Intel英特尔历代经典 CPU 产品回顾

悉数历史 英特尔历代经典 CPU 产品回顾
从英特尔于 1971 年推出首款 4004 微处理器到现在， 英特尔处理器已经走过 了 40 个年头。在告别 13 年传奇品牌奔腾之后，我们又迎来新一代酷睿 i 双核处 理器。现在，我们就来回顾一下英特尔处理器 40 年来的发展历程。 1971 年:4004 微处理器 4004 是英特尔推出的第一款微处理器。这一突破性的发明最先应用于 Busicom 计算器，为无生命体和个人计算机的智能嵌入铺平了道路。 晶体管数量: 2300 速度:108 KHz

#img_592628_no_1_Black_3#]4004 微处理器 英特尔于 1969 年开始开发第一款微处理器，当时是作为日本计算器制造 商 Busicom (左)项目的一部分，开发一套用于可编程计算器家族的芯片。 Busicom 最初计划是需要 12 个定制芯片。而英特尔工程师 Ted Hoff(中)提 出了通用逻辑设备的概念，它可能是一个更出色、更高效的解决方案。正是由于 他的提议才使得微处理器得以开发。 起初，Busicom 向英特尔支付了 60000 美元，获得了微处理器所有权。 在认识到“大脑”芯片的无限潜力之后，英特尔提出用 60000 美元换回微处理器 设计的所有权。Busicom 同意了英特尔的请求。1971 年 11 月 15 日，英特尔面 向全球市场推出了 4004 (右)，每个售价为 200 美元。 1972 年:8008 微处理器 8008 的性能是 4004 的两倍。1974 年， 《无线电电子学》(Radio Electronics) 发表的一篇文章指出一款名为 Mark-8 的设备采用了 8008。 Mark-8 是第一批家用 计算机之一，而以今天的标准来看该产品很难进行构建、维护和操作。 晶体管数量: 3500 速度:200KHz 1974 年:8080 微处理器 8080 有幸成为了第一款个人计算机 Altair 的大脑。据说 Altair 这个名称是 源《星际旅行》电视节目中一个星际飞行计划(Starship Enterprise)的目的地名称。 计算机爱好者花费 395 美元即可购得 Altair 套件。数月内，Altair 的销售量达 到数万台，造成了电脑销售历史上第一次缺货现象。 晶体管数量: 6000 速度:2 MHz

1、8086：第一款 PC 处理器

1978 年 6 月，英特尔推出 4.77MHz 的 8086 处理器，标志着第三代微处理器 问世。它采用 16 位寄存器、16 位数据总线和 29000 个 3 微米技术的晶体管，售 价高达 360 美元。不过当时由于 360 美元过于昂贵，大部分人都没有足够的钱购 买使用此芯片的电脑，于是英特尔在 1 年之后,推出 4.77MHz 的 8 位微处理器 8088。IBM 公司 1981 年生产的第一台电脑就是使用的这种芯片。这也标志着 x86 架构和 IBM PC 兼容电脑的产生。

英特尔 8086 发布的时候，8086 的时钟频率有 4.77MHz，8MHz 和 10MHz 三个版本，包括 了具有 300 个操作的指令集。其中 8MHz 版本包含了大约 28,000 个晶体管，具备 0.8MIPs 的能力。 1979 年 6 月 1 日，英特尔推出 4.77MHz 的准 16 位微处理器 8088,它是 8086 的廉价版本，价格为大众所接受。在性能方面，它在内部以 16 位运行，但支持 8 位数据总线，采用现有的 8 位设备控制芯片，包含 29000 个 3 微米技术的晶体 管，可访问 1MB 内存地址，速度为 0.33MIPS。

英特尔 8088 处理器电路结构图
8086 是第一款面世的 X86 CPU－在此之前，英特尔公司已经发布了 4004,8008,8080， 8085 等 CPU。8086 可以使用外部 20 位地址总线管理 1MB 的内存。不过 IBM 选定的 4.77 MHz 速度实在是有些低了，在最终退市前它的速度可以达到 10MHz。

世界上第一台 PC 使用的处理器就是 8086 的衍生品－仅有 8 位（外部）数据 总线的 8088。有趣的是，美国航天飞机上的控制系统用的就是 8086 处理，2002 年的时候 NASA（美国宇航局）还在 eBay 上购买了几块 8086，因为英特尔早已不 再供货了。

