CPU的发展

Question

从Intel CPU的发展看自我淘汰和创新精神,追踪Intel公司生产CPU的历史；解剖1到2个实例说明Intel的自我淘汰和创新精神（例如从286到386变化）；未来CPU发展的展望；结论意见。
有配图最好了.拜托大家帮帮忙.下周就要交了.

Answer 1

　　1971年：4004微处理器
　　4004处理器是英特尔的第一款微处理器。这一突破性的重大发明不仅成为Busicom计算器强劲的动力之源，更打开了让机器设备象个人电脑一样可嵌入智能的未来之路。

　　1972年：8008微处理器
　　8008处理器拥有相当于4004处理器两倍的处理能力。《无线电电子学》 杂志1974年的一篇文章曾提及一种采用了8008处理器的设备 Mark-8，它是首批为家用目的而制造的电脑之一——不过按照今天的标准，Mark-8既难于制造组装，又不容易维护操作。

　　1974年：8080微处理器
　　世界上第一台个人电脑 Altair 采用了8080处理器作为大脑——据称 “Altair” 出自电视剧 《星际迷航 Star Trek》，是片中企业号飞船的目标地之一。电脑爱好者们花395美元就能购买一台 Altair。仅短短几个月时间，这种电脑就销售出了好几万台，创下历史上首次个人电脑延期交货的纪录

　　1978年：8086-8088微处理器
　　英特尔与IBM 新个人电脑部门所进行的一次关键交易使8088处理器成为了IBM 新型主打产品IBM PC的大脑。8088的大获成功使英特尔步入全球企业500强的行列，并被 《财富》 杂志评为“70 年代最成功企业”之一。

　　1982年：286微处理器
　　英特尔286最初的名称为80286，是英特尔第一款能够运行所有为其前代产品编写的软件的处理器。这种强大的软件兼容性亦成为英特尔微处理器家族的重要特点之一。在该产品发布后的6年里，全世界共生产了大约1500万台采用286处理器的个人电脑。

　　1985年：英特386™ 微处理器
　　英特尔386™ 微处理器拥有275,000个晶体管，是早期4004处理器的100多倍。该处理器是一款32位芯片，具有多任务处理能力，也就是说它可以同时运行多种程序。

　　1989年：英特尔486™ DX CPU 微处理器
　　英特尔486™ 处理器从真正意义上表明用户从依靠输入命令运行电脑的年代进入了只需点击即可操作的全新时代。史密森尼博物院国立美国历史博物馆的技术史学家David K. Allison回忆说，“我第一次拥有这样一台彩色显示电脑，并如此之快地在桌面进行我的排版工作。”英特尔486™ 处理器首次增加了一个内置的数学协处理器，将复杂的数学功能从中央处理器中分离出来，从而大幅度提高了计算速度。

　　1993年：英特尔奔腾（Pentium）处理器
　　英特尔奔腾处理器能够让电脑更加轻松地整合 “真实世界” 中的数据（如讲话、声音、笔迹和图片）。通过漫画和电视脱口秀节目宣传的英特尔奔腾处理器，一经推出即迅速成为一个家喻户晓的知名品牌。

　　1995年：英特尔高能奔腾（Italium Pentium） 处理器
　　于1995 年秋季发布的英特尔高能奔腾处理器设计用于支持32位服务器和工作站应用，以及高速的电脑辅助设计、机械工程和科学计算等。每一枚英特尔高能奔腾处理器在封装时都加入了一枚可以再次提升速度的二级高速缓存存储芯片。强大的英特尔高能奔腾处理器拥有多达550万个晶体管。不适应市场需要，过早夭折。

　　1997年：英特尔奔腾II（Pentium II）处理器
　　英特尔奔腾II 处理器拥有750万个晶体管，并采用了英特尔MMX™ 技术，专门设计用于高效处理视频、音频和图形数据。该产品采用了创新的单边接触卡盒（S.E.C）封装，并整合了一枚高速缓存存储芯片。有了这一芯片，个人电脑用户就可以通过互联网捕捉、编辑并与朋友和家人共享数字图片；还可以对家庭电影进行编辑和添加文本、音乐或情景过渡；甚至可以使用视频电话通过标准的电话线向互联网发送视频。

　　1998年：英特尔奔腾II至强（Xeon）处理器
　　英特尔奔腾II至强处理器设计用于满足中高端服务器和工作站的性能要求。遵照英特尔为特定市场提供专属处理器产品的战略，英特尔奔腾II至强处理器所拥有的技术创新专门设计用于工作站和服务器执行所需的商业应用，如互联网服务、企业数据存储、数字内容创作以及电子和机械设计自动化等。基于该处理器的计算机系统可配置四或八枚处理器甚至更多。

