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巨人的成长史(Inter处理器)

王朝厨房·作者佚名  2007-01-05
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由于CPU与其它配件存在着较大不同,在全球的PC机CPU市场中,都是由Intel和AMD等少数几家垄断着,特别是Intel,所以对CPU发展历史的研究在相当大程度上就是对这几家产品历史的研究。

而了解整个CPU发展历史无论是对丰富计算机知识,还是对今后的计算机维护都有着非常重要的作用。

目前绝大多数人对对器的认识是从586(即后来命名“Pentium”,奔腾)时代开始的,对此之前的处理器认识非常贫乏,首先介绍的是PC处理器最大的霸主—Intel(英特尔)的PC处理器历史。

一、ENIAC是计算机始祖吗?

在开始介绍Intel PC处理器的历史之前,首先来介绍有关计算机始祖这样一个大家非常感兴趣的问题。我们经常可以在各种教科书上看到,说计算机是始于1946年美国的ENIAC,把它作为世界上第一台计算机。真是如此吗?最近有科学家研究表明,其实那不是完全正确的。

说它不完全正确,那是因为ENIAC只能说是第一台电子计算机,而真正的计算机始祖则要追溯到19世纪,最早计算机(当然当时并非称“计算机”)并非电子产品的,而是属于机械产品,那就英国剑桥大学数学教授巴贝奇的分析机。所以准确地说,ENIAC只能是世界上第一台电子计算机。

“ENIAC”是“Electronic Numerical Integrator And Computer”的缩写,翻译成中文即为“电子数字积分计算机”。它是于1946年2月15日在美国诞生的,当时的出资方是美国军方。开发这样一台通用电子计算机的目的当然也是为了满足军事计算需求,用来计算各种复杂的弹道非线性方程組,因为当时的科学家都非常明白,如果仅靠人的大脑是无法胜任这样复杂的非线性计算的。

因为当时集成电路技术并未诞生,所以这台ENIAC计算机所采用的组件都是分离的电子管,整部计算机足足用了18800个电子管。电子管,如果对早期电子产品(特别是音响产品)有所了解的人都知道,它的体积是非常大,就像现在普通的长条形的日光灯泡。

正因如此,这样整部ENIAC计算机就有8英尺高、3英尺宽、100多英尺长,需占用60多平方米的空间。其重量也达30吨,耗电量更是高达140千瓦。下图所示的就是工作人员在这部最原始的电子计算机上工作的情形(因它是由多个不同部分组成的,所以有多人同时操作)。

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轩辕砍刀 回复于:2003-09-24 13:10:28

在这台ENIAC计算机上,美国军方花了48万美元,这在当时可是一笔非常大的巨款,要不是为了二次世界大战,相信就连世界首富的美国也很难舍得出这么大笔钱。因为那时都是采用分离的电子管作为元器件的,所以也根本没有什么CPU的概念(CPU是随着大规模集成电路的出现而出现的),但它却是实实在在的第一台电子计算机。

然而正如前面所说ENIAC只能说是第一台电子计算机,实际上有这样理念的机器早于19世纪就诞生了。其中最有代表性的就是神奇的英国巴贝奇教授的分析机。

二、神奇的巴贝奇分析机

巴贝奇(Charles Babbage)是英国皇家学会会员、剑桥大学数学教授。他于1792年出生于英格兰西南部的托格茅斯,后来继承了其作为银行家的父亲的相当丰厚遗产。巴贝奇把继承的财富都用于科学研究,并显示出极高的数学天赋。1817年获硕士学位,1928年受聘担任剑桥大学“卢卡辛讲座”的数学教授,要知道,这可只有牛頓等科学大师才能获得的殊荣。

巴贝奇不但精于科学理论,更喜欢将科学应用于各种发明创造上。他最早提出,人类可以制造出通用的计算机来代替大脑计算复杂的数学问题。当时并没有电子技术的应用,于是巴贝奇的设想就设想在当时日渐成熟的机械技术上。巴贝奇将他设想的通用计算机命名为“分析机”,并希望它能自动计算有100个变量的复杂算术题,每个数达25位,速度达到每秒钟运算一次。

在设想中,巴贝奇将整个分析机结构分为几个功能部分,其中就包括齿轮式“存贮仓库”(Store)和命名为“作坊”的“运算室”(Mill),而且还有他未給出名称的“控制器”装置,以及在“存贮仓库”和“作坊”之间运算数据的输入、输出部件。这种设计思想,划时代地提出了类似于现代计算机五大部件的逻辑结构,也为后世的通用处理器诞生奠定了坚实的基础。这台分析机如图2所示。

[img:0d520114c0]http://www.yesky.com/image20010518/65706.jpg[/img:0d520114c0]

从这台分析机可以看出,它与当今的通用计算机在外观上无论如何也难以联系起来。正因如此,人们通常并不认为它就是计算机的始祖,而把ENIAC作为计算机的始祖。但它的设计思想却与现代的计算机架构却如此相似,是它引导着后人,特别是Intel(英特尔)朝着这个方向进一步开发出一代又一代通用型计算机。只是由于当时电子技术还没有开始得到应用,所以导致最终的分析机只能采用机械式,而非现在的电子电路。

轩辕砍刀 回复于:2003-09-24 13:11:28

不过巴贝奇的分析机设计过程是充满坎坷的,最初英国政府还对他的设计大加赞许,提供资金支持,但由于受到许多科学家的不理解、认为巴贝奇是“愚笨的傻瓜”,认为其设计的分析机是“毫无任何价值”的影响,英国政府于1842年,突然宣布了取消资助计划。

后来充满传奇色彩的是,巴贝奇分析机的设计最终是在英国著名诗人拜伦的女儿爱达·拉夫拉斯伯爵夫人的支持下继续进行的,并为巴贝奇提供了许多建设性的建议,如建议巴贝奇采用二进制数代替原来的十进制数、开发计算指令等。正因如此,1981年美国国防部花了10年的时间,研制了一种计算器全功能混合语言,并成为军方数千种计算机的标准。为了纪念爱达夫人,这种语言被正式命名为ADA语言,并赞誉她是“世界上第一位软件工程师”。

