Intel CPU型号发展史

Intel CPU的各种型号简介 个人电脑使用的CPU以Intel品牌为主， PC机CPU发展的历史就等于Intel公司的历史，现在就Intel公司CPU的发展作一介绍。 Intel CPU型号发展：
4004

Intel 8008   

Intel 8080

Intel 8085

Intel 8086

Intel 8088

Intel 80186

Intel 80188

Intel 80286

Intel 80386

Intel 80486

Pentium

Pentium Pro

Pentium MMX

Pentium II

Pentium III

Pentium 4

               

 

4004
4004： 1971年 （4bit）
 

4004是美国英特尔公司 (Intel) 推出的第一款微处理器，也是全球第一款微处理器。它于1971年11月15日发布。

4004处理器的尺寸为3mm×4mm，外层有16只针脚，内里有2,300个晶体管，采用五层设计，它采用10微米制程。

4004的最高时脉有740KHz，能执行4位元运算，支援8位元指令集及12位元位址集。当时脉是108KHz时，它可以每秒运算6万次，成本低于100美元。4004处理器的性能与早期电子计算机ENIAC相若。ENIAC是在1946年推出，机器体积庞大，需占用一个房间。ENIAC拥有18000个真空管。

该款处理器原先是为一家名为 Busicom 的日本公司而设计，用来生产电算机。

 

Intel 8008 

8008： 1972年 （8bit）

Intel C8008为世界上第一款八位元处理器。8008共推出两种速度，0.5 Mhz以及0.8 Mhz，虽然比4004的工作时脉慢，不过因为是八位元处理器（比起4004的四位元），整体效能要比4004好上许多。8008可以支援到16KB的内存。C8008是比较珍贵的紫色陶瓷镀金接脚版本，D8008则是后期出的量产版。发布时间为1972年，8位运算+16位地址地址+16位数据总线
 

 

Intel 8080

8080： 1974年 （8bit)

　　Intel 8080为英特尔早期发布的处理器。它于1974年4月发布，是一枚8位元处理器，时脉为2MHz，亦是第一枚可算得上的处理器。 zilog 制造了与8080兼容的CPU z-80。它是英特尔公司继4004芯片推出的第三代微处理器，8080比4004快十倍而且数据宽度也从4位扩展到8位，被广泛应用与各种控制系统和嵌入式系统中。自1975年第一台个人电脑诞生以后，8080芯片帮助英特尔在几年后占据了电脑芯片的霸主地位 。
 

 

Intel 8085
 8085： 1976年 （8bit）

Intel 8085 是由Intel公司在1970年代中期所发展的八位元微处理器。设计上软件可以向前相容于著名的Intel 8080，但在硬件上的支援需求较低。因此制造商可以生产出更便宜且更简单的电脑系统。

Intel 8086
 

 8086： 1978年 （16bit）

8086是由Intel于1978年所设计的16位微处理器芯片，同时也是为x86架构系列之开端。之后不久，又推出了Intel 8088，它在外部使用8位地址总线连接，成为8086的一个低成本替代品。8086以8080和8085（它与8080有汇编语言上的源代码兼容性）的设计为基础，拥有类似的寄存器集合，但是扩充为16位。总线接口单元（Bus Interface Unit）通过6字节预存（prefetch）的贮列（queue）将指令送给运行单元（Execution Unit），所以取指令和运行是同步的－一种pipelining的原始形式（8086指令长度变化从1到6字节）。

8086有四个完全一样的16位寄存器，但也能够当作八个8位寄存器来访问；以及四个16位索引寄存器（包含堆栈索引）。数据寄存器通常由指令隐含地使用，针对暂存值需要复杂的寄存器配置。它提供64K 8位的输出输入（或32K 16位）端口，以及固定的向量中断。大部分的指令只能够访问一个存储器地址，所以其中一个操作符必须是一个寄存器。计算结果会存储在操作符中的一个。

