CPU发展简史图文并茂xpdCPU发展简史图文并茂

40年历史！125张大图诠释CPU进展简史

CPU,Centralprocessingunit.是现代计算机的核心的件，又称为“微处理器

(Microprocessor)wo对于PC而言，CPU的规格与频率常常被用来作为衡量一台电脑性能

强弱重要指标。intelx86架构已经经受了28个年头，而x86架构的CPU对我们大多数人的工

作，生活影响颇为深远。

在开头intelx86奇特时间之旅前面，我们需要弄清楚历史上几件很重要的大事，计算

机的始祖到底是谁？是ENIAC吗？

这张图信任很多人都看过。

世界上第一台电子计算机ENIAC

教科书里面的答案是2NIAC。这个答案不算正确，但也没完全错。ENIAC是美国宾州大学

研制的第一台电子计算机，也是世界上第一台电子计算机。准确一点说：ENIAC是世界上第

一台通用型计算机。ENIAC是ElectronicNumericalIntegratorAndComputer的缩写，它

于1946年2月15日诞生；出时的资助者是美国军方，目的是计算弹道的各种格外简单的非线

性方程组。众所周知，这些方程组是没有方法求出准确解的，因此只能用数值方法近似地进展计

算，因此争论一种快捷准确计算的方法很有必要。

那个时候的“程序设计”，需要插拔N多的插头

美国军方花费了48万美元经费在ENIAC工程上，这在当时可是一笔巨款，要不是为了二

次世界大战，谁能舍得出这么大的钱？事实上ENIAC也是美国陆军军械部和宾州大学莫尔学

院联合公布的，而非书本上所提的只有宾州大学。

从技术上而言，ENIAC是没有太明晰的CPU概念的0由于它承受电子管作为根本电子元

件。用了足足18800个电子管，而每个电子管大约有一个一般家用25瓦灯泡那么大。这样整

部电脑就有了8英尺高、3英尺宽、100英尺长的身躯，体积有研立方米，重达30吨，耗电高

达140千瓦,每秒能进展5000次加法运算（而人最快的运算速度每秒仅5次加法运算），还能进

展平方和立方运算，计算正弦和余弦等三角函数的值及其它一些更简单的运算。这样的速度在

当时已经是人类才智的最高水平。

但是，其实ENIAC还不是计算机的最早始祖。现代计算机的思想由来已久，到了19世纪

已经才日渐成熟，但是当时的技术水平很低弱，所以根本无法制造出可以运行的系统来，其中

最据代表性的就是巴贝奇的分析机。

巴贝奇分析机部件

英国皇家学会会员、剑桥大学数学教授巴贝奇(CharlesBabbage,1792T871.),是一

位富有的银行家的儿子。他于1792年诞生于英格兰西南部的托格茅斯，后来继承了相当丰厚

的遗产。巴贝奇把继承的财宝都用于科学争论，并显示出极高的数学天赋，考入剑桥大学后，

他觉察自己把握的代数学问甚至超过了教师。1817年获硕士学位，1928年受聘担当剑桥大学

“卢卡辛讲座”的数学教授，这是只有牛顿等科学大师才能获得的殊荣。

巴贝奇教授，CharlesBabbage

巴贝奇不仰精于科学理论，更宠爱将科学应用在各种制造制造匕他最早提出，人类可以

制造出通用的计算机，来代替大脑计算简单的数学问题。当时并没有电子技术的应用，于是巴

贝奇的设想就架构在当时日趋成熟的机械技术上。巴贝克将他设想的通用计算机命名为“分析

机”，并期望它能自动解算有100个变量的简单算题，每个数达25位，速度到达每秒钟运算

一次。分析机包括齿轮式“存贮仓库”（Store）和“运算室”即“作坊”（Mill）,而且还有

他未给知名称的“掌握器”装置.，以及在“存贮仓库”和“作坊”之间运输数据的输入输出部

件。这种天才的思想，划时代地提出了类似于现代电脑五大部件的规律构造，也为后世的通用

处理器诞生奠定了坚实的根底。

最初，巴贝奇还有政府的资助来争论设计“分析机”，但是短视的英国政府于1842年，

断然宣布停顿对巴贝奇的一切资助，而当时的科学界也嘲笑他是“愚笨的傻瓜”，公然称差分

机“毫无任何价值”。不过英雄的故事里面总是有美人垂青，英国著名诗人拜伦的女儿爱

达•拉夫拉斯伯爵夫人（注解1）,是唯一能理解巴贝奇的人，也是世界计算机先驱中的第一

位女性。她帮助巴贝奇争论分析机，建议用二进制数代替原来的卜进制数(编者注：真是天

才！)。她还指出分析机可能像雅各织布机一样编程，并觉察了编程的要素。她还为某些计

算开发了•些指令，并预言计算机总有•天会演奏音乐。其次年，她帮助巴贝奇处理论文的译

稿时，参加了很多独特的见解，深得巴贝奇教授的赞许。

在爱达夫人短暂生命的最终卜年里，全力帮助巴贝奇二作，甚至把自己的珠宝手饰都拿出

