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简述CPU的发展趋势
发展过程
CPU这个名称,早期是对一系列可以执行复杂的计算机程序或电脑程式的逻辑机器的描述 。这个空泛的定义很容易在“CPU”这个名称被普遍使用之前将计算机本身也包括在内 。
诞 生
**处理器(Intel)
但从20世纪70年代开始,由于集成电路的大规模使用,把本来需要由数个独立单元构成的CPU集成为一块微小但功能空前强大的微处理器时 。这个名称及其缩写才真正在电子计算机产业中得到广泛应用 。尽管与早期相比,CPU在物理形态、设计制造和具体任务的执行上都有了戏剧性的发展,但是其基本的操作原理一直没有改变 。
1971年,当时还处在发展阶段的Intel公司推出了世界上第一台真正的微处理器--4004 。这不但是第一个用于计算器的4位微处理器,也是第一款个人有能力买得起的电脑处理器!
4004含有2300个晶体管,功能相当有限,而且速度还很慢,被当时的蓝色巨人IBM以及大部分商业用户不屑一顾,但是它毕竟是划时代的产品,从此以后,Intel公司便与微处理器结下了不解之缘 。可以这么说,CPU的历史发展历程其实也就是Intel公司X86系列CPU的发展历程,就通过它来展开的“CPU历史之旅” 。
起步的角逐
**处理器(Intel)
1978年,Intel公司再次领导潮流,首次生产出16位的微处理器,并命名为i8086,同时还生产出与之相配合的数学协处理器i8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集,但在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 。由于这些指令集应用于i8086和i8087,所以人们也把这些指令集中统一称之为X86指令集 。
虽然以后Intel公司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,而且Intel公司在后续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 。至于在后来发展壮大的其他公司,例如AMD和Cyrix等,在486以前(包括486)的CPU都是按Intel的命名方式为自己的X86系列CPU命名,但到了586时代,市场竞争越来越厉害了,由于商标注册问题,它们已经无法继续使用与Intel的X86系列相同或相似的命名,只好另外为自己的586、686兼容CPU命名了 。
1979年,Intel公司推出了8088芯片,它仍旧是属于16位微处理器,内含29000个晶体管,时钟频率为4.77MHz,地址总线为20位,可使用1MB内存 。8088内部数据总线都是16位,外部数据总线是8位,而它的兄弟8086是16位 。
微机时代的来临
**处理器(概念图)
1981年,8088芯片首次用于IBM的PC(个人电脑 )机中,开创了全新的微机时代 。也正是从8088开始,PC的概念开始在全世界范围内发展起来 。
早期的CPU通常是为大型及特定应用的计算机而订制 。但是,这种昂贵为特定应用定制CPU的方法很大程度上已经让位于开发便宜、标准化、适用于一个或多个目的的处理器类 。
这个标准化趋势始于由单个晶体管组成的大型机和微机年代,随着集成电路的出现而加速 。集成电路使得更为复杂的CPU可以在很小的空间中设计和制造出来(在微米的量级) 。
1982年,许多年轻的读者尚在襁褓之中的时候,Intel公司已经推出了划时代的最新产品枣80286芯片,该芯片比8086和8088都有了飞跃的发展,虽然它仍旧是16位结构,但是在CPU的内部含有13.4万个晶体管,时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz 。其内部和外部数据总线皆为16位,地址总线24位,可寻址16MB内存 。从80286开始,CPU的工作方式也演变出两种来:实模式和保护模式 。
**处理器(AMD速龙64FX概念图)