8086有4个存储器区段（segment）寄存器，可以通过索引寄存器来设置。区段寄存器可以让CPU一种当时是全新的方式访问多达1MB之存储器。在现今有区段的处理器中，8086把区段寄存器左移4位然后把它加上去寻址。这通常被认为是一个不太好的设计，因为这么做会让各区段有重叠。尽管这样对于汇编语言而言会显得有用——因为可以充分控制区段，但同时却使高级语言中的指针（像是C编程语言）使用变得困难。它降低了指针的高效率，且有可能产生两个指向同一个地方的指针拥有不同的地址。更坏的是，这种方式产生要让存储器扩充到大于1MB的困难。而80286的寻址方式改变让存储器扩充较有效率。

处理器的运行时频率介于4.77（在原先的IBM PC）和10MHz.

一般的运行周期时间（预估）:

•加法：3–4（寄存器），9+EA–25+EA（存储器访问）
•乘法：70–118（寄存器），76+EA–143+EA（存储器访问）
•搬移：2（寄存器），8+EA–14+EA（存储器访问）
•进程跳跃：11–15，18+EA（存储器访问）
•远程跳跃：15，24+EA（存储器访问）
EA：计算有效地址的时间，范围是5—12个周期

8086没有包含任何的浮点指令，但是可以连接到数学辅助处理器来增加它的能力。Intel 8087是标准版本，但是其他制造商像是Weitek提供了更高效能的产品。

8086的复制产品有NEC V20、V25和V30处理器。

 

 

Intel 8088
8088 ．1979年 （CPU内部16bit而外部8bit）
 

Intel 8088 是一个 Intel 以 8086 为基础的 微处理器，拥有 16 位 寄存器 和 8 位外部 数据总线。这是原本 IBM PC 上所使用的处理器。
8088 使用 8 位的设计，所针对的是较为经济之系统。在它推出时候，大的数据总线宽度电路板还是相当地昂贵。8088 的预取(prefetch) 贮列(queue) 是 4 字节，相对于 8086 的是 6 字节。8088 的后代包括到现在还在使用的intel 80188、80288（不再制造或使用）、和 80388 微控制器（microcontroller）。
到目前为止使用 8088 之最重要的微计算机是 IBM PC。原本的 PC 处理器是以 4.77 MHz 的时钟频率运行。
显然地 IBM 自家工程师想要使用 Motorola 68000，并且它后来被用在已经遗忘的 IBM 仪器 9000 实验室计算机中，但是 IBM 已经拥有制造 8086 家族的授权，以作为给 Intel 气泡式存储器 设计的授权之交换。使用 8 位 8088 版本的一个因素是，它可以使用现有 Intel 8085 形态的组件，允许以修改 8085 设计的方式为基础制造计算机。68000 的组件在当时并非广泛可以得到，虽然可以使用 Motorola 6800 组件来达成一种程度。Intel 的泡沫式存储器在当时市场上推出有一段时间，但是由于从日本公司来的低廉价格所产生的激烈竞争，Intel 离开了存储器市场并且专注在处理器上。
兼容可以取代的芯片 NEC V20 是由 NEC 所制造，改进了约 20 % 的功率改善。
Intel 80186
 80186： 1980年 （16bit）

Intel 80186是intel针对工业控制／通信等嵌入式市场，于1980年推出的8086处理器的扩展产品，除8086内核，另外包括了中断控制器、定时器、DMA、I/O、UART、片选电路等外设。

80186因为使用了8086内核，只能使用1M内存，可以运行真实模式的DOS环境和其他嵌入式操作系统。

开发工具除Intel自己提供的c86、as86、link86工具外，也可以使用Borland或微软的DOS下的C编译器和CSiLOC/LOCATE的方式，也有商业的完整toolchain，如paradigm/cad-ul。

80186处理器虽然历史悠久，但现在除Intel公司外，AMD公司、NEC、RDC等公司也有系列兼容产品，在嵌入式领域仍有广泛应用，堪称嵌入式领域最成功的处理器之一。