1981 年：80186 和 80188 发布。这两款微处理器内部均以 16 位工作,在外部 输入输出上 80186 采用 16 位,而 80188 和 8088 一样均是采用 8 位工作。这是一 颗性能介于 8088,80286 之间的的 CPU。 但事实上 80186 从来都没有在 PC 中应用， 它仅仅存在于一个小范围的圈子中，作为一个小型的控制器出现。

英特尔 80186

2、80286：支持 16MB 内存，依然是 16 位
1982 年 2 月 1 日：在 80186 发布后的几周，80286 就发布了。80286 处理器 集成了大约 13.4 万个晶体管,最大主频为 20MHz，采用 16 位资料总线和 24 位位 址总线。与 8086 相比，80186/80188 增强了部分软硬件功能 80286 增加了实存 (24 位地址)和虚拟存储器管理，可以在两种不同的模式下工作，一种叫实模式， 另一种叫保护方式。80286 开始正式采用一种被称为 PGA 的正方形包装。

英特尔 80286

3、80386：32 位，高速缓存
发布于 1982 年的 80286 在同频率下性能要三倍于 8086 处理器。 它可以支持 16MB 内存， 不过依然是 16 位处理器。 它是第一款带有 MMU 内存管理单元， （ memory management unit）模块的处理器，使得它可以管理虚拟内存。和 8086 一样，它 也没有浮点运算单元（FPU），不过它可以使用 X87 协处理器。它的最大频率为 12.5MHz，相比之下，竞争对手的速度已经能够达到 25MHz 了。 具有异常处理机制； 虚拟 86 模式可以同时模拟多个 8086 处理器来加强多任 务处理能力。80386 的广泛应用,将 PC 机从 16 位时代带入了 32 位时代。此外它 还具有比 80286 更多的指令集。发布时，80386 的最快速版本的主频为 20MHz， 具备 6.0MIPs，包含 275,000 个晶体管。 英特尔公司的 80386 是第一款 32 位的 X86 处理器，有好几个版本存在，其 中最知名的是 16 位数据总线的 386 SX（Single-word eXternal）和 32 位数据 总线的 386 DX（Double-word eXternal），其余的两个版本就不值一提了：386

SL 首次提供了（外部）缓存管理功能，386 EX 用在了太空计划中（哈勃望远镜 使用的就是它）。

英特尔 80386 1988 年 6 月 16 日：80386SX 发布，它是 80386DX 的廉价版本，只有 16-bit 总线宽度。

4、486：首次拥有 APU(浮点运算单元)和 Multipliers（乘法器）
1989 年 4 月，英特尔推出 25MHz 486 微处理器。1989 年 5 月 10 日：我们大 家耳熟能详的 80486 芯片由英特尔推出。 这款经过四年开发和 3 亿美元资金投入 的芯片的伟大之处在于它首次实破了 100 万个晶体管的界限， 集成了 120 万个晶 体管，使用 1 微米的制造工艺。其实 486 就是 80386+80387 协处理器+8KB 一级 缓存,是超级版本的 386。

英特尔 486 486 的出现则是一个时代的标志，很长时间内 486 DX2/66 都是游戏玩家的 最低配置。这款发布于 1989 年的 CPU 带来了几项有趣的新功能：板载 APU，数 据缓存和第一个时钟乘法器。板载 APU 和 x87 协处理器的搭配组成了 486 DX(不 是 SX)系列。处理器内部拥有一块 8KB L1 缓存（写回速度比写入速度稍快些）， 同时也使主板上具备集成 L2 缓存的可能（运行在总线频率下）。 第二代 486 开始拥有一个 CPU 乘法器，随着 DX2(2 组乘法器)和 DX4(3 组乘 法器)系列的发布，处理器的频率开始高于 FSB（前端总线）的频率。还有一个 小故事，作为 486SX 的 APU 出售的 487SX 实际上就是屏蔽掉部分核心的 486DX。

1991 年 5 月 22 日：80486DX 的廉价版本 80486SX 发布，它和 DX 的区别是没 有整合 FPU（FPU 是专用于浮点运算的处理器）。

5、Pentium：带来麻烦的 BUG

1993 年 3 月 22 日：全面超越 486 的新一代 586 CPU 问世，为了摆脱 486 时 代微处理器名称混乱的困扰，英特尔公司把自己的新一代产品命名为 Pentium(奔腾)以区别 AMD 和 Cyrix 的产品。 和 Cyrix 也分别推出了 K5 和 6x86 AMD 微处理器来对付芯片巨人，但是由于奔腾微处理器的性能最佳，英特尔逐渐占据 了大部分市场。Pentum 处理器的性能接近主要的 RISC CPU 并兼容 80x86，同时 继承了长期积累下来的价值约 500 亿美元的庞大软件资源。 Pentium 最初级的 CPU 是 Pentium 60 和 Pentium 66，分别工作在与系统总 线频率相同的 60MHz 和 66MHz 两种频率下，没有我们现在所说的倍频设置。


