦。支持的工作频率有:133MHz、150MHz、166MHz、200MHz、233MHz。 Intel Pentium Pro曾几何时，Pentium Pro是高端CPU的代名词，Pentium Pro所表现的性能在当时让很多人大吃一惊，但是Pentium Pro是32位数据结构设计的CPU，所以Pentium Pro运行16位应用程序时性能一般，但仍然是32位的赢家，但是后来，MMX的出现使它黯然失色。Pentium Pro(高能奔腾，686级的CPU)的核心架构代号为P6（也是未来P、P所使用的核心架构），这是第一代产品，二级Cache有256KB或512KB，最大有1MB的二级Cache。工作频率有:133/66MHz(工程样品)，150/60MHz、166/66MHz、180/60MHz、200/66MHz。 AMD K5K5是AMD公司第一个独立生产的x86级CPU，发布时间在1996年。由于K5在开发上遇到了问题，其上市时间比英特尔的Pentium晚了许多，再加上性能不好，这个不成功的产品一度使得AMD的市场份额大量丧失。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。AMD的K5有着16KB数据Cache,8KB指令Cache，64位数据总线,296针 SPGA封装。K5有多种形号,如:AMDK5PR100ABQ,其中的B就是电压代码。各种CPU的电压是不同的,B(内部3.3V,外部3.5V),C(内部3.3V,外部3.5V),F(内部3.3V,外部3.5V)，J(内部2.7V,外部3.3V),K(内部2.5V,外部3.3V),H(内部2.9V,外部3.3V)K5有这样几种工作频率：K5PR75(75MHz),PR83(83MHz),90(90MHz),100SSA/5(100MHz),100(75MHz),120(90MHz),133(100 MHz),150(105MHz),166(117MHz),200(133MHz)，括号外为PR指数,括号内为真实频率。K5低廉的价格显然比其性能更能吸引消费者，低价是这款CPU最大的卖点。 AMD K6AMD 自然不甘心Pentium在CPU市场上呼风唤雨，因此它们在1997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（比奔腾MMX多了一倍），整体性能要优于奔腾MMX，接近同主频P的水平。K6使用3.2V电压，平时的工作温度70左右，发热量实在太大，难有超频余地，最大优点是高性能低价格。K6与K5相比，可以平行地处理更多的指令，并运行在更高的时钟频率上。AMD在整数运算方面做得非常成功，K6稍微落后的地方是在运行需要使用到MMX或浮点运算的应用程序方面，比起同样频率的Pentium 都要差许多。K6拥有32KB数据L1 Cache,32KB指令L1 Cache,集成了880万个晶体管,采用0.35微米技术,五层CMOS,C4工艺反装晶片,内核面积168平方毫米(新产品为68平方毫米),使用Socket7架构。K6系列CPU一共有五种频率，分别是：166/200/233/266/300MHz，五种型号都采用了66外频，但是后来推出的233/266/300MHz已经可以通过升级主板的BIOS而支持100外频，是CPU的性能得到了一个飞跃。在倍频方面，K6系列是从2.54.5不等，核心电压则是有2.9、3.2几种，特别值得一提的是它们的一级Cache都提高到了64KB，比MMX足足多了一倍，这也是K6的整数性能为什么要比MMX好的缘故了。 Cyrix 6x86/MXCyrix 也算是一家老资格的CPU开发商了，早在x86时代，它和英特尔，AMD就形成了三雄并立的局面。自从Cyrix与美国国家半导体公司合并后，使它终于拥有了自己的芯片生产线，成品也日益完善和完备。Cyrix的6x86是投放到市场上与Pentium兼容的微处理器。Cyrix 6x86采用PR等级来标记CPU频率，Cyrix的CPU在相同真实频率下比奔腾级其它系列的CPU要快一个数量级，比如说PR166以133MHz频率工作，性能与Pentium 166相同。6x86的发热量惊人，经常导致CPU过热死机甚至烧毁。6x86L是6x86的改进型，它与6x86的设计基本相同，唯一的区别是前者使用了双电压，CPU核心电压为2.9V，大大降低了CPU的发热量。使用了75MHz外频，这样使得6x86L整数性能是同频率CPU中最快的。浮点运算能力差是Cyrix的老毛病，6x86L PR166的浮点性能仅相当于Pentium 90的水平。此外，6x86和6x86L还存在一些不兼容的问题，部分应用软件在这两种CPU上需要特殊的补丁才能正常运行。 Cyrix 6x86有这样几种频率（括号外为PR指数,括号内为真实频率/外部频率）：P120（100MHz/50MHz）,P133（110/55MHz）,150（120/600MHz）,166（133/66MHz）,200（150/75MHz）。