创造历史的英特尔处理器

处理器可能是计算机中最有趣的硬件。 他们拥有悠久的历史，其历史可追溯到1971年，第一款商用微处理器 Intel 4004 。 众所周知，从那时起，技术得到了长足发展。

我们将向您展示Intel处理器的历史，从Intel 8086开始 。 这是IBM为第一台PC选择的处理器，从此开始了一个伟大的故事。

内容索引

英特尔处理器的历史与发展

1968年，戈登·摩尔（Gordon Moore），罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce）和安迪·格罗夫（Andy Grove）发明了英特尔公司，负责经营“集成电子产品”（Integrated Electronics）或更知名的INTEL业务。 它的总部位于加利福尼亚州的圣克拉拉，是全球最大的半导体制造商，在美国，欧洲和亚洲均设有大型工厂。

自1968年成立以来，英特尔已彻底改变了世界。 该公司发明了微处理器 （片上计算机），从而使第一批计算器和个人计算机（PC）成为可能。

静态RAM（1969）

从1969年开始， 英特尔宣布了其第一款产品1101 Static RAM，这是世界上第一个金属氧化物半导体（MOS）。 这标志着磁存储器时代的结束，并转移到了第一个处理器4004。

英特尔4004（1971）

1971年，英特尔推出了第一个微处理器4004微处理器 ，该微处理器用于Busicom计算器中。 利用本发明，实现了将人工智能包括在无生命物体中的方法。

英特尔8008和8080（1972）

1972年，出现了8008微处理器，其大小是其前身4004的两倍。1974年， 8080处理器成为了名为Altair的计算机的大脑，当时该计算机每个月销量约一万台。

此后，在1978年， 8086/ 8088微处理器在计算机部门取得了可观的销售量，该部门由使用8088处理器的IBM生产的个人计算机产品生产。

英特尔8086（1978）

尽管新来者已经为自己的处理器开发了自己的技术，但随着AMD的持续增长，英特尔不仅在这个市场上成为可行的新技术来源。

英特尔处理器的前四代以“ 8”作为该系列的名称，因此技术类型指的是该系列芯片，例如8088、8086和80186。这可追溯到80486，或简称为486。

以下芯片被认为是计算机世界的恐龙。 基于这些处理器的个人计算机是目前在车库或仓库中收集灰尘的PC类型。 他们不再做得很好，但是极客们不喜欢把它们扔掉，因为它们仍然有效。

最初的PC省略了该芯片，但在后来的计算机中使用的芯片并不多。 它是真正的16位处理器，并通过16线数据连接与其卡进行通信。

该芯片包含29, 000个晶体管和20位地址，使其能够使用高达1MB的RAM。 有趣的是，当时的设计人员从未怀疑有人需要超过1 MB的RAM。 该芯片提供5、6、8和10 MHz版本。

英特尔8088（1979）

自从英特尔第一个处理器进入市场以来，CPU经历了几年的变化。 IBM为第一台PC选择了英特尔的8088处理器。 IBM的这一选择使Intel成为CPU市场公认的领导者。

在所有实际应用中， 8088与8086完全相同。唯一的区别是，它与8086处理器对地址位的处理方式不同。 但是，像8086一样，它能够与8087数学协处理器芯片一起使用。

英特尔186（1980）

186是受欢迎的筹码。 历史上已经开发了许多版本。 购买者可以根据需要选择CHMOS或HMOS 8位或16位版本。

CHMOS芯片可以以两倍于HMOS芯片的时钟速度和四分之一的功率运行。 1990年， 英特尔以增强型186家族进入市场。 他们都有共同的核心设计。 他们采用了1微米的内核设计，并在3V的电压下以大约25MHz的频率运行。

80186包含高度集成，系统控制器，中断控制器，DMA控制器和定时电路直接在CPU上。 尽管如此， 186还是从未包含在PC上。

NEC V20和V30（1981）

它们是8088和8086的克隆。它们应该比Intel快30％。

英特尔286（1982）

最终在1982年， 286处理器（或更好地称为80286）成为可以识别和使用以前处理器使用的软件的处理器。

它是一个16位处理器和134, 000个晶体管，能够寻址多达16 MB的RAM。 除了增加了对物理内存的支持之外，该芯片还可以与虚拟内存一起使用，因此具有很大的扩展性。

286是第一个“真实”处理器。 他介绍了保护模式的概念。 这是多任务的能力，导致不同的程序分别但同时运行。 DOS并未利用此功能，但是将来的操作系统（例如Windows）可以使用此新功能。