　　1999年：英特尔赛扬（Celeron）处理器
　　作为英特尔面向具体市场开发产品这一战略的继续，英特尔赛扬处理器设计用于经济型的个人电脑市场。该处理器为消费者提供了格外出色的性价比，并为游戏和教育软件等应用提供了出色的性能。

　　1999年：英特尔奔腾III（Pentium III）处理器
　　英特尔奔腾III处理器的70条创新指令——因特网数据流单指令序列扩展（Internet Streaming SIMD extensions）——明显增强了处理高级图像、3D、音频流、视频和语音识别等应用所需的性能。该产品设计用于大幅提升互联网体验，让用户得以浏览逼真的网上博物馆和商店，并下载高品质的视频等。该处理器集成了950万个晶体管，并采用了0.25微米技术。

　　1999年：英特尔奔腾III至强（Pentium III Xeon）处理器
　　英特尔奔腾III至强处理器在英特尔面向工作站和服务器市场的产品基础上进行了扩展，提供额外的性能以支持电子商务应用及高端商业计算。该处理器整合了英特尔奔腾III 处理器所拥有的70条 SIMD 指令，使得多媒体和视频流应用的性能显著增强。并且英特尔奔腾III至强处理器所拥有的先进的高速缓存技术加速了信息从系统总线到处理器的传输，使性能获得了大幅提升。该处理器设计用于多处理器配置的系统。

　　2000年：英特尔奔腾4（Pentium 4）处理器
　　基于英特尔奔腾4处理器的个人电脑用户可以创作专业品质的电影；通过互联网发送像电视一样的视频；使用实时视频语音工具进行交流；实时渲染3D图形；为 MP3 播放器快速编码音乐；在与互联网进行连接的状态下同时运行多个多媒体应用。该处理器最初推出时就拥有4200万个晶体管和仅为0.18微米的电路线。 英特尔首款微处理器4004的运行速率为108KHz，而现今的英特尔奔腾4处理器的初速率已经达到了1.5GHz，如果汽车的速度也能有同等提升的话，那么从旧金山开车到纽约只需要13秒。

　　2001年：英特尔至强（Xeon）处理器
　　英特尔至强处理器的应用目标是那些即将出现的高性能和中端双路工作站、以及双路和多路配置的服务器。该平台为客户提供了一种兼具高性能和低价格优势的全新操作系统和应用选择。与基于英特尔 奔腾III至强处理器的系统相比，采用英特尔至强处理器的工作站根据应用和配置的不同，其性能预计可提升30%到90%左右。该处理器基于英特尔NetBurst™ 架构，设计用于为视频和音频应用、高级互联网技术及复杂3D图形提供所需要的计算动力。

　　2001年：英特尔安腾（Itanium）处理器
　　英特尔安腾处理器是英特尔推出的64位处理器家族中的首款产品。该处理器是在基于英特尔显式并行指令计算（EPIC）设计技术的全新架构之基础上开发制造的，设计用于高端、企业级服务器和工作站。该处理器能够为要求最苛刻的企业和高性能计算应用（包括电子商务安全交易、大型数据库、计算机辅助的机械工程以及精密的科学和工程计算）提供全球最出色的性能。

　　2002年：英特尔安腾2处理器（Itanium2） Intel Pentium 4 /Hyper Threading处理器
　　英特尔安腾2处理器是安腾处理器家族的第二位成员，同样是一款企业用处理器。该处理器家族为数据密集程度最高、业务最关键和技术要求最高的计算应用提供英特尔 架构的出色性能及规模经济等优势。该处理器能为数据库、计算机辅助工程、网上交易安全等提供领先的性能。
　　英特尔推出新款Intel Pentium 4处理器内含创新的Hyper-Threading（HT）超执行绪技术。超执行绪技术打造出新等级的高效能桌上型计算机，能同时快速执行多项运算应用， 或针对支持多重执行绪的软件带来更高的效能。超执行绪技术让计算机效能增加25%。除了为桌上型计算机使用者提供超执行绪技术外，英特尔亦达成另一项计算 机里程碑，就是推出运作时脉达3.06GHz的Pentium 4处理器，是首款每秒执行30亿个运算周期的商业微处理器，如此优异的性能要归功于当时业界最先进的0.13微米制程技术，翌年，内建超执行绪技术的 Intel Pentium4处理器时脉达到3.2GHz。

