- 余辉
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问题描述:
介绍一下inter和AMD的cpu的发展史(详细点)
解析:
英特尔发展史
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: 1969年 (4bit) 8008: 1972年 (8bit) 8080: 1974年 (8bit) 8085: 1976年 (8bit) 8086: 1978年 (16bit) 8088 .1979年 (CPU内部16bit而外部8bit) 80186: 1980年 (16bit) 80188: 1981年 (16bit) 80286: 1982年 (16bit) 80386: 1985年 (32bit) 80486: 1988年 (32bit) Pentium:1993年 (32x2=64bit) Pentium Pro: 1995年(32x2=64bit) Pentium MMX:1997年 (32x2=64bit) Pentium II: 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。
886系列: 886产品,处理性能比P7高一倍。 1286系列: Intel公司规划2011年的指标产品。 CISC CPU和RISC CPU ◎CISC(Complex Instruction Set Computer,复杂指令集计算机)复杂指令集CPU内部为将较复杂的指令译码,分成几个微指令去执行,其优点是指令多,开发程序容易,但是由于指令复杂,执行工作效率较差,处理数据速度较慢,目前286/386/486/Pentium的结构都为CISC CPU。 ◎RISC(Reduced Instruction Set Computer,精简指令集计算机) RISC是精简指令集CPU,去除复杂的指令,保留精简的常用指令,再配合内部快速处理指令的电路,加快指令的译码与数据的处理,不过,必须经过编译程序的处理,才能发挥它的效率,Power PC为RISC CPU的结构。 ◎改进式的CISC CPU: 部分改进CISC的结构面向RISC的优点而开发,如Intel的Pentium-Pro(P6)、Pentium-II,Cyrix的M1、M2、AMD的K5、K6等。 CPU的工作时钟每一个CPU都有一个叫CLOCK(时钟)的接脚,筒称CLK,也就是提供给CPU处理数据的工作时钟,有时我们称之为频率,以MHz(Mega Hertz)为单位,提供给CPU频率的高低涉及到CPU的倍频或除频。经过内部倍频或除率,得到的内部频率才是CPU执行指令的工作时钟(或工作频率),CPU频率的高低和CPU内部的结构以及指令处理的方式都关系着CPU处理指令的快慢,如CPU内部采用超级标量流水线(Super Scalar Pipeline)指令的处理结构,内部高速缓存的容量、指令的译码,程序的编译、是复杂指令集(CISC)或是精简指令集(RISC)的处理,这些都关系着CPU的处理速度。一般CPU的工作时钟以它的型号来表示,如Pentium-l66中的166MHz、Pentium-200中的200MHz,在相同的结构下, CPU型号的数值越高者,其速度越快,当然价格也越高。时钟发生器为CPU提供处理时种,也就是为CPU提供的工作频率,它会随着CPU型号规格的不同而不同。早期286/386的CPU由于其内部有除2的除频电路,所以外部的频率是286/386 CPU 工作频率的一倍,经它的内部除2,即为CPU使用的工作频率,如80286-20, 80386-20 , CPU外部的时钟发生器会提供40MHz的频率给CPU,经CPU内部除2,即为80286-20或80386-20的20MHz的工作时钟。但是,从486DX2,486DX4和Pentium CPU开始,CPU的内部即以倍频的形式出现,在CPU内部倍频不影响外围设备,CPU可以作l.5/2/3/3.5/4/4.5倍频的提升,只要CPU的材质、温度、频率、工艺可以稳定发挥其功能即可量产,所以不同型号的CPU就有不同的频率,主板为了配合不同号的CPU,一般的规格都可承受到(120~200)MHz范围的频率,更新CPU时,只要主板的芯片组符合CPU的功能即可更新速度更快的CPU。 Klamath CPU 什么是Klamath, Klamath在地理上是美国境内的一条河名,在PC电脑上它有许多名称,有人叫它P6C,有人叫它Pentium Pro MMX,也有人叫它为686多媒体指令集CPU,它的名字琳琅满目,不过大部分的人都称它为Pentium II,因为Pentium和Pentium Pro已经是586和686的代名词。