在爱达夫人生命的最后十年里,她全力协助巴贝奇进行分析机研究工作,甚至把自己的珠宝手饰都拿出来变卖,以帮助巴贝奇度过经济难关。随后,巴贝奇又独自坚持了近20年,直至1871年,巴贝奇因得不到理解和支持(没有了爱达夫人),孤独地离开了人世,此时分析机的设计工作仍未全部完成,后来未完成的一部分也被保留在英国皇家博物馆里。

近年来,科学界已经普遍确认巴贝奇在信息科学的鼻祖地位。1991年,为了纪念巴贝奇200周年诞辰,英国肯圣顿(Kensington)科学博物館根据这些图纸重新建造了一台差分机。复制的过程中,只发现图纸存在几处小的错误。复制者特地采用18世纪中期的技术设备来制作,不仅成功地造出了机器,而且还可以正常运转。

三、通用型集成电路CPU的诞生

虽然早于19世纪和20世纪初就有了相应计算理念的分析机和ENIAC电子计算机,但是如果要说通用计算的真正实现,还是自有了集成电路式CPU才开始的,也是自那里起才真正有了CPU这样一个概念。

当然集成电路并不是因为CPU才出现的,它早在英特尔公司诞生前相应技术就已经被发明。1947年,AT&T贝尔实验室的三位科学家发明了晶体管。随着晶体管的出現,由于其体积和性能都远比当时的电子管具有无比的优越性,所以晶体管一出现,即迅速取代了原来的电子管,占领了世界电子领域。

随后,晶体管电路不断向微型化方向发展。直到1957年,美国科学家达默提出“将电子设备制作在一个没有引线的固体半导体板块中”的大胆技术设想,也就开始了半导体集成电路的设计思想。

正因有了达默这一大胆设想,1958年,美国德克薩斯州仪器公司的工程师基尔比(Jack Kilby)在这种思想的指导下在一块半导体硅晶片上将电阻、电容等分离元件集成在里面,制成了世界上第一片集成電路。还因这件事,已退休的基尔比却获取2000年的诺贝尔物理奖,当然这是后话。

有了前人的大胆设想和第一次成功的尝试,1959年,美国仙童公司的诺伊斯用一种平面工艺技术制成半导体集成电路,从此开启了集成电路比黃金还诱人的时代。为了谋求更大的发展,其后,仙童公司的三位主力工程师:摩尔、诺宜斯、葛洛夫离开了公司,一起开创事业—筹建一家他们自己的公司。这就是现在鼎鼎有名的“Intel”(英特尔)公司。可以当初的Intel公司并不是一开始就从事计算机微处理器的研究,因为当时三人一致认为,最有发展潜力的半导体市场是计算机存储芯片市场。

Intel公司的最初取为是由摩尔命名的,“Intel”这个字是由“Integrated Electronics(集成/电子)”两个英文单词組合成的,象征新公司的主要业务将在集成电路市场上。

轩辕砍刀 回复于:2003-09-24 13:12:47

当时,这三位创业者说服风险投资家阿瑟罗克給他们投资了200万美元;还找到了他们创业的最佳地点,就是原联合碳化物电子公司的大楼,这可比惠普当时起家时的车库要强多了。公司成立不久,英特尔公司发現:可将若干比特(bites)信息非常廉价地存储在微型集成电路硅片上,并将这个发现应用于商业。

1969年的春天,在公司成立一周年以后,英特尔公司生产了第一批产品,即双极处理64比特存储芯片。不久,公司又推出256比特的MOS存储器芯片。一个小小的Intel公司,就是这两个小小的新产品而成功打入了整个计算机存储器市场。但是这样的辉煌时期并没有在Intel公司长久永驻,随着日本公司加入竞争,存储芯片(就是现在俗称的“内存”)的生意越来越艰难。

而且日本公司的存储芯片质量和性能在当初几乎是无与伦比的,其价格也远低于Intel公司的同类产品。这时候,英特尔公司面临着当时有史以来最大的生存危机。最终他们做出一个令人钦佩的決断:放弃内存,全力投入微处理器业务。就这样原来专门从事存储芯片市场的Intel向计算机微处理器市场转向了,也正是从此开始,Intel这颗新星一直得到全球计算机界的关注!

当然在做出这样的大胆决定也并不是凭空拍脑袋乱决定的,在作这决定之前,还是有过过业务的经历。当初英特尔的一家客户(Busicom calculator)要求英特尔为其专门设计一些处理芯片。在研究过程中,英特尔的研究员霍夫(Hoff)问自己:对于集成电路,能否在外部软件的操纵下以简单的指令进行复杂的工作呢?为什么不可将这个计算机上的所有逻辑集成到一个芯片上,并在上面编制简单通用的程序呢?这其实就是今天所有微处理器的原理。

令人不解的是,当时在存储器芯片市场上叱诧风云的日本公司却对此毫无兴趣,这也给了Intel一个发展的机会(因为当时的Intel还比较弱,如果日本公司有兴趣的话,说不定Intel又得转行)。在这种有利环境下,1971年,霍夫在同事的帮助及公司支持下,尝试着把中央处理器的全部功能集成在一块芯片上,并加上存储器,最终获得成功,这就是Intel最初的一块集成电路微处理器,后来被称为4004的芯片。

从这图中我们可以看出,这块最初的微处理器芯片非常简单(采用16脚双列直插式封装),还不如现在普通的集成电路,但在当时却是一个伟大的创举!