　　2003年：英特尔 奔腾 M（Pentium M） /赛扬 M （Celeron M）处理器
　　英特尔奔腾M处理器，英特尔855芯片组家族以及英特尔PRO/无线2100网卡是英特尔迅驰™ 移动计算技术的三大组成部分。英特尔迅驰移动计算技术专门设计用于便携式计算，具有内建的无线局域网能力和突破性的创新移动性能。该处理器支持更耐久的电池使用时间，以及更轻更薄的笔记本电脑造形。

　　2005年：Intel Pentium D 处理器
　　首颗内含2个处理核心的Intel Pentium D处理器登场，正式揭开x86处理器多核心时代。(绰号胶水双核,被别人这样叫是有原因的,PD由于高频低能噪音大,所以才有这个称号)

　　2005年：Intel Core处理器
　　这是英特尔向酷睿架构迈进的第一步。但是，酷睿处理器并没有采用酷睿架构，而是介于NetBurst和Core之间（第一个基于Core架构的处理器是酷睿2）。最初酷睿处理器是面向移动平台的，它是英特尔迅驰3的一个模块，但是后来苹果转向英特尔平台后推出的台式机就是采用的酷睿处理器。
　　酷睿使双核技术在移动平台上第一次得到实现。与后来的酷睿2类似，酷睿仍然有数个版本：Duo双核版，Solo单核版。其中还有数个低电压版型号以满足对节电要求苛刻的用户的要求。

　　2006年：Intel Core 2 （酷睿2，俗称“扣肉”）/ 赛扬 Duo 处理器
　　Core微架构桌面/移动处理器：桌面处理器核心代号Conroe。将命名为Core 2 Duo/Extreme家族，其E6700 2.6GHz型号比先前推出之最强的Intel Pentium D 960（3.6GHz）处理器，在效能方面提升了40%，省电效率亦增加40%，Core 2 Duo处理器内含2.91亿个晶体管。移动处理器核心代号Merom。是迅驰3.5和迅驰4的处理器模块。当然这两种酷睿2有区别，最主要的就是将FSB由667MHz/533MHz提升到了800MHz。

　　2007年：Intel 四核心服务器用处理器
　　英特尔已经推出了若干四核台式机芯片，作为其双核Quad和Extreme家族的组成部分。在服务器领域，英特尔将在其低电压3500和7300系列中交付使用不少于具有9个四核处理器的Xeons。

　　2007年：Intel QX9770四核至强45nm处理器
　　先进制程带来的节能冷静，HI-K的引进使CPU更加稳定。先进的SSE4.1指令集、快速除法器，卓越的执行效率，INTEL在处理器方面不断领先

　　2008年：Intel Atom凌动处理器
　　低至0.6W的超低功耗处理器，带给大家的是难以想象的节能与冷静

　　未来：Intel Larrabee计划

　　Intel TerraFlops 80核处理器
　　这里的“80核”只是一种概念，并不是说处理器正好拥有80个物理核心，而是指处理器拥有大量规模化并行处理能力的核心。TerraFlops处理器将拥有至少28个核心，不同的核心有不同的处理领域，整个处理器运算速度将达到每秒万亿次，相当于现在对普通用户还遥不可及的超级计算机的速度。目前，TerraFlops计划只接纳商业和政府用户，但是根据英特尔的计划，个人用户也会在将来使用上万亿次计算能力的多核处理器。

　　英特尔处理器核的特点在于具有称之为“宽动态执行”的功能。更为重要的是，其工作功耗比为奔腾4提供处理能力的Netburst架构要低。“我们期望到今年底自顶向下百分之百地采用核微架构，”Otellini说，“今年全年，我们正以非常快的速度取代所有的产品，甚至以核微架构的变种渗透到奔腾处理器和赛扬处理器的领域。这就赋予我们在每一个领域的性能领先地位，并赋予我们高度的成本优势。”

　　3月26日，英特尔公司总裁兼首席执行官保罗·欧德宁在北京宣布：英特尔将投资25亿美元在大连兴建一座先进的300毫米晶圆制造厂。

　　英特尔，超越未来
　　Leap Ahead

　　该企业品牌在世界品牌实验室（World Brand Lab）编制的2006年度《世界品牌500强》排行榜中名列第八，在《巴伦周刊》公布的2006年度全球100家大公司受尊重度排行榜中名列第二十八。该企业在2007年度《财富》全球最大五百家公司排名中名列第一百八十三。
　　作为行业巨头，INTEL一直在为推动计算机行业的发展做出不懈努力，可以说，INTEL与MICROSOFT的发展方向便是IT行业的发展方向。
　　将来，45nm，32nm，20nm以及更新的架构与制程，16核，80核以及更多核心的处理器，22W，19W，以及更好的节能技术，INTEL将始终代表着IT行业的发展方向，技术领先，超越未来。

