第一篇:CPU型號(hào)大全總結(jié)詳解
編者按:任何東西從發(fā)展到壯大都會(huì)經(jīng)歷一個(gè)過(guò)程,CPU能夠發(fā)展到今天這個(gè)規(guī)模和成就,其中的發(fā)展史更是耐人尋味。作為電腦之“芯”的CPU也不例外,本文讓我們進(jìn)入時(shí)間不長(zhǎng)卻風(fēng)云激蕩的CPU發(fā)展歷程中去。在這個(gè)回顧的過(guò)程中,我們主要敘述了目前兩大CPU巨頭——Intel和AMD的產(chǎn)品發(fā)展歷程,對(duì)于其他的CPU公司,例如Cyrix和IDT等,因?yàn)槠洚a(chǎn)品我們極少見(jiàn)到,篇幅所限我們就不再累述了。
一、X86時(shí)代的CPU
CPU的溯源可以一直去到1971年。在那一年,當(dāng)時(shí)還處在發(fā)展階段的INTEL公司推出了世界上第一臺(tái)微處理器4004。這不但是第一個(gè)用于計(jì)算器的4位微處理器,也是第一款個(gè)人有能力買(mǎi)得起的電腦處理器!4004含有2300個(gè)晶體管,功能相當(dāng)有限,而且速度還很慢,被當(dāng)時(shí)的藍(lán)色巨人IBM以及大部分商業(yè)用戶(hù)不屑一顧,但是它畢竟是劃時(shí)代的產(chǎn)品,從此以后,INTEL便與微處理器結(jié)下了不解之緣??梢赃@么說(shuō),CPU的歷史發(fā)展歷程其實(shí)也就是INTEL公司X86系列CPU的發(fā)展歷程,我們就通過(guò)它來(lái)展開(kāi)我們的“CPU歷史之旅”。
4004處理器核心架構(gòu)圖
1978年,Intel公司再次領(lǐng)導(dǎo)潮流,首次生產(chǎn)出16位的微處理器,并命名為i8086,同時(shí)還生產(chǎn)出與之相配合的數(shù)學(xué)協(xié)處理器i8087,這兩種芯片使用相互兼容的指令集,但在i8087指令集中增加了一些專(zhuān)門(mén)用于對(duì)數(shù)、指數(shù)和三角函數(shù)等數(shù)學(xué)計(jì)算指令。由于這些指令集應(yīng)用于i8086和i8087,所以人們也這些指令集統(tǒng)一稱(chēng)之為X86指令集。雖然以后Intel又陸續(xù)生產(chǎn)出第二代、第三代等更先進(jìn)和更快的新型CPU,但都仍然兼容原來(lái)的X86指令,而且Intel在后續(xù)CPU的命名上沿用了原先的X86序列,直到后來(lái)因商標(biāo)注冊(cè)問(wèn)題,才放棄了繼續(xù)用阿拉伯?dāng)?shù)字命名。至于在后來(lái)發(fā)展壯大的其他公司,例如AMD和Cyrix等,在486以前(包括486)的CPU都是按Intel的命名方式為自己的X86系列CPU命名,但到了586時(shí)代,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越厲害了,由于商標(biāo)注冊(cè)問(wèn)題,它們已經(jīng)無(wú)法繼續(xù)使用與Intel的X86系列相同或相似的命名,只好另外為自己的586、686兼容CPU命名了。
1979年,INTEL公司推出了8088芯片,它仍舊是屬于16位微處理器,內(nèi)含29000個(gè)晶體管,時(shí)鐘頻率為4.77MHz,地址總線為20位,可使用1MB內(nèi)存。8088內(nèi)部數(shù)據(jù)總線都是16位,外部數(shù)據(jù)總線是8位,而它的兄弟8086是16位。1981年8088芯片首次用于IBM PC機(jī)中,開(kāi)創(chuàng)了全新的微機(jī)時(shí)代。也正是從8088開(kāi)始,PC機(jī)(個(gè)人電腦)的概念開(kāi)始在全世界范圍內(nèi)發(fā)展起來(lái)。
Intel 8086處理器
1982年,許多年輕的讀者尚在襁褓之中的時(shí)候,INTE已經(jīng)推出了劃時(shí)代的最新產(chǎn)品棗80286芯片,該芯片比8006和8088都有了飛躍的發(fā)展,雖然它仍舊是16位結(jié)構(gòu),但是在CPU的內(nèi)部含有13.4萬(wàn)個(gè)晶體管,時(shí)鐘頻率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線皆為16位,地址總線24位,可尋址16MB內(nèi)存。從80286開(kāi)始,CPU的工作方式也演變出兩種來(lái):實(shí)模式和保護(hù)模式。Intel 80286處理器
1985年INTEL推出了80386芯片,它是80X86系列中的第一種32位微處理器,而且制造工藝也有了很大的進(jìn)步,與80286相比,80386內(nèi)部?jī)?nèi)含27.5萬(wàn)個(gè)晶體管,時(shí)鐘頻率為12.5MHz,后提高到20MHz,25MHz,33MHz。80386的內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線都是32位,地址總線也是32位,可尋址高達(dá)4GB內(nèi)存。它除具有實(shí)模式和保護(hù)模式外,還增加了一種叫虛擬86的工作方式,可以通過(guò)同時(shí)模擬多個(gè)8086處理器來(lái)提供多任務(wù)能力。除了標(biāo)準(zhǔn)的80386芯片,也就是我們以前經(jīng)常說(shuō)的80386DX外,出于不同的市場(chǎng)和應(yīng)用考慮,INTEL又陸續(xù)推出了一些其它類(lèi)型的80386芯片:80386SX、80386SL、80386DL等。1988年推出的80386SX是市場(chǎng)定位在80286和80386DX之間的一種芯片,其與80386DX的不同在于外部數(shù)據(jù)總線和地址總線皆與80286相同,分別是16位和24位(即尋址能力為16MB)。1990年推出的80386 SL和80386 DL都是低功耗、節(jié)能型芯片,主要用于便攜機(jī)和節(jié)能型臺(tái)式機(jī)。80386 SL與80386 DL的不同在于前者是基于80386SX的,后者是基于80386DX的,但兩者皆增加了一種新的工作方式:系統(tǒng)管理方式(SMM)。當(dāng)進(jìn)入系統(tǒng)管理方式后,CPU就自動(dòng)降低運(yùn)行速度、控制顯示屏和硬盤(pán)等其它部件暫停工作,甚至停止運(yùn)行,進(jìn)入“休眠”狀態(tài),以達(dá)到節(jié)能目的。
Intel 80386處理器
1989年,我們大家耳熟能詳?shù)?0486芯片由INTEL推出,這種芯片的偉大之處就在于它實(shí)破了100萬(wàn)個(gè)晶體管的界限,集成了120萬(wàn)個(gè)晶體管。80486的時(shí)鐘頻率從25MHz逐步提高到33MHz、50MHz。80486是將80386和數(shù)學(xué)協(xié)處理器80387以及一個(gè)8KB的高速緩存集成在一個(gè)芯片內(nèi),并且在80X86系列中首次采用了RISC(精簡(jiǎn)指令集)技術(shù),可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條指令。它還采用了突發(fā)總線方式,大大提高了與內(nèi)存的數(shù)據(jù)交換速度。由于這些改進(jìn),80486的性能比帶有80387數(shù)學(xué)協(xié)處理器的80386DX提高了4倍。80486和80386一樣,也陸續(xù)出現(xiàn)了幾種類(lèi)型。上面介紹的最初類(lèi)型是80486DX。1990年推出了80486SX,它是486類(lèi)型中的一種低價(jià)格機(jī)型,其與80486DX的區(qū)別在于它沒(méi)有數(shù)學(xué)協(xié)處理器。80486 DX2由系用了時(shí)鐘倍頻技術(shù),也就是說(shuō)芯片內(nèi)部的運(yùn)行速度是外部總線運(yùn)行速度的兩倍,即芯片內(nèi)部以2倍于系統(tǒng)時(shí)鐘的速度運(yùn)行,但仍以原有時(shí)鐘速度與外界通訊。80486 DX2的內(nèi)部時(shí)鐘頻率主要有40MHz、50MHz、66MHz等。80486 DX4也是采用了時(shí)鐘倍頻技術(shù)的芯片,它允許其內(nèi)部單元以2倍或3倍于外部總線的速度運(yùn)行。為了支持這種提高了的內(nèi)部工作頻率,它的片內(nèi)高速緩存擴(kuò)大到16KB。80486 DX4的時(shí)鐘頻率為100MHz,其運(yùn)行速度比66MHz的80486 DX2快40%。80486也有SL增強(qiáng)類(lèi)型,其具有系統(tǒng)管理方式,用于便攜機(jī)或節(jié)能型臺(tái)式機(jī)。
二、奔騰時(shí)代的CPU