1994 年 3 月 7 日：英特尔发布 90 和 100MHz 的 Pentium 处理器 1994 年 10 月 10 日：英特尔发布 75MHz 版本的 Pentium 处理器 1995 年 3 月 27 日：英特尔发布 120MHz 的 Pentium 处理器 1995 年 6 月 1 日：英特尔发布 133MHz 版本 Pentium 处理器

1993 年面世的 Pentium 引人注意的原因很多：放弃传统数字命名方式，因为 Intel 被禁止使用数字作为商标，最出名的就是它的一个 BUG，第一代 Pentium 的某 些除法操作会产生不正确的结果，尽管英特尔很快更换了这些处理器，但是不良影 响已经造成，这个罕见的 BUG 一度让 IT 媒体的报道铺天盖地。 Pentium 总共有三个不同版本出售，最初的没有 CPU 乘法器，第二个版本带有 一个乘法器（其包括著名的 Pentium 166），最后的则开始支持 X86 架构的 SIMD 指 令集-MMX，Pentium MMX 还增加了 L1 缓存的大小，并做了小幅改进。这是英特尔公

司第一款能同时执行两条指令的 X86 CPU,它的 L2 缓存集成于主板上，运行频率等 同 FSB 频率。 这里我们解释一下 Pentium 的这个 BUG：使用 FPU 进行的某些计算会导致不正 确的结果。出现这个错误的几率非常罕见，况且 Inel 也迅速免费更换了问题产品。 下面是 Pentium 出错的一个实列： 4195835.0/3145727.0 = 1.333 820 449 136 241 002 (正确结果) 4195835.0/3145727.0 = 1.333 739 068 902 037 589（ 问题 Pentium 上的错误结 果)

6、Pentium Pro：首次支持超过 4GB 的内存

英特尔推出 Pentium Pro 微处理器，采用了一种新的总线接口 Socket 8。 新的处理器对多媒体功能提供了很好的支持。 1995 年 11 月 1 日，英特尔推出了 Pentium Pro 处理器。Pentium Pro 的工 作频率有 150/166/180 和 200MHz 四种， 都具有 16KB 的一级缓存和 256KB 的二级 缓存。它是基于 Pentium 完全相同的指令集和兼容性，达到了 440 MIPs 的处理 能力和 5.5 M 个晶体管。这几乎相当于比 4004 处理器的晶体管提升了 2400 倍。 值得一提的是 Pentium Pro 采用了“PPGA” 封装技术。即一个 256KB 的二级缓 存芯片与 Pentium Pro 芯片封装在一起， 两个芯片之间用高带宽的内部总线互连， 处理器与高速缓存的连接线路也被安置在该封装中， 这样就使高速缓存能更容易 地运行在更高的频率上。 例如 Pentium Pro 200MHz CPU 的 L2 Cache 就是运行在 200MHz，也就是工 作在与处理器相同的频率上，这在当时可以算得上是 CPU 技术的一个创新。 Pentium Pro 的推出，为以后 Intel 推出 PⅡ奠定了基础。
发布于 1995 年的 Pentium Pro 是首款支持超过 4GB 内存的处理器，它利用 36 位物理 地址扩展（PAE）技术最大可支持 64GB 内存。这款 CPU 也是第一款 P6 架构（酷睿 2 核心 也源自于此）处理器，也是首次在 CPU 内部集成 L2 缓存。实际上 256KB 到 1MB 的缓存置 于 CPU 核心旁边，而且与 CPU 同速，不再是板载方式。 这款 CPU 也有一个性能问题，运行 32 位程序性能很不错，但是运行 16 位程序（例如 Windows 95 系统）就就慢得多了，因为 16 位的寄存器管理 32 位的寄存器可能有些问题， 这抵消了 Pentium Pro 的乱序执行架构的优势。


1996 年 1 月 4 日：英特尔发布 150&166 MHz Pentium 处理器，包括了越 3.3M 个晶体管 1996 年 10 月 6 日：英特尔发布 200MHz Pentium 处理器