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4004芯片其实是为Intel客户Busicom calculator专门设计制造的,集成度只有2300个晶体管,功能其实比较弱,且计算速度较慢,只能用在Busicom计算器上。但已经可以看到个人电脑的影子,而且比起第一台电子计算机ENIAC来说,它已经轻巧了许多许多。

它最大的历史意义在于,它是第一块通用型微处理器,这在当时专用集成电路设计横行的时代是难得的突破。据说当时有一位美国人在无线电杂志上读到4004的消息后,立即就想能用这个CPU来开发个人使用的操作系统。但是经过一番仔細分析之后发现4004芯片的功能实在是太弱,离他设想比较远,只好作罢,这个人就是现在鼎鼎大名的微软公司老板—比尔盖茨。不过从此之后,他对英特尔的动向非常关注,终于在1975年成就了微软公司(Microsoft Corporation)。

轩辕砍刀 回复于:2003-09-24 13:15:49

4004处理器只能处理4位数据,内部指令是8位的。4004拥有46条指令,采用16针直插式封裝。数据內存和程序内存分开,1KB数据内存,4KB程序内存。运行时钟频率预计为1MHz,最终实现达到了740kHz,能进行二进制编码的十进制数学运算。这款处理器很快得到了整个业界的承认,蓝色巨人IBM还将4004装备在IBM 1620机器上。

四、后续CPU的研发历程

随着Intel 4004芯片的成功诞生,Intel更是坚定了自己走微处理器开发之路的信心,于是正式投入了大量的财力、人力进行全力开发设计,公司由于一个接一个的成功,也一天天壮大,直到今天仍一直PC处理器的80以上市场,这不能不说是一个奇迹。下面就循着Intel的足迹来全面了解一下它的微处理器开发历程。

1.8008

4004微处理器芯片之后的第一个改进版称之为“8008”,它是Intel于1972年开发成功的,但它已不再是专门为某家客户而开发的,而是属于第一块通用意义上的微处理器。8008的运算能力比4004要強劲2倍。如图4所示的就是Intel 8008微处理器的芯片示意图,从图中可以看出,它同样采用双列封装方式,但增加了2个引脚,达18脚。

[img:97841317b0]http://www.yesky.com/image20010518/65708.jpg[/img:97841317b0]

2.8080

在8008微处理器芯片之后,于1974年Intel开发一种更先进的8080微处理器芯片,8080被用于当时一种品牌为Altair(牵牛星)的电脑上,并且在短短数月的时间里,销售业绩达到了数万部,创造了个人电脑销售历史上的一个里程碑。

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8080处理器拥有16位地址总线和8位数据总线,包含7个8位寄存器(A、B、C、D、E、F、G,其中BC、DE、HL组合可组成16位数据寄存器),支持16位内存,同时它也包含一些输入输出端口,这是一个相当成功的设计,还有效解決了外部设备在内存寻址能力不足的问题。

8080微处理器芯片的外观如图5所示,它相对这之前的微处理器芯片来说要复杂许多,封装方式仍是双列直插式,但引脚已增加到40脚,增加幅度达100%以上。

轩辕砍刀 回复于:2003-09-24 13:18:57

3.8086

1978年,Intel的8086处理器诞生了,这个处理器也标志着x86王朝的开端。Intel有了前面几代微处理器的研发经验,并且积累了原始资金,Intel无论在资金还是在微处理器技术开发上都已相当强大,所以在1974年开发8080微处理器芯片之后,历经近4年努力,终于推出了具有划时代意义的8086微处理器芯片。

说它具有划时代意义,那是因为自这块芯片开始,Intel的微处理器芯片终于得到最广泛的应用。也是从这一芯片开始才奠定了x86微处理器架构王朝的基础,使得它在今后的处理市场上处于绝对垄断的地位。这块神奇的8086微处理器芯片如图所示。

[img:e9b4e43e0b]http://www.yesky.com/image20010518/65710.jpg[/img:e9b4e43e0b]

除了8086这块处理器芯片之外,为了提高处理器的运算性能,还专门开发一块用于辅助处理器运算的芯片,那就是8087数学协处理器芯片,如图所示。

当然,Intel的8086芯片之所以以非常大的成功,另一个更关键的因素是站到了巨人的肩膀上,这位巨人就是已远近闻名的IBM。当时IBM研究了一款用来打击苹果公司个人电脑的新PC机,需要选择一款功能强大,易于拓展的处理器来驱动,而英特尔的x86处理器正符合IBM公司需求,成为IBM PC机的新“大脑”。

因为有了8086处理器的强大驱动,IBM新机型迅速成为市场上最抢手的PC,一举击败苹果公司的个人电脑。正因为有“巨人”带路,使得英特尔公司迅速壮大,并奇迹般地把它带入了财富500強大公司的行列,并被财富杂志称之为“Business Triumphs of the Seventies”(七十大商业奇迹之一)。

IBM公司PC机的大获成功,不但带旺了英特尔的生意,还造就了另外一个商业奇迹——微软公司。比尔盖茨也搭车销售了DOS操作系统,为今天称霸软件行业攫取了第一桶金。不但如此,因为IBM公司的远见,开放了PC架构的授权,Compaq(康柏公司,今天是HP公司的一部分)等第三方制造商也大获其利。

当然这对IBM自身也是一大壮举,因为正因开放了PC架构,使得IBM的PC架构迅速成为事实上的标准,在多个第三方厂商的支持下,远远把保守的苹果公司的个人电脑抛在身后,至今苹果公司还在为当时没有及时开放个人电脑架构,让IBM捷足先登而后悔不已。

在8086处理器家族中还有一个简化版本,那就是8088,如图所示。

[img:e9b4e43e0b]http://www.yesky.com/image20010518/65711.jpg[/img:e9b4e43e0b]

IBM在PC XT选用的是8088这个8086的简单化版本。8088内部指令是16位,而外部是8位数据总线,相对于8086内、外部数据总线均为16位,地址总线为20位,可寻址1MB内存的规格来说,是稍差了一点,但是已经足以胜任DOS系統和当时的应用程序了需求。8086集成2.9只晶体管,其时钟频率为4.77MHz,在数学协处理器8087的配合下,发挥出更高的效率,但这两种芯片使用相同的指令集,也就是后来所定义的x86指令集。