繼承著80486大獲成功的東風(fēng),賺翻了幾倍資金的INTEL在1993年推出了全新一代的高性能處理器——奔騰。由于CPU市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越趨向于激烈化,INTEL覺(jué)得不能再讓AMD和其他公司用同樣的名字來(lái)?yè)屪约旱娘埻肓?,于是提出了商?biāo)注冊(cè),由于在美國(guó)的法律里面是不能用阿拉伯?dāng)?shù)字注冊(cè)的,于是INTEL玩了哥花樣,用拉丁文去注冊(cè)商標(biāo)。奔騰在拉丁文里面就是“五”的意思了。INTEL公司還替它起了一個(gè)相當(dāng)好聽(tīng)的中文名字——奔騰。奔騰的廠家代號(hào)是P54C,奔騰的內(nèi)部含有的晶體管數(shù)量高達(dá)310萬(wàn)個(gè),時(shí)鐘頻率由最初推出的60MHZ和66MHZ,后提高到200MHZ。單單是最初版本的66MHZ的奔騰微處理器,它的運(yùn)算性能比33MHZ的80486 DX就提高了3倍多,而100MHZ的奔騰則比33MHZ的80486 DX要快6至8倍。也就是從奔騰開(kāi)始,我們大家有了超頻這樣一個(gè)用盡量少的錢(qián)換取盡量多的性能的好方法。作為世界上第一個(gè)586級(jí)處理器,奔騰也是第一個(gè)令人超頻的最多的處理器,由于奔騰的制造工藝優(yōu)良,所以整個(gè)系列的CPU的浮點(diǎn)性能也是各種各樣性能是CPU中最強(qiáng)的,可超頻性能最大,因此贏得了586級(jí)CPU的大部分市場(chǎng)。奔騰家族里面的頻率有60/66/75//90/100/120/133/150/166/200,至于CPU的內(nèi)部頻率則是從60MHz到66MHz不等。值得一提的是,從奔騰75開(kāi)始,CPU的插座技術(shù)正式從以前的Socket4轉(zhuǎn)換到同時(shí)支持Socket 5和7同時(shí)支持,其中Socket 7還一直沿用至今。而且所有的奔騰 CPU里面都已經(jīng)內(nèi)置了16K的一級(jí)緩存,這樣使它的處理性能更加強(qiáng)大。
Intel 奔騰處理器
與此同時(shí),AMD公司也不甘示弱推出了K5系列的CPU。(AMD公司也改名字了!)它的頻率一共有六種:75/90/100/120/133/166,內(nèi)部總線的頻率和奔騰差不多,都是60或者66MHz,雖然它在浮點(diǎn) 運(yùn)算方面比不上奔騰,但是由于K5系列CPU都內(nèi)置了24KB的一級(jí)緩存,比奔騰內(nèi)置的16KB多出了一半,因此在整數(shù)運(yùn)算和系統(tǒng)整體性能方面甚至要高于同頻率的奔騰。即便如此,因?yàn)閗5系列的 交付日期一再后拖,AMD公司在“586”級(jí)別的競(jìng)爭(zhēng)中最終還是敗給了INTEL。
1、初受挫折——奔騰 Pro:
初步占據(jù)了一部分CPU市場(chǎng)的INTEL并沒(méi)有停下自己的腳步,在其他公司還在不斷追趕自己的奔騰之際,又在1996年推出了最新一代的第六代X86系列CPU——P6。P6只是它的研究代號(hào),上市之后P6有了一個(gè)非常響亮的名字——奔騰 Pro。Pentimu Pro的內(nèi)部含有高達(dá)550萬(wàn)個(gè)的晶體管,內(nèi)部時(shí)鐘頻率為133MHZ,處理速度幾乎是100MHZ的奔騰的2倍。Pentimu Pro的一級(jí)(片內(nèi))緩存為8KB指令和8KB數(shù)據(jù)。
Intel奔騰 Pro處理器
值得注意的是在Pentimu Pro的一個(gè)封裝中除Pentimu Pro芯片外還包括有一個(gè)256KB的二級(jí)緩存芯片,兩個(gè)芯片之間用高頻寬的內(nèi)部通訊總線互連,處理器與高速緩存的連接線路也被安置在該封裝中,這樣就使高速緩存能更容易地運(yùn)行在更高的頻率上。奔騰 Pro 200MHZCPU的L2 CACHE就是運(yùn)行在200MHZ,也就是工作在與處理器相同的頻率上。這樣的設(shè)計(jì)領(lǐng)奔騰 Pro達(dá)到了最高的性能。而Pentimu Pro最引人注目的地方是它具有一項(xiàng)稱(chēng)為“動(dòng)態(tài)執(zhí)行”的創(chuàng)新技術(shù),這是繼奔騰在超標(biāo)量體系結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)實(shí)破之后的又一次飛躍。Pentimu Pro系列的工作頻率是150/166/180/200,一級(jí)緩存都是16KB,而前三者都有256KB的二級(jí)緩存,至于頻率為200的CPU還分為三種版本,不同就在于他們的內(nèi)置的緩存分別是256KB,512KB,1MB。不過(guò)由于當(dāng)時(shí)緩存技術(shù)還沒(méi)有成熟,加上當(dāng)時(shí)緩存芯片還非常昂貴,因此盡管Pentimu Pro性能不錯(cuò),但遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到拋離對(duì)手的程度,加上價(jià)格十分昂貴,一次Pentimu Pro實(shí)際上出售的數(shù)目非常至少,市場(chǎng)生命也非常的短,Pentimu Pro可以說(shuō)是Intel第一個(gè)失敗的產(chǎn)品。
2、輝煌的開(kāi)始——奔騰 MMX:
INTEL吸取了奔騰 Pro的教訓(xùn),在1996年底推出了奔騰系列的改進(jìn)版本,廠家代號(hào)P55C,也就是我們平常所說(shuō)的奔騰 MMX(多能奔騰)。這款處理器并沒(méi)有集成當(dāng)時(shí)賣(mài)力不討好的二級(jí)緩存,而是獨(dú)辟蹊徑,采用MMX技術(shù)去增強(qiáng)性能。
MMX技術(shù)是INTEL最新發(fā)明的一項(xiàng)多媒體增強(qiáng)指令集技術(shù),它的英文全稱(chēng)可以翻譯“多媒體擴(kuò)展指令集”。MMX是Intel公司在1996年為增強(qiáng)奔騰 CPU在音像、圖形和通信應(yīng)用方面而采取的新技術(shù),為CPU增加了57條MMX指令,除了指令集中增加MMX指令外,還將CPU芯片內(nèi)的L1緩存由原來(lái)的16KB增加到32KB(16K指命+16K數(shù)據(jù)),因此MMX CPU比普通CPU在運(yùn)行含有MMX指令的程序時(shí),處理多媒體的能力上提高了60%左右。MMX技術(shù)不但是一個(gè)創(chuàng)新,而且還開(kāi)創(chuàng)了CPU開(kāi)發(fā)的新紀(jì)元,后來(lái)的SSE,3D NOW!等指令集也是從MMX發(fā)展演變過(guò)來(lái)的。
Intel奔騰MMX處理器
在Intel推出奔騰 MMX的幾個(gè)月后,AM也推出了自己研制的新產(chǎn)品K6。K6系列CPU一共有五種頻率,分別是:166/200/ 233/266/300,五種型號(hào)都采用了66外頻,但是后來(lái)推出的233/266/300已經(jīng)可以通過(guò)升級(jí)主板的BIOS 而支持100外頻,所以CPU的性能得到了一個(gè)飛躍。特別值得一提的是他們的一級(jí)緩存都提高到了64KB,比MMX足足多了一倍,因此它的商業(yè)性能甚至還優(yōu)于奔騰 MMX,但由于缺少了多媒體擴(kuò)展指令集這道殺手锏,K6在包括游戲在內(nèi)的多媒體性能要遜于奔騰 MMX。
3、優(yōu)勢(shì)的確立——奔騰 Ⅱ:
1997年五月,INTEL又推出了和奔騰 Pro同一個(gè)級(jí)別的產(chǎn)品,也就是影響力最大的CPU——奔騰 Ⅱ。第一代奔騰 Ⅱ核心稱(chēng)為Klamath。作為奔騰Ⅱ的第一代芯片,它運(yùn)行在66MHz總線上,主頻分233、266、300、333Mhz四種,接著又推出100Mhz總線的奔騰 Ⅱ,頻率有300、350、400、450Mhz。奔騰II采用了與奔騰 Pro相同的核心結(jié)構(gòu),從而繼承了原有奔騰 Pro處理器優(yōu)秀的32位性能,但它加快了段寄存器寫(xiě)操作的速度,并增加了MMX指令集,以加速16位操作系統(tǒng)的執(zhí)行速度。由于配備了可重命名的段寄存器,因此奔騰Ⅱ可以猜測(cè)地執(zhí)行寫(xiě)操作,并允許使用舊段值的指令與使用新段值的指令同時(shí)存在。在奔騰Ⅱ里面,Intel一改過(guò)去BiCMOS制造工藝的笨拙且耗電量大的雙極硬件,將750萬(wàn)個(gè)晶體管壓縮到一個(gè)203平方毫米的印模上。奔騰Ⅱ只比奔騰 Pro大6平方毫米,但它卻比奔騰 Pro多容納了200萬(wàn)個(gè)晶體管。由于使用只有0.28微米的扇出門(mén)尺寸,因此加快了這些晶體管的速度,從而達(dá)到了X86前所未有的時(shí)鐘速度。
Intel奔騰Ⅱ處理器