Answer 2

Intel CPU的发展历程

1. i4004

1971年11月15日，成立3年的Intel公司推出了世界上第一个微处理器（4004CPU），4位微处理器，10微米的工艺，16针DIP封装，尺寸为3*4mm，共有2300个晶体管，工作频率为108KHz，每秒运算6万次。

2. i8008

1972年，Intel推出第一个8位的微处理器（8008），共有3500个晶体管，10微米工艺，内存空间为16KB，工作频率为200KHz。

3. 8080

1974年，第一个真正的微处理器诞生（8080），共有6000个晶体管，6微米工艺，内存空间为64KB，工作频率为2MHz。

其他公司生产的CPU：Zilog公司的增强型Z80；摩托罗拉公司的6800；Intel公司在1976年的增强型8085

4. 8086

1978年推出16位微处理器（8086），共有29000个晶体管，3微米工艺，最大内存空间为1MB，工作频率为4.77MHz。同年，Intel又推出16位8088 CPU

1980年PC形成市场，IBM公司推出以8088为微处器的IBM PC（以及随后的PC XT)

5. 80186/80188

1980年诞生的80186/80188 CPU与8086/8088 CPU的内部结构相似。

6. 80286

1982年，Intel公司推出是基于X86体系结构，共有13400个晶体管，1.5微米工艺，工作频率为6-25MHz。

1984年，16位PC市场迅速扩张，IBM以Intel80286为CPU架构，推出了PC AT。

7. 80386

1985年诞生的80386 CPU（简称386），2微米工艺，共有275000个晶体管，32位，支持最大4GB内存，工作频率从16MHz开始，可外接64－128KB。

1989年，Intel以最新的1微米工艺开发386SX，而原先的386改名为386DX。386DX和386SX的差别在于：

（1）386DX 内部寄存器、外部数据与内存总线皆为32位，执行速度也比较快。

（2）386SX 内部寄存器为32位，但外部数据总线为16位。

8. 80486

1989年，Intel推出80486 CPU(简称486）,0.8微米工艺，共有120万个晶体管，支持最大4GB内存，486的指令系统与8086/8088/286/386兼容。芯片内部包8KB Cahe和浮点运算单元FPU。

9. Pentium（奔腾）

1993年3月，Intel推出Pentium CPU，共有310万个晶体管。（1）采用超标量技术（2）首次运用二个独立的高线缓存（3）采用Socket 5 IA32架构。

第一代Pentium产品，工作频率为60MHz和66HMz，0.8微米工艺，核心电压5V，Socket5插座。

一年后Intel推出改良产品，代号P54C，共有330万个晶体管，早期的Pentium 75/120，采用0.6微米工艺，后期的Pentium 120，采用0.35微米工艺，电压3.3V，Socket7插座。

10. Pentium Pro（高能奔腾）

1995年，推出了Pentium Pro CPU，共有550万个晶体管，0.35微米工艺，工作频率为150-200MHz，带有三条独立管线，地址总线拓宽到36位，支持64GB内存寻址。

Intel首次将二级缓存整合到CPU上，不直接处理X86指令，而将X86指令转换为RISC指令再执行。

11. Pentium MMX(多能奔腾）

1996年推出Pentium系列的改进版本，代号为P55C，就是Pentium MMX。增加了内片16KB数据缓存和16KB指令缓存、4路写缓存以及分支预测单元和返回堆技术，新增了57条MMX多媒体指令。

MMX技术（Multi Media Extension，多媒体扩展指令集），专门用来处理音频、视频等数据，可以大大缩短了CPU的处理多媒体数据时时等待时间。

Pentium MMX系列频率只有种：166/200/233MHz；32KB一级缓存；核心电压2.8V；倍频分别为2.5X、3X、3.5X；Socket 7插座。

12.移动式Pentium CPU

专为笔记本计算机设计，0.25微米工艺，CPU时钟频率超过200MHz，结合指令集和32KB L1的高速缓存。

13. Pentium 2 (奔腾2)

1997年推出Pentium 2 CPU(即P2)，共有750万个晶体管，0.35微米工艺，支持最大64GB内存，工作频率为200-500MHz

从Pentium 2开始，Intel细分产品线，针对市场上的中、低、高端用户，分别推出相应的Pentium(奔腾)、Celeron(赛扬)、Xeon(至强)