Intel Pentium MMX

1997 年 1 月 8 日：英特尔在 1996 年推出的 Pentium 系列的改进版本，内部 代号 P55C，也就是我们平常所说的 Pentium MMX。Pentium MMX 在原 Pentium 的 基础上进行了重大的改进，增加了片内 16KB 数据缓存和 16KB 指令缓存，4 路写 缓存以及从 Pentium Pro、Cyrix 而来的分支预测单元和返回堆栈技术，特别是 新增加的 57 条 MMX 多媒体指令。 MMX 技术是 Intel 最新发明的一项多媒体增强指令集技术，它的英文全称可 以翻译成“多媒体扩展指令集”。使得 Pentium MMX 即使在运行非 MMX 优化的程 序时也比同主频的 Pentium CPU 要快的多。57 条 MMX 指令专门用来处理音频、 视频等数据，这些指令可以大大缩短 CPU 在处理多媒体数据时的等待时间，使 CPU 拥有更强大的数据处理能力。MMX CPU 比普通 CPU 在运行含有 MMX 指令的程 序时，处理多媒体的能力提高了 60％左右。MMX 技术开创了 CPU 开发的新纪元。 Pentium MMX 系列的频率只有三种：166MHz、200MHz、233MHz，一级缓存从 Pentium 的 16KB 增加到了 32KB，核心电压 2.8v，倍频分别为 2.5、3、3.5。插 槽都是 Socket 7。

7、Pentium II and III: 同门兄弟

Intel Pentium II

1997 年 4 月 7 日 。英特尔发布了 Pentium II 处理器。内部集成了 750 万 个晶体管，并整合了 MMX 指令集技术。此时，英特尔 Pentium II 架构已经从 Socket 7 转成 Slot 1，并首次引入了 S.E.C 封装(Single Edge Contact)技术， 将高速缓存与处理器整合在一块 PCB 板上。 Slot 1 的 Pentium II 晶体管数为 900 万，并且具有两种版本的核心：Klamath 与 Deschutes。


1997 年 6 月 2 日： Intel 发布 233MHz Pentium MMX 1998 年 2 月：Intel 发布 333MHz Pentium II 处理器，开发代号为 Deschutes，并且首次采用了 0.25 微米制造工艺，在低发热量的情况下提供比以 前产品更快的速度。 1999 年 1 月， 英特尔推出奔腾 III 处理器， 它采用 0.25 微米制造工艺， 拥有 32K 一级缓存和 512K 二级缓存（运行在芯片核心速度的一半下），包含 MMX 指令和 Intel 自己的“ 3D”指令 SSE，最初发行的 PIII 有 450 和 500MHz 两种规格，其 系统总线频率为 100MHz。此外其身份代码还可通过 Internet 读取。

英特尔 0.25 微米 Pentium III 1999 年 10 月， Intel 推出了基于 0.18 微米工艺制造的 Pentium III 处理器， 这款 Pentium III 处理器有 256K 在二级高速缓存，代码名为 Coppermine。 Coppermine 以 733MHz 登台。随着工艺尺寸从 0.25 微米减少到 0.18 微米，不仅 提高了 Pentium III 处理器的时钟速度，也使的 Intel 在技术上能够推出了集成 的二级高速缓存。 虽然集成的二级高速缓存只有老式 Pentium III 处理器的一半， 但在处理器全速下运行，性能仍有显著提高。

英特尔 0.18 微米 Pentium III 其后 Intel 推出了 Pentium III Xeon 处理器。作为 Pentium II Xeon 的后 继者，除了在内核架构上采纳全新设计以外，也继承了 Pentium III 处理器新增 的 70 条指令集，以更好执行多媒体、流媒体应用软件。除了面对企业级的市场 以外，Pentium III Xeon 加强了电子商务应用与高阶商务计算的能力。Intel 还将 Xeon 分为两个部分，低端 Xeon 和高端 Xeon。其中，低端 Xeon 和普通的 Coppermine 一样， 仅装备 256KB 二级缓存， 并且不支持多处理器。 这样低端 Xeon 和普通的 Pentium III 的性能差距很小，价格也相差不多；而高端 Xeon 还是具 有以前的特征，支持更大的缓存和多处理器。