在接口技術(shù)方面,為了擊跨INTEL的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,以及獲得更加大的內(nèi)部總線帶寬,奔騰Ⅱ首次采用了最新的solt1接口標(biāo)準(zhǔn),它不再用陶瓷封裝,而是采用了一塊帶金屬外殼的印刷電路板,該印刷電路板不但集成了處理器部件,而且還包括32KB的一級(jí)緩存。如要將奔騰Ⅱ處理器與單邊插接卡(也稱(chēng)SEC卡)相連,只需將該印刷電路板(PCB)直接卡在SEC卡上。SEC卡的塑料封裝外殼稱(chēng)為單邊插接卡盒,也稱(chēng)
SEC(Single-edgecontactCartridge)卡盒,其上帶有奔騰Ⅱ的標(biāo)志和奔騰Ⅱ印模的彩色圖像。在SEC卡盒中,處理器封裝與L2高速緩存和TagRAM均被接在一個(gè)底座(即SEC卡)上,而該底座的一邊(容納處理器核心的那一邊)安裝有一個(gè)鋁制散熱片,另一邊則用黑塑料封起來(lái)。奔騰ⅡCPU內(nèi)部集合了32KB片內(nèi)L1高速緩存(16K指令/16K數(shù)據(jù));57條MMX指令;8個(gè)64位的MMX寄存器。750萬(wàn)個(gè)晶體管組成的核心部分,是以203平方毫米的工藝制造出來(lái)的。處理器被固定到一個(gè)很小的印刷電路板(PCB)上,對(duì)雙向的SMP有很好的支持。至于L2高速緩存則有,512K,屬于四路級(jí)聯(lián)片外同步突發(fā)式SRAM高速緩存。這些高速緩存的運(yùn)行速度相當(dāng)于核心處理器速度的一半(對(duì)于一個(gè)266MHz的CPU來(lái)說(shuō),即為133MHz)。奔騰Ⅱ的這種SEC卡設(shè)計(jì)是插到Slot1(尺寸大約相當(dāng)于一個(gè)ISA插槽那么大)中。所有的Slot1主板都有一個(gè)由兩個(gè)塑料支架組成的固定機(jī)構(gòu)。一個(gè)SEC卡可以從兩個(gè)塑料支架之間滑入Slot1中。將該SEC卡插入到位后,就可以將一個(gè)散熱槽附著到其鋁制散熱片上。266MHz的奔騰Ⅱ運(yùn)行起來(lái)只比200MHz的奔騰Pro稍熱一些(其功率分別為38.2瓦和37.9瓦),但是由于SEC卡的尺寸較大,奔騰Ⅱ的散熱槽幾乎相當(dāng)于Socket7或Socket8處理器所用的散熱槽的兩倍那么大。
除了用于普通用途的奔騰Ⅱ之外,Intel還推出了用于服務(wù)器和高端工作站的Xeon系列處理器采用了Slot 2插口技術(shù),32KB 一級(jí)高速緩存,512KB及1MB的二級(jí)高速緩存,雙重獨(dú)立總線結(jié)構(gòu),100MHz系統(tǒng)總線,支持多達(dá)8個(gè)CPU。
Intel奔騰Ⅱ Xeon處理器
為了對(duì)抗不可一世的奔騰 Ⅱ,在1998年中,AMD推出了K6-2處理器,它的核心電壓是2.2伏特,所以發(fā)熱量比較低,一級(jí)緩存是64KB,更為重要的是,為了抗衡Intel的MMX指令集,AMD也開(kāi)發(fā)了自己的多媒體指令集,命名為3DNow!。3DNow!是一組共21條新指 令,可提高三維圖形、多媒體、以及浮點(diǎn)運(yùn)算密集的個(gè)人電腦應(yīng)用程序的運(yùn)算能力,使三維圖形加速器全面地發(fā)揮性能。K6-2的所有型號(hào)都內(nèi)置了3DNow!指令集,使AMD公司的產(chǎn)品首次在某些程序應(yīng)用中,在整數(shù)性能以及浮點(diǎn)運(yùn)算性能都同時(shí)超越INTEL,讓INTEL感覺(jué)到了危機(jī)。不過(guò)和奔騰 Ⅱ相比,K6-2仍然沒(méi)有集成二級(jí)緩存,因此盡管廣受好評(píng),但始終沒(méi)有能在市場(chǎng)占有率上戰(zhàn)勝奔騰Ⅱ。
4、廉價(jià)高性能CPU的開(kāi)端——Celeron:
在以往,個(gè)人電腦都是一件相對(duì)奢侈的產(chǎn)品,作為電腦核心部件的CPU,價(jià)格幾乎都以千元來(lái)計(jì)算,不過(guò)隨著時(shí)代的發(fā)展,大批用戶(hù)急需廉價(jià)而使用的家庭電腦,連帶對(duì)廉價(jià)CPU的需求也急劇增長(zhǎng)了。
在奔騰 Ⅱ又再次獲得成功之際,INTEL的頭腦開(kāi)始有點(diǎn)發(fā)熱,飄飄然了起來(lái),將全部力量都集中在高端市場(chǎng)上,從而給AMD,CYRIX等等公司造成了不少 乘虛而入的機(jī)會(huì),眼看著性能價(jià)格比不如對(duì)手的產(chǎn)品,而且低端市場(chǎng)一再被蠶食,INTEL不能眼看著自己的發(fā)家之地就這樣落入他人手中,又與1998年全新推出了面向低端市場(chǎng),性能價(jià)格比相當(dāng)厲害的CPU——Celeron,賽揚(yáng)處理器。
早期Slot 1插座 Celeron處理器
Celeron可以說(shuō)是Intel為搶占低端市場(chǎng)而專(zhuān)門(mén)推出的,當(dāng)時(shí)1000美元以下PC的熱銷(xiāo),令A(yù)MD等中小公司在與Intel的抗?fàn)幹写蛄藗€(gè)漂亮的翻身仗,也令I(lǐng)ntel如芒刺在背。于是,Intel把奔騰 II的二級(jí)緩存和相關(guān)電路抽離出來(lái),再把塑料盒子也去掉,再改一個(gè)名字,這就是Celeron。中文名稱(chēng)為賽揚(yáng)處理器。最初的Celeron采用0.35微米工藝制造,外頻為66MHz,主頻有266與300兩款。接著又出現(xiàn)了0.25微米制造工藝的Celeron333。
不過(guò)在開(kāi)始階段,Celeron并不很受歡迎,最為人所詬病的是其抽掉了芯片上的L2 Cache,自從在奔騰 Ⅱ嘗到甜頭以后,大家都知道了二級(jí)緩存的重要性,因而想到賽揚(yáng)其實(shí)是一個(gè)被閹割了的產(chǎn)品,性能肯定不怎么樣。實(shí)際應(yīng)用中也證實(shí)了這種想法,Celeron266裝在技嘉BX主板上,性能比PII266下降超過(guò)25%!而相差最大的就是經(jīng)常須要用到二級(jí)緩存的程序。
Intel也很快了解到這個(gè)情況,于是隨機(jī)應(yīng)變,推出了集成128KB二級(jí)緩存的Celeron,起始頻率為300Mhz,為了和沒(méi)有集成二級(jí)緩存的同頻Celeron區(qū)分,它被命名為Celeron 300A。有一定使用電腦歷史的朋友可能都會(huì)對(duì)這款CPU記憶猶新,它集成的二級(jí)緩存容量只有128KB,但它和CPU頻率同步,而奔騰 Ⅱ只是CPU頻率一半,因此Celeron 300A的性能和同頻奔騰 Ⅱ非常接近。更誘人的是,這款CPU的超頻性能奇好,大部分都可以輕松達(dá)到450Mhz的頻率,要知道當(dāng)時(shí)頻率最高的奔騰 Ⅱ也只是這個(gè)頻率,而價(jià)格是Celeron 300A的好幾倍。這個(gè)系列的Celeron出了很多款,最高頻率一直到566MHz,才被采用奔騰Ⅲ結(jié)構(gòu)的第二代Celeron所代替。
為了降低成本,從Celeron 300A開(kāi)始,Celeron又重投Socket插座的懷抱,但它不是采用奔騰MMX的Socket7,而是采用了Socket370插座方式,通過(guò)370個(gè)針腳與主板相連。從此,Socket370成為Celeron的標(biāo)準(zhǔn)插座結(jié)構(gòu),直到現(xiàn)在頻率1.2Ghz的Celeron CPU也仍然采用這種插座。
5、世紀(jì)末的輝煌——奔騰III:
在99年初,Intel發(fā)布了第三代的奔騰處理器——奔騰III,第一批的奔騰III 處理器采用了Katmai內(nèi)核,主頻有450和500Mhz兩種,這個(gè)內(nèi)核最大的特點(diǎn)是更新了名為SSE的多媒體指令集,這個(gè)指令集在MMX的基礎(chǔ)上添加了70條新指令,以增強(qiáng)三維和浮點(diǎn)應(yīng)用,并且可以兼容以前的所有MMX程序。
不過(guò)平心而論,Katmai內(nèi)核的奔騰III除了上述的SSE指令集以外,吸引人的地方并不多,它仍然基本保留了奔騰II的架構(gòu),采用0.25微米工藝,100Mhz的外頻,Slot1的架構(gòu),512KB的二級(jí)緩存(以CPU的半速運(yùn)行)因而性能提高的幅度并不大。不過(guò)在奔騰III剛上市時(shí)卻掀起了很大的熱潮,曾經(jīng)有人以上萬(wàn)元的高價(jià)去買(mǎi)第一批的奔騰III。
第一代Pentium III處理器(Katmai)
可以大幅提升,從500Mhz開(kāi)始,一直到1.13Ghz,還有就是超頻性能大幅提高,幅度可以達(dá)到50%以上。此外它的二級(jí)緩存也改為和CPU主頻同步,但容量縮小為256KB。
第二代Pentium III處理器(Coppermine)
除了制程帶來(lái)的改進(jìn)以外,部分Coppermine 奔騰III還具備了133Mhz的總線頻率和Socket370的插座,為了區(qū)分它們,Intel在133Mhz總線的奔騰III型號(hào)后面加了個(gè)“B”, Socket370插座后面加了個(gè)“E”,例如頻率為550Mhz,外頻為133Mhz的Socket370 奔騰III就被稱(chēng)為550EB。
