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2008-09-21 09:28:35| 人氣1,474| 回應5 | 上一篇 | 下一篇

從英特爾 CPU 開發過程,看電腦心臟的演進史

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從英特爾 CPU 開發過程,看電腦心臟的演進史


微處理器(CPU,有時被稱為「中央處理器」) 微處理器可說是電腦系統的大腦,掌管整個電腦的執行速度及處理能力,也主宰了電腦的世代交替。故此,CPU的運算速度直接影響軟件的處理速度。微處理器的發展過程等於是個人電腦演進史的縮影。

CPU 內部的架構可分為控制單元(CU),邏輯運算單元(ALU)與記憶單元(MU),控制單元接收工作指令後,將指令送至邏輯運算單元去處理,完成後再儲存於記憶單元中等待應用程式來使用。

一九七一年英特爾 (Intel) 開發出稱為4004的第一顆微處理器,隔年又開發出運算能力加倍的8008,不過這兩顆微處理器都是用來裝在大型計算器上,體積很龐大,通常用於軍事單位或大型公司來處理公務的科技工具。
個人電腦的先趨 8080 微處理器

直到一九七四年,全球第一台個人電腦Altair誕生,英特爾針對這台電腦開發出名為8080 的微處理器;當時英特爾還為它搭配了主機板一起銷售,贏得不少回應。只不過它是為電腦玩家設計,價位很高並未成為大眾用品。

一九七八年推出的 8080 微處理器就比較廣為人知,是多數人認定的第一顆個人電腦微處理器;當時英特爾(Intel) 與 IBM 合作,英特爾開發 8080 微處理器 IBM 開發支援這顆微處理器的個人電腦,而且將設計出來的主機板架構供給所有電腦廠商使用,大家共襄盛舉,將個人電腦的需求帶動起來。所以 8080 成為個人電腦微處理器的先趨,而 IBM的相容電腦也成為個人電腦的代名詞。


80X86時期,應用於IBM相容電腦已進入16位元的時代

之後,英特爾把發展重點擺在個人電腦專用的微處理器。從一九八二到一九九二的十一年期間,微處理器的通俗稱呼依序為 286、386、486,而內部的正式名稱則為80286到 80486,因此有人把第三個世代的微處理器叫做 80X86。
80X86 的最大突破是應用於IBM相容個人電腦,另一個改變則是資料處理效能加倍。以微處理器每一次動作所能處理的資料量來比較,8008、8080、8088都採用八位元架構的處理型態,而 80X86 則採用十六位元。此外,這種微處理器具有軟體相容性,即使您換了新的微處理器,依舊可以執行舊電腦裡的內建軟體程式。

80X86 的三個世代,其相異之處除了速度愈飆愈快之外,486 的另一突破是率先採用內建數學輔助處理器,能過替處理器執行複雜的數學運算。
Pentium新世代資料處理型態升級運算功能達32位元

到一九九三年,英特爾微處理器進入Pentium新世代,主要突破是資料處理型態提升到 32 位元,從此可以處理影音資料;廣泛來說,Pentium系列的微處理器有 Pentium、Pentium MMX、PentiumⅡ以及不久之前才發表的PentiumⅢ;如果再以電腦的作業平台來細分,就得加入專門為伺服器及工作站所設計的Pentium Pro、PentiumⅡ Xeon。

Pentium系列的四個主要突破,Pentium是從 80X86 跨入Pentium系列的第一步,開始可以處理影音資料,而 Pentium MMX則加入內建的 MMX 多媒體指令集,其語音處理的效能明顯提昇;至於 PentiumⅡ 除了內建的 MMX多媒體指令集,又將高速快取記憶體 (Internal Cache) 一起包裝在同一個卡夾裡,這麼一來微處理器與快取記憶體之間的互動更密切,執行的效能更快,但缺點是體積增大了。

一九九八年四月,英特爾曾推出另成一格的微處理器—賽揚 (Celeron),為了供應平價電腦使用,一樣採用32位元資料處理型態,但內建的快取記憶體為 132K,只有PentiumⅡ 的一半。

到了今年一月,英特爾公佈將要在二月底供貨的新型微處理器,將稱為 PentiumⅢ (其公司內部的名稱則叫Katmai),與PentiumⅡ最大的不同是多加了七十幾個指令集,浮點計算及多媒體執行的效能再度提昇,但世代交替的突破並不明顯。


Merced新紀元—64位元的執行效能,迎接跨世紀的鉅作

明年(2000年) 英特爾將有跨世紀之作,屆時將推出資料處理型態為64位元的微處理器,英特爾為這跨世紀之作正嚴陣以待,並將這部新作稱為『Mercerd』,想必是正式告別Pentium系列之作吧!!

在整個CPU的發展上,並非只有Intel一家公司在做CPU,也有其它的公司,像是AMD、Cyrix、SGS以及IDT在生產相同功能價格較低的CPU。或者是不同規格電腦所使用的CPU,如現在Apple電腦中所使用的Power PC處理器。從486之後,Intel為了名稱使用權的問題以及想擺脫對手產品名稱類同性太高的問題,所以便不再依以往的命名規則將新一代的CPU命名為「Pentium」。

摘錄自 工商時報 / 周芳苑 文稿

報源:http://home.hkhs.hcc.edu.tw/~s810192/homework.htm
http://www.qfm.ks.edu.tw/internet-edu/text04.htm
日期:1999年10月

台長: 傻♀气﹉孤♂獨
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