计算机维护技术结课论文

1、计算机维护技术结课论文 学院：信息科学与工程学院专业：电气信息类班级：1011班姓名：xxxx学号：xxxxxxxxxxxCPU的发展摘要：我们把电脑比喻成一个人，那么CPU就是人的大脑。它是计算机的核心部件，是计算机的控制指挥中心，其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。那么CPU的发展历程怎样呢？Intel是最早做CPU也是现在做的最大最强的一家公司，而AMD是一家仅次于Intel的CPU生产制造厂家。他们的产品都有什么特色，都是怎样发展壮大的？接下来就要以这两家公司的产品为例来介绍CPU的发展历程。关键词：CPU Intel AMD 发展正文：大一下学期我们学习了计算机组装

2、与系统维护技术，对计算机有了更深的认识。我对CPU很感兴趣，如今这门课就要结束了，我想写一下我对CPU发展历程。Intel CPU的发展我们都知道Intel在CPU市场上占主导地位，他是这个行业的老大哥。那我就先说一说Intel的CPU的发展。从生产技术来说，最初的 4004集成了2250个晶体管，而Pentium III的集成度超过了2400万个晶体管。CPU散热器的发展源于CPU晶体管的增加，每款新品CPU的出现，它的晶体管数量较之于它的前代产品，都有几何倍数增长。同时CPU的功率也远远高于前一代产品，产生越来越高的热量也就不奇怪了。现在我们就来看看INTEL公司CPU的发展历程：1971

3、年，英特尔公司推出了世界上第一款微处理器4004，这是第一个可用于微型计算机的四位微处理器，它包含2250个晶体管；而8008则有2500个晶体管。1974年， 8080成为第二代微处理器，第二代微处理器均采用 NMOS工艺,集成度约5000只晶体管。1978年 ，英特尔公司生产的8086是第一个16位的微处理器。这就是第三代微处理器的起点。随后，INTEL又开发出了8088。和8086一样，8088也是一款16位的CPU，其内部集成了大约29000个晶体管。1981年，美国IBM公司将8088芯片用于其研制的PC机中，从而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

4、在全世界范围内发展起来。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。1982年，英特尔公司在8086的基础上，研制出了80286微处理器，80286集成了大约130000个晶体管。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。估计大家最早听说的PC就用的是这款CPU。1985年，Intel正式发布80386DX，其内部包含27.5万个晶体管，80386使32位CPU成为了PC工业的标准。1989年Intel准32位的处理器芯片

5、80386SX。1989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，集成了约110万个晶体管，使用1微米的制造工艺。这也是Intel最后一代以数字编号的cpu。1993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。Pentium处理器集成了超过110万个晶体管。时钟频率最高达到120M Hz。1996年，Intel发布了多能奔腾 (Pentium MMX)的正式名称就是“

6、带有MMX技术的Pentium”。多能奔腾在原 Pentium的基础上进行了重大的改进，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。多能奔腾拥有450万个晶体管，功耗17瓦。1997年，Intel推出 Pentium ProIntel Pentium          Intel Pentium Pro1998年， Intel继续强势推出Pentium II（中文名“奔腾二代”），早期的Pentium II采用Klamat

7、h核心，0.35微米工艺制造，内部集成750万个晶体管。不久以后，英特尔第一个支持100MHz额定外频的CPU正式推出。采用新核心的Pentium II微处理器采用0.25微米工艺制造。1999年初，英特尔公司就发布了采用Katmai核心的新一代微处理器Pentium III。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，二级缓存大小为512KB，新增加了能够增强音频、视频和3D图形效果的指令集，共70条新指令。P

8、entium的起始主频速度为450MHz。 Intel Pentium II          Intel Pentium III2000年, 英特尔发布了Pentium 4处理器。最早的Pentium 4采用423针接口的这款CPU在上市几个月以后就被就被改成了478 Pin的新P4。其核心也由Willamette换成了Northwood。早期的Pentium 4处理器集成了4200万个晶体管，到了改进版的Pentium 4(Northwood)更是集成了5千5百万个晶体管；并且开始采用0.18微米进行制造，初始速度就达到了1.5G