对应的升级版本是支持保护模式，突破1M地址限制的386EX。

 

Intel 80188
 

80188： 1981年 （16bit）

Intel 80188为一Intel 80186的一个派生版本，跟80186不同的是，它只有一半的外部数据总线（External Data Bus），由16位减至8位，以助减低成本。
80188有四个16位通用寄存器，亦可作为八个8位寄存器。另外，它有十六个16位的寄存器，包括：堆栈指针〔Stack Pointer〕、索引寄存器〔Index registers〕，以及状态寄存器〔Status word register〕。

跟8086一样，它同有四个16位地址寄存器以容许替64千字节以上的存储器给予地址。当超越16位极限〔即64KB〕时，一个新的数值就会加入。这个地址系统可容许1百万字节的地址存储器，但在当时这个数字是比一台计算机所需的存储器高出很多。

 

Intel 80286
 

80286： 1982年 （16bit）
 

Intel 80286 微处理器
80286（官方名称为iAPX 286），是英特尔（Intel）公司的一款x86系列CPU，最初发布于1982年2月1日。

80286处理器被广泛应用在1980年代中期到1990年代早期的IBM PC兼容机中。这些PC称为“80286电脑”或“286电脑”，有时也简称“80286”或“286”。

80286处理器集成了大约13万个晶体管，最大主频为20MHz，采用16位数据总线和24位地址总线。

80286有两种工作模式：实模式和保护模式。在实模式下，80286直接访问内存的空间被限制在1M字节，更多内存需要通过EMS或XMS内存机制进行映射。而在保护模式下，80286可以直接访问16M字节的内存，并具有异常处理机制，这为后来的微软的多任务操作系统Windows准备了条件。

80286的后续替代产品80386于1985年10月面世。
 

 

Intel 80386
 

80386： 1985年 （32bit）

Intel 80386 DX, 33MHz微处理器
Intel 80386，是英特尔（Intel）公司的一款x86系列CPU，最初发布于1985年10月17日。
80386处理器被广泛应用在1980年代中期到1990年代中期的IBM PC兼容机中。这些PC被称为“80386电脑”或“386电脑”，有时也简称“80386”或“386”。
80386的广泛应用，将PC从16位时代带入了32位时代。80386的强大运算能力也使PC机的应用领域得到巨大扩展，商业办公、科学计算、工程设计、多媒体处理等应用得到迅速发展。
80386的重要特点是：
1.     首次在x86处理器中实现了32位系统。

2.     可配合使用80387数字辅助处理器增强浮点运算能力。

3.     首次采用高速缓存（外置）解决内存速度瓶颈问题。

由于这些设计，80386的运算速度达到了前代产品80286的数倍。
80386DX的内部和外部数据总线是32位，地址总线也是32位，可以寻址到4GB存储器，并可以管理64TB的虚拟存储空间。
80386有三种工作模式：实模式、保护模式、虚拟86模式。实模式为DOS系统的常用模式，直接内存访问空间被限制在1M字节；保护模式下80386-DX可以直接访问4G字节的内存，并具有异常处理机制；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。　
初期推出的80386 DX处理器集成了大约27.5万个晶体管，工作频率为12.5MHz。此后80386处理器逐步提高到20MHz、25MHz、33MHz直至最后的40MHz。
80386的后续替代产品80486于1989年问世。
Intel 80486
 

 80486： 1988年 （32bit）

Intel i486 33MHz

Intel i486（又称486, 80486）是Intel公司的一款CISC架构的x86 CPU。 i486的前身是 Intel 80386 处理器。

从软件的观点来看，i486家族的指令集与80386非常相似，只有增加少量的指令。

不过从硬件的观点来看，i486的结构有很大的突破。它有内置数据高速缓存芯片，一个浮点计算处理器（只有DX型才拥有），和多重管线。在最佳的条件下，i486的内核可以提供一个时间周期内处理一个指令。这会提供大约二倍同时钟频率的80386的效能。然而，有些低等级的i486实际上会比最高速的386还要慢，这在i486 SX型会格外的明显。