轩辕砍刀 回复于:2003-09-24 13:20:34

在此需要说明一下,数学协处理器现在通常内建于CPU内部,不再需要另外开发一块单独的芯片,但是由于受上世纪70年代的技术限制,一般只能将数学协处理器做成另外一个芯片供用户选择。这样做的好处是減少了制造的成本,提高了良品率,更可以降低速度不敏感的用户的支出(他们可以暂时不买数学协处理器,只是在需要时买一个回来插到IC插座里即可)。

4.80286

1982年,英特尔发布了80286处理器,也就是俗称的286。这是英特尔第一个可以运行所有为其开发的应用程序的处理器。80286芯片集成了14.3万只晶体管、16位字长,时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线皆为16位,地址总线为24位。

与8086相比,80286寻址能力达到了16MB,可以使用外存储设备模拟大量存储空间,从而大大扩展了80286的工作范围,还能通过多任务硬件机构使处理器在各种任务间来回快速切换,以同时运行多个任务,其速度比8086提高了5倍以上。

IBM公司将80286用在技术更为先进的AT机中,与IBM PC机相比,AT机的外部总线为16位(PC XT机为8位),内存一般可扩展到16MB,可支持更大的硬盘,支持VGA显示系統,比PC XT机在性能上有了重大的进步。如图8所示的就是286处理器芯片示意图,从图中可以看出,它已与现代的CPU在外观上比较接近了,引脚明显增多。

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由于IBM开放了PC机架构,使得许多第三方厂商迅速成长,在286时代造就了许多千万富翁,同时也成就是许多“神话”,其中一个最大的PC神话,就是Compaq(康柏公司)的成长。当然这个神话在建立在IBM的重在策略失误上。

为了保持原有的PC XT机市场,IBM公司在是否推出基于286新处理器芯片方面产生了很大的分歧,反对者认为这么快推出新机型会影响到原有机型的销售,而且反对的声音非常大,最终使得IBM领导层放弃了采用286处理器芯片的决定。

但是Intel公司并不能等,80286处理器已经批量生产了,不可能堆在仓库里等IBM慢慢消化,况且IBM的PC架构早已公布于世,这时生产兼容IBM PC的康柏公司就钻了这个空子,快速推出基于286处理器的PC机,由于286处理器芯片较以前芯片有着质的飞跃,IBM原有的PC XT机及小型机远不是286机的对手,使得Compaq公司一举打败IBM成为PC市场的新霸主。286机型如图所示,从图中可以看出,它基本上与现在的PC机差不多,只是少了个鼠标和音箱,因为这两个都是随着计算机应用的不断深入才出现的。

轩辕砍刀 回复于:2003-09-24 13:22:19

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5.80386

Intel处理器的以前版本都是16位及以下的,这一局面自Intel的386处理器的成功开发而结束,进入了32位元的世代。

1985年,英特尔极力推出了80386处理器。386处理器集成了27万5千只晶体管,超过了4004芯片的一百倍。并且386还是英特尔第一块32位处理器,同时也是第一种具有“多任务”功能的处理器。386处理器芯片如图10所示。

[img:c924051e2d]http://www.yesky.com/image20010518/65714.jpg[/img:c924051e2d]

不过如过渡到286一样,英特尔在386处理器推广上遇到了很大压力,因为当时有一种流行的观点认为286已经足够了,根本没有必要生产386电脑,在销售上开始并不如意。但是英特尔的领导人并不这样认为,在宣传上采纳了很多让人耳目一新的手法。

另一方面,由于386芯片价格较高,为了消除部分不想出高价用户的顾虑,Intel对386芯片区分出不同的规格,去适应不同的用户需求。如后来推出的80386SX处理器芯片就是一款低端386处理器芯片,这款处理器的内部数据总线为32位,与80386相同,但外部数据总线为16位,这样,80386SX处理器就既有386的优点,又有286的成本优势,推出后取得了很大的市场成功。为了便于区别,把原来的386芯片改称为386DX。

386时代,Intel在处理器技术上有了很大进步。80386处理器内部内含27.5万个晶体管,时钟频率为12.5MHz,其后又提高到20MHz、25MHz、33MHz等。80386DX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,远非286所能比拟的。更重要的,386处理器可同时模拟多个8086处理器来提供多任务处理能力。(

轩辕砍刀 回复于:2003-09-24 13:23:43

许多朋友或许对本篇中所介绍的内容比较熟悉,特别是有过十年左右计算机使用经验的读者。但对于大多数学生朋友相信仍可以找到许多新鲜的感觉,下面接着介绍Intel的后续处理器的开发。

一、486

在386处理器芯片取得非常大的市场成功后,Intel的微处理器霸主地位其实已经形成,并且在一定程度上形成了共识,那就是Intel成了PC机的微处理器的代名字。借着这股强劲的东风,Intel于1989年发布了功能更加强劲的80486处理器芯片。

80486处理器集成了125万个晶体管,时钟频率由386处理器的25MHz逐步提升到33MHz、40MHz、50MHz及后来的100MHz,由此可见486处理器在性能上的提高是非常明显的。

借鉴386成功引入不同用户策略方法,在486处理器同样推出了两种不同版本(工作频率有多种),但这两种不同版本不是外部数据总线不同,而是是否包含数学协处理器,标准版本i486为i486DX,而不包括数学协处理器的版本则为i486SX,如图所示是标准的486处理器芯片i486DX。

[img:57082b6cd7]http://www.yesky.com/image20010518/66008.jpg[/img:57082b6cd7]

