CPU是Central Processing Unit(中央微處理器)的縮寫,它是計算機中最重要的一個部分,由運算器和控制器組成。如果把計算機比作人,那麼CPU就是人的大腦。CPU的發展非常迅速,個人電腦從8088(XT)發展到現在的Pentium 4時代,只經過了不到二十年的時間。 從生產技術來說,最初的8088集成了29000個電晶體,而PentiumⅢ的整合度超過了2810萬個電晶體;CPU的執行速度,以MIPS(百萬個指令每秒)為單位,8088是0.75MIPS,到高能奔騰時已超過了1000MIPS。不管什麼樣的CPU,其內部結構歸納起來都可以分為控制單元、邏輯單元和儲存單元三大部分,這三個部分相互協調,對命令和資料進行分析、判斷、運算並控制計算機各部分協調工作。 CPU從最初發展至今已經有二十多年的歷史了,這期間,按照其處理資訊的字長,CPU可以分為:4位微處理器、8位微處理器、16位微處理器、32位微處理器以及正在醞釀構建的64位微處理器,可以說個人電腦的發展是隨著CPU的發展而前進的。 Intel 4004 1971年,英特爾公司推出了世界上第一款微處理器4004,這是第一個可用於微型計算機的四位微處理器,它包含2300個電晶體。隨後英特爾又推出了8008,由於運算效能很差,其市場反應十分不理想。1974年,8008發展成8080,成為第二代微處理器。8080作為代替電子邏輯電路的器件被用於各種應用電路和裝置中,如果沒有微處理器,這些應用就無法實現。 由於微處理器可用來完成很多以前需要用較大裝置完成的計算任務,價格又便宜,於是各半導體公司開始競相生產微處理器晶片。Zilog公司生產了8080的增強型Z80,摩托羅拉公司生產了6800,英特爾公司於1976年又生產了增強型8085,但這些晶片基本沒有改變8080的基本特點,都屬於第二代微處理器。它們均採用NMOS工藝,整合度約9000只電晶體,平均指令執行時間為1μS~2μS,採用組合語言、BASIC、Fortran程式設計,使用單使用者作業系統。 Intel 8086 1978年英特爾公司生產的8086是第一個16位的微處理器。很快Zilog公司和摩托羅拉公司也宣佈計劃生產Z8000和68000。這就是第三代微處理器的起點。 8086微處理器最高主頻速度為8MHz,具有16位資料通道,記憶體定址能力為1MB。同時英特爾還生產出與之相配合的數學協處理器i8087,這兩種晶片使用相互相容的指令集,但i8087指令集中增加了一些專門用於對數、指數和三角函式等數學計算的指令。人們將這些指令集統一稱之為 x86指令集。雖然以後英特爾又陸續生產出第二代、第三代等更先進和更快的新型CPU,但都仍然相容原來的x86指令,而且英特爾在後續CPU的命名上沿用了原先的x86序列,直到後來因商標註冊問題,才放棄了繼續用阿拉伯數字命名。 1979年,英特爾公司又開發出了8088。8086和8088在晶片內部均採用16位資料傳輸,所以都稱為16位微處理器,但8086每週期能傳送或接收16位資料,而8088每週期只採用8位。因為最初的大部分裝置和晶片是8位的,而8088的外部8位資料傳送、接收能與這些裝置相相容。8088採用40針的DIP封裝,工作頻率為6.66MHz、7.16MHz或8MHz,微處理器集成了大約29000個電晶體。 8086和8088問世後不久,英特爾公司就開始對他們進行改進,他們將更多功能整合在晶片上,這樣就誕生了80186和80188。這兩款微處理器內部均以16位工作,在外部輸入輸出上80186採用16位,而80188和8088一樣是採用8位工作。 作為全球知名的半導體廠商之一,美國德州儀器(TI)也在486時代異軍突起,它自行生產了486 DX系列CPU,尤其在486DX2成為主流後,其DX2-80因較高的價效比成為當時主流產品之一,TI 486最高主頻為DX4-100,但其後再也沒有進入過CPU市場。 Cyrix 486DLC AMD於1999年2月推出了代號為“Sharptooth”(利齒)的K6-Ⅲ,它是該公司最後一款支援Super 7架構和CPGA封裝形式的CPU,採用0.25微米制造工藝、核心面積是135平方毫米,集成了2130萬個電晶體,工作電壓為2.2V/2.4V。 相對於K6-2而言,K6-Ⅲ最大的變化就是內部集成了256KB二級快取(新賽揚只有128KB),並以CPU的主頻速度執行。K6-Ⅲ的這一變化將能夠更大限度發揮高主頻的優勢。
