计算机CPU发展历史及其最新技术.docx
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计算机CPU发展历史及其最新技术
班级计科1001班
姓名周标
学号20102139
一、计算机CPU的发展历史
从20世纪70年代开始,由于集成电路的大规模使用,把本来需要由数个独立单元构成的CPU集成为一块微小但功能空前强大的微处理器时。
CPU才真正在电子计算机产业中得到广泛应用。
1971年,
Intel公司推出了世界上第一台真正的微处理器4004。
1978年,Intel公司生产出16位的微处理器,称之为X86指令
1981年,8088芯片首次用于IBM的PC(个人电脑Personal
Computer)机中,开创了全新的微机时代。
也正是从8088开始,PC的概念开始在全世界范围内发展起来。
1990年,Intel公司推出的80386
SL和80386
DL都是低功耗、节能型芯片,主要用于便携机和节能型台式机。
增加了一种新的工作方式系统管理方式。
当进入系统管理方式后,CPU
就自动降低运行速度、控制显示屏和硬盘等其它部件暂停工作,甚至停止运行,进入“休眠”状态,以达到节能目的。
Pentium(奔腾)微处理器于1993年三月推出,它集成了310万个晶体管。
它使用多项技术来提高cpu性能,主要包括采用超标量结构,内置应用超级流水线技术的浮点运算器,增大片上的cache容量,采用内部奇偶效验一边检验内部处理错误等。
多能奔腾Pentium
MMX的正式名称就是“带有MMX技术的Pentium”,是在1996年底发布的。
从多能奔腾开始,英特尔就对其生产的CPU开始锁倍频了,但是MMX的CPU超外频能力特别强,而且还可以通过提高核心电压来超倍频,所以那个时候超频是一个很时髦的行动。
超频这个词语也是从那个时候开始流行的。
K5是AMD公司第一个独立生产的x86级CPU,发布时间在1996年。
K5的性能非常一般,整数运算能力不如Cyrix的6x86,但是仍比Pentium略强,浮点运算能力远远比不上Pentium,但稍强于Cyrix。
综合来看,K5属于实力比较平均的那一种产品。
AMD1997年又推出了K6。
K6这款CPU的设计指标是相当高的,它拥有全新的MMX指令以及64KB
L1
Cache,整体性能要优于奔腾MMX,接近同主频PⅡ的水平。
1997年~1998年是CPU市场竞争异常激烈的一年,这一时期的CPU芯片异彩纷呈,令人目不暇接。
在1998年至1999年间,英特尔公司推出了比PentiumⅡ功能更强大的CPU--Xeon。
该款微处理器采用的核心和PentiumⅡ差不多,0.25微米制造工艺,支持100MHz外频。
Xeon最大可配备2MB
Cache,并运行在CPU核心频率下,它和PentiumⅡ采用的芯片不同,被称为CSRAM
。
除此之外,它支持八个CPU系统;使用36位内存地址和PSE模式,最大800MB/s的内存带宽。
Xeon微处理器主要面向对性能要求更高的服务器和工作站系统。
1999年春节刚过,英特尔公司就发布了采用Katmai核心的新一代微处理器PentiumⅢ。
AMD于1998年4月正式推出了K6-2微处理器。
它采用0.25微米工艺制造,芯片面积减小到了68平方毫米,晶体管数目也增加到930万个。
另外,K6-2具有64KBL1Cache,二级缓存集成在主板上,容量从512KB到2MB之间,速度与系统总线频率同步,工作电压为2.2V,支持Socket7架构。
AMD于1999年2月推出了代号为“Sharptooth”利齿的K6-Ⅲ,它是该公司最后一款支持Super7架构和CPGA封装形式的CPU,采用0.25微米制造工艺、内核面积是135平方毫米,集成了2130万个晶体管,工作电压为2.2V/2.4V。
为进一步巩固低端市场优势,英特尔于2000年3月29日推出了采用Coppermine核心CeleronⅡ。
该款微处理器同样采用0.18微米工艺制造,核心集成1900万个晶体管,采用FC-PGA封装形式,它和赛扬Mendocino一样内建128KB和CPU同步运行的L2
Cache,故其内核也称为Coppermine
128。
CeleronⅡ不支持多微处理器系统。
但是,CeleronⅡ的外频仍然只有66MHz,这在很大程度上限制了其性能的发挥。
2、当前CPU的最新技术
借助第二代Turbo
Boost睿频加速技术,SNB的CPU、GPU两部分可以相互独立地动态加速。
如果你正在玩的游戏更需要GPU资源,那么CPU部分可能会运行在原始频率甚至降低,GPU则在功率允许范围内尽量提速。
SNB移动版全部开启了超线程和Turbo
Boost动态加速技术,而且官方内存频率最高提至1600MHz。
随着处理器制程和设计越来越先进,笔记本性能也会随着强大。
而处理器和显卡的高度融合,笔记本的续航时间会大大延长,而笔记本可能做的越来越轻薄,性能也会越来越强大。
在2010年电影阿凡达的上映,让很多体验到了3D技术的震撼。
而笔记本装备有3D显示屏后,笔记本在用户体验会更上一城楼。
比如说,一些第一人称射击游戏在3D技术的存托下,让用户临场感觉更加好。
而市场上的传统的3D技术是佩戴3D眼睛来实现的。
而大多数用户在长时间观看3D电影和进行3D游戏的时候,会产生晕眩和视力下降的情况。
从英特尔近两年来频频谈及的万亿级计算研究项目来看,未来的CPU将主要通过扩展内核数量、而非继续冲刺时钟频率高峰的方式来获得性能提升,因为后者可能会给CPU的功耗和散热造成越来越大且难以有效解决的负担,而前者则能保证CPU同时兼顾高性能和低功耗。
为保证未来个人电脑的CPU在性能上达到超级计算机水平的同时维持较低的功耗,英特尔还在不断更新CPU的制造工艺,英特尔已成功推出了能效更高的45纳米新一代酷睿2处理器,并开发出了全球首款集成20亿个晶体管的CPU代号为Tukwila的四核安腾处理器和全球功耗在3瓦以下的CPU中最快的产品英特尔凌动(Atom)处理器。