看到Coppermine核心的奔騰III大受歡迎,Intel開(kāi)始著手把Celeron處理器也轉(zhuǎn)用了這個(gè)核心,在2000年中,推出了Coppermine128核心的Celeron處理器,俗稱(chēng)Celeron2,由于轉(zhuǎn)用了0.18的工藝,Celeron的超頻性能又得到了一次飛躍,超頻幅度可以達(dá)到100%。
第二代Celeron(Coppermine128核心)處理器
6、AMD的絕地反擊——Athlon
在AMD公司方面,剛開(kāi)始時(shí)為了對(duì)抗奔騰III,曾經(jīng)推出了K6-3處理器。K6-3處理器是三層高速緩存(TriLevel)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),內(nèi)建有64K的第一級(jí)高速緩存(Level 1)及256K的第二層高速緩存(Level 2),主板上則配置第三級(jí)高速緩存(Level 3)。K6-3處理器還支持增強(qiáng)型的3D Now!指令集。由于成本上和成品率方面的問(wèn)題,K6-3處理器在臺(tái)式機(jī)市場(chǎng)上并不是很成功,因此它逐漸從臺(tái)式機(jī)市場(chǎng)消失,轉(zhuǎn)進(jìn)筆記本市場(chǎng)。
真正讓AMD揚(yáng)眉吐氣的是原來(lái)代號(hào)K7的Athlon處理器。Athlon具備超標(biāo)量、超管線、多流水線的Risc核心(3Way SuperScalar Risc core),采用0.25微米工藝,集成2,200萬(wàn)個(gè)晶體管,Athlon包含了三個(gè)解碼器,三個(gè)整數(shù)執(zhí)行單元(IEU),三個(gè)地址生成單元(AGU),三個(gè)多媒體單元(就是浮點(diǎn)運(yùn)算單元),Athlon可以在同一個(gè)時(shí)鐘周期同時(shí)執(zhí)行三條浮點(diǎn)指令,每個(gè)浮點(diǎn)單元都是一個(gè)完全的管道。K7包含3個(gè)解碼器,由解碼器將解碼后的macroOPS指令(K7把X86指令解碼成macroOPS指令,把長(zhǎng)短不一的X86指令轉(zhuǎn)換成長(zhǎng)短一致的macroOPS指令,可以充分發(fā)揮RISC核心的威力)送給指令控制單元,指令控制單元能同時(shí)控制(保存)72條指令。再把指令送給整數(shù)單元或多媒體單元。整數(shù)單元可以同時(shí)調(diào)度18條指令。每個(gè)整數(shù)單元都是一個(gè)獨(dú)立的管道,調(diào)度單元可以對(duì)指令進(jìn)行分支預(yù)測(cè),可以亂序執(zhí)行。K7的多媒體單元(也叫浮點(diǎn)單元)有可以重命名的堆棧寄存器,浮點(diǎn)調(diào)度單元同時(shí)可以調(diào)度36條指令,浮點(diǎn)寄存器可以保存88條指令。在三個(gè)浮點(diǎn)單元中,有一個(gè)加法器,一個(gè)乘法器,這兩個(gè)單元可以執(zhí)行MMX指令和3DNow指令。還有一個(gè)浮點(diǎn)單元負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的裝載和保存。由于K7強(qiáng)大的浮點(diǎn)單元,使AMD處理器在浮點(diǎn)上首次超過(guò)了Intel當(dāng)時(shí)的處理器。
Athlon內(nèi)建128KB全速高速緩存(L1 Cache),芯片外部則是1/2時(shí)頻率、512KB容量的二級(jí)高速緩存(L2 Cache),最多可支持到8MB的L2 Cache,大的緩存可進(jìn)一步提高服務(wù)器系統(tǒng)所需要的龐大數(shù)據(jù)吞吐量。
Athlon的封裝和外觀跟Pentium Ⅱ相似,但Athlon采用的是Slot A接口規(guī)格。Slot A接口源于Alpha EV6總線,時(shí)鐘頻率高達(dá)200MHz,使峰值帶寬達(dá)到1.6GB/S,在內(nèi)存總線上仍然兼容傳統(tǒng)的100MHz總線,現(xiàn)這樣就保護(hù)了用戶(hù)的投資,也降低了成本。后來(lái)還采用性能更高的DDR SDRAM,這和Intel力推的800MHz RAMBUS的數(shù)據(jù)吞吐量差不多。EV6總線最高可以支持到400MHz,可以完善的支持多處理器。所以具有天生的優(yōu)勢(shì),要知道Slot1只支持雙處理器而SlotA可支持4處理器。SlotA外觀看起來(lái)跟傳統(tǒng)的Slot1插槽很像,就像Slot1插槽倒轉(zhuǎn)180度一樣,但兩者在電氣規(guī)格、總線協(xié)議是完全不兼容的。Slot 1/Socket370的CPU,是無(wú)法安裝到Slot A插槽的Athlon主板上,反之亦然。
三、踏入新世紀(jì)的CPU
進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái),CPU進(jìn)入了更高速發(fā)展的時(shí)代,以往可望而不可及的1Ghz大關(guān)被輕松突破了,在市場(chǎng)分布方面,仍然是Intel跟AMD公司在兩雄爭(zhēng)霸,它們分別推出了Pentium4、Tualatin核心Pentium Ⅱ和Celeron、Tunderbird核心Athlon、AthlonXP和Duron等處理器,競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。
1、在Intel方面,在上個(gè)世紀(jì)末的2000年11月,Intel發(fā)布了旗下第四代的Pentium處理器,也就是我們天天都能接觸到的Pentium 4。Pentium 4沒(méi)有沿用PIII的架構(gòu),而是采用了全新的設(shè)計(jì),包括等效于的400MHz前端總線(100 x 4), SSE2指令集,256K-512KB的二級(jí)緩存,全新的超管線技術(shù)及NetBurst架構(gòu),起步頻率為1.3GHz。
第一個(gè)Pentium4核心為Willamette,全新的Socket 423插座,集成256KB的二級(jí)緩存,支持更為強(qiáng)大的SSE2指令集,多達(dá)20級(jí)的超標(biāo)量流水線,搭配i850/i845系列芯片組,隨后Intel陸續(xù)推出了1.4GHz-2.0GHz的Willamette P4處理器,而后期的P4處理器均轉(zhuǎn)到了針角更多的Socket 478插座。
第一代的Pentium4(Socket423)處理器
和奔騰III一樣,第一個(gè)Pentium4核心并不受到太多的好評(píng),主要原因是新的CPU架構(gòu)還不能受到程序軟件的充分支持,因此Pentium4經(jīng)常大幅落后于同頻的Athlon,甚至還如Intel自己的奔騰III。但在一年以后,Intel發(fā)布了第二個(gè)Pentium4核心,代號(hào)為Northwood,改用了更為精細(xì)的0.13微米制程,集成了更大的512KB二級(jí)緩存,性能有了大幅的提高,加上Intel孜孜不倦的推廣和主板芯片廠家的支持,目前Pentium4已經(jīng)成為最受歡迎的中高端處理器。
第二代的Pentium4(Socket478)處理器
在低端CPU方面,Intel發(fā)布了第三代的Celeron核心,代號(hào)為T(mén)ualatin,這個(gè)核心也轉(zhuǎn)用了0.13微米的工藝,與此同時(shí)二級(jí)緩存的容量提高到256KB,外頻也提高到100Mhz,目前Tualatin Celeron的主頻有1.0、1.1、1.2、1.3Ghz等型號(hào)。Intel也推出了Tualatin核心的奔騰III,集成了更大的512KB二級(jí)緩存,但它們只應(yīng)用于服務(wù)器和筆記本電腦市場(chǎng),在臺(tái)式機(jī)市場(chǎng)很少能看到。
第三代Tualatin核心的Celeron處理器
2、在AMD方面,在2000年中發(fā)布了第二個(gè)Athlon核心——Tunderbird,這個(gè)核心的Athlon有以下的改進(jìn),首先是制造工藝改進(jìn)為0.18微米,其次是安裝界面改為了SocketA,這是一種類(lèi)似于Socket370,但針腳數(shù)為462的安裝接口。最后是二級(jí)緩存改為256KB,但速度和CPU同步,與Coppermine核心的奔騰III一樣。
