不可磨灭的记忆CU发展史经典回顾

不可磨灭的记忆CPU发展史经典回顾今天，我们可以舒适在坐在电脑前看电影、听音乐，通过互联网寻找资料，与远方的朋友进行视频聊天，又或者通过电子商务网站购买一本杂志、一款自己心仪的MP3播放器，一切都显得那么随意和悠然自得。但是大部分人却都没想过，能够有如此幸福生活，是多少人前赴后继，作出了可歌可泣贡献才得到的。昨天晚上，一IT界著名的朋友跟笔者说“你每天都喝水，那你有没考虑过水厂和水龙头的关系怎么样的？”。确实，也许并非每个朋友都对IT和其中发生的事情感兴趣，但是曾经发生的事情和有过的经历，却可以让我们更加珍惜这来之不易的幸福。了解成功人的历史，更可让我们受益菲浅。现在就让笔者带大家去回顾一下，这有趣而又激励人心的辉煌历史。关于CPU的基础知识：CPU的常识第一篇跟大家介绍的是PC里面的心脏：CPU(CentralProcessingUnit)，被称呼为中心处理器或者Microprocessor微处理器。CPU是计算机的核心，其重要性好比心脏对于人一样。实际上，处理器的作用和大脑更相似，因为它负责处理、运算计算机内部的所有数据，而主板芯片组则更像是心脏，它控制着数据的交换。CPU的种类决定了你使用的操作系统和相应的软件，CPU的速度决定了你的计算机有多强大，当然越快、越新的CPU会花掉你更多的钱。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：四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。如今，Intel的CPU和其兼容产品统治着微型计算机——PC的大半江山，但是除了Intel或AMD的CPU，还是你可能听说过的其他一些CPU，如HP的PA-RISC,IBM的Power4和Sun的UltraSparc等，只是它们都是精简指令集运算（RISC）处理器，使用Unix的专利操作系统，例如IBM的AIX和Sun的Solaris等。虽然设计方式和工作原理的过程有区别，但不同处理器依然有很多相似之处。从外表看来，CPU常常是矩形或正方形的块状物，通过密密麻麻的众多管脚与主板相连。不过，你看到的不过是CPU的外衣——CPU的封装。而内部，CPU的核心是一片大小通常不到1/4英寸的薄薄的硅晶片(其英文名称为die，核心)。在这块小小的硅片上，密布着数以百万计的晶体管，它们好像大脑的神经元，相互配合协调，完成着各种复杂的运算和操作。左边是揭了盖可以看到核心的处理器硅能成为生产CPU核心的半导体材料主要是因为其分布的广泛性和价格便宜。此外，硅可以形成品质极佳的大块晶体，通过切割，得到直径8英寸甚至更大而厚度不足1毫米的圆形薄片——晶片(也叫晶圆)。一片晶片可以划分切割成许多小片，每一小片就是一块单独CPU的核心。当然，在切割之前有许多处理过程要做。Intel发布的第一颗处理器4004仅仅包含2000个晶体管，而目前最新的IntelPentium8400EE处理器包含超过2.3亿个晶体管，集成度提高了十万倍，这可以说是当今最复杂的集成电路了。与此同时，你会发现单个CPU的核心硅片的大小丝毫没有增大，甚至变得更小了，这就要求不断地改进制造工艺以便能生产出更精细的电路结构。如今，最新的处理器采用的是0.065微米技术制造，也就是常说的0.065微米线宽。840EE+HT（左边）65nm(右）Pentium840EE处理器采用90nm制程的Smithfield核心，每核心1MB二级缓存，800MHZ的FSB，支持EDB防毒和EMT64T，可以搭配64位WinXP，90纳米制程，206平方毫米芯片面积，2.3亿晶体管。Pentium4643(3.2GHz)采用65nm工艺的CedarMill，集成2MB二级缓存，单核心，支持HT、EM64T，VT。或秩需要誓说明黑的是申，线睡宽是掉指芯义片上娇的最惠基本液功能蒜单元斧——测门电夕路的适宽度冒，因软为实物际上昏门电业路之穿间连座线的甲宽度福同门脂电路胡的宽你度相糟同，罩所以口线宽出可以刑描述钓制造阵工艺识。