但是，此功能的缺点在于，尽管您可以从实模式切换到保护模式（实模式旨在使其与8088处理器兼容），但是如果不进行热重启，就无法回到实模式。

IBM在其Advanced Technology PC / AT中使用了该芯片，并在许多IBM兼容计算机中使用了该芯片。 它的工作频率为8、10和12.5 MHz，但更高版本的芯片的工作频率却高达20 MHz，尽管这些芯片已经过时，但在此期间却是革命性的。

英特尔386（1985）

1985年，英特尔继续发展， 386微处理器具有275, 000个内置晶体管，而4004则是400倍。

386意味着英特尔技术的显着提高。 386是32位处理器 ，这意味着其数据吞吐量立即是286的两倍。

包含275, 000个晶体管的80386DX处理器具有16、20、25和33 MHz版本，其32位地址总线使该芯片能够在4 GB的RAM和惊人的64 TB的虚拟内存上运行。

此外，386是第一个使用指令的芯片，从而使处理器可以在上一条指令完成之前开始处理下一条指令。

尽管该芯片可以在实模式和保护模式下（如286）运行，但它也可以在虚拟实模式下运行，从而允许多个实模式会话一次运行。

但是，这需要Windows等多任务操作系统。 1988年，英特尔发布了386SX ，它基本上是386的轻量级版本。它使用16位数据总线而不是32位，速度较慢，但​​功耗较低，这使Intel可以推广该芯片。在台式机甚至笔记本电脑中。

我还记得当我和父亲在车库里骑着第一台25 MHz 386 SX的PC时。 仅10岁的美妙夜晚！

1990年，英特尔发布了80386SL ，它基本上是386SX处理器的855晶体管版本，具有ISA兼容性和电源管理电路。

这些芯片被设计为易于使用。 该系列中的所有芯片都与以前的186个芯片引脚兼容，并向后兼容，这意味着用户不必购买新软件即可使用它们。

此外，386还提供了节能功能，例如低电压要求和系统管理模式（SMM），可以关闭多个组件以节​​省功率。

总体而言，该芯片是芯片开发的一大步。 它设定了许多后来的芯片将遵循的标准。

英特尔486（1989）

然后，在1989年， 486DX微处理器成为第一个具有超过100万个晶体管的处理器。 i486是32位的，运行频率高达100 MHz，该处理器一直销售到1990年代中期。

第一个处理器使用于编写命令的应用程序只需单击一下即可轻松实现，并且具有复杂的数学功能，可减少处理器的工作量。

它具有与386（均为32位）相同的存储容量，但在33 MHz时的速度为每秒2690万条指令 （MIPS），提供了两倍的速度。

但是，除了速度以外，还有一些改进。 486是第一个具有内置浮点单元 （FPU）来代替通常单独的数学协处理器的设备（但是，并非所有486都具有此功能）。

它还在阵列中包含一个8KB内置缓存。 通过使用指令来预测以下指令，然后对其进行缓存，可以提高速度。

然后，当处理器需要该数据时，它将其从缓存中移出，而不是使用访问外部存储器所需的开销。 此外，486的电压为5伏和3伏两种，为台式机和笔记本电脑提供了灵活性。

486芯片是第一个设计为可升级的英特尔处理器。 以前的处理器不是以这种方式设计的，因此当处理器过时时，必须更换整个主板。

1991年，英特尔发布了486SX和486DX / 50。 两种芯片基本相同，只是486SX版本禁用了数学协处理器。

486SX当然比它的DX表亲慢，但是随之而来的功耗和成本的降低使笔记本电脑市场的销售和移动变得更快。 486DX / 50只是原始486的50 MHz版本。 DX无法支持将来的OverDrive，而SX处理器则可以。

1992年，英特尔发布了使用OverDrive技术的下一波486。 首批型号为i486DX2 / 50和i486DX2 / 66。 名称中的额外“ 2”表示使用OverDrive可使正常处理器时钟速度有效地翻了一番，因此486DX2 / 50是25 MHz芯片在50 MHz时的两倍速度。芯片可以与现有的主板设计一起使用，但是允许芯片以更高的速度在内部工作，从而提高了性能。

此时，AMD发布了自己的486！ 并且比英特尔便宜得多。 我有一个！ 以及多么出色的处理器。 尽管我很快就会升级到Pentium，但我:-p

同样在1992年，英特尔发布了486SL 。 它实际上与486老式处理器相同，但包含140万个晶体管。

其内部电源管理电路使用了这些附加功能，从而针对移动应用进行了优化。 从那里开始，英特尔发布了486种型号，以各种时钟速度将SL与SX和DX混合在一起。

到1994年，他们已经完成了Overdrive DX4处理器对486系列产品的继续开发。 尽管这些可以看作是4倍的手表四倍频器，但它们实际上是3倍的三倍频器，从而使33 MHz的处理器可以在100 MHz的内部运行。

