1、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（ 19711978） 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
2、，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（ 19781979） 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。
3、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
4、展的婴幼期（ 19791985） 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
5、 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（ 19851993） 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
6、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，
7、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（ 19931999） 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
8、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 75MHz120MHz 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（ MultiM
9、edia 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 CPUK5，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 P的水平
10、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
11、 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 (19992001) 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，
12、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（ 20002003） 代表 CPU：intel Pentium4/Celeron4、AMD Athlon xp/Duron (Pentium4) (Celeron4) (Athlon xp) (Duron)
13、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
14、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
15、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。