2000 年 3 月 8 日： Intel 限量供应 1GHz Pentium III 处理器

发布于 1997 年的 Pentium II 是 Pentium Pro 开始走向普通公众的产物 （Pentium Pro 叫好不叫座），整体上与 Pentium Pro 很相似，只是缓存方面有 些不同，L2 缓存不再与 CPU 核心保持同速（这么做的代价高昂），P II 的 512KB 缓存工作于 CPU 半速，另外 Intel 抛弃了传统的封装方式，开始把 L2 缓存也封 装在外壳内部，不再像之前那样集成在主板上或者处理器内。 相比 Pentium Pro，Pentium II 原生支持 MMX（SIMD）指令，拥有双倍的 L2 缓存。1999 年发布的 Pentium III（Katmai 核心）除了支持 SSE（SIMD）指令外 其他方面与 Pentium II 是一样的。 Pentium II and III 都有 512KB L2 缓存，但使用 180nm 工艺制造的 Pentium II 移动版 Dixon 只有 256KB L2 缓存，不过这款处理器的运行速度比桌面版快多 了。

8、Celeron and Xeon：瞄准低端/高端

90 年代后期，Intel 推出了两个熟知的品牌：Celeron（赛扬）and Xeon（至强）。前者 瞄准入门级市场，后者意图染指服务器和工作站领域。第一代赛扬其实就是阉割掉 L2 缓存 的 Pentium II,当时其性能可以说非常烂，相比之下那时至强拥有更大的 L2 缓存。直到现在 这两个品牌依然存在：面向入门级的赛扬（通常是减少 L2 缓存，降低 FSB 速度），以及面 向服务器领域的至强（高频率，高 FSB 速度和大容量缓存）。

Intel 后来还是给赛扬增加了 L2 缓存（只有 128KB），其中赛扬 300A 凭借着 50%的超 频幅度长时间内都是市场上最炙手可热的明星产品。

9、冲击 1GHz 的 Pentium Ⅲ

Coppermine 核心的 Pentium Ⅲ是 Intel 历史上首款达到 1Ghz 的 X86 处理器， 之后甚至 推出了 1.13GHz 的型号，不过由于不稳定它很快退出了市场。新版 Pentium Ⅲ提高了核心 内的 L2 缓存容量，要比早期外置 512KB L2 缓存的型号运行的更快，Intel 宣称它还可以加 速网络冲浪。共有三个版本的 P Ⅲ发布：服务器级（Xeon），入门级（Celeron），移动版 （第一次引入 SpeedStep 技能技术）。

2002 年又发布了一个改进版：Tualatin（图拉丁）奔三，其拥有 512KB L2 缓存，使用 更先进的 130nm 工艺制造。原本它是 Intel 准备用于服务器和移动市场的，因而它在消费级 市场也只是昙花一现，并不为人熟知。

10、Pentium 4：高噪音低性能的代名词
2000 年 11 月 20 日，英特尔正式发布了下一代处理器——奔腾 4。这不仅仅是 一款新产品的发布，它还标志着一个处理器新时代的开始，奔腾 4 可以说对英特 尔至关重要。最早的 Pentium 4 使用的是 SOCKET 423 接口，后来转变为 SOCKET 478 接口，接下来又过渡到现金主流的 LGA775 接口。奔腾 4 处理器经过了几年 的核心变迁，性能也获得了显著提升。

423 接口 Pentium 4 423 接口 Pentium4 处理器原始代号为 Willamette， 采用 0.18 微米铝导线工 艺，配合低温半导体介质（Low-Kdiclcctric）技术制成，是一颗具有超级深层 次管线化架构的处理器。

423 接口 Pentium 4 Pentium 4 处理器最主要的特点就是抛弃了 Intel 沿用了多年的 P6 结构， 采用了新的 NetBurst CPU 结构 。NetBurst 结构具有不少明显的优点：20 段的 超级流水线、高效的乱序执行功能、2 倍速的 ALU、新型的片上缓存、SSE2 指令 扩展集和 400MHz 的前端总线等等。 2000 年 Intel 宣布了新一代的处理器-Pentium 4。尽管有着更高的时钟频 率（最低速度都达到了 1.4GHz），但是同频率的性能表现比竞争对手的要差远 了，AＭＤ的 Athlon（甚至是自家的 Pentium Ⅲ）在相同的频率下都比它运行的 快。最要命的是，Intel 决定弃主流的内存规格不顾，只支持 RAMBUS 的 RDRAM 内存（当时唯一能满足 Pentium 4 带宽需求的内存），但是最后失败了。尽管价 格昂贵，发热量也大，Pentium 4 依靠多项技术改进（如加入 L3 缓存，支持超 线程技术）还是在市场上生存了几年。