Cyrix 6x86L有这样几种频率：P166（133/66）,P200（150/75MHz）。到了MMX时代，Cyrix推出了他们的MX CPU，这一档次的CPU全是采用双电压设计，频率从166MHz233MHz，在这个频率段之间的CPU也称为M1。Cyrix的MX CPU的整数性能在当时是非常好的，但是浮点性能比同档次的Pentium要差。其MX的CPU发售的有60MHz、66MHz、75MHz的几种外频，60MHz的是测试版，66MHz和75MHz都是正式发行版，为什么有两种版本呢？这是因为当时Cyrix CPU其生产工艺还不过关，于是就把上不了75MHz的CPU标成同档次的66MHz外频的来卖。 IDT WinChip美国IDT公司（Integrated Device Technology）作为新加入此领域的CPU生产厂商，在1997年推出的第一个微微处理器产品是WinChip（即C6），在整个CPU市场上所占的份额还不足1 。1998年5月，IDT宣布了它的第二代产品WinChip 2 。WinChip 2有两种版本，一种带有3DNow！指令集，命名为WinChip 23D；另一种不带3DNow！指令集,其命名为WinChip 2，没有后缀3D。WinChip 2在原有WinChip的基础上作了一些改进，增加了一个双指令的MMX单元，增强了浮点运算功能。改进后的WinChip 2比相同频率的WinChip性能提高约10，基本达到Intel Pentium微处理器的性能。1999年的第一季度里面，IDT发布了新微处理器WinChip 2NB，CPU内集成了主板北桥芯片，将会加快芯片到内存的存取速度。但此种做法有几个缺点：一是必须购买新主板；二是增加了芯片的面积，只够集成64KB全速缓存到CPU中(性能与存取速度为3111的256K二级缓存相当)。WinChip 2NB使用0.25微米工艺制造，芯片面积约58平方毫米。 Intel Pentium1997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。Pentium的中文名称叫“奔腾二代”，它有Klamath、Deschutes、Mendocino、Katmai等几种不同核心结构的系列产品，其中第一代采用Klamath核心，0.35微米工艺制造，内部集成750万个晶体管，核心工作电压为2.8V。同时，Pentium微处理器采用了双重独立总线结构，即其中一条总线连通二级缓存，另一条负责主要内存。Pentium使用了一种脱离芯片的外部高速L2 Cache，容量为512KB，并以CPU主频的一半速度运行。作为一种补偿，英特尔将Pentium的L1 Cache从16KB增至32KB。另外，为了打败竞争对手，英特尔第一次在Pentium中采用了具有专利权保护的Slot 1接口标准和SECC（单边接触盒）封装技术。1998年4月16日，英特尔第一个支持100MHz额定外频的、代号为Deschutes的350、400MHz CPU正式推出。采用新核心的Pentium微处理器不但外频提升至100MHz，而且它们采用0.25微米工艺制造，其核心工作电压也由2.8V降至2.0V，L1 Cache和L2 Cache分别是32KB、512KB。支持芯片组主要是Intel的440BX。在1998年至1999年间，英特尔公司推出了比Pentium功能更强大的CPU-Xeon（至强微处理器）。该款微处理器采用的核心和Pentium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Pentium采用的芯片不同，被称为CSRAM（Custom StaticRAM,定制静态存储器）。除此之外，它还有几项特别的功能-具有高能奔腾的所有特性；支持八个CPU系统；使用36位内存地址和PSE模式（PSE36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，另外，Xeon的接口形式也有所变化，采用了比Slot 1稍大一些的Slot 2架构（可支持四个微处理器）。Intel Celeron(赛扬)英特尔为进一步抢占低端市场，于1998年4月推出了一款廉价的CPUCeleron（中文名叫赛扬）。最初推出的Celeron有266MHz、300MHz两个版本，且都采用Covington核心，0.35微米工艺制造，内部集成1900万个晶体管和32KB一级缓存，工作电压为2.0V，外频66MHz。Celeron与Pentium相比，去掉了片上的L2 Cache,此举虽然大大降低了成本，但也正因为没有二级缓存，该微处理器在性能上大打折扣，其整数性能甚至不如Pentium MMX。为弥补缺乏二级缓存的Celeron微处理器性能上的不足，进一步在低端市场上打击竞争对手，英特尔在Celeron266、300推出后不久，又发布了采用Mendocino核心的新Celeron微处理器Celeron300A、333、366。