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處理器發(fā)展到現(xiàn)代幾乎無人不知英特爾,曾經一度英特爾的商標打在筆記本電腦上是一個優(yōu)秀的標識,而且這樣的聯(lián)合宣傳捧紅了一系列的筆記本電腦廠商:IBM、聯(lián)想、戴爾、宏碁 ... 也在 PC 史上成就一段一段的創(chuàng)奇,處理器測車輪轉到英特爾時代,就讓我們看看它是怎么走向了 PC 的巔峰。
IBM 雖然創(chuàng)造了 “PC”,但是大大低估了對 PC 的需求。IBM 原來預計在一年中售出 241683 臺 PC,然而實際上一個月的訂貨量就超出了預期。
有句名言一語道破了市場需求、技術升級、行業(yè)競爭之間的關系:
“我們市場行為主要的導向因素,第一個是市場需求的導向,第二個是技術進步的導向,第三大導向是競爭對手的行為導向 。”
處理器的發(fā)展,非常準確地驗證了這個觀點。
Intel 的三級跳
市場的需求,是技術升級的動力,從 1981 年到 1985 年,短短的 4 年時間里,處理器便實現(xiàn)了從 16 位向 32 位的跨越。
下面是 Intel 的“三級跳”。
80186 |
1981 年,發(fā)布了 80186 和 80188。 這兩款微處理器內部均以 16 位工作,在外部輸入輸出上 80186 采用 16 位,而 80188 和 8088 一樣均是采用 8 位工作。這是一顆性能介于 8088,80286 之間的 CPU。但事實上 80186 從來都沒有在 PC 中應用,它僅僅存在于一個小范圍的圈子中。從這個時候起,AMD 公司已經開始生產 80186 CPU 了。 |
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80286 |
Intel 最后一塊 16 位 CPU。 1982 年 2 月 1 日:在 80186 發(fā)布后的幾周,80286 就發(fā)布了。 80286 處理器集成了大約 13.4 萬個晶體管,最大主頻為 20MHz,采用 16 位資料總線和 24 位位址總線。與 8086 相比,80186/80188 增強了部分軟硬件功能 80286 增加了實存(24 位地址)和虛擬存儲器管理,可以在兩種不同的模式下工作:一種叫實模式,另一種叫保護方式。 80286 開始正式采用一種被稱為 PGA 的正方形包裝。 |
Intel 80386 |
80x86 系列中的第一種 32 位微處理器。 1985 年 10 月,Intel 推出 16MHz 80386DX 微處理器(最高 33MHz 主頻),可以直接訪問 4G 字節(jié)的內存,并具有異常處理機制;虛擬 86 模式可以同時模擬多個 8086 處理器來加強多任務處理能力。 ? |
80386 的廣泛應用,將 PC 機從 16 位時代帶入了 32 位時代。此外它還具有比 80286 更多的指令集。發(fā)布時,80386 的最快速版本的主頻為 20MHz,具備 6.0 MIPs,包含 275,000 個晶體管。
當時,IBM 已經收到大量 286 機器的訂單,不愿立即轉向 386,同時 IBM 擔心長期受制于 Intel 芯片,開始暗中開發(fā)自己的處理器,所以對是否采用 386 芯片不置可否。
鷸蚌相爭,總會有人得利,這個收獲頗豐的漁翁便是 Compaq,它乘機而上推出 386 芯片的電腦,迅速占領了市場。
1988 年 6 月 16 日:80386SX 發(fā)布,它是 80386DX 的廉價版本,只有 16-bit 總線寬度。
在此后的芯片爭奪戰(zhàn)中,Intel 推出了 Pentium 系列處理器,再度遙遙領先,從而開啟了“奔騰”的時代,以至于將“Pentium”的標志,作為 PC 性能的標簽。擁有一顆奔騰的“芯”,一度成為萬千消費者的心愿。
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奔騰的“芯”歷程