市场上一共有 Mobile（新增了一组变量乘法器），Celeron（精简了 L2 缓 存），Xeon（加入 L3 缓存）三种 P4 处理器有售。超线程技术和 L3 首先出现在 服务器市场上，之后引入到了普通处理器上（L3 缓存也只是出现在 EE 至尊级型 号上）。 这里提一下 FSB，借着名为 QDR（四倍速数据传输）技术的支持它的速度要 四倍快于额定时钟频率。400MHz 的总线速度实际上只有 100MHz，533MHz 也只有 133MHz 的真实速度。2005 年 Intel 还发布了 64 位 P4 处理器，后文我们将谈到 它。

11、Pentium M：在膝上型电脑市场上开始发力

2003 年 Portable PC（便携型电脑）市场开始爆发式地增长。此时 Intel 只有两款 CPU 可供选择:落后的图拉丁 P3 和 P4，但 P4 巨大的发热量决定了它不 可能适于便携型电脑处理。 就在此时， 从以色列实验室来了一个救星:Banias （又 名 Pentium M）。这款基于 P6 架构（与 Pentium Pro 一样）的处理器拥有超越 P4 的高性能，而且功耗超低。它成了英特尔迅驰（Centrino）平台的处理器， 在 2004 年又被更快的 Dothan 核心取代。Pentium M 在移动平台留下了深深的烙 印， Stealey （A100） 至今还在使用 Dothan 架构 （只不过频率低些功耗低些罢了） 。

与桌面版 P4 一样，其 FSB 也是四倍速于额定频率（QDR），插槽使用了 Socket 479， 实际上只有 478 个针脚，不过每个针脚的定义与桌面 P4 的 Socket 478 不一样。

12、Pentium 4：开始支持 64 位，变身双核


新的处理器系统总线（FSB） 英特尔近来在前端系统总线（FSB）方面一直不敌 AMD：Pentium Ⅲ最高为 133MHz 的 FSB 和内存频率（外频）；而 AMD 雷鸟用的 是 100MHz 的内存频率（外 频）和 266MHz 的 FSB（类似于 CPU 倍频的方式来连接这两个频率）。 Pentium 4 终于有了突破：虽然 Pentium 4 系统总线仅为 100Mhz，并且也是 64 位数据宽度，但由于利用与 APG4X 相同的原理“四倍泵速”，因此可传输高 达 8 位*100 百万次/秒 *4=3,200MB/秒的数据传输速度。明显地远超过 AMD 公布 的 Athlon 总线数据传输速度。Athlon 总线速度为 133Mhz，64 位、2 倍速，提供 8 位 * 133 百万次/秒 * 2 =2,133 MB/秒的数据传输率。 这项特色使得 Pentium 4 传输数据到系统的其它部分比目前所有的 x86 处 理器还快，也一并去除了 Pentium 3 系统所遭受的瓶颈限制。不过，如果主存 储器无法提供相对数据传输的话，这么快的处理器总线速度也是英雄无用武之 地。因此，早期此处理器的芯片组 850 就搭配了两条 Rambus 通道并使用昂贵的 RDRAM 内存。这两个 RDRAM 通道能提供与 Pentium 4 系统总线(3,200MB/s)相同 的数据频宽，这样的搭配将是理论上最完美的结合─提供处理器、系统与主存储 器间最高的数据传输率，这也是最明显的优势之一。不过系统的整体系统的成本 将会因为使用较昂贵的 RDRAM 而提高。



高速执行缓存 为了增加 8KB 的数据缓存，P4 包含了一个执行跟踪缓存，可存储 12K 的微 指令以帮助程序执行。这些指令不在主程序循环中执行，不被存储，从而大大提 高了系统性能。



快速执行引擎 算术逻辑单元（ALU）以双倍的时钟速度运行，这让类似于加、减、逻辑与、 逻辑或等基本运算的执行只用了 1/2 时钟。例如，1.5GHz 的快速执行引擎其实 是以 3GHz 在运算。



高级动态执行 高级动态执行是控制 CPU 执行顺序的动态单元。P4 可以发出 126 条动态指 令，使流水线完成 48 次载入和 24 次存储。与前一代的 PⅢ处理器相比，它能够 增加 33%的预处理速度，还可以在缓存中存储更多的历史信息从而快速取出。



改进的浮点数运算和多媒体单元 P4 的 128 位运算动态增加了运算单元，使得浮点数运算和多媒体表现都得 到了较大的改进。



网络数据流单指令多数据扩展 2（SSE2） 通过增加的 144 条新指令，SSE2 具有更强多媒体增强指令和数据流单指令。 这些特性包括一个 128 位单指令多数据整数运算和 128 位单指令多数据双精度浮 点指令，这些指令减少了原有的指令执行数量，大大增加了执行速度。使得用户 的视频、音频、图象处理、加密、财政、工程和科学应用都极大增强。SSE2 可 以提高多媒体的执行效率，特别是 DVD/MP3/MPEG4 的回放，可以最大效果地体现 P4 新指令集的威力。 总结：在理论上，Pentium 4 是完美无缺，可是实际状况却远非英特尔想象的 那么简单。第一代 423 针脚 Pentium 4 可以说是英特尔近几年内的最大失败。