9、Hz。Intel P4 423Pin            P4 478 Pin 2004年2月，英特尔正式发布Presscott处理器，早期的presscott核心的P4处理器和Northwood P4一样，都是采用478Pin的接口，后来改成LGA775接口，这也导致新P4和以前的主板不能兼容。Presscott核心P4起标频率是2.8G，最高到3.8G，这也是目前起标频率最高的一款CPU。Intel基于Presscott核心的这款P4，晶体管数量达到了1.25亿，空闲时功耗也达到116W。空闲时都能有这么高的功耗，那在

10、运行大型软件时产生的热量就可想而知了。没有一个高档散热器，还真玩不转它。Intel LGA775 P42005年2006年7月27日，Intel正式发布了基于Core(酷睿)微架构(Core Micro-Architecture)的全新双核心处理器，包括用于桌面平台的采用Conroe核心和Allendale核心的Core 2 Duo和Core 2 Extreme，以及用于移动平台的采用Merom核心的Core 2 Duo。Core微架构是Intel全平台(台式机、笔记本和服务器)处理器首次采用相同的微架构设计，也是Intel鉴于NetBurst微架构的高频低效高能耗的缺点，彻底抛弃以往频率至上

11、的理念，转而注重能效比的第一次成功尝试。无数的评测已经证明，Core微架构不愧是目前最强大的x86 PC处理器微架构，其性能远远领先于以往所有PC处理器，而功耗又大幅度降低，确实是目前最强大的PC处理器。Core微架构大部分来自于成功的Yonah微架构，并结合了NetBurst微架构中的部分先进技术，在此基础上又作出了很多技术创新，大致有以下几个方面。1、用于桌面平台的Conroe核心和Allendale核心Core 2 Duo以及Core 2 Extreme所采用的新技术有：1)    Intel Wide Dynamic Execution(英特尔多路动态执行)-每时钟

12、周期可传递更多的指令，从而节省执行时间并提高电源使用效率。Conroe核心为14级有效流水线，每个内核可同时完成四条完整指令，从而可显著提升系统性能和能效比。2)    Intel Intelligent Power Capability(英特尔智能功效管理)-旨在提供更高的能效性能，可以单独协调每内核的英特尔增强型Speedstep技术(Enhance Intel SpeedStep Technology，EIST)和增强型空闲电源管理状态转换<Enhanced Halt State (C1E)>以及Intel Thermal Monitor 2(英特尔热量监

13、控器2)过热保护机制等功耗管理技术，在系统空闲时通过把处理器倍频降低到6倍频以及降低处理器核心电压等措施，有助于节省功耗，降低发热量。3)    Intel Smart Memory Access(英特尔智能内存访问)-通过降低内存延迟提升系统性能，以此来优化可用数据带宽的利用率，以随时随地根据需求向处理器提供数据从而提高整体系统性能。4)    Intel Advanced Smart Cache(英特尔高级智能高速缓存)-提供性能更好、效率更高的缓存子系统。两个内核的一级数据缓存之间可以直接交换数据，并且两个内核共享二级高速缓存，可以最大限度地降低内

14、存负荷以减少能耗；并在一个内核闲置时，通过支持另一个内核利用全部二级高速缓存来提升性能。该技术还为专门针对业内领先的多线程游戏做了优化。5)    Intel Advanced Digital Media Boost(英特尔高级数字多媒体增强技术)-全面提升了处理器的浮点运算能力，将广泛用于多媒体和显卡应用程序的指令执行速度有效地提高一倍，可以扩大应用范围，包括超逼真的画面和人工智能等功能，从而让游戏玩家获得前所未有的更刺激、更过瘾的电脑游戏体验。另外，值得注意的是，由于Core 2处理器的短流水线特性所带来的高效率，曾经名噪一时、在NetBurst微架构处理器中被广泛采用