缩喘小线轮宽意某味着镇晶体呢管可捐以做兔得更常小、比更密做集，慨可以裂降低滑芯片变功耗厚，系腥统更瓣稳定朋，C间PU洲得以墙运行犁在更朱高的炮频率焰下，爪而且哥在相趣同的缸芯片董复杂捡程度坑下可抵使用疏更小简的晶漆圆，步于是帜成本葬降低鸣了。目托件随着欢线宽无的不合断降主低，诵以往框芯片恭内部赠使用拉的铝坟连线贩的导低电性缴能将案不敷灿使用纲，A歇MD务在其础K7薯系列便开始絮采用正铜连樱线技等术。运而现杯在这捉一技炎术已档经得稠到了辞广泛谷应用榜。距关于偷CP最U介的基危础知阶识：封CP失U腹的制耐造过哪程这切割崭晶圆度械班所谓肌的“顽切割改晶圆碌”也查就是倚用机信器从赶单晶赤硅棒稀上切耐割下粥一片抖事先避确定浆规格让的硅缎晶片柜，并阅将其仅划分椅成多圈个细宾小的寄区域翻，每始个区兵域都请将成庭为一小个C遮PU预的内抬核(哨Di膊e)糕。夕2.直影印独（P指ho垫to悔li皱th喝og膝ra对ph芹y）类把在经坟过热朽处理上得到饮的硅姻氧化腔物层垒上面辞涂敷迟一种马光阻闹(P绞ho叔to湿re师si麻st议)物丝质，软紫外折线通觉过印令制着草CP扬U复薯杂电离路结仿构图增样的殖模板扣照射技硅基响片，径被紫趣外线垄照射负的地楚方光妄阻物幻质溶难解。症3.卫蚀刻招(E它tc青hi技ng汗)稠支用溶甲剂将照被紫易外线导照射地过的泄光阻才物清赌除，死然后屯再采责用化暖学处抵理方动式，梅把没叫有覆述盖光鱼阻物群质部御分的许硅氧电化物牌层蚀毙刻掉怨。然比后把机所有石光阻缩物质坡清除暑，就紫得到定了有警沟槽抽的硅据基片镰。贷4.绿分层白途策为加精工新似的一亏层电蜜路，励再次抹生长障硅氧衔化物本，然此后沉宅积一绸层多趴晶硅宪，涂剥敷光好阻物覆质，嫌重复即影印拿、建蚀刻弟过程巩，得权到含乖多晶脂硅和距硅氧句化物跪的沟羽槽结牺构。鞠5.敏离子捧注入千(I容on接Im行pl花an助ta种ti映on窗)唤慰通过葵离子宗轰击葡，使乞得暴场露的滥硅基猾片局摩部掺摧杂，蜡从而念改变飞这些项区域修的导迫电状牧态，得形成罪门电束路。补接下欺来的午步骤仗就是呢不断万重复派以上般的过阴程。殊一个鹅完整扣的C丑PU厦内核该包含泊大约族20肾层，咸层间充留出饥窗口雄，填货充金拴属以踪保持促各层驶间电相路的于连接钻。完软成最踪后的朽测试妹工作狐后，兔切割宅硅片先成单压个C临PU劲核心于并进透行封雨装，味一个罩CP锯U便巷制造煎出来保了。复关晓于河CP碌U列的基限础知蜡识：凭CP泡U谜的主吊要性巾能指乖标主频环柱即C傻PU慌的时贩钟频蛮率(撕CP衡U堪Cl换oc堪k虚Sp膀ee嘱d)覆，这碎是我搬们最扇关心谷的，流我们差所说史的3案.2肃GH讨z、店2.内0G迷Hz捎等就具是指蓄它，萍一般份说来士，主显频越膏高，哪CP拌U的示速度朵就越勤快，傅整机贫的就倾越高雁。不脸过现桥在萌AM斤D佣都采饲用了劣更加限模糊亦的命面名方厦式，狗企图使让消伙费者始淡化魔以主帽频率暑计算回性能那的观姨念。驾比如饺At烛hl贝on朽3串00短0+梦，它湿的频辫率有龄可能订是2晴.2岔0G腔Hz中，也苦有可钓能是须2.忆0G邮Hz础。奖In执te潜l租则哲采用睬了P碑en菜ti链um利6陶43桂这种嚼更易沿让人欲眼花侄缭乱爱的命满名方阶式，陷一般揭人不糕查参墙数，鸣很难擦记得望它的改意义酬。闲FS痕B前子端总厘线阻星即C庄PU傅的外爸部时活钟频疼率，予由博电脑纤主板测提供妥，以匹前一远般是晋13殊3M逗Hz灶，目管前树In丙te饺l赛公司值最新竖的芯净片组誉i9观25究XE改芯片暴组使知用1倦06宅6M浴Hz亭的F勒SB气。清内部掏缓存砍（L倍1净Ca甲ch粗e）翅勾封闭尊在C银PU槽芯片娃内部齐的高荣速缓敲存，输用于艳暂时脸存储晋CP蓝U运恼算时叮的部钓分指贪令和脸数据田，存谈取速额度与培CP住U主溜频一玉致，汪L1愉缓存缠的容扫量单案位一炼般为彼KB茂。L运1缓牵存越垮大，涂CP己U工秆作时耕与存杠取速浊度较惕慢的湿L2肾缓存伐和垫内存旗间交印换数巷据的籍次数锄越少架，相忽对电遗脑的迹运算肠速度知可以颜提高蝇。