CPU的发展历程
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CPU的发展历程
CPU(Central Processing Unit)是英文“中央处理器”的缩写,是
计算机的核心部件,又可以说是电脑系统的大脑,它负责计算机的运算和
控制功能,是计算机系统中所有硬件装置的中枢,其他设备要被正确运行,就需要CPU的指令来实现。
CPU的发展最早追溯到上世纪50年代,美国微机公司IBM发明了第
一台电子数字计算机,它的CPU采用的是空中感应器(vacuum tube)技术,主频相对今天的CPU只有几千赫兹,但是这已经满足了当时的现实需求,所以这段时期的CPU经久不衰,在1956年IBM公司发布了IBM 702
计算机,它的CPU主频可达到3.5KHz,是当时最先进的计算机。
1960年代,随着集成电路的发展,IBM首次采用了集成电路技术,发
布了第一台使用Pentium核心的IBM System/360计算机,这台计算机也
是当时最先进的,它的主频可达到100KHz,比IBM 702快了多少,这台
计算机的发布标志着CPU从空气感应器时代进入了集成电路时代,也使得
计算机的运算速度大大提升。
1970年代,Intel发布了全世界首次使用芯片技术的8080单片机,
它的主频可达到2MHz,是当时CPU的发展的一大里程碑,这台计算机的
发布开创了冯·诺依曼体系的未来,这也是计算机发展史上的一个重要转
折点。
CPU的发展历程CPU是Central Processing Unit(中央微处理器)的缩写,由运算器和控制器两部分组成,按照其处理信息的字长,CPU可以分为:4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以及正在走红的64位微处理器。
一、CPU发展的孕育期(1971~1978)代表CPU:intel 4004、8008(4004)世界上第一款可用于微型计算机的4位处理器,是英特尔公司于1971年推出的包含了2300个晶体管的4004。
由于性能很差,市场反应十分冷淡。
于是Intel公司随后又研制出了8080处理器、8085处理器,加上当时Motorola公司的MC6800微处理器和Zilog公司的Z80微处理器,一起组成了8位微处理器的家族。
二、CPU发展的摇篮期(1978~1979)代表CPU:intel 8086、8088(8086)这期间的代表是英特尔公司1978年推出的这款8086处理器,它是第一块16位微处理器,最高主频为8MHz,内存寻址能力为1MB。
同时英特尔还生产出与之相配合的数学协处理器8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集,但i8087指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算的指令,人们将这些指令集统一称之为x86指令集。
虽然以后英特尔又陆续生产出第二代、第三代等更先进和更快的新型CPU,但都仍然兼容原来的x86指令。
从这点上来说,虽然用今天的眼光看来,8086的性能是那么的不堪,但是它的诞生却奠定了以后CPU发展的基础。
(8088)1979年,英特尔公司再接再厉,又开发出了8088。
8088集成了约29000个晶体管,采用40针的DIP封装,最高频率为8MHz。
也正是从8088开始,PC(个人电脑)的概念开始在全世界范围内发展起来,因为1981年IBM公司将8088芯片首先用于其研制的PC机中,标志着PC真正走进了人们的工作生活之中。
三、CPU发展的婴幼期(1979~1985)代表CPU:Intel 80286(286)1982年,英特尔公司在8086的基础上,研制出了80286微处理器,它是一颗真正为PC而存在的CPU,IBM公司将80286微处理器首先用在AT机中,引起了业界了极大的轰动。
cpu发展历程与现状首先,关于中央处理器(CPU)的发展历程,可以追溯到二十世纪70年代末和80年代初。
当时,计算机的处理器主要采用的是较早的微处理器技术,例如英特尔公司的8086和8088微处理器。
随着技术的进步,自20世纪80年代中期至90年代中期,计算机处理器迅速发展,从8位和16位的微处理器过渡到了32位处理器。
例如,Intel发布了80386和80486处理器,这些处理器引入了更快的处理速度和更强大的计算能力,使得计算机可以执行更复杂的任务。
进入21世纪初,计算机处理器的发展进一步加速,从32位处理器过渡到了64位处理器。
首个商用64位处理器是由AMD推出的AMD64架构处理器。
