Intel中央处理器发展历史回顾(二)

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Intel中央处理器发展历史回顾(二)

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CPU（Central Processing Unit中央处理器）作为当代微型计算机的核心组件，其重要地位不容忽视。冯·诺依曼体系结构中的运算器和控制器都被集成在CPU内部，CPU如同人的大脑也一样，是整个计算机系统的核心。

    CPU的发展历史放在整个文明历史上来说，短的微不足道，仅有30余年。但是在计算机这个日新月异的科技领域内，这一电脑元件从诞生至今已经发生了翻天覆地的变化。而在这一变化过程中，Intel公司起到了至关重要的作用，不仅因为它是现代商用CPU的创始者，而且也是屡次CPU技术革新的推动者，至今已经发展成为了现代半导体业巨头。

本文便以Intel出品的历代CPU为主线，通过对每一个时代的代表产品的介绍，以及相关轶事的补充，带领读者走进历史的殿堂，回顾三十余年来CPU的进化历史。

2.诸侯混战

    Intel并不是唯一对CPU产业有兴趣的企业，在这一产业初露端倪的时候，众多的企业都曾经加入这一场争斗，Intel只不过是其中的一支力量，究竟最终鹿死谁手，那时还无法确定。在这一场争斗中，也有许多我们今天仍旧熟知的身影，只不过如今我们已经无法将它们和CPU联系起来，比如摩托罗拉，比如西门子。

那个年代，可以称为CPU历史上的战国年代，一个又一个的厂商加入了混战，又一个一个在争斗中失败退出。大浪淘沙过后，存活下来的厂商寥寥无几，其中就包括Intel，以及它的宿敌——AMD。

创立一个时代的8086

品名	Intel 8086	登录/注册后看高清大图
出产时间	1978年
制造工艺	3微米
晶体管数量	29000
时钟频率	4.77MHz
位宽	16bit
工作电压	5V
封装形式	DIP-40 双列直插40针

  Intel 8086以8080和8085的设计为基础，拥有类似的暂存器组，但是扩充为16bit，成为世上第一款16位CPU。8086微处理器最高主频速度为8MHz，具有16位数据通道，内存寻址能力为1MB。同时，英特尔还生产出与之相配合的浮点运算数学协处理器8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集，但i8087指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算的指令。人们将这些指令集统一称之为 x86指令集。虽然以后英特尔又陆续生产出第二代、第三代等更先进和更快的新型CPU，但都仍然兼容原来的x86指令，也就是我们所说的X86指令集。而且英特尔在后续CPU的命名上沿用了原先的x86序列，直到后来因商标注册问题，才放弃了继续用阿拉伯数字命名。

  

    即便说8086是Intel历史上最重要的产品也不为过，它所创立的x86指令集不断扩展沿用至今，并且其他厂商所生产的CPU也都兼容x86指令集，这已经成为现今的事实标准，并成就了Intel半导体霸主的地位。

相关轶事：

在早期的CPU历史上，经常会出现“协处理器”这个概念。这是由于受限于当时的工艺水平，不适合将所有功能集成在一个芯片内，所以将专门的数学运算或其他功能独立出来单独做成一枚芯片，这样可以降低设计难度并提高良品率。不过随着现今生产工艺的提升，已经没有这样做的必要了。

廉价的8088

品名	Intel 8088	登录/注册后看高清大图
出产时间	1979年
制造工艺	3微米
晶体管数量	29000
时钟频率	5MHz - 8MHz
位宽	内部16bit/外部8bit
工作电压	5V
封装形式	DIP-40 双列直插40针

8086固然强大，但是其采用了当时最为顶级的技术，因而造成了售价过高的问题，严重阻碍了它的普及。为此，Intel对8086进行了性能削减，将外部总线降低成了8bit，而在内部仍然保持16bit。尽管做出了这样的削弱,但这样的性能对于当时的DOS程序来说,还是足够了，关键是售价大幅降低，使得8088获得了商业上的成功。IBM出品的第一款个人电脑PC-XT便使用8088作为CPU。

相关轶事：

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。

过渡产品80186

品名	Intel 80186	登录/注册后看高清大图
出产时间	1982年
制造工艺	/
晶体管数量	/
时钟频率	3MHz - 20MHz
位宽	16bit
工作电压	5V
封装形式	68pin LCC 无引线载体68脚

80186就是8086的升级版，所以仍然是16bit位宽，同样需要一款名为80187的协处理器来辅助进行浮点运算。同样的，它也有一款削减版的产品80188，就是把外部位宽降低到8bit的版本。当初只有少数个人计算机采用80186当作中央处理器芯片，其中包括了西门子（Siemens）所生产的第一台个人Siemens PC-D（采用MS-DOS 2.11）以及一些学校教学用计算机（瑞典、英国以及加拿大）。但从时间上看，就在80186刚推出没几周，80286就出现了，所以它并不像80286一样造成个人计算机界的旋风，很多人甚至没有听说过这款产品，相关资料也很少提到它。

相关轶事：

8080微处理器芯片需要 +5V, -5V, 以及 +12V三种电压才能运作，使用不便，所以不久之后Intel就推出了改进版本8085，仅需要一路5V供电即可运行，且工作频率提升到了3-6MHz，很快便取代了8080。也正是由于8085的存在，才使得后来一款奠定当今计算机基础的CPU被命名为8086。

会员959615

值得记忆的80286

品名	Intel 80286	[attach]991 登录/注册后看高清大图 642[/attach]
出产时间	1982年
制造工艺	1.5微米
晶体管数量	134000
时钟频率	4MHz - 25MHz
位宽	16bit
工作电压	5V
封装形式	68pin LCC / 68pin PGA