15、的提升长流水线处理器效率的超线程技术(Hyper-Threading Technology)已经被彻底抛弃，不再被Core 2处理器所支持。2、用于移动平台的Merom核心Core 2 Duo除了具有桌面平台Core 2 Duo的全部特性之外，还专门针对移动平台需要低功耗处理器的特点做了优化，包括以下几个方面：1)Intel Dynamic Power Coordination(英特尔动态功率调节)-该技术能使两个内核根据各自的负荷自动切换到相应的节能模式。例如在任务不重时，可以让一个核心以常规模式运行，另一个核心则进入频率停止模式，从而降低不必要的电能消耗。2)Intel Dynamic B

16、us Parking(英特尔动态总线暂停)-支持芯片组在处理器处于低频模式状态时断电，延长电池的使用时间，从而降低平台能耗。3)Enhanced Intel Deeper Sleep with Dynamic Cache Sizing(支持动态高速缓存大小调整的增强型英特尔更深度睡眠)-首先，在处理器负荷不大时，可以关闭一个核心以节省电能，此时另外一个核心则能调用全部二级缓存；其次，在超深睡眠状态下，允许对整个处理器停止供电，将处理器运作完全停止下来，而一级缓存和二级缓存的数据则被备份到系统内存中，当系统被重新激活时，内存中的原一级缓存和一级缓存备份数据就将直接传回给处理器，以保证处理器能够正

17、常恢复到激活以前的状态。此外，Core 2 Duo还首次在Intel移动平台上提供了对64位技术EM64T的支持。 Intel凭借其强大的研发能力，在PC和NOTEBOOK中央处理器市场上成为名副其实的老大，能于之一争高低的只有AMD。当年与Intel、AMD形成三足鼎立的CYRIX最终沦落到被VIA收购的命运。而其他CPU生产商均转向其他领域，IBM成为Apple电脑的CPU制造商，也开发出顶级的G5处理器，而MOTOROLA的“Dragon Ball”中文名为“龙珠”也只为手机和PDA提供专用CPU2010年1月8日下午，英特尔在北京举行“以智变 应万变2010全新英特尔酷睿，开

18、启智能新纪元”发布会。英特尔正式面向全球发布最新的革命性产品，基于全新的32纳米制程的i7、i5、i3处理器产品。全新酷睿家族中Westmere核心的酷睿i5/i3采用了Clarkdale架构，其是Nehelem架构的经典延续，采用了革命性的微架构，具备了睿频加速技术，超线程技术，增强型的英特尔智能高速缓存与控制器等多项技术。其中酷睿i7及酷睿i5-700系列而言，它们均采用了原生四核心设计。通过对超线程技术的支持与否而划分定位。同时还将三级缓存引入其中。其L1缓存的设计与酷睿微架构相同，而L2缓存则采用超低延迟的设计，不过容量大大降低，每个内核仅有 256KB，新加入的L3缓存采用共享式设计

19、。LGA1156接口酷睿i7/i5处理器与目前市场中的LGA1366酷睿i7系列相同，均配备了8MB的三级缓存。而新酷睿家族中的酷睿i5-600系列与酷睿i3系列产品则是采用了原生双核，通过睿频加速技术的支持与否来划分产品的定位。与之前的芯片相比，这一系列英特尔的32纳米新品增加了图形处理功能，即现实CPU+GPU的整合，历史性地将显示核心和CPU封装到了一起，不但提高了PC的兼容性稳定性，同时令高清电影的播放流畅，画面颜色更栩栩如生。同时，游戏运行效率也会高于以往的集成显卡。新酷睿产品相较于之前的酷睿家族产品，最大的区别是制程工艺上的改进，即从45纳米过渡到32 纳米，芯片性能达到近50%的