不管如何称呼,它是当今Intel CPU中第六代最新的型号,它结合了Pentium Pro CPU与MMX(多媒体扩展指令)技术,是目前Intel公司最高性能的CPU,它有下列几种不同的特点: ◎它是扩展插卡-盒式的设计, CPU与L2高速缓存一起封入盒内,插在名叫Slot 1的扩展槽上。 ◎Pentium II盒式CPU共包含CPU+一颗高速缓存控制芯片+四颗高速缓存芯片。 ◎高速的处理速度,目前提供6种型号,Pentium II-233、Pentium II-266、PentiumII-300、Pentium II-333,Pentium II-350和Pentium II-400。 ◎提供一般的整数运算、图形影像多媒体运算、立体绘图浮点运算,为新一代的可 视计算中心。 ◎应用于中小企业、电脑服务器/工作站、机关学校和家庭,适用于电子商务、图形影像、教育娱乐等数据的传递。 ◎采用创新的双独立总线(DIB,Dual Independent Bus)结构,加快了高速缓存与CPU之间的数据传送。 ◎CPU内部的Ll高速缓存增加为64KB(32KB指令/32KB数据)。 ◎CPU外部卡盒内的L2高速缓存增加为256KB或512KB。 ◎Pentium II的Slot 1卡槽共有242支脚,卡上有很大的散热片或风扇。 MMX MMX是英立Multi-media Extension的缩写,中文为多媒体扩展指令集CPU。这些指令桌能够加速处理有关图形、影像、声音等的应用,MMX Pentium CPU加强了Pentium CPU在多媒体处理功能的不足,它可以利用其内建的多媒体指令来模拟3D绘图的处理、 MPEG的压缩/解压缩。立体声的音效等,只要是软件支持MMX CPU,即可以取代这些硬件的接口而达到多媒体的功效。 MMX Pentium CPU的接脚与Pentium CPU相同,但是其内部的结构和CPU使用的电压不同,内部除了提供MMX多媒体的电路,其使用的电压必须为2.8V与3.3V的两组电压,故主板的一些芯片组和BIOS,也必需配合支持MMX的功自,才能把电脑升级使之发挥MMX的功效。
AMD发展史
1969年5月1日--amd公司以10万美元的启动资金正式成立。
1969年9月--amd公司迁往位于901 thompson place,sunnyvale 的新总部。
1969年11月--fab 1产出第一个优良芯片--am9300,这是一款4位msi移位寄存器。
1970年5月--amd成立一周年。这时amd已经拥有53名员工和18种产品,但是还没有销售额。
1970--推出一个自行开发的产品--am2501。
1972年11月--开始在新落成的902 thompson place 厂房中生产晶圆。
1972年9月--amd上市,以每股15美元的价格发行了52.5万股。
1973年1月--amd在马来西亚槟榔屿设立了第一个海外生产基地,以进行大批量生产。
1973--进行利润分红。
1974--amd以2650万美元的销售额结束第五个财年。
1974年5月--为了庆祝公司创建五周年,amd举办了一次员工游园会,向员工赠送了一台电视、多辆10速自行车和丰盛的烧烤野餐。
1974--位于森尼韦尔的915 deguigne建成。
1974-75--经济衰退迫使amd规定专业人员每周工作44小时。
1975--amd通过am9102进入ram市场。
1975--jerry sanders提出:"以人为本,产品和利润将会随之而来。"
1975--amd的产品线加入8080a标准处理器和am2900系列。
1976--amd在位于帕洛阿尔托的rickey""s hyatt house 举办了第一次盛大的圣诞节聚会。
1976--amd和intel签署专利相互授权协议。
1977--西门子和amd创建advanced micro puters (amc) 公司。
1978--amd在马尼拉设立一个组装生产基地。
1978--amd的销售额达到了一个重要的里程碑:年度总营业额达到1亿美元。
1978--奥斯丁生产基地开始动工。
1979--奥斯丁生产基地投入使用。
1979--amd在纽约股票交易所上市
1980--josie lleno在amd在圣何塞会议中心举办的"五月圣诞节"聚会中赢得了连续20年、每月1000美元的奖励。
1981--amd的芯片被用于建造哥伦比亚号航天飞机。