奔腾I（1993）

该处理器于1993年推出，具有超过300万个晶体管 。 当时，英特尔486引领了整个市场。 而且，人们习惯了传统的80×86命名方案。

英特尔正忙于开发下一代处理器。 但是不应将其称为80586。围绕Intel使用80586数字的可能性存在一些法律问题。

因此，英特尔将处理器的名称更改为奔腾，该名称很容易注册。 因此，他们在1993年发布了奔腾处理器 。

最初的Pentium运行于60 MHz和100 MIPS。 该芯片也称为“ P5”或“ P54”，包含321万个晶体管，并在32位地址总线（与486相同）上工作。 它还具有一个外部64位数据总线，其运行速度约为486的两倍。

奔腾系列包括60、66、75、90、100、120、133、150、166和200 MHz的时钟速度，原始版本60和66 MHz在套接字4配置中运行，而所有版本其余在插座7上操作。

某些芯片（75 MHz-133 MHz）也可以在插槽5上运行。奔腾与所有较旧的操作系统兼容，包括DOS ，Windows 3.1，Unix和OS / 2。

在家里，我们很难迁移到Windows 95及其可怕的BSOD…

它的超标量微体系结构设计允许每个时钟周期执行两条指令。 两个单独的8K缓存（代码缓存和数据缓存）和分段浮点单元（在管道中）提高了其性能，超过了x86芯片。

它具有i486SL的SL电源管理功能，但是容量大大提高了。 它有273个引脚将其连接到主板。 但是，在内部，它的两个链式32位芯片将工作分开。

最初的奔腾芯片以5伏电压运行，因此运行得相当热 。 从100 MHz版本开始，要求降低到3.3伏。 从75 MHz版本开始，该芯片还支持对称多重处理，这意味着可以在同一系统上并排使用两个奔腾处理器。

奔腾呆了很长时间，而且奔腾的种类繁多，以至于很难区分它们。

奔腾Pro（1995-1999）

如果以前的Pentium已过时，则此处理器将演变为更可接受的产品。 Pentium Pro（也称为“ P6”或“ PPro”）是具有486硬件仿真器的RISC芯片 ，工作于200 MHz或更低的频率。 该芯片使用了各种技术来产生比以前更高的性能。

通过将处理划分为更多的阶段来提高速度，并在每个时钟周期内完成更多的工作。

在每个时钟周期中 ，可以解码三个指令，而奔腾只有两个。 同样，解码和执行指令是分离的，这意味着如果管道停止（例如，一条指令正在等待内存中的数据；奔腾此时将停止所有处理）， 指令仍然可以执行。 。

有时有时会无序执行指令，也就是说，不一定按程序中的顺序执行，而是在信息可用时执行，尽管它们并没有太多混乱，只是足够长的时间可以使事情更好地工作。

它具有两个8K L1缓存（一个用于数据，一个用于指令），并且在同一程序包中内置了多达1MB的L2缓存。 内置的L2缓存本身可提高性能，因为该芯片不必利用主板本身的L2缓存 （2级缓存）。

对于服务器来说 ， 这是一个很好的处理器 ，因为它可以在具有4个处理器的多处理器系统中使用。 Pentium Pro的另一个好处是，使用Pentium 2超速处理器，您可以拥有普通Pentium II的所有优势，但是L2缓存已达到全速运行，并且您获得了原始Pentium Pro的多处理器支持。

奔腾MMX（1997）

英特尔发布了许多不同型号的奔腾处理器。 改进最快的模型之一是1997年发布的Pentium MMX。

这是英特尔的一项举措，旨在升级原始奔腾处理器并更好地满足多媒体和性能需求。 MMX指令集是一项关键的增强功能，并且由此得名。

MMX指令是常规指令集的扩展。 57条简化的附加指令帮助处理器更有效地执行某些关键任务，从而使其能够使用需要更多常规指令的指令来执行某些任务。

使用标准软件， 奔腾MMX的执行速度可提高10-20％，而针对MMX指令进行了优化的软件，其性能甚至更高。 许多更好地利用MMX性能的多媒体和游戏应用程序具有更高的帧速率。