25MHz i486于1989年4月问世，其次33MHz的版本在1990年5月出现，然后50MHz在1991年6月出现。

Pentium

Pentium:1993年 （32x2＝64bit）

奔腾商标
奔腾，Pentium是英特尔的第五代单内核x86架构之微处理器，于1993年3月22日开始出货。他是486产品线的后代。Pentium本应命名为80586或 i586，后来命名为“Pentium”（通常认为“pentium”是希腊文“五（penta）”加拉丁文中代表名词的接尾语“ium”的造词）是因为阿拉伯数字无法被用作注册商标。i586被使用在英特尔竞争对手所制造的类80586的微处理器。

Pentium Pro

 Pentium Pro： 1995年（32x2＝64bit）

Intel Pentium Pro微处理器
Pentium Pro为IntelP5 内核Pentium Processor的延伸，在1995年11月以Socket 8格式推出。它以陶瓷或有机塑胶封装，其最大特色在于首先采用双晶粒封装与内置全速二级缓存，双晶粒自然是指将计算内核与缓冲器两颗芯片一同装入CPU中，而片上（onchip）全速二级缓存则是因为这样做可以使得二级缓存可以与内核相同的频率运作，不必在像过去使用主板上较慢速的L2存储器。从而为“乱序执行”所导致的大量内存查找提供了捷径，直接提升了性能。

其二级缓存有256KB/512KB/1MB三款，其中1MB版本使用OLGA（有机塑胶封装），但是肇因于0.35微米制程发热功率甚大，故其时钟频率不曾高于233 MHz（正式版不超频）。

Pentium PRO具有64条数据线，可一次传输64Bits的数据；两个8KB的L1 Cache。Pentium PRO有36条地址线，所以寻址空间可以高达64GB。而且由于Pentium PRO的"非循序运行的超标量架构"，平均一个周期可运行三个指令，因此Pentium PRO的运行速度，可为Pentium的2倍。此外，为了匹配Pentium PRO的计算速度，Pentium PRO内置有256KB（最小）的L2 Cache，以避免使用到访问较慢的主存而影响效率。另外Intel Pentium Pro也可以支持多处理器的架构。

 

 

Pentium MMX

Pentium MMX：1997年 （32x2＝64bit）

为了提高电脑在多媒体、3D图形方面的应用能力，许多新指令集应运而生，其中最著名的三种便是英特尔的MMX、SSE和AMD的3D NOW!。 MMX（MultiMedia Extensions，多媒体扩展指令集）是英特尔于1996年发明的一项多媒体指令增强技术，包括57条多媒体指令，这些指令可以一次处理多个数据，MMX技术在软件的配合下，就可以得到更好的性能。

　　多能奔腾(Pentium MMX)的正式名称就是“带有MMX技术的Pentium”，是在1996年底发布的。从多能奔腾开始，英特尔就对其生产的CPU开始锁倍频了，但是MMX的CPU超外频能力特别强，而且还可以通过提高核心电压来超倍频，所以那个时候超频是一个很时髦的行动。超频这个词语也是从那个时候开始流行的。

　　多能奔腾是继Pentium后英特尔又一个成功的产品，其生命力也相当顽强。多能奔腾在原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，使得多能奔腾即使在运行非MMX优化的程序时，也比同主频的Pentium CPU要快得多。

　　这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。与经典奔腾不同，多能奔腾采用了双电压设计，其内核电压为2.8V，系统I/O电压仍为原来的3.3V。如果主板不支持双电压设计，那么就无法升级到多能奔腾。

多能奔腾的代号为P55C，是第一个有MMX技术(整量型单元执行)的CPU，拥有16KB数据L1 Cache，16KB指令L1 Cache，兼容SMM，64位总线，528MB/s的频宽，2时钟等待时间，450万个晶体管，功耗17瓦。支持的工作频率有:133MHz、150MHz、166MHz、200MHz、233MHz。
 

