[图]史上最难忘的15款英特尔X86 CPU

发表于 2008-08-07 20:31:11

 

Intel公司是IT史上最伟大的公司之一,尤其是在处理器领域,甚至可以说Intel公司三十多年的发展史就是PC处理器的进化过程.从最早的存 储器(Intel创业发家靠的就是存储器)到最新的“Tera-scale” 万亿次芯片技术,Intel推出了无数处理器,它们中的有些在市场上大放光芒,有的却又黯然离场.梳理Intel公司的处理器产品线,我们从中撷取了15 款可说最经典的X86处理器(嵌入式等领域的处理器暂不考虑),回顾这些处理器的历史不仅是为了温故更为了知新,我们看到电驴 处理器性能越来越强大,功耗却在渐渐降低,未来的处理器有望继续延续这一道路,可以说是会“更好更强大”.下面就让我们一起看看15款处理器的QQ空间 光辉时刻吧!

 

1、8086：第一款PC处理器

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4.77MHz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。 

2、80286：支持16MB内存，依然是16位

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。

]

3、80386：32位，高速缓存

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）。

4、486：首次拥有APU(浮点运算单元)和Multipliers（乘法器）

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。

5、Pentium：带来麻烦的BUG

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

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。 

7、Pentium II and III: 同门兄弟

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。 

与PⅡ一样，至强外壳内也有外置L2缓存，容量介于512KB到2MB之间，晶体管数量在31M到124M之间。

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），Clerlon（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

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P 4那样支持64位技术。

单核的Core Solo也出现在了市场上，这款追求低功耗的产品FSB速度由667 MHz降到了533MHz，它被应用在了服务器上（代号Sossaman)。这也是专为移动设计的CPU首次用在服务器领域。实际上酷睿处理器没有使用酷 睿2处理器的架构，在便携PC市场上它很快被Merom核心的酷睿2取代了。另外，Yonah核心的Socket 479插槽和Pentium M的Socket 479插槽是不一样的（尽管名字一样）。

14、今天的中流砥柱: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2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、未来：Nehalem，Atom等等

当然这些只是本文的一部分，有关AMD处理器（也包括AMD-ATI显卡在内）的第二部马上就要来到。Intel X86处理器的故事不会随着Core 2 Duo结束，有关Intel未来处理器的部分已经在计划中，因为Nehalem，Atom也是X86处理器。而且据透露，Intel进入显卡市场的 Larrabee也是基于X86处理器核心的。