Intel发展历程
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Intel发展历程 Intel发展历程2010-05-03 2242自从人类1947年发明晶体管以来50多
年间半导体技术经历了硅晶体管、集成电路、超大规模集成电路、甚大规模集成电
路等几代发展速度之快是其他产业所没有的。半导体技术对整个社会产生了广泛的影响因此被称为quot产业的种子quot。 中央处理器是指计算机内部对数据进行处理
并对处理过程进行控制的部件伴随着大规模集成电路技术的迅速发展芯片集成密度
越来越高CPU可以集成在一个半导体芯片上这种具有中央处理器功能的大规模集成
电路器件被统称为quot微处理器quot。 随着英特尔公司IntelCore 2Duo的发布新一代
性能井喷就这样爆发了。英特尔从最初的4004到现在的Core 2Duo已经发展了25年。 英特尔在1969年第一次开始开发微处理器。该微处理器是英特尔为日本计算器制造
商Busicom开发的一套可编程计算器项目的一部分即为一系列可程式化计算机研发
多款晶片。 Busicom最初为这个计划提供12种定制的芯片。但英特尔的工程师Ted Hoff提出了多功能逻辑设备的概念它被认定可能是一个更好更有效的解决方案。他
的理念后来引领微处理器的发展。正是由于他的提议才使4004微处理器得以开发。 当初Busicom支付英特尔6万美元取得此微处理器的所有权但在察觉该晶片的发展
潜力后英特尔退还这这笔费用购回微处理器设计的相关权利。 最终英特尔在1971
年11月15日向全球市场推出4004微处理器。当时Intel 4004微处理器每颗售价为200
多美元。英特尔发明的4004微处理器是世界上第一个商用微处理器。这个突破性的
发明为Busicom计算器提供了蓬勃动力也为在无生命的物体以及个人电脑中的智能嵌入铺平了道路。 Intel 4004微处理器是世界上第一款商用计算机微处理器就像当
时的广告说的一样它是quot一件划时代的作品quot。它片内集成了2250个晶体管晶
体管之间的距离是10微米能够处理4bit的数据每秒运算6万次运行的频率为108KHz
成本不到100美元。英特尔公司的首席执行官戈登·摩尔将4004称之为quot人类历史
上最具革新性的产品之一quot。 最初的Intel 4004微处理器采用金顶白色陶瓷封装后期才出现了普通黑陶瓷以及塑料封装英特尔生产早期微处理器的惯例金顶白陶Intel 4004微处理器又分为普通白陶、灰色痕迹白陶、5系白陶三类。其中灰色痕迹白陶瓷
版最为珍贵。英特尔还曾开发出4001动态内存DRAM、4002只读存储器ROM、4003Register三者再加上4004就可架构出一台微型计算机系统。 1972年4月英特尔的
霍夫等人开发出世界上第一款8位微处理器。由于8008采用的是P沟道MOS微处理器因此仍属第一代微处理器但其运算能力是4004的2倍。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8位元处理器整体效能要比4004好
上许多。8008可以支援到16KB的内存。 《无线电电子学》于1974年刊载一篇文章
介绍一部采用8008的Mark-8装置被公认是第一部家用电脑。在当时的标准来看这部
电脑在制造、维护与运作方面都相当困难。Intel 8008晶体管数目约为3500颗。 1974年英特尔推出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。Intel 8080晶体
管数目约为6000颗。 在取得IBM个人电脑部门敲定的重要销售合约之后Intel 8088
处理器不仅成为了IBM个人电脑的大脑而且还让IBM个人电脑成为新款畅销产品。为此Intel 8088处理器的成功也将英特尔进入quot财富杂志500大企业quot《财富》杂
志将英特尔评为quot70年代最成功的企业quot之一。Intel 8088晶体管数目约为2.9万
颗。 1978年英特尔公司生产的8086是第一个16位的微处理器。很快Zilog公司和摩托罗拉公司也宣布计划生产Z8000和68000。这就是第三代微处理器的起点。 8086
微处理器最高主频速度为8MHz具有16位数据通道内存寻址能力为1MB。同时英特
尔还生产出与之相配合的数学协处理器i8087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指令而且到后来因商标注册问
题才放弃了继续用阿拉伯数字命名。 1979年英特尔公司又开发出了8088。8086和8088在芯片内部均采用16位数据传输所以都称为16位微处理器但8086每周期能传送或接收16位数据而8088每周期只采用8位。因为最初的大部分设备和芯片是8位的而8088的外部8位数据传送、接收能与这些设备相兼容。8088采用40针的DIP封装工作
频率为6.66MHz、7.16MHz或8MHz微处理器集成了大约29000个晶体管。 8086和8088问世后不久英特尔公司就开始对他们进行改进。他们将更多功能集成在芯片上
这样就诞生了80186和80188。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8088一样是采用8位工作。 1981年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微处理器该微处理器的最大主频为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。 80286也被称为286是