这一技术突破使得计算机可以处理更大的内存空间,提供更高的计算性能。
除了增加位数,处理器的发展也集中在提高时钟频率和引入更多的核心。
时钟频率决定了处理器每秒钟执行的指令数量,而核心数则代表处理器可以同时处理的任务数量。
目前,桌面计算机和服务器上的处理器通常具有四核或更多核心,并且具有较高的时钟频率,以提供更好的性能。
此外,CPU的发展还涉及到功耗和散热问题。
随着处理器性能的提高,功耗也相应增加,这导致处理器散热成为一个重要的问题。
为了解决这个问题,处理器制造商采用了一系列技术,例如使用更先进的制造工艺、引入动态频率调整和睿频等。
在当前的现状下,CPU继续保持着持续的发展和创新。
处理器制造商不断推出新的产品和技术,以提供更高的性能、更低的功耗和更好的散热。
同时,处理器的应用领域也不断扩大,从桌面计算机和服务器延伸到移动设备、物联网和人工智能等领域。
总的来说,CPU的发展历程经历了从8位、16位到32位、64位的进化过程,提供了更强大的计算能力和更高的性能。
随着技术的进步,处理器继续追求更高的性能、更低的功耗和更好的散热,以满足不断增长的计算需求。
cpu的发展历程中央处理器(CPU)的发展历程可以追溯到20世纪50年代末和60年代初。
此时,计算机的处理器是由许多离散的电子元件组成的,这些元件通过电子管和晶体管实现计算功能。
然而,这种设计复杂、体积庞大、故障率高且消耗能量大,限制了计算机的应用范围。
20世纪70年代,集成电路的发展带来了CPU的革命性变化。
Intel公司于1971年推出了第一款商用微处理器Intel 4004,其采用了发明于1968年的第一款单芯片微处理器Intel 4001的设计。
Intel 4004以全球第一款被广泛应用的微处理器而闻名,它集成了CPU的所有功能和指令,标志着计算机技术的一大进步。
接下来的几十年里,CPU经历了快速发展。
随着摩尔定律的提出,芯片上的晶体管数量每隔18-24个月便会翻一番,从而将计算能力不断提升。
在1980年代和1990年代,Intel先后推出了8086、80286、80386和80486等系列的微处理器,逐步提高了处理器的速度和能力。
进入21世纪,CPU的发展变得更加迅速。
2001年,Intel发布了首款Pentium 4处理器,引入了“NetBurst”架构,提供更高的时钟频率。
然而,随着处理器时钟频率的提高,散热和功耗问题也逐渐突显。
为了解决这些问题,处理器制造商开始采用多核心设计。
多核处理器能够同时处理多个任务,提高了整体的计算性能。
同时,制程工艺的进一步改进和新的材料的应用,也使得CPU的能效得到了大幅提升。
如今,CPU的发展仍在继续。
新兴的技术如量子计算和神经网络处理器呈现出巨大潜力,并可能引领下一代CPU的发展。
不论未来的CPU如何发展,它们将继续成为计算机的核心组件,为人类的科学研究、商业应用和个人使用提供更强大的计算能力。
cpu发展历程CPU是指中央处理器,是一种计算机的核心组件,负责处理数据、执行指令和控制计算机的运行。
CPU的发展历程可以追溯到20世纪40年代末的第一台电子计算机。
第一代计算机的CPU由电子管构成,体积庞大,功耗高,运算速度较慢。
这些计算机无法同时执行多条指令,只能按照顺序执行一条指令,然后再执行下一条指令。
20世纪50年代,晶体管的发明使得CPU变得更加小型化和高效。
第二代计算机采用了晶体管技术,运算速度进一步提升。
此时,计算机开始使用存储程序的概念,即将程序存储在计算机的内存中,使得计算机能够按照程序的指令序列执行。
20世纪60年代,集成电路的诞生开启了第三代计算机的时代。
集成电路将数千个晶体管集成在一块硅片上,大大提高了计算机的性能和可靠性。
此时,计算机开始支持多用户、多任务的操作系统。
20世纪70年代,微处理器的出现使得CPU进一步集成,成为一颗单独的芯片。
微处理器包含运算单元、控制单元和寄存器等核心组件,使得计算机变得更加简化和灵活。
此时,计算机开始普及到个人和商业领域。
20世纪80年代,个人计算机的兴起推动了CPU技术的进一步发展。
逐步增加的硬盘容量和内存大小要求更高的计算能力,CPU逐渐成为计算机的重要性能指标。
20世纪90年代以后,随着互联网和移动计算的发展,对CPU 的需求不断增加。
CPU开始采用多核技术,将多个处理器核心集成在一个芯片上,提供更高的计算能力。
进入21世纪,CPU的性能和能效已经得到了巨大的提升。
现代CPU采用了先进的制程工艺和复杂的微架构设计,支持超线程和动态加速等技术,使得计算机能够更快地处理数据和执行复杂的任务。
总之,CPU的发展经历了从电子管到晶体管,再到集成电路和微处理器的演化过程。