下圖為 20 世紀 90 年代到 21 世紀初期,兩個主要的系列處理器發(fā)展的路線,左側為 AMD 產品的路線,右側為 Intel 產品的路線。
1993 年:Intel Pentium 處理器問世。
Pentium 是 Intel 首個放棄利用數(shù)字來命名的處理器產品,在微架構上取得突破,讓電腦更容易處理“現(xiàn)實世界”的資料,例如語音、聲音、書寫、以及相片影像。源自漫畫與電視脫口秀的 Pentium,在問市后立即成為家喻戶曉的名字,Intel Pentium 處理器晶體管數(shù)目為 310 萬顆。
1996 年:Intel Pentium Pro 處理器。
初步占據(jù)了一部分 CPU 市場的 INTEL 并沒有停下自己的腳步,在其他公司還在不斷追趕自己的奔騰之際,又在 1996 年推出了最新一代的第六代 X86 系列 CPU P6。
PentimuPro 的一級(片內)緩存為 8KB 指令和 8KB 數(shù)據(jù)。
值得注意的是在 PentimuPro 的一個封裝中除 PentimuPro 芯片外還包括有一個 256KB 的二級緩存芯片,兩個芯片之間用高頻寬的內部通訊總線互連,處理器與高速緩存的連接線路也被安置在該封裝中,這樣就使高速緩存能更容易地運行在更高的頻率上。
PentiumPro 200MHZ CPU 的 L2CACHE 就是運行在 200MHZ,也就是工作在與處理器相同的頻率上。這樣的設計令 PentiumPro 達到了最高的性能。而 PentimuPro 最引人注目的地方是它具有一項稱為“動態(tài)執(zhí)行”的創(chuàng)新技術,這是繼 Pentimu 在超標量體系結構上實現(xiàn)實破之后的又一次飛躍。
1997 年: Intel Pentium II 處理器。
內含 750 萬個晶體管的 Pentium II 處理器結合了 Intel MMX 技術,能以極高的效率處理影片、音效、以及繪圖資料,首次采用 Single Edge Contact (S.E.C) 匣型封裝,內建了高速快取記憶體。
這款晶片讓電腦使用者擷取、編輯、以及透過網(wǎng)際網(wǎng)絡和親友分享數(shù)位相片、編輯與新增文字、音樂或制作家庭電影的轉場效果、使用視訊電話以及透過標準電話線與網(wǎng)際網(wǎng)絡傳送影片,Intel Pentium II 處理器晶體管數(shù)目為 750 萬顆。
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1998 年:Intel Celeron 處理器。
1998 年,AMD 的低價政策奏效,以 1/3 于 Intel 同時代處理器的價格,成功的大舉入侵低價處理器市場,當時基本型電腦大行其道,加上 AMD 的 K6-2 處理器本身的整數(shù)運算能力優(yōu),非常適合一般家庭的基本需求,各大廠紛紛推出 Socket-7 平臺的低價電腦。
這段期間,Intel 為了完全主導下一代處理器走向,宣布放棄 Socket-7 架構,和美國國家半導體 共同發(fā)表了新一代架構 -Slot-1,并且推出全新架構的處理器 - Pentium II。
雖然這款處理器,成功的打入主流市場,不過昂貴的 Pentium II,加上昂貴的主機板,使得 Intel 完全失去低價市場的這塊大餅。為了入侵這塊市場,急需推出新款的低價處理器投入戰(zhàn)場,但設計一款新的處理器,所需要投資的初期研發(fā)成本相當高,所以 Intel 從原有的 Pentium II 處理器著手,這便是 Celeron,在 1998 年 3 月,被正式推出。
當初推出的 Celeron 處理器,架構上維持和 Pentium II 相同 (Deschutes),采用 Slot-1,核心架構也和 Pentium II 一樣,具有 MMX 多媒體指令集,但是原本在 Pentium II 上的兩顆 L2 快取記憶體則取消了。