MMX不是奔腾MMX的唯一改进。 双奔腾8K高速缓存每个都增加了一倍，达到16KB。 奔腾型号达到233 MHz 。

奔腾II（1997）

英特尔对奔腾II的发布进行了一些重大更改。 我以强大的方式将Pentium MMX和Pentium Pro投放市场，我想将两者的优点都放在一个芯片上。

结果， Pentium II是Pentium MMX和Pentium Pro的组合。但是，在现实生活中，不一定能获得令人满意的结果。

奔腾II已针对32位应用进行了优化。 它还包含了当时几乎是标准的MMX指令集。 该芯片使用奔腾Pro的动态执行技术，该技术使处理器能够预测输入指令，从而加快工作流程。

奔腾II具有32 KB的L1缓存 （每个16 KB用于数据和指令），并且在包装中具有512 KB的L2缓存。 L2高速缓存以处理器速度而非全速工作。 但是，L2高速缓存不是在主板上找到，而是在芯片本身上找到，这一事实提高了性能。

最初的Pentium II是称为“ Klamath”的代码。 它以66 MHz的较慢速度运行，频率从233 MHz到300 MHz不等； 1998年，英特尔对处理器进行了少量改进，并发布了“ Deschutes”。 他们为此使用了0.25微米设计技术，并启用了100 MHz系统总线。

赛扬（1998）

英特尔发布升级的P2（Deschutes）时，他们决定使用较小版本的Pentium II Celeron来应对入门级市场。

为了降低成本，英特尔从奔腾II中删除了L2缓存 。 它还取消了对双处理器的支持，奔腾II具有此功能。

这导致性能明显下降。 从芯片上删除二级缓存会严重影响其性能 。 而且，该芯片仅限于66 MHz系统总线，因此，在相同时钟速度下竞争的芯片要优于Celeron，但在下一代Celeron 300A上却失败了。 300A带有128 KB的内置二级缓存，这意味着它以全处理器速度运行，而不是奔腾II的一半速度。

这对于Intel用户而言非常出色，因为具有高速缓存的Celeron的性能要比半速运行的512 KB缓存的Pentium II更好。

基于这一事实，以及英特尔释放了赛扬总线速度的事实，300A在超频发烧友圈子中广为人知。

奔腾III（1999）

英特尔于1999年2月发布了奔腾III“ Katmai”处理器，该处理器在100 MHz总线上以450 MHz的频率运行； Katmai推出了SSE指令集 ，该指令集基本上由MMX扩展组成，再次提高了MMX的性能。设计为使用新功能的3D应用程序。

SSE也称为MMX2，包含70条新指令，其中有4条可以同时执行的同时指令。

最初的Pentium III运行在稍微改进的P6内核上 ，从而使该芯片非常适合多媒体应用。 但是，当英特尔决定在Katmai中包含集成的“处理器序列号”（PSN）时，该芯片引起了争议。

PSN旨在通过网络（包括Internet）读取。 正如英特尔所看到的那样，其想法是提高在线交易的安全级别。 最终用户对此看法有所不同。 他们认为这是对隐私的侵犯 。 从公共关系的角度受到关注并受到客户的压力后，英特尔终于允许在BIOS中禁用该标签。

2000年4月，英特尔发布了其Pentium III Coppermine 。 虽然Katmai拥有512 KB的二级缓存，但Coppermine仅有256 KB的一半。 但是，高速缓存直接位于CPU内核上，而不是在捕获的卡上，这是早期插槽1处理器所代表的，这导致较小的高速缓存成为性能上的真正问题。受惠。

赛扬二世（2000）

正如Pentium III是具有ESS和某些附加功能的Pentium II一样，Celeron II只是具有ESS，SSE2和某些附加功能的Celeron。

该芯片的工作频率从533 MHz到1.1 GHz，基本上是对最初的Celeron的升级，并且是为响应AMD与Duron在低成本市场上的竞争而发布的。

由于L2缓存效率低下并且仍使用66 MHz总线，因此即使该芯片基于Coppermine内核，也无法很好地抵抗Duron。

奔腾IV（2000）

英特尔在2000年11月推出了Pentium IV Willamette ，从而击败了AMD。PentiumIV正是Intel夺回AMD头把交椅所需的条件。

奔腾IV是真正的新CPU架构，并且是未来几年我们将看到的新技术的开始。

新的NetBurst架构在设计时考虑了未来的速度提高，这意味着P4不会像1 GHz标记附近的Pentium III那样快速消失。

据英特尔称，NetBurst包含四项新技术：超流水线技术，快速执行引擎，执行跟踪缓存和400 MHz系统总线。

第一奔腾4s使用套接字423接口。 使用新接口的原因之一是在插槽的每一侧都增加了散热器固定装置。

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此举旨在帮助所有者避免过分用力挤压散热器，以免造成严重的CPU内核损坏错误。