Willamette 核心构架 首先是 P4 耗电惊人，所以 P4 系统使用的主板被设计为电源的 12V 电压 （ATX12），通过一个 4 脚的插座和 3.3V、5V 一起供给主板，另外还在 20 针电 源接口的旁边另加了一个 6 针的辅助电源接口。 最致命的硬伤还是 Willamette 核心属于 Pentium 4 最早期的产品，因此它 的发热量很大、频率提升困难，只从 1.5GHz 到 1.8GHz。而且它的二级缓存只有 256KB，超深的处理流水线使得总体性能并不理想，特别是对于超频用户来说， 这类产品难以让人感到满意。

Northwood 核心构架 因此英特尔很快就开发出了 Northwood 核心的产品，以满足消费者的需求。 Northwood 核心的 Pentium 4 采用 0.13 微米工艺制造，相比 Willamette 内核的 处理器，其主频有了很大飞跃，二级缓存也从 256K 翻番到 512KB。

3.0C 奔腾 4 3.0C Northwood 核心 Pentium 4 的第二个核心，因此核心面积减小了 60％，可搭 配 512KB 或 2MB 二级缓存，外频 400MHz、533MHz 或 800MHz，支持 SSE2 指令集， 集成 5500 万个晶体管，核心面积 131 平方毫米，使用铜来连接晶体管。

Prescott 核心构架 Prescott 核心是 Pentium 4 的第三个核心， 生产工艺进一步升级为 90 纳米， 可搭配 512KB、1MB、2MB 二级缓存，外频 533MHz 或 800MHz，增加了 SSE3 指令

集支持，激活曾 1.25 亿个晶体管，核心面积 112 平方毫米，使用铜来连接晶体 管。

Pentium 4 506 正面外观 而 Prescott 核心的 Pentium 4 采用了令人咋舌的 31 级流水线设计，配备 16KB 的一级数据缓存和多达 1MB 的二级缓存。

CPU奔腾 D805 CPU-Z 截图

2005 年第二季度，基于“Smithfield”双核心的英特尔 Pentium 8XX 处理 器发布，而 2006 年英特尔又推出了新一代“presler”双核心 9XX 处理器。此时 英特尔 Pentium 核心已经发展到了颠峰。

2.8GHz 双核心的 Pentium D 820 处理器 Pentium 8XX 处理器采用 90 纳米工艺生产，支持 800MHz 前端总线和 EM64T 技术，配备 2MB 二级缓存(每个核心 1MB)，并沿用目前奔腾 4 的 LGA 775 封装。 不过，奔腾 D 8 系列并不支持超线程技术，只能用两个核心实现两个进程。

双核心奔腾 D930 处理器 2005 年 Intel 两次改进了 P4 处理器：先是带来 Prescott-2M，接着又发布 了 Smithfiel 核心产品。前者是基于 Proscott 的 64 位处理器，后者是一款双核 处理器。他们和 P4 很相似，面临的问题是也是一样的：低 IPC（每周期指令） 运算量，难于提高频率。这两款处理器已经不是 Intel 重点关注的了，(他们的

重心在未来的酷睿 2)，何况 Pentium D 说是双核心处理器，实际不过是在一个 外壳里封装了两个 Proscott 核心罢了。 有趣的是，虽然面向消费级市场的 P4 并不支持 PAE 技术（使用 36 位而非 32 位管理内存），因此最大支持内存被限制在 4GB，但它可以突破这个限制。实 际上地址总线依然限于 36 位 （Xeon 上是 40 位） 但 PAE 技术已经成了历史―64 ， 位程序可以充分利用所有内存。 某些特定型号上可以支持超线程技术（Xeon 和 EE 至尊版），Intel 稍后又 发布了 65nm 的 9x0 系列 P4，不过并没有什么重要改进。

13、第一款移动版双核

2006 年 Intel 宣布了酷睿双核处理器。这是第一款面向便携式电脑设计的 双核处理器，拥有极佳的性能，至少比 P4 快多了。这也是第一款真双核 X86 处 理器， 共享缓存设计， 之前的 Pentium D 双核更像是一个外壳内封装两个处理器。 酷睿处理器是 Intel 迅驰平台的重要组成部分，在市场上取得了巨大的成功。唯 一的缺点就是还是 32 位处理器，不像 P4 那样支持 64 位技术。