20、提升。全新的英特尔酷睿i7/i5处理器都拥有独特的英特尔睿频加速技术，能够根据工作负载动态、智能地调节频率和性能，在工作量较大时能实现按需提升频率自动加速，可自如应对用户工作、娱乐、生活的万变需求。英特尔超线程技术则是用于英特尔酷睿i7/i5/i3处理器，通过让每个内核同时运行双重任务，实现高效、智能的多任务处理，从而呈现令人惊叹的相应速度与性能；在同步进行多任务处理的同时，还与业内领先的能效表现之间形成完美的平衡。AMD CPU的发展 1) Athlon XP 的核心类型 Athlon XP 有 4 种不同的核心类型，但都有共同之处：都采用 Socket A 接口，而且都采用 PR 标称值标

21、注。 2) Palomino 这是最早的 Athlon XP 的核心，采用 0.18um 制造工艺，核心电压为 1.75V 左右，二级缓存为 256KB，封装方式采用 OPGA，前端总线频率为 266MHz。 3) Thoroughbred 这是第一种采用 0.13um 制造工艺的 Athlon XP 核心，又分为 Thoroughbred-A 和 Thoroughbred-B 两种版本，核心电压 1.65V-1.75V 左右，二级缓存为 256KB，封装方式采用 OPGA，前端总线频率为 266MHz 和 333MHz。 4) Thorton 采用 0.13um 制造工艺，核心电压 1.65

22、V 左右，二级缓存为 256KB，封装方式采用 OPGA，前端总线频率为 333MHz。可以看作是屏蔽了一半二级缓存的 Barton。 5) Barton 采用 0.13um 制造工艺，核心电压 1.65V 左右，二级缓存为 512KB，封装方式采用 OPGA，前端总线频率为 333MHz 和 400MHz。（三）新 Duron 的核心类型 AppleBred 采用 0.13um 制造工艺，核心电压 1.5V 左右，二级缓存为 64KB，封装方式采用 OPGA，前端总线频率为 266MHz。没有采用 PR 标称值标注，而以实际频率标注，有 1.4GHz、1.6GHz 和 1.8GHz 三种。（

23、四）Athlon 64 系列 CPU 的核心类型 1) Sledgehammer Sledgehammer 是 AMD 服务器 CPU 的核心，是 64 位的 CPU，一般为 940 接口，采用 0.13 微米工艺。Sledgehammer 的功能强大，集成三条 HyperTransprot 总线，核心使用 12 级流水线，128K 一级缓存、集成 1M 二级缓存，可以用于单路到 8 路 CPU 服务器。Sledgehammer 集成内存控制器，比起传统上位于北桥的内存控制器有更小的延时，支持双通道 DDR 内存，由于是服务器 CPU，当然支持 ECC 校验。 2) Clawhammer 采用

24、 0.13um 制造工艺，核心电压 1.5V 左右，二级缓存为 1MB，封装方式采用 mPGA，采用 Hyper Transport 总线，内置一个 128bit 的内存控制器。采用 Socket 754、Socket 940 和 Socket 939 接口。 3) Newcastle 其与 Clawhammer 的最主要区别，就是二级缓存降为 512KB（这也是 AMD 为了市场需要和加快推广 64 位 CPU 而采取的相对低价政策的结果），其它性能基本相同。 4) Wincheste Wincheste 是比较新的 AMD Athlon 64 CPU 核心，是 64 位的 CPU，一般为

25、939 接口，0.09 微米制造工艺。这种核心使用 200MHz 外频，支持 1GHyperTransprot 总线，512K 二级缓存，性价比较好。Wincheste 集成双通道内存控制器，支持双通道 DDR 内存，由于使用新的工艺，Wincheste 的发热量比旧的 Athlon 小，性能也有所提升。 5) Troy Troy 是 AMD 第一个使用 90nm 制造工艺的 Opteron 核心。Troy 核心是在 Sledgehammer 基础上增添了多项新技术而来的，通常为 940 针脚，拥有 128K 一级缓存和 1MB (1024 KB)二级缓存。同样使用 200MHz 外频，支持