80286（通常我们简称为286）就是造成个人计算机风行的一款中央处理器芯片，在发布后的六年中，全球配备286的个人计算机一共出货了一千五百万台。它除了改善了一些指令的执行速度，同时也增加最大内存支持到16MB。当初预计这种内存支持大概在十年之内都不会需要再增加了。

    1982年，英特尔公司在8086的基础上，研制出了80286微处理器，该微处理器的最大主频为20MHz，内、外部数据传输均为16位，使用24位内存储器的寻址，内存寻址能力为16MB。80286可工作于两种方式，一种叫实模式（相当于与MS DOS兼容，具有8086与8088芯片的限制），另一种叫保护方式（增加了微处理器的功能）。在实模式下，微处理器可以访问的内存总量限制在1兆字节；而在保护方式之下，80286可直接访问16兆字节的内存。此外，80286工作在保护方式之下，可以保护操作系统，使之不像实模式或8086等不受保护的微处理器那样在遇到异常应用时会使系统遭到停机。

    IBM公司将80286微处理器用在先进技术微机即AT机中，引起了极大的轰动。80286在以下四个方面比它的前辈有显著的改进：支持更大的内存。达到了当时前所未有的16MB；能够模拟内存空间。这使得微处理器可以使用外存储设备模拟的大量存储空间，这样就大大扩展了80286所能胜任的工作范围；能同时运行多个任务。多任务是通过多任务硬件机构使微处理器在各种任务间来回快速切换；处理速度。最早PC机的速度是4MHz，第一台基于80286的AT机运行速度为6MHz至8MHz，一些制造商还自行提高速度，使80286达到了20MHz，这确实意味着性能上有了重大的进步。

    从80286开始，Intel逐步将封装形式过渡到PGA，286也就有了LCC封装和PGA封装两种版本。也是从80286开始,中国人开始逐渐接触到了微机的概念。

相关轶事：

将286电脑第一次引入中国并不是现在大名鼎鼎的联想，而是长城。1987年05月：第一台国产286微机“长城286”在北京展览馆发布，年产量20000台。不过联想紧随其后，也推出了286电脑，由此奠定下今日成功的基础。

32位鼻祖 80386

品名	Intel 80386	登录/注册后看高清大图
出产时间	1985年
制造工艺	1微米
晶体管数量	275000
时钟频率	16MHz - 40MHz
位宽	32bit
工作电压	5V
封装形式	132pin PGA

从386开始，个人电脑进入了32位时代，其内存寻址范围高达4GB，这在当时看来是一个如此奢侈而遥远的想法。即便是今天我们大部分人使用的系统仍然是32位的，可以说和386一脉相承。除具有实模式和保护模式外，还增加了一种叫虚拟86的工作方式，可以通过同时模拟多个8086处理器来提供多任务能力，这也是当前流行的虚拟化技术的先驱了。

    同它的前辈一样，80386仍然有一款配套的数学协处理器80387。另外，386也有性能削减的廉价版本，不过不象以前用x86/x88区分，而是在80386后边加上字母后缀，DX表示为完整的32位版，SX表示内部32位外部16位的削减版。到了386时代，CPU的封装形式已经完全采用了PGA的方式。

相关轶事：

现在的微机经常提到64位技术，目前市面上几乎所有的CPU其实都已经是支持64位运算的了，不过这仅仅是硬件在层面上来说的，真正的64位应用需要相关的软件支持。当年计算机应用很少，涉及的领域也很有限，所以从4位一直到32位的变化都很简单，就是整机软硬件完全换新。而当前计算机应用已经进入日常生活的方方面面，且软硬件的开发分工相当细化，软硬件之间相互脱节严重，原有的丰富多彩的32位软件大部分不能在64位系统中正常运行，因此32位向64位的过渡将是一个很长的过程。

最后的“数字名”80486

品名	Intel 80486	登录/注册后看高清大图
出产时间	1989年
制造工艺	0.8微米 / 1微米
晶体管数量	900000 / 1185000
时钟频率	16MHz - 100MHz
位宽	32bit
工作电压	5V
封装形式	168pin PGA

在CPU发展历史上，486有几点值得纪念。首先，486也分为DX版和SX版来区分高端低端，不过它们都是完整的32位处理器。DX和SX差别在于，486DX开创性的内置了浮点运算单元，因此不再需要协处理器就能获得很高的性能，而SX则没有浮点运算器，仍然需要配套的80487芯片来辅助运算。不过用户们很快发现，486SX+487的组合成本要比486DX高很多，不如干脆一步到位购买DX版本，因此DX版的销量很乐观。

    随着芯片技术的不断发展，CPU的频率越来越快，而PC机外部设备受工艺限制，能够承受的工作频率有限，这就阻碍了CPU主频的进一步提高。在这种情况下， Intel创立了“倍频”概念，即允许CPU工作在其他周边设备若干倍的频率上，来摆脱慢速周边设备的拖累。DX版和SX版都有带倍频的版本，包括DX2，SX2和DX4。需要注意的是，DX4是3倍倍频而不是4倍。

相关轶事：

486SX比起DX版来说减少了浮点处理单元，早期的SX实际上就是没有通过检测的DX芯片。由于良品率的问题，如果DX版本的浮点单元不能正常工作，就会被屏蔽浮点单元，当作SX进行销售。但后期为了降低成本和减少芯片面积而将浮点单元完整地拿掉了。

会员484190

全部发出来吧，我也回顾一下。

会员884402

后边就没有了吗？

会员959615

20090101 发表于 2015-12-31 10:34
全部发出来吧，我也回顾一下。

还有三和四。说实在的我也不懂，只是看到这篇文章，觉得能大概了解下INTEL的CPU发展历程。所以就转载了。

会员959615

yys1990 发表于 2015-12-31 11:06
后边就没有了吗？

还有三和四。

会员1091299

我没事看看，计算机的历史也好