14、酷睿 2

2006 年 Intel 发布了酷睿 2 处理器，接着它就变成了市场上的抢手货。这 款源自 Pentium M 的处理器拥有全新的 Core 架构。此前 Intel 有两个产品线： 专注桌面市场的 P4 和主攻移动市场的 Pentium M，二者还共同构筑了服务器产 品线。而现在，Intel 只需要一个微架构就可以满足各个产品线，一个 64 位的 酷睿 2 就可以打遍从低端到高端，从桌面，到便携再到服务器的所有领域。 酷睿架构在市场上拥有众多型号，主要根据配置的不同来划分等级，包括核 心数量的不同（从 1 到 4，单核到四核），缓存大小（从 512KB 到 12MB），FSB 快慢（从 400MHz 到 1600MHz）。 下表所示的是最初的酷睿 2 数据，不过最新的 45nm 版也同样适用。

移动版 Merom 规格大体相同，只是 FSB 略微降低了些，而 EE 至尊版速度更 快些。酷睿 2 也有四核的，实际上只是两个 Core 核心封装在一起。45nm 酷睿 2 （Penryn）缓存更大，发热量更低，但是基本架构根跟上面的差不多。

15、新一代 Turbo Boost（睿频）技术，英特尔新酷睿家族 CPU 发展史上的新明星

CPU 作为 PC 最重要的部件，多年来它一直遵循摩尔定律高速发展：CPU 性能 每隔 18 个月提高一倍， 价格下降一半。 而全球著名的芯片厂商英特尔 （Intel） ， 在 CPU 的发展史上一直扮演着非常重要的角色，推出过众多划时代的 CPU 产品， 并造就了无数的经典，为广大用户所津津乐道。 虽然自 Core 2 发布以来，英特尔在性能上一直处于领先水平，但英特尔并 没有放缓新产品的研发进度， 并一直以钟摆模式 （Tick-Tock） 发展战略更新 CPU 产品。在进入 2010 年之际，英特尔将发布全新的酷睿（Core）家族处理器，凭 借着睿频加速与超线程等众多先进技术，使得 CPU 更为智能化，相信新酷睿家族 又会成为 CPU 发展史上的新明星产品。

英特尔全新酷睿家族 Intel 全新的 Core i 家族成员分别是 Core i3、Core i5、Core i7 及 Core i7 Extreme Edition，对应未来四个级别的用户，可简单理解为低、中、高端以及 旗舰。 新酷睿家族系列 CPU 凭借着先进的 CPU 架构， 并支持独特的睿频加速技术、 超线程技术，将为用户带来更智能化的性能体验，在任务负载较小时发挥最佳能 效表现，成为办公应用、游戏娱乐等的最佳之选。 巅峰体验， Edition： 巅峰体验，Core i7 Extreme Edition：

面向顶级用户，Core i7 Extreme Edition

Core i7 Extreme Edition 面向的是最高端用户，拥有最强的性能，支持超 线程技术、睿频加速技术、三通道内存技术，拥有四个核心八个线程，为用户提 供最顶级的性能，采用并不锁定倍频设计，使超频用户能发挥 CPU 的最大性能。 巅峰体验， i7： 巅峰体验，Core i7：

Core i7 Core i7 面向的是最高端用户，与 Extreme Edition 不同的是，主频稍低并 锁定倍频，其他技术方面，如超线程技术、睿频加速技术等则保持一致，拥有四 核八线程，是视频用户、游戏发烧友等高端用户的最佳解决方案，Core i7 系列 仍是世界上最强的台式机 CPU。 游刃随心， i5： 游刃随心，Core i5：

Core i5

Core i5 面向的是高端及主流用户， 具有智能性能， 能够在解决苛刻任务 （如 玩游戏）时智能提速，并自动为最需要的应用分配处理能力。无论是在创建高清 视频，编写数字音乐、编辑照片，还是玩最新的电脑游戏，i5 都能提供高效率 轻松处理多任务，可谓是游刃随心。 事半功倍，Core i3：

Core i3

Core i3 面向的是主流用户，提供出色的性能，支持超线程技术，提供更 优秀的多任务处理能力，处理任务事半功倍。CPU 集成高性能显示核心，将为用 户解决高清电影、家用办公等应用的需求，而价格将非常亲民。