与旧Celeron不同的是，新Celeron采用0.25微米工艺制造，同时它采用Slot 1架构及SEPP封装形式，内建32KB L1 Cache、128KB L2 Cache，且以CPU相同的核心频率工作，从而大大提高了L2 Cache的工作效率。新Celeron一个最大的优点是超频性能非常出色，凭借其强大的超频能力和最优的性价比曾在低价PC市场风靡一时，成为众多DIYer玩家手中的抢手货。英特尔集成128KB二级缓存的新Celeron还有一个变形“兄弟”采用Socket 370架构的Celeron微处理器。两者唯一不同的就是接口部分，后者是采用Socket 370架构，PPGA封装形式。AMD K62AMD于1998年4月正式推出了K62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，K62具有64KB L1 Cache（其中32KB用于存放指令，另32KB用于存放数据）,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。实际上，K62也就是一个K6芯片加上支持100MHz总线频率和支持3D Now！浮点指令的“结合物”。3D Now！技术是对x86体系的重大突破，它大大加强了处理3D图形和多媒体所需要的密集浮点运算性能。此外，K62支持超标量MMX技术，支持100MHz总线频率，这意味着系统与L2缓存和内存的传输率提高近50%，从而大大提高了整个系统的表现。Cyrix M作为Cyrix公司独自研发的最后一款微处理器，Cyrix M是于1998年3月开始生产的。除了具有6x86本身的特性外,该微处理器还支持MMX指令，其核心电压为2.9V，具有256字节指令;3.5X倍频;核心内集成650万个晶体管,功耗20.6瓦；64KB一级缓存（二级缓存位于在主板上）。 IDT WinChip美国IDT公司（Integrated Device Technology）作为新加入此领域的CPU生产厂商，在1997年推出的第一个微处理器产品是WinChip（即C6），在整个CPU市场上所占的份额还不足1 。1998年5月，IDT宣布了它的第二代产品WinChip 2 。WinChip 2有两种版本，一种带有3DNow！指令集，命名为WinChip 23D；另一种不带3DNow！指令集,其命名为WinChip 2，没有后缀3D。WinChip 2在原有WinChip的基础上作了一些改进，增加了一个双指令的MMX单元，增强了浮点运算功能。改进后的WinChip 2比相同频率的WinChip性能提高约10，基本达到Intel Pentium微处理器的性能。WinChip 2目前的最高频率CPU为WinChip 300MHz。1999年的第一季度里面，IDT发布了新微处理器WinChip 2NB，CPU内集成了主板北桥芯片，将会加快芯片到内存的存取速度。但此种做法有几个缺点：一是必须购买新主板；二是增加了芯片的面积，只够集成64KB全速缓存到CPU中(性能与存取速度为3111的256K二级缓存相当)，毕竟，更大的一级缓存肯定比小量L1 Cache加上大量L2 Cache要好。WinChip 2NB使用0.25微米工艺制造，芯片面积约58平方毫米。 Rise mp6Rise公司是一家成立于1993年11月的美国公司，主要生产x86兼容的CPU，在1998年推出了mP6 CPU。mp6不仅价格便宜，而且性能优异，有着很好的多媒体性能和强大的浮点运算。mp6使用Socket 7/Super 7兼容插座，只有16KB的一级缓存。Intel Pentium1999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Pentium，以取代在高端市场上不堪重负的Pentium。该微处理器除采用0.25微米工艺制造，内部集成950万个晶体管，Slot 1架构之外，它还具有以下新特点：系统总线频率为100MHz；采用第六代CPU核心P6微架构，针对32位应用程序进行优化，双重独立总线；一级缓存为32KB（16KB指令缓存加16KB数据缓存)，二级缓存大小为512KB，以CPU核心速度的一半运行；采用SECC2封装形式；新增加了能够增强音频、视频和3D图形效果的SSE（Streaming SIMD Extensions,数据流单指令多数据扩展）指令集，共70条新指令（以前叫KNI）。Pentium 的起始主频速度为450MHz。随着AMD的K7微处理器异军突起，英特尔不得不调整其高端市场战略，并于去年10月25日正式发布代号为Coppermine（铜矿）的新一代Pentium微处理器，将系统前端总线提升至133MHz。Coppermine采用全新的核心设计，内置与256KB与CPU主频同步运行的二级缓存，采用0.18微米工艺制造，核心集成了2810万个晶体管。在接口形式上，基于Coppermine核心的Pentium有两种类型：一种是采用Slot 1架构、SECC2封