来变卖，以帮助巴贝奇度过经济难关。之后，巴贝奇又单独坚持/近20年，直至1871年，这

位先驱者孤独地离开了人世时，分析机最终没能制造出来，未完成的一局部也被保存在英国皇

家博物馆里。巴贝奇逝世后，他的儿子亨利•巴贝奇少将制造了假设干个@制品，送往世界各

地保存。亨利坚决地信任，总有一天，他父亲的这种机器肯定会被后人制造出来。

近年来，科学界已经普遍确认巴贝奇在信息科学的鼻祖地位。1991年，为了纪念巴贝奇

200周年诞辰，英国肯圣顿(Kensington)科学博物馆依据这些图纸重建筑了一台差分机。复

制过程中，只觉察图纸存在着几处小的错误。及制者特地承受18世纪中期的技术设备来制作，

不仅成功地造出了机器，而且可以正常运转。

后人完成的巴贝奇分析机

为什么要提这些旧事？其实无论是英特尔、［BM、微软，还是甲骨文，假设没有这些先

驱们的奉献，就没有今日的富强。另外，我国的教育对于这一段历史的描述格外差，编者希

望这样的说明能够在开头以下intelx86奇特时间之旅前，有一个很好的交待，权作抛砖引

玉吧。

[注解1：1981年，美国国防部花了10年的时间，研制了•种计算机全功能混合语言，并

成为军方数千种电脑的标准。为了纪念爱达夫人，这种语言被正式命名为ADA语言，并赞誉

她是“世界上第一位软件工程师”。]

在以下局部的介绍里，我们将看到集成电路的通用型CPU诞生,,,，

【内容导航】

『引言从1946年说起！填补我国教育上的空白I

I>“桃园三结义"！Intel公司就这样成立了」

「1974年两倍于4004性能的CPU——8008（马克八号）」

「1978年确立x86地位制造商业奇迹的CPU——8086J

「1982年俗称“286”CPU——80286]

「1985年真带着我们进入32位时代的CPU——80385J

「1993年第一款与数字无关的CPU一—Pentium]

门997年将多媒体技术摆上台面的CPU一—PentiumIIJ

「1999年多事之秋！赛扬/奔3/奔3至强齐聚首」

「2022年空前强大经久不衰的系列CPU——Pentium4j

「2022年里程碑似的64位时代到来——ItaniumJ

「2022年移动、网络、节能的铁骑——PentiumM]

「2022年开创双核处理器纪元」

「正本清源！“从占至今”历数AMD处理器（组图”

其实早在英特尔公司诞生前，集成电路技术就已经被制造。1947年，AT&T贝尔试验室的

三位科学家制造了晶体管，晶体管的消灭，快速替代电子管占据了世界电了•领域。随后，晶

体管电路不断向微型化方向进展。1957年，美国科学家达默提出“将电子设备制作在一个没有

引线的固体半导体板块中”的大胆技术设想，这就是半导体集成电路的核心思想。

1958年，美国德克萨斯州仪器公司的工程师基尔比（JackKilby）在一块半导体硅晶片上

将电阻、电容等分立元件集成在里面，制成世界上第一片集成电路。也正由于这件事,2022

年的诺贝尔物理奖颁发给了已退休的基尔比。1959年，美国仙童公司的诺伊斯用一种平面工艺

制成半导体集成电路，从今开启了集成电路比黄金还迷人的时代。其后，摩尔、诺宜斯、葛

洛夫这三个“伙伴”离开原来的仙童公司，一起开创事业一一筹建一家他们自己的公司。三

人全都认为，最有进展潜力的半导体市场是计算机存储器芯片市场。

Intel的元老们，摩尔、诺宜斯、葛洛夫［从左至右）

吸引他们成立公司的另一个重要缘由是：这一市场几乎完全依靠于高技术，你可以尽可能

地在一个芯片上放最多的电路，谁的集成度高，谁就能成为这一行业的首领。

ini©!

Intel这个名字有着深远涵义

基于以上考虑，摩尔为公司命名为：Intel,这个字是由“集成/电子（Integrated

Electronics）”两个英文单词组合成的，象征公司将在集成电路市场上飞黄腾达，结果就真

的如此。（看来在摩尔有生之年，请他起个名字肯定兴旺，［1）

当时，这三位创业者说服风险资本家阿瑟・罗克给他们投资了200万美7上还找到了他们

创业的最正确地点，就是原联合碳化物电子公司的大楼，这可比惠普的车库要强多了。公司创立

不久，三位创立人就与公司职员（这时是1968年底，英特尔公司已商定，他们将不拘泥于任

何特定的技术或产品生产线，用诺宜斯的话来说就是“对当今全部技术进展快镜拍摄，从中觉

察哪种技术行得通，哪种技术最卓有成效，就开发哪种技术”，公司有的是时间、才能和资金，

所以他们不能草率行事。诺宜斯说：“没能任何合同规定我们必需保证某一生产线的生产。我

们也不受任何旧技术的约束。”