插槽423的寿命很短，奔腾IV随1.9 GHz的发布而迅速转移到了插槽478 ，此外，P4在发布时仅与Rambus RDRAM相关联。

在2002年初，英特尔宣布了基于Northwood内核的Pentium IV的新版本。 与此有关的一个重大新闻是，英特尔将放弃更大的0.18微米Willamette内核，而采用这种新的0.13微米Northwood。

这减少了内核，从而使Intel不仅可以使Pentium IV便宜，而且可以使这些处理器更多。

Northwood最初发布了2 GHz和2.2 GHz版本，但新设计为P4提供了轻松升级至3 GHz的空间。

奔腾M（2003）

Pentium M是为移动应用程序（主要是笔记本电脑（或笔记本电脑））而创建的，这就是为什么在处理器名称中使用“ M”的原因。 它使用插槽479，该插槽的最常见应用是在Pentium M和Celeron M移动处理器中使用。

有趣的是， 奔腾M并非设计为奔腾IV的低功率版本。 相反，它是经过重大修改的奔腾III，其本身基于奔腾II。

奔腾M致力于提高能效，以显着提高笔记本电脑的电池寿命。 考虑到这一点，奔腾M的平均功耗要低得多，热量输出也要低得多。

奔腾4 Prescott，赛扬D和奔腾D（2005）

奔腾4 Prescott于2004年问世，让人百感交集。 这是使用90nm半导体制造工艺的第一个核心。 许多人对此并不满意，因为Prescott本质上是对Pentium 4微体系结构的重组，虽然那是一件好事，但积极因素并不多。

一些程序通过重复缓存以及SSE3指令集得到了增强。 不幸的是，由于授课时间较长，还有其他程序受到了影响。

值得注意的是，奔腾4 Prescott能够达到相当高的时钟速度，但没有英特尔预期的那么快。 Prescott的一个版本能够获得3.8 GHz的速度。 最终，英特尔发布了支持Intel 64位体系结构的Prescott版本，即Intel64。首先，这些产品仅以F系列的形式出售给原始设备制造商，但英特尔最终将其重命名为5×系列。 1，卖给消费者。

英特尔推出了Prentium 4 Prescott的另一个版本，即赛扬D。 它们的最大区别是它们显示的L1和L2缓存是以前的Willamette和Northwood桌面的两倍。

与许多以前基于NetBurst的赛扬相比，赛扬D的总体性能有了显着提高。 尽管总体性能有了显着改善，但确实存在一个大问题： 过热 。

英特尔生产的另一款处理器是奔腾D。 该处理器可以看作是奔腾4 Prescott的双核变体。 显然，附加内核的所有优点都已实现，但奔腾D的另一个显着改进是它可以运行多线程应用程序。 奔腾D系列在2008年已退休，因为它有很多陷阱，包括高功耗。

英特尔酷睿2（2006）

说实话，这里没有什么比英特尔命名约定更令人困惑了：Core i3，Core i5，Core i7和最近的10核Intel Core i9。

在这里，您可以看到Intel Core i3是Intel最低级别的处理器系列。 使用Core i3，您将获得两个核心（现在为四个），超线程技术（现在没有），更小的缓存和更高的能源效率。 这使它的成本比Core i5低很多，但又比Core i5还差。

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Core i5有点令人困惑。 在移动应用中，Core i5具有四个核心，但没有超线程 。 该处理器将提供增强的集成显卡和Turbo Boost，这是在需要一点点繁重工作时暂时提高处理器性能的方法。

所有Core i7处理器都集成了Core i5所缺少的超线程技术。 但是，在热情的平台PC上，Core i7可以具有从四个内核到八个内核的任何位置。

此外，由于Core i7是本系列中Intel最高级别的处理器，因此您可以依靠更好的集成显卡，更高效，更快的Turbo Boost和更大的缓存。 也就是说，Core i7是最昂贵的处理器型号。

关于创造历史的英特尔处理器的最终话语

直到21世纪初， 英特尔微处理器已在全球80％以上的PC中被发现。 该公司的产品线还包括芯片组和主板。 无线通信和其他应用中使用的闪存； 集线器，交换机，路由器和其他用于以太网的产品； 在其他产品中。

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通过智能营销，受支持的研发，卓越的制造洞察力，至关重要的企业文化，法律专业知识以及与软件巨头Microsoft Corporation的持续合作关系， 英特尔一直保持竞争优势。