随着计算机应用领域的不断拓展,CPU的性能、能效和功能不断提升,为计算机技术的发展做出了重要贡献。
CPU的发展历程和发展现状1.发展历程1.1X86 时代的CPUCPU勺溯源可以一直去到1971年。
在那一年,当时还处在发展阶段的INTEL 公司推出了世界上第一台微处理器4004。
这不但是第一个用于计算器勺4 位微处理器,也是第一款个人有能力买得起勺电脑处理器!1978年,Intel 公司再次领导潮流,首次生产出16位勺微处理器,并命名为i8086,同时还生产出与之相配合的数学协处理器i8087,这两种芯片使用相互兼容勺指令集,但在i8087 指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算指令。
由于这些指令集应用于i8086和i8087,所以人们也这些指令集统一称之为X86指令集。
1979年,INTEL公司推出了8088芯片,它仍旧是属于16位微处理器,内含29000个晶体管,时钟频率为4.77MHz地址总线为20位,可使用1MB内存。
8088内部数据总线都是16亿外部数据总线是8位,而它的兄弟8086是16位。
1981年8088芯片首次用于IBMPC机中,开创了全新的微机时代。
也正是从8088开始,PC机(个人电脑)的概念开始在全世界范围内发展起来。
1982年,许多年轻的读者尚在襁褓之中的时候,INTE已经推出了划时代的最新产品枣80286芯片,该芯片比8006和8088都有了飞跃的发展,虽然它仍旧是16位结构,但是在CPU勺内部含有13.4万个晶体管,时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz其内部和外部数据总线皆为16位,地址总线24位,可寻址16MB内存。
从80286开始,CPU的工作方式也演变出两种来:实模式和保护模式。
1.2Intel 80286 处理器1985年INTEL推出了80386芯片,它是80X86系列中的第一种32位微处理器,而且制造工艺也有了很大的进步,与80286相比,80386内部内含27.5万个晶体管,时钟频率为12.5MHz后提高到20MHz 25MHz 33MHz 80386的内部和外部数据总线都是32位,地址总线也是32位,可寻址高达4GB内存。
CPU发展史(精选可编辑)CPU,全称中央处理器(Central Processing Unit),是计算机系统的核心部件,负责处理和执行计算机程序中的指令。
自1971年第一块商用CPU芯片问世以来,CPU在尺寸、性能和结构上都经历了飞速的发展。
以下是CPU的发展史概述。
1.早期阶段(1970-1980)(1)4004处理器1971年,英特尔发布了世界上第一块商用CPU——4004,它含有2300个晶体管,主频为108KHz,速度为每秒60,000次运算。
(2)8080处理器1974年,英特尔推出了8080处理器,它有6000个晶体管,主频为2MHz,每秒能进行50万次运算。
此时,微型计算机的时代开始了。
2.发展阶段(1980-1990)(1)80286处理器1982年,英特尔发布了80286处理器,这款处理器有13万个晶体管,主频为6MHz。
它引入了32位地址线和24位数据线,使得计算机可以使用更多内存。
(2)80386处理器1985年,英特尔发布了80386处理器,也称386处理器。
它有120万个晶体管,主频可达20MHz。
这款处理器引入了实地址模式和保护模式。
3.繁荣阶段(1990-2010)(1)奔腾系列处理器1993年,英特尔发布了第一代奔腾处理器,这是一款以586为基础的CPU。
随后又推出了奔腾II、奔腾III和奔腾IV等系列。
(2)酷睿系列处理器2006年,英特尔发布了基于酷睿架构的CPU,这一系列处理器具有高性能、低能耗的特点。
之后又不断推出酷睿i3、i5、i7等系列。
(3)ARM架构处理器在这个阶段,移动设备开始兴起,而ARM架构的处理器因为低功耗、高效能而在移动设备上得到了广泛应用。
苹果的iPhone和iPad就使用了ARM架构的处理器。
4.当前阶段(2010年至今)(1)多核多线程技术为了提高处理器的性能,现代CPU开始采用多核多线程技术。
这意味着一个处理器可以同时执行多个任务,提高了处理器的并行处理能力。
cpu发展历程CPU(Central Processing Unit)是计算机的核心部分,也被称为中央处理器。
它负责执行计算机程序中的指令,控制计算机的运行和处理各种数据。
随着计算机科学技术的不断发展,CPU也经历了多次重大的改进和升级。
CPU的发展可追溯到20世纪50年代末和60年代初的早期计算机。