英特尔公司觉察：当电子在集成电路块的微小部位上消灭或消逝时，可以将假设干比特

（bites,资料的最小计量单位）信息格外廉价地储存在微型集成电路硅片匕他们首先将这种觉

察应用在商业上。1969年的春天，在公司成立一周年以后，英特尔公司生产了第一批产品，即双

极处理64比特存储芯片。不久，公司又推出256比特的MOS存储器芯片。一个小小的Intel公司,

以它的两种产品的问世而打入了整个计算机存储器市场一一这是一个辉煌的开端，而其他的

一些公司直到1980年才能生产MOS芯片和双极芯片。

随着日本公司参加竞争，内存的生意越来越困难。尽管当时有很多美国人埋怨口本人公司

以低于本钱的价格向美国倾销产品，但一个不行否认的事实是，日本在芯片制造上的速度和质

量是无与伦比的。这时候，英特尔公司面对有史以来最大的生存危机。不过最终他们作出一个令

人鄙视的决断：放弃内存，全力投入微处理器业务。

说到微处理器业务,其实最初是件很偶然的事情：英特尔的一家客户（Rusiccm.一家现已

不存在的日本厂商）要求英特尔为其特地设计一些处理芯片。在争论过程中，英特尔的争论

员霍夫（Hoff）问自已：对于集成电路，能否在外部软件的操纵下以简洁的指令进展简单的工作

呢？为什么不行将这个计算机上的全部规律集成到一个芯片上并在上面编制简洁通用的程

序呢？这其实就是今日全部微处理器的原理。但日本公司对此亳无兴趣。在同事的帮助及公司

支持下，霍夫把中心处理器的全部功能集成在一块芯片上，再加上存储器：完善了这种后来被

称为4004的芯片，也就是世界上第一片微处理器。

•Intel历史上的首款微处理器4004

4004CPU的样子,得意吧？

1971年英特尔诞生了第一个微处理器——4004o该芯片其实是为Busicomcalculator

特地设计制造的，但已经可以看到个人电脑的影子在里面了。

4004的核心电路照片

另外一些样子的4004

4004的全家福

据说当时有一位留着长发的美国人在无线电杂志上读到14004的消息，马上就想能用这

个CPU来开发个人使用的操作系统。结果经过一番认真折腾之后，觉察14004的功能实在是

太弱，而他想实现的系统功能与Basic语言并不能在上面实现只好作罢，这个人就是比尔.

盖茨一一微软公司的老板。不过从今之后，他对英特尔的动向格外关注，最终在1975年成就

了微软公司(MicrosoftCorporation)«

□

•接下来到了8008出场的时候了。

8008的运算力量比4004强劲2倍。1974年，一本无线电杂志登载了一种使用8008作处理

器的机器，叫做“Mark-8(马克八号)”，这也是目前的最早的家用电脑了。虽然从今日

的角度看来，"Mark-8"格外难以使用、掌握、编程及维护，但是这在当时却是一种宏大的

制造。

这颗比较清楚一点

8008的核心照片

事实上，8008共有四种型号,分别为C8008、C8008-1.D8008、D8008-1,C8008就是刚

刚发的其次张8008图片，C8008-1刚刚发的第一张8008图片。以下为1)8008、D8008T

D8008

D8008-1

在8008之后，Intel又开发了卜一代产品叫做8080,8080被用于当时一•种品牌为

Altair（牵牛星，这个名字来源于当时电视节目里一个流行的科幻剧）的电脑上。这也是有史以

来第一个知名的个人电脑当时这种电脑的套件售价是395美金，短短数月的时间里面，销

售业绩到达了数万部，制造了个人电脑销售历史的一个里程碑。

/晚卬图咫0808

V0808

这是基于8080芯片的计算机ProcessorTechnologySol-20

内部构造

［小结］:

4004的集成度只有2300个晶体管，功能其实比较弱，且计算速度较慢，以致只能用在

Busicom计算器上，更不用说进展简单的数学计算了。不过比起第一台电子计算机ENIAC来说,

它已经轻松太多太多了。而且最大的历史意义是，它是第•个通用型处理器，这在当时专用集

成电路设计横行的时代是难得的突破。所谓专用集成电路设，就是为不同的应用设计独特的产

品，一旦应用条件变化，就需要重设计；固然在商业盈利上，对设计公司是很有

好处的。但是英特尔公司的目光并没有这么短浅，霍夫做出大胆的设想：使用通用的硬件设计加

上外部软件支持来完成不同的应用，这就是最初的通用微处理器的设想。

英特尔公司很快对这个设想进展了论证，觉察确实可行，而且这种产品的好处就在于承受

不同的软件支持就能完成不同的工作，这比重设计专用的集成电路要简洁得多。看到这种产品

将来的宽阔前景，英特尔公司马上投入了设计工作并很快推出了产品——世界上第一块微处理

器Intel4004o

其实4004处理只能处理4位数据，但内部指令是8位的。4004拥有46条指令，承受16电一直

插式封装。数据内存和程序内存分开，1K数据内存，4K程序内存。运行时钟频率估量为1M,

最终实现到达了740kHz,能进展二进制编码的十进制数学运算。这款处理器很快得到了整个

业界的成认，蓝色巨人IBM还将4004装备在IBM1620机海上。

在4004公布后不久，英特尔连续的公布了几款CPU：4040、8008,但市场反响平平，不

过却为开发8位微处理器打卜了良好根底。1974年，英特尔公司又在8008的根底上研制了

8080处理器、拥有16位地址总线和8位数据总线，包含7个8位存放器（A,B,C,D,E,F,G,其中

BC,DE,IIL组合可组成16位数据存放器），支持16位内存，同时它也包含一些输入输出端口，

这是一个相当成功的设计，还有效解决了外部设备在内存寻址力量缺乏的问题。大家一般都

只知道8086,很少知道8085的存在，下面这个就是8085的真面H：

1978年，8086处理器诞生了。这个处理器标志着x86王朝的开头，为什么要纪念英特尔

x86架构25周年？主要缘由是从8086开头，才有了目前应用最广泛的PC行业根底。虽然从

1971年，英特尔制造4004至今，已经有32年历史；但是从没有像8086这样影响深远的神来之

作。

8086

8086/8088的核心

8086的协处理器：8087

8087实际上有13种型号，这里只给出一种的图片，由于都大同小异。

还有一个更关键的因素，是时IBM争论的PC机来打击苹果的个人电脑。IBM公司需要

选择一款强大，易于扩展的处理器来驱动，英特尔的x86处理器取得了确定的成功，成为IBM

PC的“大脑”。这个历史的选择也将英特尔公司日后带入了财宝500强大公司的行列，并被财

宝杂志称之为：“70年月的商业奇迹(BusinessTriumphsoftheSeventies)"<,

IBM公司的PC大获成功，不但带旺了英特尔的生意，还造就了另外一个商业奇迹一一

微软公司。比尔・盖茨搭车销售了DOS操作系统，为今R称霸软件行业攫取了第•桶金。不

但如此，由于IBM公司的远见，开放了PC架构的授权，康柏(今日已经变成HP的一局部)

等第三方的制造商也大获其利。甚至台湾地区等经济的腾飞都与这次历史的联合有着必定的联

系，无论从历史，还是产业的眼光来阅读，这个大事都格外值得称颂！

8088

使用8088芯片的笔记本

使用8088芯片的笔记本

配置如下：

Intel8088CPU

128KbRAM

3.5“360kb或者720kb软驱

5MB硬盘

事实上，IBM在PCXT选用的是8088这个型号。以技术的观点来看，8088其实是8c86的

一个简版，其内部指令是16位的，但是外部是8位数据总线；相对于8086内部数据总线（CPU

内部传输数据的总线）、外部数据总线（CPU外部传输数据的总线）均为16位，地址总线为20

位，可寻址1MB内存的规格来说，是稍差了一点，但是已经足以胜任DOS系统和当时的应用

程序了。8086集成2.9万只晶体管，时钟频率为4.77MHz,同时还生产出与之协作的数学怖处

理器8087,这两种芯片使用一样的指令集，可以相互协作提升科学运算的效率。

固然现在的CPU都内建数学协处理器，因此不再需要额外的数学协处理器芯片，但是七

十年月的技术限制，一般只能将数学协处理器做成另外一个芯片，供用户选择。这样的好处是

削减了制造的本钱，提高了良品率，更降低速度不敏感的用户的支出：他们可以临时不买

数学协处理器，直到需要的时候买一个回来插到IC插座里即可。

□

1982年，英特尔公布了80286处理器，也就是俗称的236。这是英特尔第一个可以运行全部

为其撰写的处理器，在公布后的六年中，全球一共交付了一千五百万台基于286的个人电脑。

80286核心照片

80286芯片集成了14.3万只晶体管、16位字长，时钟频率由最初的6MHz逐步提高到

20MHzo其内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位。与8086相比，80286寻址力量到达