 

Pentium II

Pentium II：

Pentium II – front view

 

 1997年（32x2＝64bit）， Pentium II为1998年主力产品。 Deschutes:Pentium II产品后续产品，采用0．25um工艺， 耗电量低， 1998年推出。 Katmai：Katmai Slot 2（K2SP）多媒体扩展格式MMX2产品用于服务器和工作站，外频采用100MHz,内频目前有40O／450／500MHz几个版本， L2 Cache 4MB， 1998年推出。 Willamette： P6与P7产品，代号为P68，速度比Pentium II快一倍。 Merced： 786 CPU，简称P7，为Intel/HP两家合作开发，对多媒体指令速度的处理有革命性的改变， 1997年底亮相，于1998-1999年推出。
Pentium III
 

 

Intel Pentium III-S 1266 Mhz Tualatin CPU (tB1-Step, 1,45 VCore, 133 Mhz FSB, 512 Kbyte L2)

Pentium III是英特尔的x86（更准确地说是 P6）架构之微处理器，于1999年2月26日推出。刚推出的版本与早期的Pentium II非常相似，最值得注意的不同是SSE指令的扩充，以及在每个芯片制造的过程加入了有争议的序号进去。与Pentium II相同，也有低阶的Celeron版本和高阶的Xeon版本。Pentium III最后被Pentium 4所取代，Pentium III的改进设计就是现在的Pentium M。

 

Pentium 4

采用LGA 775插座的Pentium 4
 

奔腾4（Pentium 4，或简称奔4或P4）是Intel生产的第7代x86微处理器，并且是继1995年出品的Pentium Pro之后的第一款重新设计过的处理器，这一新的架构称做NetBurst。首款产品代码为：Willamette，拥有1.4GHz左右的内核时钟，并使用Socket 423脚位架构，首款处理器于2000年11月发布。不同于Pentium II、Pentium III和各种Celeron处理器，因为是全新设计的产品，所以与Pentium Pro的关联很小。值得注意的是，Pentium 4有着非常快速到400MHz的前端总线，之后更有提升到533MHz、800MHz。它其实是一个100MHz的四倍并发总线，因此理论上它可以传送比一般总线多四倍的容量，所以号称有400MHz的速度。AMD Athlon的前端总线则有266MHz的速度（133MHz双倍并发总线）。

令业界观察人士感到意外的是，Pentium 4没有在“整数处理速度”和“浮点性能”这两个标准重要性能之一上比之前的P6架构设计有任何提升。相反，它通过牺牲每个周期的性能以实现非常高的时钟速度和SSE性能。与英特尔的传统保持一致的是，Pentium 4也有低端Celeron〔通常称为Celeron 4〕及Celeron 版本和用于SMP配置的高端至强〔至强〕版本。

Pentium 4的设计目标是适应更快的时钟速度，因为消费者开始依据更高的时钟购买计算机。在这方面Pentium 4是一个经典的市场驱动技术的范例。这很快就推动了超微半导体（AMD）的时钟频率神话运动。英特尔使用一个深度的指令流水线来实现这个目标，同其它如Pentium III和Athlon那样的CPU相比Pentium 4降低了每个时钟周期能够处理的实际工作数目，但是它能够以更高的时钟速度工作。AMD则采用所谓的PR值来标示与Pentium 4相对应的Athlon XP处理器。

英特尔在发表Pentium 4时向大众宣布说，NetBurst架构能够运行在10GHz。然而，NetBurst架构在4GHz遇到了无法解决的高功耗问题。这迫使英特尔在2005年年中放弃了Pentium 4，并转向升温更少的Pentium M，祭出“MoDT (Mobile on DeskTop)”的旗帜；由此，Pentium M也被重新定位为桌面和小型服务器市场。

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