Tunderbird核心的Athlon不但在性能上要稍微領(lǐng)先于奔騰III,而且其最高的主頻也一直比奔騰III高,1Ghz頻率的里程碑就是由這款CPU首先達(dá)到的。不過(guò)隨著Pentium4的發(fā)布,Tunderbird開(kāi)始在頻率上落后于對(duì)手,為此,AMD又發(fā)布了第三個(gè)Athlon核心——Palomino,并且采用了新的頻率標(biāo)稱(chēng)制度,從此Athlon型號(hào)上的數(shù)字并不代表實(shí)際頻率,而是根據(jù)一個(gè)公式換算相當(dāng)于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手(也就是Intel)產(chǎn)品性能的頻率,名字也改為AthlonXP。例如AthlonXP1500+處理器實(shí)際頻率并不是1.5Ghz,而是1.33GHz。最后,AthlonXP還兼容Intel的SSE指令集,在專(zhuān)門(mén)為SSE指令集優(yōu)化的軟件中也能充分發(fā)揮性能。
第三代Tunderbird核心的Athlon處理器
在低端CPU方面,AMD推出了Duron CPU,它的基本架構(gòu)和Athlon一樣,只是二級(jí)緩存只有64KB。Duron從發(fā)布開(kāi)始,就能遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋離同樣主攻低端市場(chǎng)的Celeron,而且價(jià)格更低廉,一時(shí)間Duron成為低價(jià)DIY兼容機(jī)的第一選擇,但Duron也有它致命的弱點(diǎn),首先是繼承了Athlon發(fā)熱量大的特點(diǎn),其次是它的核心非常脆弱,在安裝CPU散熱器時(shí)很容易損壞。因此盡管在兼容機(jī)市場(chǎng)很受歡迎,但始終打不進(jìn)利潤(rùn)最高的品牌機(jī)市場(chǎng)。
Duron處理器
四、CPU未來(lái)發(fā)展的方向
縱觀我們上面敘述的CPU發(fā)展史,大家不難得出以下的CPU發(fā)展方向:首先是更高的頻率,其次是更小的制造工藝,第三,更大的高速緩存。除了這三點(diǎn)之外,PC處理器也將緩慢的從32位數(shù)據(jù)帶寬向64位發(fā)展。
1、Intel的未來(lái)計(jì)劃,在本書(shū)截稿前為止,最高主頻的CPU已經(jīng)達(dá)到了2.4Ghz,而Intel的目標(biāo)是在今年內(nèi)達(dá)到3Ghz,兩年內(nèi)達(dá)到10Ghz,為此Intel會(huì)在2002年中期發(fā)布533Mhz總線頻率的Northwood核心,按照計(jì)劃,在2003年,Intel還將推出采用0.09微米工藝的Prescott核心,工作頻率將在3.5GHz以上(甚至更高),將采用效能更高的667MHz(166MHz x 4)或800MHz FSB(200MHz x 4),不過(guò)目前Prescott還只是停留在書(shū)面上而已,畢竟它要在2003年才會(huì)正式發(fā)布,所以目前也沒(méi)有更多關(guān)于它的細(xì)節(jié)公布。
另外Intel還透露在2005年將推出采用全新的TeraHertz晶體管架構(gòu)的處理器產(chǎn)品,該架構(gòu)采用了諸如SOI工藝,高K絕緣體在內(nèi)的眾多先進(jìn)技術(shù),簡(jiǎn)單的說(shuō)它能夠使芯片的發(fā)熱量及功耗降到最低,并且大幅度提升處理器的工作頻率;理論上采用TeraHertz晶體管架構(gòu)能夠制造出10GHz-20GHz的處理產(chǎn)品。
當(dāng)然要達(dá)到這樣高的工作頻率,僅僅有TeraHertz晶體管還不夠,它還需要新型的BBUL(Bumpless Build-Up Layer)封裝技術(shù)的支持,該技術(shù)可以制造出厚度僅1毫米且集成10億個(gè)晶體管的芯片,BBUL技術(shù)與目前封裝技術(shù)并無(wú)差異,但核心技術(shù)卻完全不同,BBUL采用內(nèi)建方式直接在裸晶(Die)直接封裝,且僅包括1層銅制程金屬互連層。由于BBUL使數(shù)據(jù)傳輸通道縮短,所以整個(gè)芯片的時(shí)鐘頻率速度將有較大幅度提升,另外功耗自然也更低。
2)AMD的未來(lái)計(jì)劃,本書(shū)上市時(shí),第三個(gè)Athlon核心Thoroughbred應(yīng)該已經(jīng)發(fā)布了,Thoroughbred沿用了Palomino的核心,但換用了效能更高的166MHz FSB及0.13微米工藝,由于制造工藝的提升,其發(fā)熱量及芯片尺寸均比Palomino要小很多,它同樣采用Socket A界面、OPGA封裝,而且現(xiàn)有的Athlon XP
主板均兼容Thoroughbred(AMD在展會(huì)上公布的Thoroughbred演示機(jī)就是采用AMD-760芯片組);但Thoroughbred是否將增加緩存容量還未公布。
新一代的Duron(Appaloosa)則采用簡(jiǎn)化版的Thoroughbred核心,根據(jù)AMD最新公布的處理器發(fā)展藍(lán)圖,首款Thoroughbred核心的1.73GHz Athlon XP處理器預(yù)計(jì)在明年第一季發(fā)布。桌面版Athlon XP、工作站/服務(wù)器版的Athlon MP都將明年第一季全面導(dǎo)入0.13微米Thoroughbred核心,并在第二季推出采用Barton核心的產(chǎn)品,但AMD尚未公布有關(guān)Barton核心的具體規(guī)格。移動(dòng)處理器方面,最后一款基于Palomino核心的將是明年發(fā)布的1.4GHz Athlon 4,之后也將采用全新的Thoroughbred/Barton核心。
至于AMD的首顆64位處理器——K8 Hammer,將分為兩個(gè)不同的版本,分別是高端的服務(wù)器版SledgeHammer(最多8路SMP),及工作站/桌面版ClawHammer(2路SMP),其中ClawHammer已整合有DDR33內(nèi)存控制器,所以對(duì)應(yīng)ClawHammer的芯片組無(wú)需包括內(nèi)存控制器,而SledgeHammer則擁有更大的二級(jí)緩存,這兩款Hammer處理器都會(huì)支持SSE2指令集并兼容32位指令,雖然目前還未有更多的信息公布,但可以肯定的是Hammer肯定會(huì)在明年發(fā)布,而且AMD之前曾聲稱(chēng)Hammer的效能將超越所有的同類(lèi)處理器。
第二篇:CPU講稿
CPU是Central Processing Unit(中央微處理器)的縮寫(xiě),由運(yùn)算器和控制器兩部分組成,按照其處理信息的字長(zhǎng),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走紅的64位微處理器。
一、CPU發(fā)展的孕育期(1971~1978)
代表CPU:intel 4004、8008 世界上第一款可用于微型計(jì)算機(jī)的4位處理器,是英特爾公司于1971年推出的包含了2300個(gè)晶體管的4004。由于性能很差,市場(chǎng)反應(yīng)十分冷淡。于是Intel公司隨后又研制出了8080處理器、8085處理器,加上當(dāng)時(shí)Motorola公司的MC6800微處理器和Zilog公司的Z80微處理器,一起組成了8位微處理器的家族。
二、CPU發(fā)展的搖籃期(1978~1979)
代表CPU:intel 8086、8088 這期間的代表是英特爾公司1978年推出的這款8086處理器,它是第一塊16位微處理器,最高主頻為8MHz,內(nèi)存尋址能力為1MB。同時(shí)英特爾還生產(chǎn)出與之相配合的數(shù)學(xué)協(xié)處理器8087,這兩種芯片使用相互兼容的指令集,但i8087指令集中增加了一些專(zhuān)門(mén)用于對(duì)數(shù)、指數(shù)和三角函數(shù)等數(shù)學(xué)計(jì)算的指令,人們將這些指令集統(tǒng)一稱(chēng)之為 x86指令集。雖然以后英特爾又陸續(xù)生產(chǎn)出第二代、第三代等更先進(jìn)和更快的新型CPU,但都仍然兼容原來(lái)的x86指令。從這點(diǎn)上來(lái)說(shuō),雖然用今天的眼光看來(lái),8086的性能是那么的不堪,但是它的誕生卻奠定了以后CPU發(fā)展的基礎(chǔ)。
1979年,英特爾公司再接再厲,又開(kāi)發(fā)出了8088。8088集成了約29000個(gè)晶體管,采用40針的DIP封裝,最高頻率為8MHz。也正是從8088開(kāi)始,PC(個(gè)人電腦)的概念開(kāi)始在全世界范圍內(nèi)發(fā)展起來(lái),因?yàn)?981年IBM公司將8088芯片首先用于其研制的PC機(jī)中,標(biāo)志著PC真正走進(jìn)了人們的工作生活之中。
三、CPU發(fā)展的嬰幼期(1979~1985)