在i486处理器中采用了许多最新技术,这些新技术就包括:在80486处理器内部包括了一个数学协处理器,它是英特尔第一个内部包含数字协处理器的CPU;首次使用了RISC(精简指令集)技术,从而提升了每时钟周期执行指令的速度;采用了突发总线方式,大大提高了处理器与内存的数据交换速度等等。由于这些大的改进,80486处理器的性能比原来带有80387数学协处理器的80386处理器快了4倍有多。

还有一个在由的最大区别就是首次采用Socket处理器架构,通过主板上的处理器插与处理器的插针接触。不过由于是第一次采用这种架构,所以就486处理器时代就存在着多种Socket处理器架构,如Socket 1、Socket 2、Socket 3、Socket 6等,不同频率的486CPU所采用的处理器架构如下表所示。

轩辕砍刀 回复于:2003-09-24 13:29:37

Socket类型 针脚数 工作电压 处理器型号 处理器编号

Socket 1 169 5v

Intel486 SX BOXDX4ODP75,BOXDX4ODP100

Intel486 DX BOXDX4ODPR75,BOXDX4ODPR100

Socket 2 238 5v

Intel486 SX BOXDX4ODP75,BOXDX4ODP100

Intel486 DX BOXDX4ODPR75,BOXDX4ODPR100

Intel DX2 BOXPODP5V63,BOXPODP5V83

Socket 3 237 3v/5v

Intel486 SX BOXDX4ODP75,BOXDX4ODPR75

Intel486 DX BOXDX4ODP100,BOXDX4ODPR100

IntelDX2 BOXPODP5V63,BOXPODP5V83

Socket 6 235 3v

IntelDX4 预留给将来的产品

从上表可以看出,在同一Socket处理器架构中有多种不同频率的486处理器可以采用,所以自那里开始计算机的CPU也可以升级了,而不是像以前那样,因CPU是直接焊在主板上而没有任何选择余地。也自那里开始计算机DIY也开始一步步成为现实,“组装机”之说也开始深入人心。

以前由于微处理器是直接焊在主板上的,用户无法对处理器进行更换,更没有“组装机”之说,全是像IBM、Compaq等这样的品牌机,而且那里由于国内还没有生产计算机能力的厂商,所以基本上都是青一色的洋品牌。当然,由于那时可以更换的也只有CPU,且那里真正懂得电脑DIY的人非常之少(几乎没有),所以486时代也没有真正开始电脑DIY,只不过已有这种可能而已。

486处理器是英特尔非常成功的商业项目,很多厂商也看清了英特尔处理器的发展规律,因此很快就随着英特尔的营销战略而转型成功。后来486在倍频上规格有所改进,又推出了i486DX2、i486DX4的新规格。i486DX2的涵义是处理器内部工作频率为外频的2倍,i486DX4则处理器内部工作频率为外频的4倍,这样缓解处理器内部高速与外部总线的慢速的矛盾。

二、Pentium(奔腾)

也许我们早已发现Intel的前面所有处理器都是以80x86来命名的,因为人们也就把相应时代称之为x86时代,如286时代、386时代和486时代。由于到了586时代出现了部分有影响力的竞争对手,最突出的是像AMD、Cyrix、IDG这样的二线微处理器开发、生产厂商,为了保护自己的知识产权,Intel清楚地知道必须为自己的产品进行商标注册,否则很可能被其它厂商同时使用,影响自己产品的市场。

而商标法规定动作数字是不能作为商标使用的,于是Intel必须为其新产品重新取一个非数字的商标。在这样的背景下,本应称为“80586”的新一代微处理器被改称之为“Pentium”(奔腾)了。由于一时人们还无法改变以前数字式的称谓,所以在Pentium处理器推出后仍有不少人把它称为“586”,直到下一代Pentium MMX的推出。

1993年,英特尔发布了Pentium(奔腾)处理器。Pentium处理器集成了310万个晶体管,最初推出的初始频率是60MHz、66MHz,后来提升到200MHz以上。第一代的Pentium代号为P54C,其后又发布了代号为P55C,内建MMX(多媒体指令集)的新版Pentium处理器。Pentium处理器同样采用自486开始的Socket处理器架构。但要注意的是,最初的60MHz、66MHz Pentium处理器是采用Socket 6架构的,而非我们通常所了解的Socket 7,所以购买早期版本的Pentium处理器是没有不可升级的。Pentium处理器的外观如图所示。

[img:e9b36ddb7e]http://www.yesky.com/image20010518/66010.jpg[/img:e9b36ddb7e]

Pentium MMX是英特尔在Pentium内核基础上改进的,其最大的特点是增加了57条MMX扩展指令集。这些指令专门用来处理音视频相关的计算,目的是提高CPU处理多媒体数据的效率,也正因如此,“多媒体电脑”之说的声音当时是传遍了全世界,也从此加速了电脑的多媒体应用。

MMX指令集的推出非常成功,在之后生产的各型CPU都包括这些指令集,只不过其后的产品对其原有指令进行了改进和扩展。由于当时的电脑应用随着微软Windows系统的普遍应用,音、视频信号在普通的电脑应用中已非常普遍,加入的MMX指令集正好满足了当时的这种多媒体应用需求,所以对整个处理器性能的发挥起着非常重要的作用。所以在Tom's Hardware的测试中,即使最慢的Pentium MMX 166MHz也比Pentium 200MHz普通版要快。Pentium MMX的外观如下图所示。

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Pentium处理器中除了Pentium MMX外,还有一种版本,那就是随后于1995年秋天推出的Pentium Pro处理器。Pentium Pro处理器是英特尔首个专门为32位服务器、工作站设计的处理器,可以应用在高速辅助设计、机械引擎、科学计算等领域。英特尔在Pentium Pro的设计与制造上又达到了新的高度,总共集成了550万个晶体管,并且整合了高速二级缓存芯片。