26、1GHyperTransprot 总线，集成了内存控制器，支持双通道 DDR 400 内存，并且可以支持 ECC 内存。此外，Troy 核心还提供了对 SSE-3 的支持，和 Intel 的 Xeon 相同。总的来说，Troy 是一款不错的 CPU 核心。 6) Venice Venice 核心是在 Wincheste 核心的基础上演变而来，其技术参数和 Wincheste 基本相同：一样基于 X86-64 架构、整合双通道内存控制器、512KB L2 缓存、90nm 制造工艺、200MHz 外频，支持 1GHyperTransprot 总线。Venice 的变化主要有三方面：一是使用了 Du

27、al Stress Liner(简称 DSL)技术，可以将半导体晶体管的响应速度提高 24，这样 CPU 有更大的频率空间，更容易超频；二是提供了对 SSE-3 的支持，和 Intel 的 CPU 相同；三是进一步改良了内存控制器，一定程度上增加处理器的性能，更主要的是增加内存控制器对不同 DIMM 模块和不同配置的兼容性。此外 Venice 核心还使用了动态电压，不同的 CPU 可能会有不同的电压。 7) SanDiego SanDiego 核心与 Venice 一样，是在 Wincheste 核心的基础上演变而来，其技术参数和 Venice 非常接近，Venice 拥有的新技术、新功能，S

28、anDiego 核心一样拥有。不过 AMD 公司将 SanDiego 核心定位到顶级 Athlon 64 处理器之上，甚至用于服务器 CPU。可以将 SanDiego 看作是 Venice 核心的高级版本，只不过缓存容量由 512KB 提升到了 1MB。当然，由于 L2 缓存增加，SanDiego 核心的内核尺寸也有所增加，从 Venice 核心的 84 平方毫米增加到 115 平方毫米，当然价格也更高昂。（五）闪龙系列 CPU 的核心类型 1) Paris Paris 核心是 Barton 核心的继任者，主要用于 AMD 的闪龙，早期的 754 接口闪龙部分使用 Paris 核心。Paris

29、 采用 90nm 制造工艺，支持 iSSE2 指令集，一般为 256K 二级缓存，200MHz 外频。Paris 核心是 32 位 CPU，来源于 K8 核心，因此也具备了内存控制单元。CPU 内建内存控制器的主要优点，在于内存控制器可以以 CPU 频率运行，比起传统上位于北桥的内存控制器有更小的延时。使用 Paris 核心的闪龙与 Socket A 接口闪龙 CPU 相比，性能得到明显提升。 2) Palermo Palermo 核心目前主要用于 AMD 的闪龙 CPU，使用 Socket 754 接口、90nm 制造工艺，1.4V 左右电压，200MHz 外频，128K 或者 256K 二

30、级缓存。Palermo 核心源于 K8 的 Wincheste 核心，不过是 32 位的。除了拥有与 AMD 高端处理器相同的内部架构，还具备了 EVP、Cool'n'Quiet；和 HyperTransport 等 AMD 独有的技术，为广大用户带来更“冷静”、更高计算能力的优秀处理器。由于脱胎与 ATHLON 64 处理器，所以，Palermo 同样具备了内存控制单元。CPU 内建内存控制器的主要优点，在于内存控制器可以以 CPU 频率运行，比起传统上位于北桥的内存控制器有更小的延时。（六）双核心类型 AMD 推出的双核心处理器，分别是双核心的 Opteron 系列和全新的 Athlon 64 X2 系列处理器。其中，Athlon 64 X2 是用以抗衡 Pentium D 和 Pentium Extreme Edition 的桌面双核心处理器系列。 AMD 推出的 Athlon 64 X2 是由两个 Athlon 64 处理器上采用的 Venice 核心组合而成，每个核心拥有独立的 512KB(1MB) L2 缓存及执行单元。除了多出一个核芯之外，从架构上相对于目前 Athlon 64 在架构上并没有任何重大的改变。 双核心 Athlon 64 X