代表CPU:Intel 80286 1982年,英特爾公司在8086的基礎(chǔ)上,研制出了80286微處理器,它 是一顆真正為PC而存在的CPU,IBM公司將80286微處理器首先用在AT機(jī)中,引起了業(yè)界了極大的轟動(dòng)。80286 采用PGA封裝,集成了大約130000個(gè)晶體管,最大主頻為20MHz,內(nèi)、外部數(shù)據(jù)傳輸均為16位,使用24位內(nèi)存儲(chǔ)器的尋址,內(nèi)存尋址能力為16MB,可使用的工作方式包括實(shí)模式和保護(hù)模式兩種。在這之前,INTEL也發(fā)布過(guò)80186 CPU,這是一顆性能介于8088,80286之間的的CPU,但因?yàn)槟撤N原因,80186從來(lái)都沒(méi)有在PC中應(yīng)用過(guò)。
四、CPU發(fā)展的幼兒期(1985~1993)
代表CPU:intel 80386、80486 1985年10月,intel推出了386DX,其內(nèi)部包含27.5萬(wàn)個(gè)晶體管,最高頻率為40MHz,內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線是32位,地址總線為32位,可以尋址4GB內(nèi)存,管理64TB的虛擬存儲(chǔ)空間,并且有比80286更多的指令。而且在386時(shí)代,英特爾為了解決內(nèi)存的速度瓶頸,采取了用預(yù)讀內(nèi)存的方法來(lái)緩解,并為386設(shè)計(jì)了高速緩存(Cache)這一方案。intel的這一設(shè)想無(wú)疑是偉大的,不僅一直沿用至今,而且還發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
在intel發(fā)布386的時(shí)候,同時(shí)也有其他的幾家CPU制造商也推出了類(lèi)似的產(chǎn)品,性能也不錯(cuò),比如Motorola 68000、AMD Am386SX/DX和IBM 386SLC。
1989年,英特爾乘勝追擊推出486芯片,該芯片集成了120萬(wàn)個(gè)晶體管,使用1微米的制造工藝,頻率從25MHz逐步提高到50MHz。在當(dāng)時(shí),486所采用的技術(shù)是最先進(jìn)的,采用了突發(fā)總線方式,大大提高了與內(nèi)存的數(shù)據(jù)交換速度。性能比80386 DX提高了近4倍。
在intel推出486的同時(shí),其他幾家CPU制造商也不甘寂寞,也都發(fā)布了自己的同性能CPU,其中以TI 486 DX、Cyrix 486DLC和AMD 5x86為代表。
五、CPU發(fā)展的兒童期(1993~1999)
代表CPU:Intel Pentium/Pentium2/Celeron、AMD K5/K6 1993年,intel的Pentium(奔騰)CPU面世,這一全面超越486的性能優(yōu)良的產(chǎn)品為intel贏得了巨大的聲譽(yù),Intel?inside 深入人心,同時(shí)也把其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手甩在了后面,一舉奠定了市場(chǎng)的霸主的地位。早期奔騰75MHz~120MHz使用0.5微米制造工藝,后期120MHz以上的奔騰則改用0.35微米工藝。
97年~98年,這兩年對(duì)于CPU業(yè)界來(lái)說(shuō),絕對(duì)是一個(gè)不平凡的一年,也是一個(gè)極其混亂的兩年,這不僅是因?yàn)樵谶@兩年里,各大CPU廠商都拿出了自己的看家法寶,也是因?yàn)樵谶@兩年里,不少CPU制造商因產(chǎn)品性能問(wèn)題被兼并或倒閉。
97年初intel為了提高電腦在多媒體、3D圖形方面的應(yīng)用能力,發(fā)布了Pentium MMX(多能奔騰),同時(shí)許多新指令集也應(yīng)運(yùn)而生,其中最著名的就是intel的MMX(MultiMedia Extensions,多媒體擴(kuò)展指令集)、SSE和AMD的3D NOW!。這些指令可以一次處理多個(gè)數(shù)據(jù),在軟件的配合下,可以得到最佳的性能。
97年中Pentium II和AMD K6上市,年末Cyrix 6x86MX面市。AMD是一個(gè)生命力異常頑強(qiáng)的公司,在與intel的競(jìng)爭(zhēng)中,一直是屢敗屢戰(zhàn),精神可嘉。在Pentium呼風(fēng)喚雨的年代,AMD在1996年發(fā)布了自己第一塊獨(dú)立生產(chǎn)的x86級(jí)CPU——K5,但性能一般。永不服輸?shù)腁MD在1997年又卷土重來(lái),推出了擁有全新的MMX指令,整體性能要優(yōu)于奔騰MMX,接近同主頻PⅡ的水平K6。
到了98年,經(jīng)過(guò)一年混戰(zhàn),CPU市場(chǎng)正式開(kāi)始洗牌。Intel的Pentium 2發(fā)布,它采用0.25微米工藝制造,最高頻率為400MHZ。但是因?yàn)檗D(zhuǎn)用了Slot 1架構(gòu),所以很多消費(fèi)者并買(mǎi)帳。AMD的K6-2乘機(jī)而入,憑借低廉的價(jià)格一度占得近30%的市場(chǎng)份額,這也給AMD一個(gè)喘息的機(jī)會(huì)。所以到了99年,面對(duì)Intel的猛烈反撲,AMD沒(méi)有步Cyrix的后塵,落得被收購(gòu)的下場(chǎng)。
而在低端市場(chǎng),英特爾為進(jìn)一步搶占市場(chǎng)份額,于98年4月推出了最高頻率為300MHz的Celeron(賽揚(yáng)),但因?yàn)闆](méi)有二級(jí)緩存,該微處理器性能甚為低下,于是intel緊接著又發(fā)布了內(nèi)建32KB L1 Cache、128KB L2 Cache的Celeron300A、333、366,在市場(chǎng)中挽回了一點(diǎn)顏面。
六、CPU發(fā)展的少年期(1999~2001)
代表CPU:Intel Pentium3、AMD Athlon 99年伊始,intel就忙不迭的發(fā)布了采用Katmai核心的Pentium3 CPU,該CPU的系統(tǒng)總線頻率為100MHz,起始主頻為450MHz,一級(jí)緩存為32KB(16KB指令緩存加16KB數(shù)據(jù)緩存),二級(jí)緩存大小為512KB,0.25微米工藝制造,內(nèi)部集成950萬(wàn)個(gè)晶體管,采用Slot 1架構(gòu)。
反觀AMD方面,為了抵抗來(lái)勢(shì)洶洶的P3,AMD于99年6月推出了具有重大意義的K7微處理器,并將其正式命名為Athlon。K7也不負(fù)眾望,在時(shí)鐘頻率上率先進(jìn)入到了G時(shí)代,并給intel的處理器在市場(chǎng)上帶來(lái)了很大的壓力,自此,CPU市場(chǎng)真正步入intel、AMD兩強(qiáng)爭(zhēng)霸的時(shí)代。
七、CPU發(fā)展的青年期(2000~2003)
代表CPU:intel Pentium4/Celeron4、AMD Athlon xp/Duron 面對(duì)市場(chǎng)的壓力,intel于2000年發(fā)布了Pentium4處理器。但接下來(lái)的一切都不是很順利,光是接口就改了2次。第一次是因?yàn)閯傞_(kāi)始的423接口的Willamette 核心 P4 所搭配的 RDRAM(i850芯片組)價(jià)格太高,市場(chǎng)反應(yīng)冷淡,于是又改成NORTHWOOD核心的478接口P4。再后來(lái)為了提升頻率,intel又將核心改換為 Prescott 核心,接口也換為L(zhǎng)GA775,雖然經(jīng)過(guò)這么一折騰,頻率是上去了,最高的達(dá)到了4G,但是發(fā)熱量也高的驚人,而且如此頻繁的改換接口,也令消費(fèi)者不厭其煩。
在低端市場(chǎng),intel則一律把CPU的二級(jí)緩存消減3/4,從512K到128K(后期的 Prescott 核心賽揚(yáng)為256K),使性能大大削弱了。
而AMD公司則在2000年6月份推出了Athlon xp處理器,再次向英特爾發(fā)出了挑戰(zhàn),并在DIY市場(chǎng)取得重大成功,可以這么說(shuō),在進(jìn)入到Pentium4時(shí)代以來(lái),在AMD的緊逼下,intel感到了前所未有的危機(jī),這也為AMD后來(lái)的K8處理器打下了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
早期的Palomino核心Athlon XP為0.18微米制造工藝,發(fā)熱量較大。但在AMD采用了新的Thoroughbred核心后,發(fā)熱量問(wèn)題得到了很好的控制。而兩者除了在發(fā)熱量及DIE尺寸上有所不同外,外形幾乎一樣,都是462針的接口、128K的一級(jí)緩存和256K的二級(jí)緩存和3750萬(wàn)的晶體管數(shù)。
八、CPU發(fā)展的壯年期(2003~至今)
代表CPU:AMD Athlon 64
第三篇:CPU學(xué)習(xí)心得
CPU學(xué)習(xí)感想
今天終于測(cè)試成功了!