当时,计算机的运算速度非常慢,主要依靠真空管实现数据的处理和存储。
真空管虽然能够完成简单的计算任务,但它们不仅体积庞大,而且易损坏,导致计算机的可靠性和性能受到限制。
随着晶体管的发明和应用,计算机的性能得到了极大的提升。
晶体管比真空管更小、更快、更可靠,并且能够消耗更少的功率。
在20世纪60年代,晶体管被广泛应用于计算机的设计中,使得计算机的运算速度得到了显著提高。
然而,晶体管的发展并没有停止,人们继续研究,寻求更快、更强大的处理器。
在20世纪70年代,随着大规模集成电路(LSI)的问世,计算机的处理能力再次飞跃式提升。
大规模集成电路是将上千个晶体管集成在一块芯片上,使得计算机的处理能力大大增强。
与此同时,人们还提出了“摩尔定律”,认为集成电路上的晶体管数目每隔18-24个月翻倍,这也直接导致了计算机性能的快速提升。
20世纪80年代,人们开始关注并研发更先进的处理器架构。
1985年,英特尔推出了第一款x86架构的处理器,这成为后来PC领域的主流架构。
随后不久,处理器开始采用多核技术,即将多个处理单元集成到一个芯片上,从而提高计算机的并行处理能力。
进入21世纪,CPU的发展进入多核时代。
随着计算机应用领域的不断扩展和需求的增加,多核处理器能够更好地满足对于并行处理能力的要求。
此外,人们还开始研究和开发采用更先进的制造工艺和材料的处理器,例如使用硅基之外的新材料构建芯片,以提高处理器的性能和功耗比。
如今,CPU的发展仍在继续,人们寻求更高速、更节能、更可靠的处理器。
例如,人们研究了计算机的量子处理器,希望通过量子力学原理来进行计算,以实现更快的数据处理速度。
CPU 的发展历程和发展现状1.发展历程1.1 X86 时代的 CPUCPU 的溯源可以向来去到 1971 年。
在那一年,当时还处在发展阶段的 INTEL 公司推出了世界上第一台微处理器 4004。
这非但是第一个用于计算器的 4 位微处理器,也是第一款个人有能力买得起的电脑处理器!1978 年, Intel 公司再次领导潮流,首次生产出 16 位的微处理器,并命名为 i8086,同时还生产出与之相配合的数学协处理器 i8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集,但在 i8087 指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算指令。
由于这些指令集应用于i8086和 i8087,所以人们也这些指令集统一称之为X86指令集。
1979 年,INTEL 公司推出了8088 芯片,它仍旧是属于 16 位微处理器,内含 29000个晶体管,时钟频率为 4.77MHz,地址总线为 20 位,可使用 1MB 内存。
8088 内部数据总线都是 16 位,外部数据总线是 8 位,而它的兄弟 8086 是16 位。
1981 年 8088 芯片首次用于 IBM PC 机中,开创了全新的微机时代。
也正是从8088 开始,PC 机(个人电脑) 的概念开始在全世界范围内发展起来。
1982 年,许多年轻的读者尚在襁褓之中的时候, INTE 已经推出了划时代的最新产品枣80286 芯片,该芯片比 8006 和 8088 都有了飞跃的发展,虽然它仍旧是 16 位结构,但是在 CPU 的内部含有 13.4 万个晶体管,时钟频率由最初的 6MHz 逐步提高到 20MHz。
其内部和外部数据总线皆为 16 位,地址总线24 位,可寻址 16MB 内存。
从 80286 开始,CPU 的工作方式也演变出两种来:实模式和保护模式。
1.2 Intel 80286 处理器1985 年 INTEL 推出了80386 芯片,它是 80X86 系列中的第一种32 位微处理器,而且创造工艺也有了很大的进步,与80286 相比,80386 内部内含 27.5 万个晶体管,时钟频率为 12.5MHz,后提高到20MHz,25MHz,33MHz。
CPU的发展历程CPU的出现是很早之前的事了,发展至今,CPU也在不断的创新,那么,CPU在这些年有什么样的发展历程呢?让店铺带着大家去了解CPU的发展历程吧。
第1阶段第1阶段(1971——1973年)是4位和8位低档微处理器时代,通常称为第1代,其典型产品是Intel4004和Intel8008微处理器和分别由它们组成的MCS-4和MCS-8微机。
基本特点是采用PMOS工艺,集成度低(4000个晶体管/片),系统结构和指令系统都比较简单,主要采用机器语言或简单的汇编语言,指令数目较少(20多条指令),基本指令周期为20~50μs,用于简单的控制场合。