1981--圣安东尼奥生产基地建成。
1981--amd和intel决定延续并扩大他们原先的专利相互授权协议。
1982--奥斯丁的第一条只需4名员工的生产线(mmp)开始投入使用。
1982--amd和intel签署围绕iapx86微处理器和周边设备的技术交换协议。
1983--amd推出当时业内最高的质量标准int.std.1000。
1983--amd新加坡分公司成立。
1984--曼谷生产基地开始动工。
1984--奥斯丁的第二个厂房开始动工。
1984--amd被列入《美国100家最适宜工作的公司》一书。
1985--amd首次进入财富500强。
1985--位于奥斯丁的fabs 14 和15投入使用。
1985--amd启动自由芯片计划。
1986--amd推出29300系列32位芯片。
1986--amd推出业界第一款1m比特的eprom。
1986年10月--由于长时间的经济衰退,amd宣布了10多年来的首次裁员计划。
1986年9月--tony holbrook被任命为公司总裁。
1987--amd与sony公司共同设立了一家cmos技术公司。
1987年4月--amd向intel公司提起法律诉讼。
1987年4月--amd和 monolithic memories公司达口
CPU发展史
1.速度挂帅,万变不离其宗
CPU又叫中央处理器,是英文单词Central Processing Unit的缩写,其内部结构大概可以分为控制单元、算术逻辑单元和存储单元等几个部分。按照其处理信息的字长可以分为:八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。本文后面会提到许多比较艰生的理论知识,虽然我会努力把他们讲得生动浅显,但我确实没有办法让它象《还珠格格》那样有趣,不过你一定要把握住所有这些技术都是围绕突破速度极限而设立的,这是个万变不离其宗的道理。顺着这条路思索下去,你一定马上会问提高速度到底都有哪些方法呢?其实说起来很简单,科学家想到的地方,我们要留心也一定能发现得了。不外乎下面几种情况:优化指令集、提高处理器每个工作单元的效率、配置更多的工作单元或新的运行方式来增加并行处理能力、缩短运行的时钟周期以及增加字长等等。
2.论资排辈,字长最好说话
八位微处理器的典型产品为Intel公司的8080处理器、8086处理器、Motorola公司MC6800微处理器和Zilog公司Z80微处理器。
十六位微处理器的典型产品是Intel公司的8086和80286微处理器。如果说8080处理器还不为各位所熟知的话,那么80286则可以说是家喻户晓了,个人电脑――PC机的第一代CPU便是从它开始的。
三十二位微处理器的代表产品是Intel公司1985年推出的80386,这是一种全三十二位微处理器芯片。1989年Intel公司又推出准三十二位处理器芯片80386SX。它的内部数据总线为三十二位,与80386相同,外部数据总线为十六位。也就是说,80386SX的内部处理速度与80386接近,也支持真正的多任务操作,而它又可以接受为80286开发输入/输出接口芯片。80386SX的性能优于80286,而价格只是80386的三分之一。386处理器没有内置协处理器,因此不能执行浮点运算指令,如果您需要进行浮点运算时,必须额外购买昂贵的80387协处理器芯片。
八十年代末九十年代初,486处理器面市,粗略的说486就是集成了浮点运算单元和8KB高速缓存(说是高速但比现在一般内存的速度也有相当差距)的386。早期的486分为有协处理器的486DX和无协处理器的486SX两种,其价格也相差许多。随着芯片技术的不断发展,CPU的频率越来越快,而PC机外部设备受工艺限制,能够承受的工作频率有限,这就阻碍了CPU主频的进一步提高。在这种情况下,出现了CPU倍频技术,该技术使CPU内部工作频率为处理器外频的2-3倍,486DX2、486DX4的名字便是由此而来。
CPU发展史:(二)悄然而至的转折点
九十年代中期,全面超越486的新一代586处理器问世,为了摆脱486时代处理器名称混乱的困扰,最大的CPU制造商Intel公司把自己的新一代产品命名为Pentium(奔腾)以示区别。而AMD和Cyrix也分别推出了K5和6x86处理器。接下来Intel又为冲击服务器市场和争取多媒体制高点相继发布了Pentium Pro 和Pentium MMX。这么多处理器的发布使这一段并不算长的时期充满了戏剧性,技术和市场层面的两层变化交汇在一起,终究构成了山雨欲来风满楼的态势。或许这就是我们所说的转折点吧?