T16MB,可以使用外存储设备模拟大量存储空间，从而大大扩展了80286的工作范围，还能

通过多任务硬件机构使处理器在各种任务间来回快速切换，以同时运行多个任务，其速度比

8086提高了5倍甚至更多。IBM公司将80286用在技术更为先进AT机中，与IBMPC机相比，

AT机的外部总线为16位（FCXT机为8位），内存一般可扩展到16MB,可支持更大的硬盘，支

持VGA显示系统，比PCXT机在性能上.有了重大的进步。

使用8。286的电脑

但是这时候，IBM公司内部发生了很大的分歧：内部很多人反对快速转换到286计算机

的销售，由于286PC会对IBM的小型机与之前的PCXT销售有影响，他们期望缓慢过渡。

但是intel公司并不能等，80286处理器已经批量生产了，不行能堆在仓库里等IBM渐渐消

化；这时候生产兼容IBMPC的康柏公司就钻了一个空子一一快速推出286的PC机，一举战

胜IBM成为PC市场的霸主。

微处理器打算了计算机的性能和速度，谁能制造出性能卓越的高速PC,谁便能领导计算

机的潮流，这就是玩耍规章。IBM的人最初顺应的这个规章，因此在PC市场大获成功，但是

到了286时代，却又放弃了正确的选择，真是让人为之叹惋。

附：80286之前还有一个CPU,叫80186。

80186核心实物图

TheSO186(1982)contbiiirnun-IKMmiclockandiuputJoutput

circuits,pointingtheiraylorfaster,moreconifxictIHSt-com-

patiblemachines.