CPU是Central Processing Unit(中央微處理器)的縮寫,它是計算機中最重要的一個部分,由運算器和控制器組成。如果把計算機比作人,那麼CPU就是人的大腦。CPU的發展非常迅速,個人電腦從8088(XT)發展到現在的Pentium 4時代,只經過了不到二十年的時間。 從生產技術來說,最初的8088集成了29000個電晶體,而PentiumⅢ的整合度超過了2810萬個電晶體;CPU的執行速度,以MIPS(百萬個指令每秒)為單位,8088是0.75MIPS,到高能奔騰時已超過了1000MIPS。不管什麼樣的CPU,其內部結構歸納起來都可以分為控制單元、邏輯單元和儲存單元三大部分,這三個部分相互協調,對命令和資料進行分析、判斷、運算並控制計算機各部分協調工作。 CPU從最初發展至今已經有二十多年的歷史了,這期間,按照其處理資訊的字長,CPU可以分為:4位微處理器、8位微處理器、16位微處理器、32位微處理器以及正在醞釀構建的64位微處理器,可以說個人電腦的發展是隨著CPU的發展而前進的。 Intel 4004 1971年,英特爾公司推出了世界上第一款微處理器4004,這是第一個可用於微型計算機的四位微處理器,它包含2300個電晶體。隨後英特爾又推出了8008,由於運算效能很差,其市場反應十分不理想。1974年,8008發展成8080,成為第二代微處理器。8080作為代替電子邏輯電路的器件被用於各種應用電路和裝置中,如果沒有微處理器,這些應用就無法實現。 由於微處理器可用來完成很多以前需要用較大裝置完成的計算任務,價格又便宜,於是各半導體公司開始競相生產微處理器晶片。Zilog公司生產了8080的增強型Z80,摩托羅拉公司生產了6800,英特爾公司於1976年又生產了增強型8085,但這些晶片基本沒有改變8080的基本特點,都屬於第二代微處理器。它們均採用NMOS工藝,整合度約9000只電晶體,平均指令執行時間為1μS~2μS,採用組合語言、BASIC、Fortran程式設計,使用單使用者作業系統。 Intel 8086 1978年英特爾公司生產的8086是第一個16位的微處理器。很快Zilog公司和摩托羅拉公司也宣佈計劃生產Z8000和68000。這就是第三代微處理器的起點。 8086微處理器最高主頻速度為8MHz,具有16位資料通道,記憶體定址能力為1MB。同時英特爾還生產出與之相配合的數學協處理器i8087,這兩種晶片使用相互相容的指令集,但i8087指令集中增加了一些專門用於對數、指數和三角函式等數學計算的指令。人們將這些指令集統一稱之為 x86指令集。雖然以後英特爾又陸續生產出第二代、第三代等更先進和更快的新型CPU,但都仍然相容原來的x86指令,而且英特爾在後續CPU的命名上沿用了原先的x86序列,直到後來因商標註冊問題,才放棄了繼續用阿拉伯數字命名。 1979年,英特爾公司又開發出了8088。8086和8088在晶片內部均採用16位資料傳輸,所以都稱為16位微處理器,但8086每週期能傳送或接收16位資料,而8088每週期只採用8位。因為最初的大部分裝置和晶片是8位的,而8088的外部8位資料傳送、接收能與這些裝置相相容。8088採用40針的DIP封裝,工作頻率為6.66MHz、7.16MHz或8MHz,微處理器集成了大約29000個電晶體。 8086和8088問世後不久,英特爾公司就開始對他們進行改進,他們將更多功能整合在晶片上,這樣就誕生了80186和80188。這兩款微處理器內部均以16位工作,在外部輸入輸出上80186採用16位,而80188和8088一樣是採用8位工作。 作為全球知名的半導體廠商之一,美國德州儀器(TI)也在486時代異軍突起,它自行生產了486 DX系列CPU,尤其在486DX2成為主流後,其DX2-80因較高的價效比成為當時主流產品之一,TI 486最高主頻為DX4-100,但其後再也沒有進入過CPU市場。 Cyrix 486DLC AMD於1999年2月推出了代號為“Sharptooth”(利齒)的K6-Ⅲ,它是該公司最後一款支援Super 7架構和CPGA封裝形式的CPU,採用0.25微米制造工藝、核心面積是135平方毫米,集成了2130萬個電晶體,工作電壓為2.2V/2.4V。 相對於K6-2而言,K6-Ⅲ最大的變化就是內部集成了256KB二級快取(新賽揚只有128KB),並以CPU的主頻速度執行。K6-Ⅲ的這一變化將能夠更大限度發揮高主頻的優勢。