1.技术变迁,RISC取代CISC
在现在来看第五代的微处理器的问世,应该算得上是PC个人电脑发展史上里程碑式的事件。然而这并非是因为它的速度较之以前有了本质的变化,主要原因是,从这里开始传统的X86指令集的CPU开始由CISC复杂指令集设计,转而开始采用部分RISC(简单指令系统计算机)技术。虽然从外观上这些CPU的指令依然复杂而且长度也参差不齐,但实际其内部的微指令已经是整齐化一的简单指令了。而由此也产生了两项全新的技术,超标量和流水线结构。接下来,我们简单介绍下他们的情况。
(1)复杂指令集
随着VLSI技术的发展,计算机的硬件成本不断下降,与此同时,软件成本却越来越高,这使得人们开始热衷于在指令系统中增加更多的指令以及让每条指令完成更复杂的工作,来提高操作系统的效率,并尽量缩短指令系统与高级语言的语义差别,以便于高级语言的编译和降低软件成本。另外,为了做到程序兼容,同一系列计算机的新机器和高档机的指令系统只能扩充而不能减去任意一条,也促使指令系统愈加复杂。于是我们就把这些计算机称为CISC(复杂指令系统计算机)。
(2)简单指令集
在发现了上述弊病以后,科学家们开始寻求解决办法。1975年IBM公司开始研究指令系统的合理性问题。其结果发现,CISC电脑中,各种指令的使用频率相差悬殊,最常使用的一些比较简单的指令,仅占指令总数的20%,但在程序中出现的频率却占80%。于是着眼于减少指令的执行周期数,简化指令使计算机结构更加合理并提高运行速度的RISC电脑开始出现。
CPU发展史:(三)三分天下之序幕
虽然Intel已经接连出错,但其市场基础扎实,资金雄厚。短时间内竟不显败象,实在令人佩服,就在这时Intel又要做决定了。我们的故事应该从这里正是开始……
1.万事皆由Intel起,PII拱手让市场
1997年对于所有Wintel体系的兼容CPU生产厂家而言,可算是悲喜交加的一年了。在这一年里的大部分时间里,Intel不但凭借其Pentium MMX(P55C)系列CPU仗剑天下,打得AMD K6和Cyrix M II等芯片毫无还手之力,更有取得专利保护的Slot 1主板的推出。反观,其他的PC系统CPU生产厂家,由于不能继续在CPU接口上同Intel保持兼容,他们被逼上了绝境,前途一片暗淡。就在业界一致认为Intel行将一统江湖之时,Intel却做出了一个令人十分吃惊的决定:退出Socket 7市场,为PC系统开发100MHz的新架构。为什么Intel会在Slot 1市场还未完全成熟,而Socket 7又正当壮年之时宣布退出呢?