80186的核心照片

虽然有个所谓的80186,但从时间上看，就在80186刚推出没儿周，80286就消灭了，而

且这款80186从来没有在PC机上消灭过，因此，也就没有多少人能记得它了。

□

•80386的消灭，首次让我们进入了32位元的世代。

1985年，英特尔再度发力推出了80386处理器。386集成了27万5千只晶体管，超过了4004

芯片的一百倍。并且386还是英特尔第一种32位处理器，同时也是第一种具有“多任务”功

能的处理器一一这对微软的操作系统进展有着重要的影响，所谓“多任务”就是说处理器可

以在同时处理几个程序的指令。

80386

80386核心照片

不过就如过渡到286一样，英特尔遇到了很大压力。当时有一种流行的观点认为，286

已经足够根本没有必要生产386电脑，在销售上开头并不如意。但是英特尔的领导人并

不这样认为，在宣传上承受很多的手法，借鉴了很多消费类产品的方法，让人耳目一；另一

方面，也对386芯片区分出不同的规格，去适应不同的用户需求。尤其是后来推出的80386sx

芯片，内部数据总线为32位，与80386一样，但是外部数据总线为16位，既有386的优点，又有

286的本钱优势，取得了很大的市场成功；同时原本的386芯片改称为386DX,以区分386SX。

386时代，Intel在技术有了很大的进步。80386内部内含27.5万个晶体管，时钟频率为

12.5MHz,其后又提高到20MHz、25MHz、33MHz等。80386DX的内部和外部数据总线都是32

位，地址总线也是32位，可寻址高达4GR内存.它除具有实模式和保护模式外，还增加了一

种叫虚拟模式的工作方式，可同时模拟多个8086处理器来供给多任务力量。

80386DX

・1989年首尝RISC性能提升4倍的CPU——80486

1989年，英特尔公布了486处理器。486处理器是英特尔格外成功的商业工程。很多厂商

也看清了英特尔处理器的进展规律，因此很快就随着英特尔的营销战而转型成功。80486处

理器集成了125万个晶体管，时钟频率由25MHz逐步提升到33MHz、40MHz、50MHz及后又的

lOOMhzo

80486也是英特尔第一个内部包含数字协处理器的CPU,并在x86系列中首次使用了

RISC（精简指令集）技术，从而提升了每时钟周期执行指令的速度。486还承受了突发总线方

式，大大提高了处理器与内存的数据交换速度。由于这些改进，80486的性能比带有80387

数学协处理器的80386快了4倍有余。

80486的照片

80486DX

80486的核心照片

英特尔将区格用户的策略再次应用在486产品上，因比486分为有数学协处理器的486DX

和很多学协处理器的486sx陶巾，486sx的价格要廉价一些。后来486在倍频上规格有所改进，

就消灭了486DX2、486DX4的“变种”。以DX2来举例,其涵义是处理器内部工作频率为外频

的2倍，这样一来，就缓解了处理器内部高速与外部总线的慢速的冲突。

□

•Pentium,第一款与数字无关的处理器

1993年，英特尔公布了Pentium（奔腾）处理器。原来依据惯常的命名规律是80586,但

是由于实际卜“586”这样的数字不能注册成为商标使用,因此仟何竞争对手都可以用586

来混淆概念，扰乱市场。事实上在486进展末期，就已经有公司将486等级的产品标识成586

来销售了。因此英特尔确定使用自造的词来作为产品的商标一一Pentiumo

Pentium的照片

CLOCKDRIVER

N

INSTRUCTIONO

CODEFETCHp2

__________■og

o-

CACHBl

UJ

odc

DECODE

COMPLEX

BUSINTERFACEINSTRUCTION

LOGICSUPPORT

MPLOGIC

IPentium/PentiumPro的核心照片

PenHum处理器集成了310万个晶体管，最初推出的初始频率是60MHz、66Mliz,后来提

升到200MHz以上。第一代的Pentium代号为P54C,其后又公布了代号为P55C,内建MMX（多

媒体指令集）的版Pentium处理器。

假设购置了最初60MHz、66MHzPentium的用户比较倒霉，不但其Socket插座与其后推

出的Socket7不同，不能升级以外；更有极大可能是有内部缺陷的产品：早期的几批产品存

在浮点运算错误的问题，虽然英特尔开头称这样的错误只是格外小一局部用户才会遇到，但

是由于市场反响哗然，一E寸之间造成了很大的销售停滞。

最终，当时的英特尔总裁安迪葛洛夫于1993年11月29日向全球用户诚意赔礼，并承诺回收

产品而告终。据后来的统计数字说明回收本钱高达4亿美金，这在当时是格外冒险的行为，对

广公司的资金实力是一个生死存亡的考验；但最终的结果是重赢得了消费者的信任，

Pentium再度成为市场上最畅销的产品。

・1995年首款专为效劳器设计的CPU——PentiumPro

PentiumMMX的照片

PentiumMMX是英特尔在Pentium内核根底上改进而成的，其大的特点是增加了57条MUX

指令。这些指令特地用来处理音视频相关的计算，目的是提高CPU处理多媒体数据的效率。

MMX指令格外成功，在之后生产的各型CPU都包括这些指令集。据Tom'sHardware测试，

即使最慢的PentiumMMX166MHz也比Pentium200MHz一般版要快。

PentiumPro的照片

1995年秋天，英特尔公布了PentiumPro处理器。PentiumPRO是英特尔首个特地为32

位效劳器、工作站设计的处理器，可以应用在高速关心设计、机械引擎、科学计算等领域。

英特尔在PentiumPRO的设计与制造上又到达了的高度，总共集成了550万个晶体管，并且整

