CPU发展史ppt课件.ppt

CPU发展史 计算机协会技术小组 1 Intel公司成立于1968年 格鲁夫 左 诺依斯 中 和摩尔 右 是微电子业界的梦幻组合 格鲁夫 只有偏执狂才能生存 2 摩尔定律摩尔预言 晶体管的密度每过18个月就会翻一番 这就是著名的摩尔定律 3 CPU主要性能指标 主频即CPU的时钟频率 CPUClockSpeed 这是我们最关心的 我们所说的3 2GHz 2 0GHz等就是指它 一般说来 主频越高 CPU的速度就越快 整机的就越高 不过现在AMD都采用了更加模糊的命名方式 企图让消费者淡化以主频率计算性能的观念 比如Athlon3000 它的频率有可能是2 20GHz 也有可能是2 0GHz Intel则采用了Pentium643这种更易让人眼花缭乱的命名方式 一般人不查参数 很难记得它的意义 FSB前端总线即CPU的外部时钟频率 由电脑主板提供 以前一般是133MHz 目前Intel公司最新的芯片组i925XE芯片组使用1066MHz的FSB 内部缓存 L1Cache 封闭在CPU芯片内部的高速缓存 用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据 存取速度与CPU主频一致 L1缓存的容量单位一般为KB L1缓存越大 CPU工作时与存取速度较慢的L2缓存和内存间交换数据的次数越少 相对电脑的运算速度可以提高 外部缓存 L2Cache CPU外部的高速缓存 现在处理器的L2Cache是和CPU运行在相同频率下的 以前P2P3的二级缓存运行在相当于CPU频率一半下 4 1971年1月 Intel公司的霍夫 MarcianE Hoff 研制成功世界上第一枚4位微处理器芯片Intel4004 标志着第一代微处理器问世 微处理器和微机时代从此开始 4004当时只有2300个晶体管 是个四位系统 时钟频率在108KHz 每秒执行6万条指令 0 06MIPs 功能比较弱 且计算速度较慢 只能用在Busicom计算器上 4004 5 1972年4月 霍夫等人开发出第一个8位微处理器Intel8008 由于8008采用的是P沟道MOS微处理器 因此仍属第一代微处理器 6 1973年8月 霍夫等人研制出8位微处理器Intel8080 以N沟道MOS电路取代了P沟道 第二代微处理器就此诞生 主频2MHz的8080芯片运算速度比8008快10倍 可存取64KB存储器 使用了基于6微米技术的6000个晶体管 处理速度为0 64MIPS 7 Intel8085处理器 1978年6月 Intel推出4 77MHz的8086微处理器 标志着第三代微处理器问世 它采用16位寄存器 16位数据总线和29000个3微米技术的晶体管 售价360美元 不过当时由于360美元过于昂贵 大部分人都没有足够的钱购买使用此芯片的电脑 于是Intel在1年之后 推出4 77MHz的8位微处理器8088 IBM公司1981年生产的第一台电脑就是使用的这种芯片 这也标志着x86架构和IBMPC兼容电脑的产生 Intel8086 8 Intel8088电路 1979年6月1日 Intel推出4 77MHz的准16位微处理器8088 它是8086的廉价版本 价格为大众所接受 在性能方面 它在内部以16位运行 但支持8位数据总线 采用现有的8位设备控制芯片 包含29000个3微米技术的晶体管 可访问1MB内存地址 速度为0 33MIPS AMD8088 9 AMD8086 Zilogz80 10 Intel80186 Intel80286 11 Intel386 AMD386 12 Intel486 AMD486 13 Pentium AMD K5 14 PentiumMMX PentiumPRO 15 作为Intel的主要竞争对手 AMD也发布了AMD K6 MMX处理器 包含相近的指令集 从而导致了一连串的法律纠纷 16 PentiumII 同时代竞争的是AMD的K6 2 这时候的口碑也相当不错 17 celeron 引发超频热潮 18 Intel推出奔腾III处理器 它采用0 25微米制造工艺 拥有32K一级缓存和512K二级缓存 运行在芯片核心速度的一半下 