Intel在1969年为日本计算机制造商Busicom的一项专案,着手开发第一款微处理器,为一系列可程式化计算机研发多款晶片。
最终,英特尔在1971年11月15日向全球市场推出4004微处理器,当年Intel 4004处理器每颗售价为200美元。
4004 是英特尔第一款微处理器,为日后开发系统智能功能以及个人电脑奠定发展基础,其晶体管数目约为2300颗。
第2阶段第2阶段(1974——1977年)是8位中高档微处理器时代,通常称为第2代,其典型产品是Intel8080/8085、Motorola公司、Zilog公司的Z80等。
它们的特点是采用NMOS工艺,集成度提高约4倍,运算速度提高约10~15倍(基本指令执行时间1~2μs)。
指令系统比较完善,具有典型的计算机体系结构和中断、DMA等控制功能。
软件方面除了汇编语言外,还有BASIC、FORTRAN等高级语言和相应的解释程序和编译程序,在后期还出现了操作系统。
1974年,Intel推出8080处理器,并作为Altair个人电脑的运算核心,Altair在《星舰奇航》电视影集中是企业号太空船的目的地。
电脑迷当时可用395美元买到一组Altair的套件。
它在数个月内卖出数万套,成为史上第一款下订单后制造的机种。
中央处理器CPU的发展史CPU是Central Processing Unit(中央微处理器)的缩写,它是计算机中最重要的一个部分,由运算器和控制器组成。
如果把计算机比作人,那么CPU就是人的大脑。
CPU的发展非常迅速,个人电脑从8088(XT)发展到现在的Pentium 4时代,只经过了不到二十年的时间。
从生产技术来说,最初的4004集成了2250个晶体管,而Pentium III的集成度超过了2400万个晶体管。
CPU散热器的发展源于CPU晶体管的增加,每款新品CPU的出现,它的晶体管数量较之于它的前代产品,都有几何倍数增长。
同时CPU的功率也远远高于前一代产品,产生越来越高的热量也就不奇怪了。
现在我们就来看看INTEL公司CPU的发展历程:1971年,英特尔公司推出了世界上第一款微处理器4004,这是第一个可用于微型计算机的四位微处理器,它包含2250个晶体管;而8008则有2500个晶体管。
1974年,8080成为第二代微处理器,第二代微处理器均采用NMOS工艺,集成度约5000只晶体管。
1978年,英特尔公司生产的8086是第一个16位的微处理器。
这就是第三代微处理器的起点。
随后,INTEL又开发出了8088。
和8086一样,8088也是一款16位的CPU,其内部集成了大约29000个晶体管。
1981年,美国IBM公司将8088芯片用于其研制的PC机中,从而开创了全新的微机时代。
也正是从8088开始,个人电脑(PC)的概念开始在全世界范围内发展起来。
从8088应用到IBM PC机上开始,个人电脑真正走进了人们的工作和生活之中,它也标志着一个新时代的开始。
1982年,英特尔公司在8086的基础上,研制出了80286微处理器,80286集成了大约130000个晶体管。
8086~80286这个时代是个人电脑起步的时代,当时在国内使用甚至见到过PC机的人很少,它在人们心中是一个神秘的东西。
到九十年代初,国内才开始普及计算机。
CPU的发展历程CPU是Central Processing Unit(中央微处理器)的缩写,由运算器和控制器两部分组成,按照其处理信息的字长,CPU可以分为:4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以及正在走红的64位微处理器。
一、CPU发展的孕育期(1971~1978)代表CPU:intel 4004、8008(4004)世界上第一款可用于微型计算机的4位处理器,是英特尔公司于1971年推出的包含了2300个晶体管的4004。
由于性能很差,市场反应十分冷淡。
于是Intel公司随后又研制出了8080处理器、8085处理器,加上当时Motorola公司的MC6800微处理器和Zilog公司的Z80微处理器,一起组成了8位微处理器的家族。
二、CPU发展的摇篮期(1978~1979)代表CPU:intel 8086、8088(8086)这期间的代表是英特尔公司1978年推出的这款8086处理器,它是第一块16位微处理器,最高主频为8MHz,内存寻址能力为1MB。
同时英特尔还生产出与之相配合的数学协处理器8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集,但i8087指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算的指令,人们将这些指令集统一称之为 x86指令集。