合了高速二级缓存芯片。

PentiumPro的核心照片

PentiumPro透露出英特尔对企业市场的雄心，不过作为第一代产品，还是有很多商榷

的地方。最好玩的一件事情是，PentiumPro执行16位程序的效能还不及同频率Pentium的

水平；固然这不是一个错误，只是在当时16位程序数量还很多，32位软件尚未成为主流的情

形下就显得太过超前。

□

・1997年将多媒体技术摆上台面的CPU——PentiumII

Pentium11的照片

1997年英特尔公布了PentiumII处理器。其内部集成了750万个晶体管，并整合了MMX

指令集技术，可以更快更流畅的播放影音Video,Audio以及图像等多媒体数据。

PentiumII核心的照片

PentiumII首次引入了S.E.C封装(SingleEdgeContact)技术，将高速缓存与处理器

整合在一块PCB板上。通过PentiumII,用户可以透过因特网来捕获、编辑、共享数码图

片给自己的朋友和家人；甚至在影片上参加一些文字、音乐、效果等；可以使用视频等最的

多媒体技术。而之前的处理器在效能上就逊色很多了；因此在行销宣传上，英特尔特别凸现

PentiumII的多媒体力量，这也很大促进了多媒体技术的流行。

・1998年升级PentiumPro至强时代开头Xeon

1998年英特尔公布r%ntiumIIXeon(至强)处理器。Xeon是英特尔引入的品牌，取代

之前所使用的PentiumPro品牌。这个产品线面对中高端企业级效劳器、工作站市场；是英

特尔公司进一步区格市场的重要步骤。Xeon主要设计来运行商业软件、因特网效劳、公司数

据储存、数据归类、数据库、电子，机械的自动化设计等。

PentiumIIXEON,至强的开头

PentiumIIXoon处理器不但有更快的速度，更大的缓存，更重要的是可以支持多达4

路或者8路的SMP对称多CPU处理功能。

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•Celeron（赛扬）处理器

1999年，英特尔公布了Celeron（赛扬）处理器。简洁的说，Celeron与PentiumII并没

有本质上的不同，由于它们的内核是一样的，最大的区分在于高速缓存上。

Celeron（赛扬）处理器

最初的Celeron是没有二级缓存的，目的是降低成原来夺取低端市场的份额，就像当年

在386、486上，制造386SX、486sx简化版的做法一样。但是很圆满的是，完全没有二级缓

存的Celeron处理器效能极差，消费者并不买帐，因此很快英特尔就调整战略：将Celeron

处理器的二级缓存设定为只有PentiumII的一半（也就是128KB）,这样既有合理的效能，又

有相对低廉的售价；这样的策略始终连续到今日。

不过很快有人觉察，使用双Celeron的系统与双PentiumII的系统差距不大，而价格

却廉价很多，结果造成了Celeron冲击高端市场的局面。后来英特尔打算取消Celeron处理

器的SMP功能，才解决了这个问题。可以看出，Celeron与PentiumTT是英特尔打算将凹

凸产品线用不同的品牌区分的开头,事实也证明这种市场策略的成功。PentiumIIXeon,

PRO的继承者。

•PentiumIII处理器

老PHI的照片

封装的PHI照片

同年，英特尔又公布了PentiumIII处理器。从PentiumIII开头，英特尔又引入了70

条指令(SIMD,SSE),主要用于因特网流媒体扩展(提升网络演示多媒体流、图像的性能)、3D、

流式音频、视频和语音识别功能的提升。PentiumIII可以使用户有时机在网络上享受到高

质量的影片，并以3D的形式参观在线博物馆、商店等。

•PentiumIllXeon,决战效劳器市场

PentiumlUXeon

PHI的核心照片

与此同年，英特尔还公布了PentiumIIIXeon处珥器。作为Pentium11Xeon的后继

者，除了在内核架构上承受全设计以外，也继承了PentiumIII处理器增的70条指令集,

以更好执行多媒体、流媒体应用软件。除了面对企业级的市场以外，PentiumIIIXeon加

强了电子商务应用与高阶商务计算的力量。在缓存速度与系统总线构造上，也有很多进步，

很大程度提升了性能，并为更好的多处理器协同工作进展了设计。

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•Pentium4^Celeron,一统江湖的风云

2022年英特尔公布了Pentium4处理港。用户使用基于Pentium4处理器的个人电脑，

可以创立专业品质的影片，透过因特网传递电视品质的影像，实时进展语音、影像通讯，实

时3D渲染，快速进展MP3编码解码运算，在连接因特网时运行多个多媒体软件。这是目前空

前强大的个人电脑处理器产品，仍旧在连续销售中。

P4423Pin

P4478Pin

Pentium4处理器集成了4200万个晶体管，到了改进版的Pentium4(Northwood)更是集

成了5千5百万个晶体管；并且开头承受0.18微米进展制造，初始速度就到达了

1.5GHz(gigahertz),相当于从旧金山到纽约只花了13秒的车程(固然，没人有这么快的汽

车)。

Pentium4还引入了NelBurst构造，以下是NelBurst构造带来的好处：1.

较快的系统总线(FasterSystemBus)；

2.高级传输缓存(AdvancedTransferCache)；

3.高级动态执行(AdvancedDynamicExecution)(包含执行追踪缓存ExecutionTrace

Cache>高级分支推测EnhancedBranchPrediction)