由于Intel当时对处理器流水线深度把握不够(整个处理器的流水线级数达14级),且与之配套的技术没跟上,使得初期的Pentium Pro版本的执行效率还不及同频率或者低频率Pentium处理器的怪现象。不过后来Intel及时发现了这一不良现象,并在技术上做出了相应处理,使得Pentium Pro处理器呈现出应有的效能水平,从而继续羸得了广大用户的信任。Pentium Pro处理器的外观如下图所示。

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轩辕砍刀 回复于:2003-09-24 13:31:49

三、Pentium II

1997年英特尔发布了Pentium II处理器,理所当然它包括了Intel许多最新的技术。在这颗颗器内部集成了750万个晶体管(比最近一代Pentium Pro处理器所集成的晶体管数整整多出了200万颗),并整合了MMX指令集技术,可以更快更流畅的播放影音Video,Audio以及图像等多媒体数据,使得计算机中多媒体的应用更是得到前所未有的普及,在Intel的大力宣传下,当时计算机多媒体的处理能力在相当大程度上成了电脑档次高低的一个重要标志。

更为直观、明显的改变就是在处理器的封装方式上也一改过去的Socket架构,Pentium II首次引入了S.E.C(Single Edge Contact,单边接触)封装技术,将高速缓存与处理器整合在一块PCB板上,通过类似于内置板卡一样的金手指与主板相应插槽电路接触,而不是Socket架构的插针。如下图所示。

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由于处理器功能的不断增强,电脑的应用范围也得到了空前的扩张,在Intel的重要合作伙伴MicroSoft(微软公司)的Windows操作系统应用功能的支持,使得Intel的Pentium II处理器在多媒体、互联网方面的应用开始逐步得到提高,并且为广大用户所接受。

通过使用Pentium II处理器的电脑,用户可以透过互联网来捕捉、编辑、共享数码图片给自己的朋友和家人;甚至在影片上加入一些文字、音乐、效果等;还可以使用视频电话等最新的多媒体技术。而之前的处理器在效能上就逊色很多了,其它几家的同类处理器此时也比较弱小,所发当时仍是Intel一家在唱主角,引导着整个PC处理器技术和市场。

虽然当时Intel仍处于绝对霸主地位,但是那时已有少数几家在一定实力的处理器生产厂家开始慢慢成长,并且得到了较大用户的承认,在这其中能给Intel构成一定压力的就只有AMD(美国超微半导体公司),在1997年Intel的Pentium II处理器推出时,AMD也推出了一种技术更加先进的同档处理器—K6-2,由于K6-2处理器性能已比较高,加上其超频性能极佳,价格还不到Pentium II的一半,所以在那里有许多DIY用户选择了AMD的K6-2产品,这可是AMD取得的第一次胜利,不仅为AMD今后的发展指明了方向,积累了原始资金,更加重要的是更加坚定了AMD战胜Intel的信心!

此时的Intel已明显感受到AMD所造成的压力,为了抢回失去的广大低端用户市场,Intel又采取其一惯的手法,就是针对不同用户推出不同版本,但此次不是在处理器内、外部总线上不同,也不是在是否内建数学协处理器上做文章,而是朝着对处理器价格影响非常大的Cache(缓存)开刀,因为L1 Cache(一级缓存)对处理器性能的影响太大,只好朝L2 Cache(二级缓存)下手了。

1999年,英特尔发布了Celeron(赛扬)处理器,Celeron与Pentium II并没有本质上的不同,它们的内核和处理器超过计划装方式等都是一样的,最大的区别在于高速缓存上。最初的Celeron是没有二级缓存的,目的是降低成本来夺取低端市场的份额,就像当年在386、486上,制造386SX、486SX简化版的做法一样。

但是很遗憾的是,完全没有二级缓存的Celeron处理器效能极差,用户普遍不接受。因此很快英特尔就调整战略:将Celeron处理器的二级缓存设定为只有Pentium II的一半(也就是128KB),这样既有合理的效能,又有相对低廉的售价,这样的策略一直延续到今天。Celeron处理器的外观如图所示。

轩辕砍刀 回复于:2003-09-24 13:36:24

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不过很快有人就发现,在服务器领域使用双Celeron的系统与双Pentium II的系统性能差距不大,而价格却便宜很多,结果造成了Celeron冲击高端市场的局面。为了,英特尔不得不决定取消Celeron处理器的SMP功能,使得Celeron处理器与Pentium II处理器不仅在价格上有明显区别,而且在性能上也有较大区别。

因为自Pentium时代开始,Intel就开始进军服务器处理器市场,而且是势在必得,非常那才是最大利润市场。但是那时服务器处理器市场中早已有其它几家势力非常强的对手存在,那就是IBM、SUN、HP等,并且因为它们自身就是全球最大的几家生产中、高端服务器厂商,所以在中、高端服务器处理器市场中也同样是处于绝对垄断状态。

但Intel经过了这么近二十年的技术和资金积累,已有相当实力与它们竞争,虽然不能完全取胜,但也不可能完全失败。于是Intel加强了对服务器处理器市场的进攻步伐。于1998年单独为服务器、工作站开发设计了Pentium II Xeon(至强)处理器,“Xeon”是英特尔引入的新品牌,取代之前所使用的Pentium Pro品牌,这个产品线是单独面向中高端企业级服务器、工作站市场,由此可见Intel进军服务器、工作站处理器市场的决心。

Pentium II Xeon处理器不但有更快的速度,更大的缓存,更重要的是可以支持多达4路或者8路的SMP对称多CPU处理功能。Pentium II Xeon处理器的外观如下图所示。

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四、Pentium III

由于竞争对手的不断壮大,Intel的压力也是越来越大,于是也在自身领域引用了摩尔定律,称它们也离破产边缘也只有18个月。这就意味着必须在18个月内研制出新一代处理器产品。Intel的研究步伐加快了,其技术提高的步伐也加快了,而不能再像以前那样每一代新产品只做少许改进。企图在时间和技术上给竞争对手无喘气机会,击败对手,事实上也的确取到了非常好的效果,近两年AMD就明显感觉到力不从心,无论是从技术上,还是新产品开发步伐上都赶不上Intel,当然这些都是后话,在此顺便得一下,具体将以后介绍。

