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PC处理器发展史 |
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诞生年代 处理器的鼻祖4004 CPU(Central processing Unit)，又称“微处理器(Microprocessor)”，是现代计算机的核心部件。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。 CPU的起源可以一直追溯到1971年。在那一年，当时还处在起步阶段的Intel公司推出了世界上第一颗微处理器4004。这不但是第一个用于计算器的4位微处理器，也是第一款个人有能力买得起的电脑处理器！ 4004含有2300个晶体管，功能相当有限，而且速度还很慢，当时的蓝色巨人IBM以及大部分商业用户对此不屑一顾。但它毕竟是划时代的产品，从此以后，INTEL便与微处理器结下了不解之缘。可以这么说，CPU的历史发展历程一定意义上也就是Intel公司x86系列CPU的发展历程。
4004处理器核心架构图
4004的样子很像小虫子
不同版本的4004
再来一张4004 在4004发布后不久，英特尔连续发布了几款CPU：4040、8008，但市场反响平平，不过却为开发8位微处理器打下了良好基础。
Intel 8008处理器 1974年，英特尔公司又在8008的基础上研制出了8080处理器、拥有16位地址总线和8位数据总线，包含7个8位寄存器(A,B,C,D,E,F,G,其中BC,DE,HL组合可组成16位数据寄存器)，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能力不足的问题。
8080处理器
8085处理器 采用了DIP封装 i8086芯片 16位运算开始 1978年，Intel公司再次领导潮流，首次生产出16位的微处理器，并命名为i8086，同时还生产出与之相配合的数学协处理器i8087，这两种芯片使用相互兼容的指令集，但在i8087指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等的数学计算指令。
Intel 8086处理器
8086的芯片内核
8086协处理器：8087
AMD仿制的8086处理器 以技术的观点来看，8088其实是8086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。 在4004、8008、8086、8088等最古老的CPU中DIP封装（双列直插封装）得到了广大的应用，最大的特点是有两排引脚可以插到主板上的DIP芯片插座或焊接在相同焊孔数的几何焊位中。
8088处理器 IBM PC的御用之选 故事转眼就到了1982年。这一年，Intel推出了划时代的最新产品80286芯片，该芯片比8086和8088都有了飞跃的发展，虽然它仍旧是16位结构，但是在CPU的内部含有13.4万个晶体管，时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位，可寻址16MB内存。从80286开始，CPU的工作方式也演变出两种来：实模式和保护模式。
Intel 80286芯片
80286的芯片内核
这是AMD的286芯片 80386 迈进32位处理年代 1985年Intel推出了80386芯片，它是80x86系列中的第一种32位微处理器，而且制造工艺也有了很大的进步。与80286相比，80386内部内含27.5万个晶体管，时钟频率为12.5MHz，后逐步提高到20MHz、25MHz、33MHz。80386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4GB内存。
Intel 80386芯片
80386的芯片内核
AMD的386芯片 1989年，我们大家耳熟能详的80486芯片由Intel推出，这种芯片的伟大之处就在于它实破了100万个晶体管的界限，集成了120万个晶体管。80486的时钟频率从25MHz逐步提高到33MHz、50MHz。 80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内，并且在80x86系列中首次采用了RISC（精简指令集）技术，可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线方式，大大提高了与内存的数据交换速度。
Intel 80486芯片
80486的芯片内核
AMD的80486 CPU，这是DX40，主频40MHZ
经典的486 DX66处理器，相信有不少玩家用过 Pentium诞生 MMX引导新潮流 Intel的第一代品牌CPU，Pentium，中文名称“奔腾”，采用PGA（Pin Grid
Array Package，格栅阵列封装）封装方式，Socket 5/7接口。
Pentium 75，老玩家不会忘记吧
Pentium的芯片内核
AMD推出的仿制品5x86－P75，
AMD的K5处理器 Intel将处理器命名为Pentium后，AMD为自己的新款处理器命名为K5，并且采用了PR值来标注CPU。 稍后Intel推出了Pentimu Pro（中文名称“高能奔腾”），尽管性能不错，但远没有达到抛离对手的程度。加上价格十分昂贵，因此Pentimu Pro实际上出售的数目非常至少，市场生命也非常的短。Pentimu Pro可以说是Intel第一个失败的产品，但Pentium Pro的设计思想和总体架构却对Intel此后的处理器设计造成了深远的影响。
失败的Pentium Pro
Pentium Pro的芯片内核 吸取了奔腾Pro的教训，Intel在1996年底推出了奔腾系列的改进版本，厂家代号P
Intel奔腾MMX处理器