4.超长管道处理技术［HyperPipelinedTechnology)；

5.快速执行引擎(RapidExecutionEngine)；

6.高级浮点以及多媒体指令集(SSE2)等等。

当程序指令与数据一开头进入处理时，就会进入系统总线队列。Pentium3处理器外频

FSB设定在133Mhz,每时钟周期传输64位数据，供给8字节*133Mhz=1066MB/s的数据带宽；

而Pentium4处理器的系统总线虽然仅为100Mhz,同样是64位数据带宽，但由于其利用了与

AGP4X一样的原理“四倍速”(即FSB400)技术，因此可传输高达3200MB/秒的数据传输速度。

因此，Pentium4处理器传输数据到系统的其他局部比目前全部的x86处理器都快，也

打破了Pentium3处理器受系统总线瓶颈的限制。其后英特尔又不断改进系统总线技术，推

出了FSB533、FSB800的规格，将数据传输速度进一步提升。并且在最的Pentium4处理

器，英特尔已经支持双通道DDR技术，让内存与处理器传输速度也有很大的改进。

Pentium4还供给的SSE2指令集，这套指令集增加144个全的指令，在128bit压缩的

数据，在SSE时，仅能以4个单精度浮点值的形式来处理，而在SSE2指令集，该资料能承受

多种数据构造来处理：

4个单精度浮点数(SSE)对应2个双精度浮点数(SSE2)；对应16字节数(SSE2)：对应8个字

数(word)；对应4个双字数(SSE2)；对应2个四字数(SSE2)；对应1个128位长的整数(SSE2)。

而Pentium4也有对应型号的Celeron处理器，来应对低端市场。

Pentium4Wi1kimette核心照片

Pentium4Northwood核心照片

P4Celeron照片

XEON：Pentium4的至强版本

XEONMP：Pentium4的至强扳本□

•Itanium,64位元的时代降临

Itanium的照片

Itanium的照片

2022年英特尔公布了Itanium(安腾)处理器。Itanium处理器是英特尔第一款64位元的

产品。这是为顶级、企业级效劳器及工作站设计的，在Itanium处理器中表达了一种全的设

计思想，完全是基于平行并发计算而设计(EPIC)。对于最苛求性能的企业或者需要高性能

运算功能支持的应用（包括电子交易安全处理、超大型数据库、电脑关心机械引擎、尖端科

学运算等）而言，Itanium处理器根本是PC处理器中唯一的选择。

Iranium2的照片

Itanium2处理器是以Itanium架构为根底所建立与扩大的产品。供给了二位元的相容

性，可与专为第一代Itanium处理器优化编译的应用程序兼容，并大幅提升了50%〜100%的

效能。Itanium2具有6.4GB/sec的系统总线带宽、高达3MB的L3缓存，据英特尔称Itanium

2的性能，足足比SunMicrosystems的硬件平台高出50心

Itanium核心的照片

Floating

BranchPointPipeline

UnitUnit\ControlIntegerUnit

|Register

16KBLiluhimedia

Cache

Advanced

Load

Address16KBLID

TableCache

Data

Hardware

Translation

Page

Lookaside

Walker

Buffer

256KB12CacheBusLogic3MBL3CacheL3Tags

andControl

McKinleymicroprocessor

Itanium2核心的照片

•PentiumM,移动、网络、节能的铁骑

2022年英特尔公布了PentiumM处理器。以往虽然有移动版本的PentiumII、III,甚

至是Pentium4-M产品，但是这些产品仍旧是基于台式电脑处理器的设计，再增加一些节能，治

理的特性而已。即便如此，PentiumIIITI和Pentium4T的能耗远高于特地为移动运算设

计的CPU,例如全美达的处理器。

英特尔PentiumM处理器结合了855芯片组家族与Ir.telPR0/Wireloss2100网络联机技

术，成为英特尔Cenlrin。(迅驰)移动运算技术的最重要组成局部。PentiumM处理器可供给

高达1.60GHz的主频速度，并包含各种效能增加功能，如：最正确化电源的400MHz系统总线、

微处理作业的融合(MicrcrOpsFusion)和特地的堆栈治理器(DedicatedStackManager).这

些工具可以快速执行指令集并节约电力。

更关键的是，PentiumM处理器加上802.11的无线的Fi技术，就构成了英特尔

Centring迅驰)移动运算技术的整套解决方案。这样不仅具备了节能、长续航时间的优点，

更领导了目前流行的无线网络风气。囚此，IBM、Sony,HP等各大笔记本电脑厂商己经全面

转用PentiumM处理器来制造自己的主流产品。

附上相关图片:

比比大小的照片：PentiumM

顺便把MobilePentiumIT的照片补上

Mobi1eCeleron

MobilePentiumIII

•PentiumD一一家庭消遣、数字化办公

2022年5月26日，Intel公布了公布迄今为止该公司第一款双内核效劳器处埋器，名为

Intel双内核奔腾D处理器，主要是面对数字化家庭消遣和数字化办公的个人应用双内核

处理器。

PentiumD8XXSmithfiel核心照片

INTEL®©*04

PENTIUM®

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3.2GHZ/2M/880/05B

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PentiumD840

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PentiurnDPresler的反面

PentiumDXeon核心照片

PentiumDXeonO

・王者降落Intel双核一代Core微架构

IntelCore微架构中全的智能缓存技术有效地加强双核心乃至多核心处理器的工作

效率，Conroe同样也是双核心设计,但是其缓存设计跟PentiumD并不一样。IntelPentium

I）双核心处理器中每个独立的核心都拥有独立的二级缓存：但InlelCore微架构则是通过

内部的传输总线共享同一个二级缓存，2个内核共同拥有，1MB或2MB的共享式二级缓存。

CoroYonah65nm核心照片

LE80S39T2500

7603B312SL8VT

2.09/2N/667

INTEL@©04@

CoreT2500

Conroe微架构照片

ConroeProcessorBlockDiagram

SystemBus

[InstructionFetchL.^s(ructionFetcli,

andProDocodc2andPrcOccod。

C

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Conroe微架构详解

Core2DuoE4300

小学问：由于Core和Conroe两个单词在构造上颇为类似，因此有不少消费者往往将

Core和Conroe混淆。实际上，我们把Core音译为酷睿，它是Intel下一代处理器产品将

统一承受的微架构，而Conroe只是对基于Core微架构的Intel下一代桌面平台级产品的代

号。除Conroe处理器之外，Core微架构还包括代号为加rom的移动平台处理器和代号为

Woodcrest的效劳器平台处理器。承受Core的处理器将被统一命名。由于上一代承受Yonah

微架构的处理器产品被命名为CoreDuo,因此为了便于与前代Intel双核处理器区分，Intel

下一代桌面处理器Conroe以及下一代笔记本处理器Merom都将被统一叫做Core2Du。。另

外，Intel的顶级桌面处理器被命名为Core2Extreme,以区分于主流处理器产品。

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•接下来该介绍AMD的CPU了

首先是AMD8080

图片上便于POP.PCPOP.COM

AMD8088-2-BQA

AMDAMZ8002

图片上传于POP.PCPOP.COM

AMDAMZ8068DC

ub

图片上传于POP.PCPOPCOM

AMDD8086

AMDC80186-3

AMDCG80286-8-C2

V"[ADVANCED

MICRO电

L_7\IDEVICESI

Am29000-25GC

F9437APA

©1987AMD

图片上传于POP.PCPOP.COM

AMDAm29000-25GC

AMDAm29030-25GC

V1ADVANCED

ZQMICRO

LZZNDEVICES

Am386™DX/DXL-33

图片上传于POP.PCPOP.COM

AMDA80386DXL-33

AMDNG80386DX