CPU发展史：从4位处理器到多核时代

CPU发展史：从4位处理器到多核时代

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CSDN

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https://m.blog.csdn.net/2401_89533264/article/details/145690630

CPU，即中央处理器，是计算机的核心部件，负责执行算术逻辑运算和控制操作。从1971年第一款商用4位微处理器Intel 4004的诞生，到如今的多核处理器时代，CPU经历了数十年的快速发展。本文将带你回顾CPU的发展历程，了解Intel和AMD两大巨头的较量，以及未来CPU技术的发展趋势。

一、CPU的基本概念

CPU中文名叫做中央处理器，这个CPU就是上篇文章里看到的ENIAC那种大型计算机的浓缩，浓缩到芯片里，而这个芯片应用到的最多产品就是CPU。

CPU出现于大规模集成电路时代，它包括运算逻辑部件、寄存器部件、控制部件。运算逻辑部件执行定点或浮点算术运算操作，寄存器部件是CPU内部的高速存储单元，用于临时存储数据和指令，是CPU核心的一部分，控制部件则是使计算机能够成为自动机的关键部件。

四个基本功能：数据通信、资源共享、分布式处理、提供系统可靠性。

四个运作原理：提取、解码、执行、写回。

二、发展历程

CPU发展史简单来说就是Intel公司和AMD公司的发展历史，CPU从最初发展到现在已经有50年的历史了，按照其处理信息的字长，CPU可以分为：四位微处理器、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，现在基本都是64位的。

2.1 第一阶段（Intel 4004与Intel 8008）

Intel 4004

1971年11月15日，Intel（英特尔）推出第一款商用4位微处理器－4004，采用硅栅PMOS 10μm工艺生产，Die Size芯片面积只有13．5mm2，集成了2．25K个晶体管，采用CDIP16封装，4004包括一个四位的平行加法器、十六个四位的缓存器、一个储存器与一个下推堆栈，该芯片于1981年停产。

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，金顶白陶4004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。

Intel 8008

Intel C8008为世界上第一款八位微处理器。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，不过因为是八位处理器（比起4004的四位），整体效能要比4004好上许多。8008可以支援到16KB的内存。C8008是比较珍贵的紫色陶瓷镀金接脚版本，D8008则是后期出的量产版。

2.2 第二阶段（Intel 8086）

1978年6月INTEL推出了8086微处理器，是一款16位微处理器，主频4.77MHz，采用16位数据总线和29000个3微米技术的晶体管，Intel 在1年之后,推出了8086的简化版8088，是一款4.77MHz准16位微处理器。它在内部以16位运行，但支持8位数据总线，采用现有的8位设备控制芯片，包含29000个3微米技术的晶体管，可访问1MB内存地址，速度为0.33MIPS。

2.3 第三阶段（Intel 80386）

它是INTEL1985年推出的CPU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。

2.4 第四阶段（Intel奔腾与AMD K6/K7）

Intel 奔腾

Intel 奔腾G6960是Intel公司在1992年10月发布的第五代微处理器系列，该产品在1993年3月正式推向市场：奔腾处理器与以前的Intel公司处理器完全兼容，并有新的内容。值得一提的是奔腾处理器中有两条数据流水线，可以同时执行两条指令，Intel公司把这种同时执行两条指令的能力称为超标量技术。该技术使奔腾处理器能以每周期两条指令的速率更快地工作。

AMD K6/K7

k6是AMD公司推出的一款32位的处理器。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（比奔腾MMX多了一倍），整体性能要优于奔腾MMX，接近同主频PⅡ的水平。稍微落后的地方是在运行需要使用到MMX或浮点运算的应用程序方面，比起同样频率的Pentium要差许多。

2.5 第五阶段（多核处理器）

酷睿

Intel公司继使用长达12年之久的“奔腾”的处理器之后推出“Core 2 Duo”和“Core 2 Quad”以及最新出的Core i9 , Core i7，Core i5，Core i3。拥有高主频、多核心、多线程，处理能力出色。如酷睿i7、i9系列，多核心多线程设计，能满足专业图形处理、科学计算等需求。“奔腾”系列并没有被放弃，作为消费者所熟悉的一个品牌将逐渐转向经济型产品。

锐龙

锐龙是超微半导体开发并推出市场的x86微处理器品牌，AMD Zen系列微架构的微处理器产品之一，其纯CPU产品线于2017年3月上市贩售，采用先进的Zen架构，拥有更高的核心数和线程数，对于多任务处理、游戏、视频编辑、3D建模等任务表现出色，在与英特尔高端产品竞争中，性价比更高。

三、结语

未来CPU发展，技术上制程工艺向3纳米及以下迈进，异构计算架构普及，新型材料助力芯片性能提升，还会深度融合AI 。市场层面，在物联网等多领域需求增长，厂商竞争激烈，定制化需求增加。产业生态上，产业链协同与软件生态建设愈发关键。