虽然以后英特尔又陆续生产出第二代、第三代等更先进和更快的新型CPU,但都仍然兼容原来的x86指令。
从这点上来说,虽然用今天的眼光看来,8086的性能是那么的不堪,但是它的诞生却奠定了以后CPU发展的基础。
(8088)1979年,英特尔公司再接再厉,又开发出了8088。
8088集成了约29000个晶体管,采用40针的DIP封装,最高频率为8MHz。
也正是从8088开始,PC(个人电脑)的概念开始在全世界范围内发展起来,因为1981年IBM公司将8088芯片首先用于其研制的PC机中,标志着PC真正走进了人们的工作生活之中。
三、CPU发展的婴幼期(1979~1985)代表CPU:Intel 80286(286)1982年,英特尔公司在8086的基础上,研制出了80286微处理器,它是一颗真正为PC而存在的CPU,IBM公司将80286微处理器首先用在AT机中,引起了业界了极大的轰动。
CPU的发展历程和发展现状
CPU(Central Processing Unit)是英文Central Process Unit的缩写,中心处理器的意思,它是计算机中最关键的部件,也是一种完成特定任务的强大计算机,它主要完成计算机系统中的指令的执行、控制,信息处理和存储信息。
它是一种芯片,也是一块微处理机。
从20世纪50年代到现在,CPU的发展经历了很多阶段,发展得非常快速。
1950年,英国科学家赫尔曼·贝尔将微算机的概念第一次提出,1951年芝加哥大学的著名电脑科学家尼克斯·哈里斯提出了基本的计算机结构。
后来,贝尔公司针对当时前辈们提出的算机概念,制造了第一款真正的微处理机,UNIVACI,从而为CPU的发展打下了基础。
随后,在20世纪60年代,微处理机的效能逐步提高,算机开始实现大规模的实时操作,由此,一系列复杂的程序指令以及更高级的可编程处理器问世,这带动了CPU性能的大幅度提升。
同时,人们也开始创造出了更为高效、先进的CPU系列产品,如IBM的System/360、Intel的4004等,它们在现代计算机发展史中都扮演了重要的角色。
cpu最新发展历程随着科技的发展,中央处理器(CPU)作为计算机的核心组件也在不断演进。
以下是CPU最新的发展历程:1. 多核处理器:过去,在计算机中只有一个单核处理器,但现代计算机往往配备有多个核心的处理器,这被称为多核处理器。
多核处理器能够同时执行多个任务,并提供更高的计算性能。
2. 更先进的制造工艺:CPU的制造工艺正在不断改进。
随着技术的进步,制造工艺从40纳米、30纳米、22纳米一直发展到如今的7纳米甚至更小。
较小的制造工艺可以提供更高的性能和更低的功耗。
3. 集成图形处理器(GPU):GPU最初是用于处理图形计算的,但现在许多CPU都集成了GPU。
这样一来,CPU不仅能够处理通用计算任务,还可以处理图形任务,提供更强大的计算能力。
4. AI加速器:为了满足人工智能的需求,一些CPU开始集成AI加速器。
这些加速器通过专门的硬件设计来加速人工智能任务,提供更快速和高效的计算性能。
5. 异构计算:一个CPU可能结合了不同类型的处理器,例如通用处理器、图形处理器和AI加速器。
这种多样化的处理器可以在不同类型的工作负载中发挥更好的效果,提供更广泛的计算能力。
6. 云计算和边缘计算:随着云计算和边缘计算的发展,CPU的功能也在适应这些变化。
为了满足云计算和边缘计算的需求,CPU需要具备更高的性能、更低的能耗和更强的安全性。
总之,CPU作为计算机的核心组件,随着科技的发展也在不断演进。
多核处理器、更先进的制造工艺、集成GPU和AI加速器、异构计算以及云计算和边缘计算的需求都推动着CPU的发展。
CPU的发展历程CPU是Central Processing Unit(中央微处理器)的缩写,由运算器和控制器两部分组成,按照其处理信息的字长,CPU可以分为:4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以及正在走红的64位微处理器。
一、CPU发展的孕育期(1971~1978)代表CPU:intel 4004、8008(4004)世界上第一款可用于微型计算机的4位处理器,是英特尔公司于1971年推出的包含了2300个晶体管的4004。
由于性能很差,市场反应十分冷淡。
于是Intel公司随后又研制出了8080处理器、8085处理器,加上当时Motorola公司的MC6800微处理器和Zilog公司的Z80微处理器,一起组成了8位微处理器的家族。