清楚得記得,3周前自己把所有線路都接好時(shí)的興奮和小小的成就感??墒?,我并沒(méi)有在第一次測(cè)試時(shí)就成功,甚至當(dāng)?shù)谝淮谓由想娫磿r(shí),連可愛(ài)的保護(hù)電路都是“罷工”狀態(tài),當(dāng)時(shí)背上就出汗了,驚愕啊!記得當(dāng)時(shí)自己還有點(diǎn)不耐煩,因?yàn)槟菙鄷r(shí)間做事情都很不順利,還遇到好多不開(kāi)心的事情,現(xiàn)在面前又?jǐn)[了個(gè)不work的CPU電路板,郁悶不說(shuō),還產(chǎn)生了放棄的念頭。。在這里真的要感想小孟學(xué)長(zhǎng),若不是他的耐心指導(dǎo)和幫助,讓我看到一點(diǎn)希望,我想我也許就放棄了吧。
說(shuō)實(shí)話(huà),從去聽(tīng)課介紹CPU,到自己上網(wǎng)查各類(lèi)資料,再到和老師溝通,再到開(kāi)始動(dòng)手插面包板,到最后的測(cè)試找Bug并且Debug,這一過(guò)程中,我學(xué)到的不僅僅只是關(guān)于CPU的知識(shí),還有耐心、細(xì)心、謙虛。
我本身對(duì)電腦知識(shí)了解的很少,剛?cè)ヂ?tīng)課時(shí),對(duì)什么CPU的基本知識(shí)都一無(wú)所知,像ALU,CAD等等,也找不到頭緒,不知道從哪下手,感覺(jué)自己不知道得實(shí)在太多。我開(kāi)始和老師頻繁得通e-mail,詢(xún)問(wèn)老師各種看來(lái)都很低級(jí)的問(wèn)題,金老師有個(gè)特點(diǎn),他不會(huì)直接告訴你答案,而是要你自己去思考和尋找答案——這也是我在學(xué)習(xí)CPU時(shí)最大的收獲,并且已經(jīng)感覺(jué)到它的重要性。老師會(huì)給我指一個(gè)方向,給我一點(diǎn)提示,接下來(lái)都要靠自己去思考自己動(dòng)手。我開(kāi)始對(duì)CPU有了大致的了解和概念,也對(duì)自己制作這樣一個(gè)電路板有了一些信心。
在開(kāi)始動(dòng)手后,有一個(gè)讓我印象格外深——輸入A由register file出來(lái)后要與check做AND再輸入IC7483,可是,平時(shí)做的AND,2個(gè)輸入都是1bit,現(xiàn)在一個(gè)輸入A(4bit)另一個(gè)輸入check(1bit),這要怎么做呢?看著IC7408,恍然發(fā)現(xiàn),可以讓A的4個(gè)bit分別與check做AND,然后再依序輸出,就能得到4bit的A與1bit的check做AND的結(jié)果了!當(dāng)時(shí)很開(kāi)心,一路接下去也很順利。沿途還注意到IC7483是做加法器用,所以Co要接地;總共有2個(gè)clock,IC74195 和IC74157,并且每種有2顆,當(dāng)時(shí)我就想到,可以只做一個(gè)clock電路,讓IC74157的clock位接到Q,IC74195的enable位接Q’,因?yàn)楫?dāng)74157的選擇位是0時(shí),會(huì)選擇輸出B的資料,第一次就把B寫(xiě)進(jìn)去了,摁下clock后就會(huì)將A寫(xiě)進(jìn)去,這樣就能完成接下來(lái)的A*B的工作;同時(shí),我還想,接一個(gè)保護(hù)電路的話(huà),保護(hù)力度會(huì)不夠,所以在第二塊板上也加了一個(gè)保護(hù)電路;感覺(jué)自己做的最明智得就是將重要的輸入輸出都拉出來(lái),經(jīng)過(guò)LED顯示,并在板子周邊貼上小紙條做標(biāo)記,心想,這樣出來(lái)的效果會(huì)更明顯些。在接近尾聲時(shí),發(fā)現(xiàn)自己的材料不夠,甚至IC還有拿錯(cuò)的,我2次跑去實(shí)驗(yàn)室找學(xué)長(zhǎng)拿材料,那時(shí)候心情也很好,覺(jué)得自己在做一件很偉大的事情一樣。
測(cè)試時(shí)經(jīng)歷時(shí)間最長(zhǎng)的,在第三次時(shí)終于成功了。也許是在宿舍放太久了吧,第一次接上電源,保護(hù)電路的LED都不亮,自信心一下子就澆滅了一半。學(xué)長(zhǎng)建議換個(gè)LED試試,這才看到一絲光亮。第一次測(cè)試,經(jīng)過(guò)換LED、換IC、重接clock電路,讓保護(hù)電路和clock電路正常work了。第二次測(cè)試,我和學(xué)長(zhǎng)從9點(diǎn)一直Debug到12點(diǎn)半,各種稀奇古怪的情況和小錯(cuò)誤,類(lèi)似LED壞了,IC壞了,有線沒(méi)插好,線插錯(cuò)位置了,DIPI開(kāi)關(guān)接錯(cuò)等等,一點(diǎn)一點(diǎn)找問(wèn)題,然后再解決。我們順利讓74157和register file工作了。我還確定了,剩下的問(wèn)題來(lái)自于7483,導(dǎo)致74195無(wú)法正常work。這真的很鍛煉耐性和細(xì)心。我記得那次從實(shí)驗(yàn)室里走出來(lái),腿都軟了。第三次測(cè)試,只花了半小時(shí)。學(xué)長(zhǎng)和我一開(kāi)始怎么都找不到7483那塊問(wèn)題所在,我們甚至還把所有DIPI開(kāi)關(guān)和排阻來(lái)控制輸入的電路換了另一種接法(其中,我知道LED不亮并不代表off,只有它真正接地才是off狀態(tài)),試圖想“喚醒”7383.,可是7483 很不給“面子”,其他都正常,就它在“罷工”,最后沒(méi)轍,決定換顆IC試試。不能怕麻煩,真的,即使那顆IC被很多線纏繞,也要耐性把它從里面“解救”出來(lái)并且把好的在放到正確的位置。當(dāng)新的7483按上的那一瞬間,期望的LED都亮了!開(kāi)心得不得了!那種喜悅,真的只有真正經(jīng)歷的人才能體會(huì)哈!