Pentium MMX，支持多媒体技术的奔腾 在Intel推出奔腾MMX的几个月后，AMD也推出了自己研制的新产品K6。K6系列CPU一共有五种型号（PR值），分别是166/200/233/266/300，五种型号都采用了66MHz外频，但是后来推出的233/266/300已经可以通过升级主板的BIOS而支持100MHz外频，所以CPU的性能得到了一个飞跃。 特别值得一提的是他们的一级缓存都提高到了64KB，比MMX足足多了一倍，因此它的商业性能甚至还优于奔腾MMX，但由于浮点运算能力低下，又缺少了多媒体扩展指令集这道杀手锏，K6在包括游戏在内的多媒体性能上要逊于奔腾MMX。
AMD的K6处理器
AMD K6/300 经典奔腾2 勿忘Celeron出现 1997年5月，Intel又推出了和奔腾Pro同一个级别的产品，也就是影响力最大的CPU——奔腾Ⅱ（Pentium Ⅱ）。第一代奔腾Ⅱ核心称为Klamath。 作为奔腾Ⅱ的第一代芯片，它运行在66MHz总线上，主频分233MHz、266MHz、300MHz、333MHz
4种，接着又推出100MHz总线的奔腾Ⅱ，频率有300MHz、350MHz、400MHz、450MHz。奔腾II采用了与奔腾Pro相同的核心架构,从而继承了原有奔腾 Pro处理器优秀的32位性能，但它加快了段寄存器写操作的速度，并增加了MMX指令集以加速16位操作系统的执行速度。
经典的奔腾Ⅱ处理器
奔腾Ⅱ的芯片内核 为了对抗不可一世的奔腾Ⅱ，在1998年中，AMD推出了K6-2处理器，它的核心电压是2.2伏特，所以发热量比较低，一级缓存是64KB，更为重要的是，为了抗衡Intel的MMX指令集，AMD也开发了自己的多媒体指令集，命名为3DNow！。 不过和奔腾Ⅱ相比，K6-2仍然没有集成二级缓存，因此尽管广受好评，但始终没有能在市场占有率上战胜奔腾Ⅱ。
AMD K6-2处理器
AMD K6-2 300MHz 1999年，英特尔发布了Celeron（赛扬）处理器。简单的说，Celeron与Pentium II并没有本质上的不同，因为它们的内核是一样的，最大的区别在于高速缓存上。最初的Celeron是没有二级缓存的，目的是降低成本来夺取低端市场的份额，就像当年在386、486的基础上，制造386SX、486SX简化版的做法一样。
Intel Celeron处理器 为了降低成本，Intel推出了采用PPGA（塑料格栅阵列）封装的Socket 370接口赛扬处理器。
Socket 370封装的Celeron
AMD K6-3处理器 对抗奔腾3 Athlon成就AMD 然而AMD并没有停止脚步，一个更强大的秘密武器要出笼了。Athlon处理器的发布使得AMD彻底摆脱了跟在Intel后面走的阴影，至此AMD开始了完全独立自主设计研发处理器的道路，并且第一次在主频上超越了Intel。
对于AMD来说意义巨大的Athlon处理器
再来一张裸体的Athlon处理器
1998年英特尔发布了Pentium II Xeon（至强）处理器。Xeon是英特尔引入的新品牌，取代之前所使用的Pentium Pro品牌。这个产品线面向中高端企业级服务器、工作站市场，是Intel进一步区格市场的重要步骤。Xeon主要设计来运行商业软件、因特网服务、公司数据储存、数据归类、数据库、电子，机械的自动化设计等。 Pentium II Xeon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对称多处理器功能。
Intel奔腾Ⅱ Xeon处理器 1999年初，Intel发布了第三代的奔腾处理器——奔腾III（Pentium Ⅲ），第一批的奔腾III 处理器采用了Katmai内核，主频有450MHz和500MHz两种。这个内核最大的特点是更新了名为SSE的多媒体指令集，这个指令集在MMX的基础上添加了70条新指令，以增强三维和浮点应用，并且可以兼容以前的所有MMX程序。
Slot1奔腾III处理器
Socket 370的Pentium III和Celeron处理器 在0.25μm工艺的Katmai之后，奔腾Ⅲ又导入了0.18μm的Coppermine核心。除了制程带来的改进以外，部分Coppermine奔腾III还具备了133MHz的总线频率和Socket 370的插座，为了区分它们，Intel在133MHz总线的奔腾III型号后面加了个“B”, Coppermine核心的产品后面加了个“E”，例如频率为800MHz、外频为133MHz的Coppermine奔腾III就被称为Pentium III 800EB。
第二代Pentium III处理器（Coppermine内核） 从实际意义上讲，铜矿P3才是真正的P3处理器，全新的内核以及制造工艺带来了明显的性能提升。不过其封装方式把大家着实的耍了一把！Intel这次又换了接口方式，还好有转接卡。
铜矿Pentium III处理器
Pentium III处理器芯片内核 看到Coppermine核心的奔腾III大受欢迎，Intel开始着手把Celeron处理器也导入这个核心，在2000年年中，Intel推出了Coppermine核心的Celeron处理器，俗称Celeron 2，由于转用了0.18μm的工艺，Celeron的超频性能又得到了一次飞跃，部分低频型号超频幅度可以达到100％！
Coppermine核心的Celeron处理器 齐头并进 处理器突破1GHz大关 真正让AMD扬眉吐气的是原来代号Thunderbird（“雷鸟”）的Athlon处理器。Athlon具备超标量、超管线、多流水线的Risc核心（3Way SuperScalar
Risc core），采用0.25微米工艺，集成2200万个晶体管。Athlon包含了3个指令解码器、3个整数执行单元（IEU），3个地址生成单元（AGU）和3个多媒体单元（就是浮点运算单元），Athlon可以在同一个时钟周期同时执行3条浮点指令，每个浮点单元都是一个完全的管道。 由于K7强大的浮点单元，使AMD处理器在浮点上首次超过了Intel当时的处理器。
AMD Thunderbird内核的Athlon处理器 | ||||||||||||