包含MMX指令和Intel自己的 3D 指令SSE 19 AMD K6 III Athlon 2000年3月6日 AMD发布Athlon1GHz 2000年3月8日 Intel限量供应1GHzPentiumIII处理器 20 Prescott核心的Pentium4采用了另人咋舌的31级流水线设计 配备16KB的一级数据缓存和多达1MB的二级缓存 21 Barton核心的AthlonXP2500 是当时最经典 也是最畅销的CPU 22 64位 AMD的翻身仗 Athlon64的发布 使得桌面电脑可以迅速迈入64 bit时代 目前操作系统 软件都已经逐渐成熟 23 Athlon64除了处理速度快 上下兼容模式等特点外 整合了内存控制器更是Athlon64最大的特点之一 Athlon64将本来集成在主板北桥芯片的内存控制器 集成到了Athlon64处理器的内部 这样有效的控制内存工作频率 使之操作在与处理器相同的水平上 同时由于内存数据直接传输到处理器内部 因而不需要再经过北桥 从而有效的降低传输过程中的时间延迟 内存控制器集成到CPU内 如同把仓库搬到了加工车间旁边 效率自然有了极大的提高 Athlon64是如何实现64位运做的 作为第一款64位桌面处理器 Athlon64使用的是X86 64架构 X86 64则是从INTEL制定的业界标准X86 32上提升而来的 X86 64在轻松实现64位计算的同时 还可以上下兼容 比如说执行的是32位指令 它会在32位指令前加上32个 0 从而实现64位指令 这种过渡方式具有相当的优势 因此Athlon64在现阶段的普及上具有得天独厚的优势 24 25 AMDAM2Athlon64X23600 接口类型 SocketAM2生产工艺 0 09um主频 2 0GHz二级缓存 L2256 2K前端总线 1000MHz 1005元 26 告别奔腾的日子 conroe王者之风 标志着 频率至上 年代的结束处理器的竞争将跨入微架构比拼的更高层面更新微架构的目的在于让处理器拥有更为强大的性能和更低的功耗引入了Mobile核心的节能技术设置了数码热量传感器 能够实时侦测处理器热量并通过专门的电路控制动态电压调节 运行模式调节和风扇运行调节创新功能宽位动态执行 WideDynamic 智能电源管理 IntelligentPowerCapability 高级职能高速缓存 AdvancedSmartCache 智能缓存加速 SmartMemoryAcceleratory 高级数字媒体增强 AdvancedDigitalMediaBoost 27 代号桌面平台级产品Conroe移动平台处理器Merom用于笔记本服务器平台处理器Woodcrest 命名 Core2Duo 命名 Core2Extreme 28 29 多核处理器将成为未来发展方向 x86领域英特尔已在准备四核服务器处理器 计划在2007年推出 再远一些 英特尔正在准备一款代号为 Yorkfield 的八核芯片 计划在2008年推出 AMD也在开发四核芯片预计在2007年使内核数量增至两个以上非x86领域Sun已在供应一款八核服务器处理器即UltraSparcT1 以前的 Niagara IBM的一款八核心处理器 30 IBM的一款八核心处理器 31 Intel多核产品路线图 200520062007Future 单核 多核 2cores Platform 安腾处理器 Itanium 2Processor MontecitoMontvale 多核 4cores Allproductsanddatesarepreliminaryandsubjecttochangewithoutnotice Referto factsheet forspecificproducttimings Dimona today TukwilaPoulson Intel Xeon processorMP 多路服务器 双路服务器 Tulsa Dempsey Intel Xeon Processorw 2MBcache Woodcrest TigertonDunnington Sossaman 台式机 Pentium D Presler Pentium D Pentium