感謝一路幫我的小孟學(xué)長(zhǎng)。
感謝最最最好的金老師,教會(huì)我好多,學(xué)習(xí)上的,做人做事上的,讓我受益匪淺!
第四篇:CPU介紹
通的處理器定名規(guī)則都是msm,即mobile station modem,是包含基帶的處理器,另外還要apq——application processor qualcomn,沒(méi)有基帶的處理器,還有mpq——media processor qualcomn,apq的大封裝版。
只有msm,apq,mpq才能算手機(jī)cpu。
msm=apq+mdm,所謂的msm型號(hào),其實(shí)就是在apq的基礎(chǔ)上加多一個(gè)mdm基帶芯片一起封裝。
msm型號(hào)的第二個(gè)字就是代表基帶,msm x2xx,其中2是代表支持wcdma,聯(lián)通3g。msm x6xx中的6代表支持cdma,電信3g,msm x9xx,中的9表示支持lte,同時(shí)也是目前的全基帶支持的意思。
而0是代表沒(méi)基帶,所以不能用msm表示,而是apq x0xx。
所以高通第二個(gè)數(shù)字不同,其他數(shù)字已經(jīng)字母相同的處理器,實(shí)際性能一樣,只有基帶即網(wǎng)絡(luò)制式的差異。如msm8255,msm8655,apq8055實(shí)際是同一個(gè)cpu,不同基帶而已
第五篇:CPU名詞解釋
英特爾? 定向 I/O 虛擬化技術(shù)(VT-d)
英特爾? 定向 I/O 虛擬化技術(shù)(VT-d)在現(xiàn)有對(duì) IA-32(VT-x)和安騰? 處理器(VT-i)虛擬化支持的基礎(chǔ)上,還新增了對(duì) I/O 設(shè)備虛擬化的支持。英特爾定向 I/O 虛擬化技術(shù)能幫助最終用戶(hù)提高系統(tǒng)的安全性和可靠性,并改善 I/O 設(shè)備在虛擬化環(huán)境中的性能。英特爾? 可信執(zhí)行技術(shù)
英特爾? 可信執(zhí)行技術(shù)是一組針對(duì)英特爾? 處理器和芯片組的通用硬件擴(kuò)展,可增強(qiáng)數(shù)字辦公平臺(tái)的安全性(如測(cè)量啟動(dòng)與保護(hù)執(zhí)行)。此項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)這樣一種環(huán)境:應(yīng)用可以在其各自的空間中運(yùn)行,而不受系統(tǒng)中所有其它軟件的影響。AES 新指令
英特爾? 高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)新指令(AES-NI)是一組用于快速而安全地進(jìn)行數(shù)據(jù)加密和解密的指令。高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)新指令對(duì)各種加密應(yīng)用程序具有重要的意義,例如: 執(zhí)行批量加密/解密、身份驗(yàn)證、隨機(jī)數(shù)字生成和驗(yàn)證加密的應(yīng)用。英特爾? 64
英特爾? 64 架構(gòu)在與支持軟件結(jié)合使用時(shí),能實(shí)現(xiàn)在服務(wù)器、工作站、臺(tái)式機(jī)和移動(dòng)式平臺(tái)上進(jìn)行 64 位計(jì)算。1 英特爾 64 架構(gòu)通過(guò)允許系統(tǒng)處理 4 GB 以上的虛擬和物理內(nèi)存提高性能。英特爾? 防盜技術(shù)
英特爾? 防盜技術(shù)(英特爾? AT)可在筆記本電腦丟失或被盜的情況下幫助保護(hù)其安全。英特爾? 防盜技術(shù)需要從支持英特爾? 防盜技術(shù)的服務(wù)提供商訂閱服務(wù) 空閑狀態(tài)
當(dāng)處理器空閑時(shí),使用“空閑狀態(tài)”(C 狀態(tài))實(shí)現(xiàn)節(jié)能。C0 為操作狀態(tài),表示 CPU 正在處理有用工作。C1 為第一空閑狀態(tài),C2 為第二空閑狀態(tài),依次類(lèi)推,C 狀態(tài)的數(shù)字越大,采取的節(jié)能措施越多。
增強(qiáng)型 Intel SpeedStep? 動(dòng)態(tài)節(jié)能技術(shù)
增強(qiáng)型英特爾 SpeedStep? 技術(shù)是一種先進(jìn)方法,它既能實(shí)現(xiàn)高性能,又能滿(mǎn)足移動(dòng)式系統(tǒng)的節(jié)能需求。傳統(tǒng)的英特爾
SpeedStep? 技術(shù)依據(jù)對(duì)處理器負(fù)荷響應(yīng)的高低程度在兩種電壓和頻率之間切換。增強(qiáng)型英特爾 SpeedStep? 技術(shù)在該架構(gòu)基礎(chǔ)上構(gòu)建,使用電壓與頻率更改分離以及時(shí)鐘分區(qū)和恢復(fù)等設(shè)計(jì)策略。溫度監(jiān)視技術(shù)
溫度監(jiān)視技術(shù)通過(guò)幾項(xiàng)散熱管理功能防止處理器封裝和系統(tǒng)出現(xiàn)散熱故障。片內(nèi)數(shù)字溫度傳感器(DTS)檢測(cè)內(nèi)核的溫度,散熱管理功能則降低封裝功耗,從而在需要時(shí)降低溫度,以保持在正常操作限制以?xún)?nèi) 英特爾? 快速內(nèi)存訪問(wèn)
英特爾? 快速內(nèi)存訪問(wèn)是圖形和內(nèi)存控制器中樞(GMCH)骨干架構(gòu)的更新;它通過(guò)優(yōu)化對(duì)可用內(nèi)存帶寬的使用和降低內(nèi)存訪問(wèn)延遲而提高系統(tǒng)性能。英特爾? 靈活內(nèi)存訪問(wèn)
英特爾? 靈活內(nèi)存訪問(wèn)使不同大小的內(nèi)存均可填充,且保持在雙通道模式中,從而使用戶(hù)的升級(jí)變得更加輕松。執(zhí)行禁用位
英特爾病毒防護(hù)技術(shù)是一項(xiàng)基于硬件的安全特性,它能減少受病毒和惡意代碼攻擊的機(jī)會(huì),并防止有害軟件在服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)上執(zhí)行和擴(kuò)散。
有擴(kuò)展頁(yè)表(EPT)的英特爾? VT-x 帶有擴(kuò)展頁(yè)表(EPT)的英特爾? VT-x,也稱(chēng)為二級(jí)地址轉(zhuǎn)換(SLAT),可為需要大內(nèi)存的虛擬化應(yīng)用提供加速。英特爾? 虛擬化技術(shù)平臺(tái)中的擴(kuò)展頁(yè)表可減少內(nèi)存和電源開(kāi)銷(xiāo)成本,并通過(guò)頁(yè)表管理的硬件優(yōu)化而增加電池壽命。要辨認(rèn)當(dāng)前 BIOS 版本,查看 BIOS 版本字符串:
啟動(dòng)時(shí),按 F2 進(jìn)入 BIOS 設(shè)置程序,查看主菜單,BIOS 版本字符串86A后面的4 位數(shù)就是當(dāng)前 BIOS 版本。
英特爾固態(tài)硬盤(pán)工具箱
英特爾? 固態(tài)硬盤(pán)工具箱(英特爾? SSD 工具箱)是一個(gè)硬盤(pán)管理軟件,它讓您能: * 查看英特爾? 固態(tài)硬盤(pán)(英特爾? SSD)的當(dāng)前硬盤(pán)信息,包括:
硬盤(pán)健康狀況-預(yù)計(jì)硬盤(pán)的剩余壽命-SMART 屬性(對(duì)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和非英特爾 SSD 也可用)
-識(shí)別設(shè)備信息(對(duì)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和非英特爾 SSD 也可用)
* 使用 Trim 功能(刪除檔案時(shí)會(huì)使固態(tài)硬盤(pán)立刻將磁盤(pán)區(qū)塊清空,而不是等待下一次再次寫(xiě)入檔案時(shí)才將區(qū)塊清空,避免集中寫(xiě)
入同一區(qū)塊,以增強(qiáng)耐用性及寫(xiě)入時(shí)的性能。這會(huì)大幅提高硬盤(pán)的性能。)優(yōu)化英特爾 SSD 的性能 * 支持的英特爾 SSD 更新固件 * 運(yùn)行快速全面的診斷掃描以測(cè)試英特爾 SSD 的讀寫(xiě)功能 * 檢查并調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)置以最大程度地優(yōu)化英特爾 SSD 性能,功效和持久性
* 查看系統(tǒng)信息和硬件配置,如中央處理單元(CPU)、芯片組、控制器名稱(chēng)和驅(qū)動(dòng)程序版本 * 在輔助英特爾 SSD 上運(yùn)行安全擦除