英特尔首款能执行所有旧款处理器专属软件的处理器用现代语言说就是英特尔的首
个具有完全兼容性的处理器即所有为286以前的英特尔的处理器写的程序均可运行
在286上。这种软件的兼容是英特尔微处理器发展过程中的一个里程碑。同时这种软
件相容性之后成为英特尔全系列微处理器的注册商标。 80286可工作于两种方式一种叫实模式另一种叫保护方式。 在实模式下微处理器可以访问的内存总量限制在1
兆字节而在保护方式之下80286可直接访问16兆字节的内存。此外80286工作在保护
方式之下可以保护操作系统使之不像实模式或8086等不受保护的微处理器那样在遇
到异常应用时会使系统停机。 IBM公司将80286微处理器用在先进技术微机即AT机
中引起了极大的轰动。80286在以下四个方面比它的前辈有显著的改进支持更大的内存能够模拟内存空间能同时运行多个任务提高了处理速度。最早PC机的速度是4MHz第一台基于80286的AT机运行速度为6MHz至8MHz一些制造商还自行提高速
度使80286达到了20MHz这意味着性能上有了重大的进步。 80286的封装是一种被
称为PGA的正方形包装。PGA是源于PLCC的便宜封装它有一块内部和外部固体插
脚。在6年的销售期中全球各地共安装了1500万部286个人电脑。Intel 80286处理器晶体管数目为13.4万颗。 为适应企业的全球化发展英特尔于1985年秋以一种特殊的
形式在伦敦、慕尼黑、巴黎、旧金山和东京同时发布了英特尔386微处理器。该处理
器不是一种由以前的英特尔微处理器进化而来的一个产品相反它是一种革命性的产
品。它是一个32位的芯片拥有27.5万颗晶体管每秒可以处理500万条指令并且可以运
行所有流行的操作系统包括Windows。同时它还是一个多任务的微处理器也就是说它可以同时处理多个程序。Intel 80386微处理器内含27.5万颗晶体管-比当初的4004
多了100倍以上。 英特尔给80386设计了三个技术要点使用quot类286quot结构开发80387微处理器增强浮点运算能力开发高速缓存解决内存速度瓶颈。 1985年10月17日英特尔正式发布了划时代的产品--80386DX。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内存并可以管理64TB的虚拟存储空间。它的
运算模式除了具有实模式和保护模式以外还增加了一种quot虚拟86quot的工作方式可以通过同时模拟多个8086微处理器来提供多任务能力。80386DX有比80286更多的
指令频率为12.5MHz的80386每秒钟可执行6百万条指令比频率为16MHz的80286快2.2倍。80386最经典的产品为80386DX-33MHz一般我们说的80386就是指它。 由于
32位微处理器的强大运算能力PC的应用扩展到很多的领域如商业办公和计算、工程
设计和计算、数据中心、个人娱乐。80386使32位CPU成为了PC工业的标准。 虽然当时80386没有完善和强大的浮点运算单元但配上80387协处理器80386就可以顺利
完成许多需要大量浮点运算的任务从而顺利进入了主流的商用电脑市场。另外30386
还有其他丰富的外围配件支持如82258DMA控制器、8259A中断控制器、8272磁盘
控制器、82385Cache控制器、82062硬盘控制器等。针对内存的速度瓶颈英特尔为80386设计了高速缓存Cache采取预读内存的方法来缓解这个速度瓶颈从此以后Cache就和CPU成为了如影随形的东西。 1989年我们大家耳熟能详的80486芯片由英
特尔推出。这款经过4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100万颗晶体管的界限集成了120万颗晶体管使用1微米的制造工艺。80486的时钟
频率从25MHz逐步提高到33MHz、40MHz、50MHz。 Intel 80486处理器世代让电脑
从命令列转型至点选式point to click的图形化操作环境。史密森美国历史博物馆的科技史学家David K.Allison认为quot当时我拥有第一部彩色萤幕电脑开始能以大幅加
快的速度进行桌面排版作业。quotIntel 80486处理器率先内建数学协同处理器由于能
扮演中央处理器处理复杂数学运算因此能加快整体运算的速度。 486处理器的应用
意味着用户从此摆脱了命令形式的计算机进入到一个quot选中和点击quot的计算机
时代。Intel 486处理器首次增加了一个内置的数学处理器。由于这个数学协处理器可以将复杂的数学运算功能从中央处理器中分离出来所以它可以增加微处理器的运
算速度。 80486是将80386和数学协微处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在
一个芯片内。80486中集成的80487的数字运算速度是以前80387的2倍内部缓存缩短
了微处理器与慢速DRAM的等待时间。并且在80x86系列中首次采用了RISC精蛑噶
罴际蹩梢栽谝桓鍪敝又芷谀谥葱幸惶踔噶睢K共捎昧送环⒆芟叻绞酱蟠筇岣吡擞肽诖娴氖萁换凰俣取S捎谡庑└慕?0486的性能比带有80387数学协微处理器的80386 DX性能提高了4倍。 随着芯片技术的不断发展CPU的频率越来越快而PC机外