1999年英特尔发布了Pentium III处理器。Pentium III处理器最大的改进就是新增加了70条新指令(SIMD,SSE),这些新增加的指令主要用于互联网流媒体扩展、3D、流式音频、视频和语音识别功能的提升。Pentium III可以使用户有机会在网络上享受到高质量的影片,并以3D的形式参观在线博物馆、商店等。

英特尔的Pentium III处理器集成了由从Compaq公司购买的P6动态执行体系结构,双独立系统总线(DIB)架构, 多路数据传输系统总线和MMX多媒体增强技术。除此之外,Pentium III处理器还提供了专为增强互联网流媒体应用的70条指令,使得可以更好地支持图像、3D流媒体和音视频应用。

Pentium III处理器同样全面适合工作站和服务器应用领域。整个Pentium III是一个相当庞大的系列,所涉及的处理器主频种类非常多,最低的是450MHz,最高的可达1.33MHz,中间还有500MHz\550MHz\ 600MHz\650MHz\667MHz\733MHz\750MHz\800MHz\850MHz\866MHz\933MHz\1GHz\1.13GHz\1.26GHz等。系统总线频率也有两种:133MHz和100MHz。

缓存方面既支持全速、带ECC校正的256KB高级2级缓存(L2 cache) ,或者是不连续、半速的ECC 256KB2级缓存。提供32KB一级缓存(L1 cache)。内存寻址可以支持到4GB,物理内存可以支持到64GB,因为有多个不同频率版本。制造工艺也有多种,最初是采用0.25微米,后期版本采用的是0.18微米,而服务器所用的Pentium III Xeon处理器还有采用最先进的0.13微米制造工艺的。

在处理器的封装方式上存在着两种,既有Pentium处理器以前的Socket架构,也采用了Pentium II处理器的S.E.C构架,如下图所示。这里的Socket就是以前最著名的Socket 370。

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在Pentium III处理器时代,Intel同样继承了以前处理器针的用户策略,推出了其简化版本,也称为“Celeron”,为了与PentiumⅡ时代的Celeron相区别,人们教学把它称为“Celeron Ⅱ”。Celeron Ⅱ与Pentium III的最主要区别还是L2 Cache减少了一半,只有128KB。但它仍采用Pentium III处理器的新核心,所以在主要性能方面与Pentium III没有太大差别。它也采用Socket 370处理器架构。如图9所示。

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在Pentium III处理器时代,Intel同样为了竞争服务器领域的处理器市场,于1999年发布了Pentium III Xeon处理器。作为Pentium II Xeon的后继者,除了在内核架构上采纳全新设计以外,也继承了Pentium III处理器新增的70条指令集,以更好执行多媒体、流媒体应用软件。除了面对企业级的市场以外,Pentium III Xeon加强了电子商务应用与高阶商务计算的能力。在缓存速度与系统总线结构上,也有很多进步,很大程度提升了性能,并为更好的多处理器协同工作进行了设计。

轩辕砍刀 回复于:2003-09-24 13:37:50

五、Pentium 4

2000年英特尔发布了Pentium 4处理器。用户使用基于Pentium 4处理器的个人计算机,可以创建专业品质的影片,透过互联网传递电视品质的影像,实时进行语音、影像通讯,实时3D渲染,快速进行MP3编码译码运算,在连接互联网时运行多个多媒体软件。这是目前空前强大的个人计算机处理器产品,也是到目前为止最大一个处理器系列,它包括非常多的子产品,直到目前仍然推出新产品和继续销售。

但它都采用Socket处理器架构,由于有不同的内核,所以在P4处理器家族中也存在多种不同的Socket架构,早期的为Socket 423,现在都是Socket 478(外观上主要体现在针脚数不同),如图所示的就是一款Socket 478架构的P4处理器外观。

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Pentium 4处理器集成了4200万个晶体管,到了改进版的Pentium 4(Northwood)更是集成了5千5百万个晶体管;并且开始采用0.18微米进行制造,初始速度就达到了1.5GHz。

Pentium 4还引入了NetBurst新结构,以下是NetBurst结构带来的好处:

较快的系统总线(Faster System Bus,FSB),最开始是400MHz,后来有533MHz,目前最新的FSB为800MHz

高级传输缓存(Advanced Transfer Cache)

高级动态执行(Advanced Dynamic Execution),包含执行追踪缓存(Execution Trace Cache)、高级分支预测(Enhanced Branch Prediction)

超长管道处理技术(Hyper Pipelined Technology)

快速执行引擎(Rapid Execution Engine)

高级浮点以及多媒体指令集(SSE2)等等

Pentium Ⅲ处理器外频FSB设定在133Mhz,每时钟周期传输64位数据,提供8字节*133MHz=1066MB/s的数据带宽;而Pentium 4处理器的系统总线虽然仅为100Mhz,同样是64位数据带宽,但由于其利用了与AGP4X相同的4倍速技术,因此可传输高达8字节*100MHz*4=3200MB/秒的数据传输速度。因此,Pentium 4处理器传输数据到系统的其它部分比目前所有的x86处理器都快,也打破了Pentium 3处理器受系统总线瓶颈的限制。

其后英特尔又不断改进系统总线技术,推出了FSB533、FSB800的新规格,将数据传输速度进一步提升。并且在最新的Pentium 4处理器,英特尔已经支持双通道DDR技术,让内存与处理器传输速度也有很大的改进。目前最新的Pentium 4处理器为800FSB的3.2GHz处理器,除了800MHz FSB的P4处理器外,533MHz FSB的P4系列中也有主频达3.06GHz的处理器。

Pentium 4还提供的SSE2指令集,这套指令集增加了144个全新的指令,128bit压缩的数据在执行SSE指令集时仅能以4个单精度浮点值的形式来处理,而采用SSE2指令集时,则该数据能采用多种数据结构来处理,如4个单精度浮点数(SSE)、2个双精度浮点数(SSE2)、16字节数(SSE2)、8个字数(word)数(SSE2)、4个双字数(SSE2)、2个四字数(SSE2)、1个128位长的整数(SSE2)。

Pentium 4处理器同样根据其一直以来的用户策略,推出了相应核心的Celeron处理器来应对低端市场。

在服务器领域,Intel于2001年发布了新一代Xeon处理器,值得注意的是,此次英特尔将Xeon前面的Pentium名称去掉了,形成了一个独立的处理呖呖的品牌,由此更可以说明Intel在进军服务器处理器市场的强大决心!