二、CPU发展的摇篮期(1978~1979)代表CPU:intel 8086、8088(8086)这期间的代表是英特尔公司1978年推出的这款8086处理器,它是第一块16位微处理器,最高主频为8MHz,内存寻址能力为1MB。
同时英特尔还生产出与之相配合的数学协处理器8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集,但i8087指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算的指令,人们将这些指令集统一称之为 x86指令集。
虽然以后英特尔又陆续生产出第二代、第三代等更先进和更快的新型CPU,但都仍然兼容原来的x86指令。
从这点上来说,虽然用今天的眼光看来,8086的性能是那么的不堪,但是它的诞生却奠定了以后CPU发展的基础。
(8088)1979年,英特尔公司再接再厉,又开发出了8088。
8088集成了约29000个晶体管,采用40针的DIP封装,最高频率为8MHz。
也正是从8088开始,PC(个人电脑)的概念开始在全世界范围内发展起来,因为1981年IBM公司将8088芯片首先用于其研制的PC 机中,标志着PC真正走进了人们的工作生活之中。
三、CPU发展的婴幼期(1979~1985)代表CPU:Intel 80286(286)1982年,英特尔公司在8086的基础上,研制出了80286微处理器,它是一颗真正为PC而存在的CPU,IBM公司将80286微处理器首先用在AT机中,引起了业界了极大的轰动。
80286 采用PGA封装,集成了大约130000个晶体管,最大主频为20MHz,内、外部数据传输均为16位,使用24位内存储器的寻址,内存寻址能力为16MB,可使用的工作方式包括实模式和保护模式两种。
在这之前, INTEL也发布过80186 CPU,这是一颗性能介于8088,80286之间的的CPU,但因为某种原因,80186从来都没有在PC中应用过。
四、CPU发展的幼儿期(1985~1993)代表CPU:intel 80386、80486(386)1985年10月,intel推出了386DX,其内部包含27.5万个晶体管,最高频率为40MHz,内部和外部数据总线是32位,地址总线为32位,可以寻址4GB内存,管理64TB的虚拟存储空间,并且有比80286更多的指令。
而且在386时代,英特尔为了解决内存的速度瓶颈,采取了用预读内存的方法来缓解,并为386设计了高速缓存(Cache)这一方案。
intel的这一设想无疑是伟大的,不仅一直沿用至今,而且还发挥着越来越重要的作用。
在intel发布386的时候,同时也有其他的几家CPU制造商也推出了类似的产品,性能也不错,比如Motorola 68000、AMD Am386SX/DX和IBM 386SLC。
(486)1989年,英特尔乘胜追击推出486芯片,该芯片集成了120万个晶体管,使用1微米的制造工艺,频率从25MHz逐步提高到50MHz。
在当时,486所采用的技术是最先进的,采用了突发总线方式,大大提高了与内存的数据交换速度。
性能比80386 DX提高了近4倍。
在intel推出486的同时,其他几家CPU制造商也不甘寂寞,也都发布了自己的同性能CPU,其中以TI 486 DX、Cyrix 486DLC和AMD 5x86为代表。
五、CPU发展的儿童期(1993~1999)代表CPU:Intel Pentium/Pentium2/Celeron、AMD K5/K6(Pentium)(Pentium MMX)(Pentium 2)(Celeron)(K5)(K6)1993年,intel的Pentium(奔腾)CPU面世,这一全面超越486的性能优良的产品为intel 赢得了巨大的声誉, Intel?inside 深入人心,同时也把其他竞争对手甩在了后面,一举奠定了市场的霸主的地位。
早期奔腾75MHz~120MHz使用0.5微米制造工艺,后期120MHz 以上的奔腾则改用0.35微米工艺。
97年~98年,这两年对于CPU业界来说,绝对是一个不平凡的一年,也是一个极其混乱的两年,这不仅是因为在这两年里,各大CPU厂商都拿出了自己的看家法宝,也是因为在这两年里,不少CPU制造商因产品性能问题被兼并或倒闭。
97年初intel为了提高电脑在多媒体、3D图形方面的应用能力,发布了Pentium MMX (多能奔腾),同时许多新指令集也应运而生,其中最著名的就是intel的MMX (MultiMedia Extensions,多媒体扩展指令集)、SSE和AMD的3D NOW!。
这些指令可以一次处理多个数据,在软件的配合下,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是一个生命力异常顽强的公司,在与intel的竞争中,一直是屡败屡战,精神可嘉。
