CPU发展历史ppt课件

CPU发展历史 CPU简介 CPU CentralProcessingUnit即中央处理器CPU 内部存储器和输入 输出设备是电子计算机的三大核心部件 计算机中所有操作都由CPU负责读取指令 对指令译码并执行指令的核心部件 3 CPU的基本结构 算术逻辑部件 ALU CPU累加器和寄存器组控制器32位的CPU芯片中还集成了浮点运算器 存储管理器和高速缓存 Cache 等部件 4 CPU的基本工作原理 CPU的主要运作原理 不论其外观 都是执行储存于被称为程式里的一系列指令 在此讨论的是遵循普遍的架构设计的装置 程式以一系列数字储存在电脑记忆体中 差不多所有的CPU的运作原理可分为四个阶段 提取 Fetch 解码 Decode 执行 Execute 和写回 Writeback 5 CPU的发展 诞生 1971年 当时还处在发展阶段的Intel公司推出了世界上第一台真正的微处理器 4004 故事1969年末 在风景如画的塔希提岛上 Intel的设计师霍夫突发奇想 能不能将此前一直分离的负责数据处理的核心存储器与负责存储的逻辑存储器结合起来 做在一块芯片上 他找到上司诺伊斯 诺伊斯的回答只有一个字 干 两年后 世界上第一款CPU Intel4004诞生了 6 评价 这一芯片有108千赫 在它3毫米 4毫米的掩模上 有2250个晶体管 每个晶体管的距离是10微米 也就是说每个晶体管线条宽度只有一根头发的千分之一 每秒运算6万次 回想起来 这在当时的确是非常了不起的成就 一粒米大小的芯片内核 其功能居然与世界上第一台计算机 占地170平方米的 拥有1 8万个晶体管的 爱尼亚克 相等 这在当时是闻所未闻 7 80系列问世 8008 1972年 200千赫的8008问世 它采用10微米技术 但晶体管的总数已经达到了3500个 内存160K 8008 Intel的早期第一代8位的CPU 现在看来 它的价值可以等于与它同体积的黄金 8 80系列问世 8080 1974年 Intel推出了划时代的8080微处理器芯片 它的功能是8008的10倍 每秒能执行29万条指令 有64字节的可设定的地址存储器 这是Intel为后来的微电脑时代提供的第一块锋利的 弹片 9 c8080a c8080a这是Intel授权AMD生产的8080处理器 它的指令集与8008兼容 这种CPU是Intel最成功的CPU之一 估计还有很多交通控制灯之类的电路板上还可以找到它 AMD也正式从这里开始了他们的宏图大业 造就成今天敢于与Intel单挑的主 10 IntelC8085 即是我们现在经典X86系列CPU的前奏 下面这一枚是非常稀有的品种 11 80系列问世 8086 1978年可能是英特尔历史上值得纪念的一年 世界上第一个16位数据同时工作的处理器 8086问世了 这个最高主频速度为8MHz 具有16位数据通道 内存寻址能力为1MB的处理器性能大幅提高 12 协处理器 8087 Intel在80年推出的8087就是8086以及8088的协处理器了 13 80186 当年Intel在推出了8086 8088之后 迅速在业界引发应用狂潮 Intel趁热打铁 推出来80186 这款CPU功能实在不错 但很不幸 它还没有来得及应用在PC上 就很快被具有 保护运行模式 的80286取代了 但80186到今天 Intel依然有一定的出货量 因为它被广泛应用于工业控制领域 14 80286 它的出现造就了知名的Compaq等 兼容机 公司 15 80287 Intel80287 与286配套来处理数学运算 16 80386 80386 一个新时代的开始 这枚A80386 频率是16M 带有两个 西格玛 这还有一个典故 当年 Intel在推出第一批386时 发现它们有一个 32位乘法Bug Intel为了区别没有这个Bug的版本 在测试以后就加上了双西格玛标志 17 在发现了Bug的386上 Intel并不是将其销毁或是回收 而是加上 16BitOnly 的标记 卖给那些要求不高的用户 这个Bug远不如之后在Pentium上发生的FDIVBug有名 但它却是IntelBut史上非常有名的10大Bug之一 续 18 80386经典 19 80387 386的数字协处理器 当年80386刚刚推出来时 387并没有研制成功 协处理器用的是80287 20 486一个混乱的时代 Intel AMD CYRIX 21 续 486 德洲仪器的486 台湾联华科技生产的UMC486 ETEQ的486 22 奔腾的时代 1993年 全面超越486的新一代586CPU问世 为了摆脱486时代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 23 IntelPentium Pentium 奔腾 微处理器于1993年三月推出 它集成了310万个晶体管 它使用多项技术来提高cpu性能 主要包括采用超标量结构 内置应用超级流水线技术的浮点运算器 增大片上的cache容量 采用内部奇偶效验一边检验内部处理错误等 24 IntelPentium 1997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 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L2Cache 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L1Cache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Slot1接口标准和SECC 单边接触盒 封装技术 25 IntelPentium 1999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 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 Slot1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 StreamingSIMDExtensions 数据流单指令多数据扩展 指令集 共70条新指令 Pentium 的起始主频速度为450MHz 26 IntelPentium4 由4200万颗晶体管以0 18 m制程制造 具备崭新的NetBurst架构 藉由内部TraceCache架构 256KBL2Cache 128bit整数 浮点SIMD运算管线 配合144组SSE2指令集 以及外频高达400MHz的协助 配合外接双信道RDRAM与3 2GB s高传输频宽的配合下 在重量级多媒体 特别是影像处理 影音剪辑以及实时动态影音的处理上 有着较为出色的表现 27 CPU未来趋势 如今CPU就像一匹脱缰的野马正以异乎寻常的速度向前发展 在短短的一段时间内我们满耳都充斥着频率提升