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本帖最后由 yankuo 于 2015-12-30 21:48 编辑
Intel中央处理器发展历史回顾(一)
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。
1.一切的起点
这一时期,是CPU初生的年代。计算机仍然是科研领域的专用设备,普通人别说使用,连听说过的人也在少数。此时的CPU是后世所有CPU的雏形,很多基本技术在此时期奠定基础,同样,这一时期的CPU各项参数仍不确定,在不停的改变和尝试。
Intel这一现今的半导体巨头,也是最初CPU的缔造者。
始祖——4004
品名 | Intel 4004 | 出产时间 | 1971年 | 制造工艺 | 10微米 | 晶体管数量 | 2300 | 时钟频率 | 0.74MHz | 数据位宽 | 4bit | 工作电压 | 15V | 封装形式 | DIP-16 双列直插16针 |
Intel 4004是Intel公司出品的第一款真正意义上的微处理器,在此之前,Intel仅仅是一家生产存储器的公司,例如Intel 的第一个产品3101便是世界上首枚固态存储芯片,容量只有64bit。从4004开始,Intel开始涉足CPU领域,直至发展成如今的半导体巨头。
Intel 4004微处理器最初是Intel专门为日本一家名为Busicom的公司设计制造,用于该公司的计算器产品。但由于技术原因,Intel的延期交货让Busicom公司颇为恼怒。与此同时,计算器领域的竞争日益激烈,当Intel彻底完成4004芯片的设计和样品的生产时,Busicom公司要求Intel打折扣,Intel同意了,但是它附加了一个条件:允许Intel在除计算器芯片市场之外的其它市场上自由出售4004芯片,至此,Intel公司完成了从单一的存储器制造商向微处理器制造商的转型。由于其在CPU发展历史上的重要地位,“摩尔定律”的创立者,英特尔公司的首席执行官戈登.摩尔将4004称之为"人类历史上最具革新性的产品之一"。
最初的Intel 4004微处理器采用金顶白色陶瓷封装,后期才出现了普通黑陶瓷以及塑料封装。金顶白陶4004又分为普通白陶、灰色痕迹白陶、5系白陶三类。其中,灰色痕迹白陶瓷版最为珍贵。
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严格来说,4004并不是世界上第一个CPU,只能说是世界上第一个商用CPU。因为在4004发布前一年的1970年,美国军方就已经在F14战斗机上装备了F14 CADA芯片,用作战斗机的控制,所以它才是世界上第一个CPU。由于其军用身份,直至1998年美军将其解密,才被世人知晓它的存在。
4004可以说是目前世界上最昂贵的CPU(尽管它也是性能最差的)。由于存世量及其稀少,在如今的CPU收藏爱好者手中,曾经卖出1500美元的高价。
4004的升级版本:8008 品名 | Intel 8008 | 出产时间 | 1972年 | 制造工艺 | 10微米 | 晶体管数量 | 3500 | 时钟频率 | 0.5MHz/0.8MHz | 数据位宽 | 8bit | 工作电压 | 5V | 封装形式 | DIP-18 双列直插18针
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8008比起4004有了很大的进步,尽管制造工艺没有变化,但是增加了更多的晶体管,并且将位宽提升成为8位,而且得益于内存分段技术,8008最大可以支持16K的内存地址空间。
不过在实际的商业应用中,8008同4004一样遭遇了失败。Intel 8008原本是英特尔为 Computer Terminal Corporation(CTC)的Datapoint 2200所制造的微处理器(原本叫Intel 1201),不过因为交货延迟而效能又比原本宣称的差,所以惨遭退货。不过CTC允许Intel将8008出售给其他客户。因此上,这款CPU同样只有收藏价值。
相关轶事:
在8008之后,Intel曾经于1974年推出另一款4004的改进产品:4040。4040能够支持16Kb内存空间,并增加了14条新的硬件指令,采用24针双列直插封装。由于其主要应用于科研领域,且推出时间晚,所以它的存在一直不被重视。
进一步改进的8080
品名 | Intel 8080 | 出产时间 | 1974年 | 制造工艺 | 10微米 | 晶体管数量 | 6000 | 时钟频率 | 2MHz | 数据位宽 | 8bit | 工作电压 | 5V | 封装形式 | DIP-40 双列直插40针
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8080被用于当时一种品牌为Altair的计算机上(牵牛星,这是当时流行科幻连续剧《星际旅行》中企业号飞船的最终目的地)。这也是有史以来第一个知名的个人计算机。当时这种计算机的套件售价是395美元,短短数月的时间里面,销售业绩达到了数万部,创造了个人计算机销售历史的一个里程碑。比尔‧盖兹(Bill Gates)当初就是在杂志上看到使用Intel 8080当中央处理器芯片(CPU)的Altair 8080计算机才决定来帮这款计算机设计BASIC程序语言,当然后来的微软霸业也就是从这台计算机开始的。因此上来说,在整个计算机历史上,8080也是值得纪念的一款产品。
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。
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