在Pentium呼风唤雨的年代,AMD在1996年发布了自己第一块独立生产的x86级CPU——K5,但性能一般。
永不服输的AMD在1997年又卷土重来,推出了拥有全新的MMX指令,整体性能要优于奔腾MMX,接近同主频PⅡ的水平K6。
到了98年,经过一年混战,CPU市场正式开始洗牌。
Intel的Pentium 2发布,它采用0.25微米工艺制造,最高频率为400MHZ。
但是因为转用了Slot 1架构,所以很多消费者并买帐。
AMD的K6-2乘机而入,凭借低廉的价格一度占得近30%的市场份额,这也给AMD一个喘息的机会。
所以到了99年,面对Intel的猛烈反扑,AMD没有步Cyrix的后尘,落得被收购的下场。
而在低端市场,英特尔为进一步抢占市场份额,于98年4月推出了最高频率为300MHz的Celeron(赛扬),但因为没有二级缓存,该微处理器性能甚为低下,于是intel 紧接着又发布了内建32KB L1 Cache、128KB L2 Cache的Celeron300A、333、366,在市场中挽回了一点颜面。
六、CPU发展的少年期(1999~2001)代表CPU:Intel Pentium3、AMD Athlon(Pentium 3)(Athlon)99年伊始,intel就忙不迭的发布了采用Katmai核心的Pentium3 CPU,该CPU的系统总线频率为100MHz,起始主频为450MHz,一级缓存为32KB(16KB指令缓存加16KB数据缓存),二级缓存大小为512KB,0.25微米工艺制造,内部集成950万个晶体管,采用Slot 1架构。
反观AMD方面,为了抵抗来势汹汹的P3,AMD于99年6月推出了具有重大意义的K7微处理器,并将其正式命名为Athlon。
K7也不负众望,在时钟频率上率先进入到了G 时代,并给intel的处理器在市场上带来了很大的压力,自此,CPU市场真正步入intel、AMD两强争霸的时代。
七、CPU发展的青年期(2000~2003)代表CPU:intel Pentium4/Celeron4、AMD Athlon xp/Duron(Pentium4)(Celeron4)(Athlon xp)(Duron)面对市场的压力,intel于2000年发布了Pentium4处理器。
但接下来的一切都不是很顺利,光是接口就改了2次。
第一次是因为刚开始的423接口的Willamette 核心 P4 所搭配的 RDRAM(i850芯片组) 价格太高,市场反应冷淡,于是又改成NORTHWOOD核心的478接口P4。
再后来为了提升频率,intel又将核心改换为 Prescott 核心,接口也换为LGA775,虽然经过这么一折腾,频率是上去了,最高的达到了4G,但是发热量也高的惊人,而且如此频繁的改换接口,也令消费者不厌其烦。
在低端市场,intel则一律把CPU的二级缓存消减3/4,从512K到128K(后期的Prescott 核心赛扬为256K),使性能大大削弱了。
而AMD公司则在2000年6月份推出了Athlon xp处理器,再次向英特尔发出了挑战,并在DIY市场取得重大成功,可以这么说,在进入到Pentium4时代以来,在AMD的紧逼下,intel感到了前所未有的危机,这也为AMD后来的K8处理器打下了一个坚实的基础。
早期的Palomino核心Athlon XP为0.18微米制造工艺,发热量较大。
但在AMD采用了新的Thoroughbred核心后,发热量问题得到了很好的控制。
而两者除了在发热量及DIE尺寸上有所不同外,外形几乎一样,都是462针的接口、128K的一级缓存和256K的二级缓存和3750万的晶体管数。
八、CPU发展的壮年期(2003~至今)代表CPU:AMD Athlon 64(Athlon 64)2003年,AMD公司推出了他们寄予厚望的K8处理器,并且继Athlon率先进入G时代以来,又一次走在了intel的前面,引领了CPU的发展方向,现在,Athlon 64仍处在一个不断发展的过程中,而intel也适时地推出了自己的64位处理器以抗衡意气风发的Athlon 64。
回首CPU发展的20年,从第一颗CPU4004到现在的Athlon 64。
从中我们可以发现,在CPU研发及产业化的这条崎岖不平的道路上,是充满了艰辛的。
通篇看来,龙芯的起点不算低,才到第二代就已经达到了500MHZ的频率,而且还是64位的,但是我们也必须清醒地认识到,虽然龙芯完全是我们自主的产品,但是却是建筑在前人的基础之上的,想要成为真正的CPU巨头,龙芯依然是任重而道远。