(1)Pentium 2系列

1)Klamath

1997年5月7日发布，是Pentium 2家族的第一款处理器，0.35微米工艺，工作电压2.8V，时钟频率为233-300MHz，系统总线频率为66MHz，带有256KB或512KB的二级缓存，采用Slot 1架构。

2）Deschutes

1998年1月26日发布，是最后一个正式用于处理器的Pentium2内核。0.25微米工艺，工作电压2.0V，内核频率提高到266-450MHz，系统总线频率为66-100MHz，一级缓存为32KB，二级缓存为512KB，采用Slot 1架构。

（2）Celeron系列

1）Covington

1998年4月15日，是Celeron家族的第一款产品，定位在低端市场，接口为Slot 1架构。采用Deschues内核，0.25微米工艺，工作电压为2.0V，工作频率为266-300MHz，总线频率为66MHz有一级缓存32KB，没有配有二级缓存。（没有二级缓存而引起了很大争议）

2）Mendocino

1998年8月8日，是Celeron家族的第二款产品，吸取Covinton的教训。集成了128KB的二级缓存，时钟频率为300-350MHz，系统总线频率为66MHz，拥有Slot 1和Socket 370两个系列产品

Slot 1的Mendocino 采用0.25微米工艺，核心电压为2.0V，时钟频率为300-433MHz

Socket 370的Mendocino 采用0.22微米工艺，时钟频率为300-533MHz

3）Dixon

是Celeron时代的第二篇章，专为低价格笔记本电脑设计，采用0.25微米工艺，一级缓存为32KB，二级缓存为256KB，时钟频率为300MHz和500MHz，系统总线频率为66MHz。

14. Pentium 3（奔腾3）

1999年推出Pentium3，共有2800万个晶体管，0.25微米工艺，沿用第六代（P2）处理器的系统架构。

（1）Katmai

是Pentium3的第一代产品，增加了SSE（Streaming SIMD Extensions）指令,还增加了MMX指令。采用0.25微米工艺，时钟频率为450-600MHz，采用Slot 1 封装，512KB二级缓存位于卡匣内的电路板上。

（2）Coppermine（Slot）

1999年10月底，Intel正式发布代号为“Coppermine”,前端总线为133MHz，最高达1GHz，全新的核心设计（内置256KB与CPU主频同步运行的二级缓存），0.18微米工艺，共有2800万个晶体管。

（3）Coppermine（Socket370)

1999年底，推出FC－PGA 370封装的Coppermine CPU，内置全速256KB二级缓存。

Coppermine新增加的特性有：

1）内置全速256KB二级缓存，Intel公司这种新的二级缓存为“高级传输高速缓存”

2）以FC－PGA370方式封装便于高性能Pentium3处理器的小型化。

3）集成度极高，工作电压更低，功耗更低，散热更少，更适用于移动计算。

4）更高的后端总线传输带宽。

15. Coppermine 128KB（Celeron 2)

是对Celeron家族产品的扩展，采用了Coppermine处理器的内核，内置128KB二级缓存，第一款对SSE支持的Celeron CPU。

16. Pentium 4

2000年11月21日，Intel发布了Pentium 4 CPU，代号为Willamette,0.18微米铝导线工艺，配合低温半导体介质技术制成。基于Intel的NetBurst微架构，应用领域铁包括网络广播、网络视频流、图片处理、视频剪辑、语音、3D、CSD、游戏、多媒体、多任务环境等。

1）P4的主要逻辑部件的作用：

1）新的处理器前端系统总线（FSB）

2）高速执行缓存

3）快速执行引擎

4）256KB的高速缓存（ATC）

5）高级动执行

6）改进的浮运算和多媒体单元

7）网络数据流单指令多数据扩展2（SSE2）

（2）P4处理器两种型号

1）Willamette

采用新的IA－32体系统架构，全新的Socket423插座，0.18微米制程，集成了256KB二级缓存，支持SSE2指令集，多达20级的超标量流水线，搭配I850/I845芯片组，还新增了执行单元、解码器和增加缓存容量等。陆续推出1.4-2.0GHz的主频。

2）Northwood

在一年后，Intel发布第二个P4，代号为Northwood，全新的Socket478插座，0.13微米制程，集成了512KB二级缓存，支持SSE2指令集

AMD CPU的发展历程

1. K5

是AMD的第一款处理器，支持Socket5架构，AMD的PR速率为75-166MHz,系统总线频率为55-66MHz，具有24KB的一级缓存，二级缓存是主板上的。

2. K6

1997年4月，推出K6，采用0.35微米工艺，工作频率在166-233MHz之间不等，基于对686处理器的研究开发，新增了MMX指令集，一