匆外部池缓存拦（L枝2况Ca冲ch以e）炭聋CP挡U外新部的片高速勿缓存革，现殿在氧处理径器恋的L细2忙Ca辽ch凑e是害和C南PU讽运行赏在相僻同频酒率下悼的（肯以前箩P2典P泛3的脑二级剖缓存咽运行络在相绞当于未CP盐U频茧率一句半下伐）。御箱其它绝的还脾有封螺装技劈术、佩接口彻技术涝、、咳制造砌工艺足、指真令集农等就逝不再橡详细闯解释练，不划然就伴是写擦书而妹不是玻写文凑章了有。不宫如如玩果这美系列驳文章还可以场持续盼写下孤去的押话，摧以后副便好腿好跟乖大家链再交翻流一系下。叠远去胆的历夸史：金微即处理此器胜发展镇的第绳一阶紫段为市讲完愉了一臭些技症术的秧简单矛内容罗，现款在就彼带大虾家去局看看枕CP平U心是怎访样从消无到化有，蜻并且衣一步皇步发农展起钱来的星。众根据纱大家姥的记矿忆，吗笔者介把它根分为站了几川个发齐展阶族段。偿注意执，这寨并非汗按照侧教科塌书去广分，俗而是狂我们万的记华忆。伙In啄te寒l案公司窄成立膜于1泛96早8年茧，格陷鲁夫狱（左劲）、读诺依剃斯（镰中）党和摩震尔（紫右）材是微告电子姨业界碑的梦横幻组档合诱展In寨te芽l惠4疗00麦4榆等19训71爽年1饼月，居In迈te肾l公藏司的多霍夫深(M巧ar领ci拒an亦E敬.H椒of竭f)艇研制秒成功坝世界净上第务一枚突4位剂微处糊理器愈芯片烫In夜te拾l殊40众04伐，标廉志着指第一僚代微亡处理班器问挤世，赠微处轰理器常和微县机时添代从狐此开项始。璃因发林明微香处理价器，挡霍夫瑞被英查国《犁经济撞学家纯》杂粘志列吉为“佛二战稿以来废最有钞影响户力的芦7位遭科学成家”须之一席。满专40棍04超当时雨只有亡23棕00桑个晶测体管漆，是份个四洽位系沃统，贯时钟票频率茫在1轻08亮KH仍z，柱每秒视执行隶6万乎条指会令（材0.惭06李M棋IP狡s)先。功鼓能比钟较弱屡,且部计算嫂速度仇较慢谱,只挑能用渡在B堪us籍ic每om没计算姻器上火。暖格鲁榨夫寸“只邻有偏弟执狂酬才能毕生存洒”河厌19摄71绞年1仁1月落，I叨nt祖el抗推出樱MC枣S-忽4微侵型计舟算机浸系统消（包弊括4企00烦1乖RO恨M芯普片、壮40罚02捧R评AM雄芯片专、4忧00呀3移愉位寄祥存器趴芯片饮和4誉00扭4微给处理辜器）甚，其收中4材00庄4（拣上图舅）包阁含2古30受0个砍晶体沾管，抗尺寸耀规格渴为3候mm榜×4拦mm驳，计昆算性性能远厕远超缸过当衡年的拣EN盘IA恼C，愧最初感售价威为2简00脑美元玉。惧In爆te醉l挎80欠08假伞19负72检年4魄月，拜霍夫刷等人斤开发留出第纠一个我8位勺微处漆理器淹In艺te鼠l拉80兄08搂。由竟于8盏00缝8采蓬用的冷是P退沟道槐MO脊S微钩处理崖器，毛因此昏仍属丘第一陪代微采处理馒器。婶杆In壳te缠l减80坚80阿，士第二怕代微秒处理删器筹猛19虎73织年8研月，贼霍夫犹等人榴研制承出8肝位微弹处理亡器I浩nt质el沟8续08祥0，捐以N煌沟道猜MO莫S电童路取就代了派P沟指道，击第二去代微捉处理批器就密此诞思生。基主频怜2M复Hz敬的8犁08湾0芯穷片运粉算速开度比由80咐08呆快1启0倍江，可著存取写64填KB端存储吊器，未使用被了基浅于6角微米湿技术朗的6垫00池0个悉晶体议管，爱处理昆速度言为0谅.6艳4M凳IP堂S。笛鹊摩尔杰定律郑限摩尔龙预言舱，晶右体管巩的密旺度每葱过1定8个殃月就酒会翻呆一番化，这棉就是岩著名瘦的摩纷尔定忙律。问么第一恩台微研型计尿算机诉：A抬lt违ai敲r闹88遍00杜挂19拥75双年4座月，澡MI雕TS棍发布查第一便个通咳用型陈Al况ta锈ir胁8响80酷0，列售价川37帽5美穴元，堤带有敌1K套B存稳储器就。这昌是世肤界上妄第一督台微呈型计翠算机匆。苏短19皇76吨年,含In据te蜜l咬发布津80哄85和处理点器戒达当时似，Z赠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