原来,它也有其难言之隐。首先,从386以来,AMD和Cyrix便一直跟跑在后,哪一次技术革新不是Intel出钱出力,最后又让他们来兼容,争夺市场。与其这样不如干脆给他来个连根拔起,断了你兼容的念头。再者说,业界在66MHz的外频下已经停留了很长时间,Socket 7架构已经发展得十分成熟,如果从这里来提升系统外频,不但对新技术的运用有一定限制,而且其利润也不如新东西来得高。所以权衡再三,Intel终于做出了这个现在看来几乎不可思议的决定。由此一场波澜壮阔的"芯"际大战便拉开了序幕。
2.闪电出击,AMD终成大器
AMD这个名字,大家一定再熟悉不过了。打从知道他的那天起,在我印象里他就是篮球队里的最佳第六人,绿荫场上的超级替补。Intel刚宣布退出Socket 7市场,AMD就敏锐地抓住了这一百年不遇的良机,坚定的在 Socket 7架构上推出高频K6。并率先发难,带头提出了Super 7架构,大有要和Intel分庭抗礼之势。于是本来最早由Intel提出的100MHz外频概念,成了AMD反击Intel的主要武器。各大系统芯片开发商也鼎力相助,VIA的MVP3、SIS的5591、ALI的Aladdin Ⅴ等系统芯片组也如雨后春笋一般冒了出来,由于众志成城,开发措施得力,100MHz外频在Super 7架构上比Slot 1的440 BX芯片组早进入市场。且其综合性能比在66MHz下要高出6.8%~15%左右(这主要归功于100MHz主频对前置总线的2级缓存的影响),反观Slot 1架构却只有2%~5%的提升。100MHz外频这柄双刃剑终于砍伤了Intel自己。而AMD也因此声名大震。
3.避而不战,Cyrix的衰落
讲到这里不能不提一下作为CPU三大厂商之一的Cyrix。由于他一直把Intel估计得过于强大,从不犯错。所以,面对Intel的步步紧逼,他几乎不愿和Intel做任何正面交锋,甚至放缓了针对主流CPU市场的6x86MX系列CPU的开发,转而致力于研发多功能合一的Media GX系列处理器。以至在97年底前后的风波中显得措手不及,毫无应变能力。随着AMD市场份额的扩大,而缩小了自己的市场。从486中最cool的"芯",有些高烧的6x86,再到Media GX,Cyrix一步步衰落了。
(3)流水线
介绍流水线结构打个比方最容易。请大家设想一下工厂里产品装配线的情况,在我们想要提高它的运行速度的时候,是怎么做的呢?答对了。把复杂的装配过程分解成一个一个简单的工序,让每个装配工人只专门从事其中的一个细节,这样每个人的办事效率都会得到很大的提高,从而使整个产品装配的速度加快。这就是流水线的核心思想。
(4)超标量技术
如果说,流水线是依靠提高每个"操作工人"的效率来达到促进整体的结果的话,那超标量就纯粹是在增加"工人"的数量了。它通过重复设置大量的处理单元,并按一定方式连接起来,在统一的控制部件控制下,对各自分配的不同任务并行的来完成不同操作。由此近年来电脑微处理器发展的基石总算奠定了下来,接下来考虑的就是如何提高流水线的使用效率和研发更先进的并行技术了。
2.一招出错,Intel尽失先机
或许现在很多人都认为Intel逐渐失去绝对的垄断地位是从AMD发布K6处理器开始的,但在我看来事实并非如此。就像我文章一开始就提到的那样,高手间的过招,不但要打败对手,同时更需要战胜自己。就在Intel主流桌面市场全面告捷的同时,它已经开始了第一次冲击高端工作站和服务器市场的尝试。Pentium Pro(简称P6)正是应此要求出现的,它一经问世,就获得了满堂喝彩。我们需要给予肯定的是P6的内核确实十分先进,就是现在的Pentium III的核心也继承了它的血脉。当然超能奔腾给我们留下最深印象的还是它一体双腔的设计方案,这是款X86处理器发展史上第一次把大容量L2缓存集成到CPU上和核心放置非常接近的产品,但以当时的工艺制造水平根本没有办法解决热量的问题。这款穷尽Intel心血的处理器最终没能进入主流市场,不但消耗了大量资金,更要命的是用去整整研发一代CPU所需要的时间,这才让后来的AMD K6有机可乘。
如果说上面的论述我还有几分自信能引起一些读者赞同的话,下面的想法则完全属于个人奇谈怪论。我认为Intel另一个不大不小的失误就出在风靡一时MMX指令上。MMX技术实质上是"单指令流、多数据流"数据处理方式(SIMD)的一项具体应用。它允许CPU同时对2、4甚至8个整数数据进行并行处理,而丝毫不影响系统的速度。在Pentium MMX结构的CPU中,增加若干64位的寄存器来完成上述使命。其最初目的是用于提高CPU对3D数据的处理能力,但实质上3D技术更需要的是浮点运算。随后出现的3DNow!、SSE和用于苹果电脑的AltiVec指令系统很快便让其走入了历史。