事實證明 Celeron 低價處理器,在 Winstone 測試中,成績低的可憐,所以,Intel 最早推出的 Celeron 266/300 MHz,在效能上一直為大家所唾棄。
1998 年:Intel Celeron 300A 處理器。
1998 年 8 月 24 日,這個日子讓一些熱愛硬件的人們都會無法忘記,Intel 推出了裝有二級高速緩存的賽揚 A 處理器,這就是日后被眾多 DIYer 捧上神壇的賽揚 300A,一個讓經典不能再經典的型號?!?/p>
賽揚 300A,從某種意義上已經是 Intel 的第二代賽揚處理器。
賽揚 300A 的經典,并不僅僅是因為它的超頻(多數(shù)賽揚 300A 可以輕松超頻至 550MHZ),還在于賽揚 300A 的超頻性幾乎造就了一條專門為它而生的產業(yè)鏈,主板、轉接卡 ...... 有多少這樣的產品就為了賽揚 300A 而生。一時間,報紙雜志網(wǎng)絡媒體都在討論這款 Celeron300A 的超頻方式、技巧、配合主板、內存等等。DIY 的超頻時代正式到臨。
1999 年: Intel Pentium III 處理器。
Intel Pentium III 處理器加入 70 個新指令,加入網(wǎng)際網(wǎng)絡串流 SIMD 延伸集稱為 MMX,能大幅提升先進影像、3D、串流音樂、影片、語音辨識等應用的性能,它能大幅提升網(wǎng)際網(wǎng)絡的使用經驗,讓使用者能瀏覽逼真的線上博物館與商店,以及下載高品質影片,Intel 首次導入 0.25 微米技術,Intel Pentium III 晶體管數(shù)目約為 950 萬顆。
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2000 年: Intel Pentium 4 處理器。
采用 Pentium 4 處理器內建了 4200 萬個晶體管,以及采用 0.18 微米的電路,晶體管數(shù)目約為 4200 萬顆。
回想一下,首款微處理器 Intel 4004 的運作頻率為 108KHz,Pentium 4 初期推出版本的速度就高達 1.5GHz,若汽車速度在同一時期以相同的速度向上攀升,從舊金山開車到紐約僅僅需要 13 秒。
翌年 8 月,Pentium 4 處理器速度達到 2 GHz 的里程碑。
2002 年: Intel Pentium 4 HT 處理器。
英特爾推出新款 Intel Pentium 4 處理器內含創(chuàng)新的 Hyper-Threading(HT)超線程技術 ,該技術讓電腦性能增加 25%。
除了為桌上型電腦使用者提供超線程技術外,英特爾也達成另一項電腦里程碑,就是推出運作頻率達 3.06 GHz 的 Pentium 4 處理器,是首款每秒執(zhí)行 30 億個運算周期的商業(yè)微處理器,如此優(yōu)異的性能要歸功于當時業(yè)界最先進的 0.13 微米制造技術。
翌年,內建超線程技術的 Intel Pentium 4 處理器頻率達到 3.2 GHz。
2003 年:Intel Pentium M 處理器。
由以色列小組專門設計的新型移動 CPU,Pentium M 是英特爾公司的 x86 架構微處理器,供筆記簿型個人電腦使用,亦被作為 Centrino 的一部分,于 2003 年 3 月推出。
Pentium M 處理器實物圖片
公布有以下主頻:標準 1.6GHz,1.5GHz,1.4GHz,1.3GHz,低電壓 1.1GHz,超低電壓 900MHz。為了在低主頻得到高效能,芯片做出了優(yōu)化及一系列與減少功耗有關的設計。
2005 年: Intel Pentium D 處理器。
首顆內含 2 個處理核心的 Intel Pentium D 處理器登場,正式揭開 x86 處理器多核心時代。
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系列匯總:
之二:處理器的春秋戰(zhàn)國時代:8 位處理器的恩怨與紛爭(上)