Xeon处理器的市场定位也更加瞄准高性能、均衡负载、多路对称处理等特性,而这些是台式计算机的Pentium品牌所不具备的。Xeon处理器实际上也是基于Pentium 4的内核,比Pentium III Xeon处理器要快30%)—100%,不过这还要视乎软件应用的配置而定。Xeon处理器也是基于英特尔P4处理器才采用的NetBurst架构,有更高级的网络功能,及更复杂更卓越的3D图形性能。如图11所示的就是Xeon处理器外观。

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六、Itanium及Itanium 2

前面所介绍的Intel处理器都是32位元结构的,为了继续提高处理器的性能,特别是在服务器应用领域,Intel早就于2001年发布了基于64位元结构的新一代处理器——Itanium(安腾)处理器。Itanium处理器是英特尔第一款64位的产品。这是为顶级、企业级服务器及工作站设计的,在Itanium处理器中体现了一种全新的设计思想,完全是基于平行并发计算而设计(EPIC)。

它的最大特点当然就是可以支持全新的64位元应用程序高效运行,但是由于当时64位应用程序非常少,而最为主流的仍是32位,遗憾的是Intel的Itanium处理器对向下兼容方面表现欠佳,32位及以下应用程序的执行效率非常低,更不要说有所提高了,正因如此,Intel并未通过Itanium处理器取得预期的市场效果。

为了改变这一局面,同时也迫于竞争对手AMD的压力(AMD早于2000年就向业界宣布了其下一代64位处理器—Hammer架构,同时宣称它可以完美地支持64位和32位应用程序高效运行),2002年英特尔发布了Itanium 处理器的改进版—Itanium 2处理器。

代号为McKinley的Itanium 2处理器是英特尔第二代64位系列的产品。尽管较早期的Itanium处理器在32位应用程序支持上有所提高,但仍不能完全令用户接受,所以Itanium 2处理器实际上也未取到Intel预期的市场效果。因为它不从硬件上提供对32位程序的有效支持,而是通过软件方式进行了部分改进,是改进的执行效率不是很明显。

当然Itanium 2处理器相对于第一代Itanium处理器来说,总体性能还是有较大提高(提高幅度达50%以上),它具有6.4GB/sec的系统总线带宽、高达3MB的L3缓存。Itanium及 Itaniu 2处理器的外观分别如图所示。

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七、Pentium M

Intel在笔记本处理器方面,实际上是从Pentium II时代就开始了,一直到P4时代都有相应的处理器版本。可以这些都是与台式机相应处理器具有相同核心,只不过添加了一些笔记本所需的特殊技术,如自动频率调整、动态节能等。直到2003年3月份,英特尔发布了全新的Pentium M Centrino(迅驰)处理器,才使得笔记本处理器有了专门的核心和技术。

英特尔还为Pentium M处理器专门设计了主板芯片组—855芯片组家族,另外与以往笔记本专用处理器不同的是它还集成了Intel PRO/Wireless2100网络联机技术,成为英特尔Centrino(迅驰)移动运算技术的最重要组成部分。

Pentium M处理器目前可提供高达1.60GHz的主频速度,并包含各种效能增强功能,如:最佳化电源的400MHz系统总线、微处理作业的融合(Micro-OpsFusion)和专门的堆栈管理器(Dedicated Stack Manager),这些工具可以快速执行指令集并节省电力。

更关键的是,Pentium M处理器加上802.11的无线WiFi技术,就构成了英特尔Centrino(迅驰)移动运算技术的整套解决方案。这样不仅具备了节能、长时间稳定运行的优点,更领导了目前流行的无线网络风尚。因此,IBM、Sony、HP等各大笔记本计算机厂商已经全面转用Pentium M处理器来制造自己的主流产品。

据称Intel将彻底取消一直以来的Pentium-M处理器的开发,3.2GHz的Pentium4-M将是最后一款Pentium-M类型的笔记本处理器,将来全部采用Pentium M处理器架构。也就是说将来的笔记本处理器将不再只是包括一块微处理器芯片,还包括无线网络模块,这样安装的Intel笔记本处理器的笔记本都将具有无线上网功能。新Pentium M处理器将继续提高处理器的运行频率和无线网络性能。

轩辕砍刀 回复于:2003-09-24 13:51:14

雄心勃勃的英特尔

2003年对英特尔来说,算得上是一个丰收之年。但在各大媒体上曝光率最高,频频映入人们眼帘的却是AMD的Athlon 64处理器。在处理器的竞争中,64位计算其实和频率一样重要,这两个概念对消费者来说同样诱人。

面对AMD的Athlon 64,英特尔有自己的想法。这些想法在很早之前就已经出现,并会在2004年逐步实施,达到其雄霸市场的目的。接下来就让我们去看看,在2004年中雄心勃勃的英特尔会带给我们什么新产品。

桌面市场

90nm赛扬明年将登场亮相

根据日本PC Watch网站的消息,英特尔将在明年使用90纳米工艺生产赛扬处理器,这意味着新赛扬将更具有超频潜力。明年为低端桌面市场发售的新赛扬处理器将采用新总线和更大的L2缓存。同时新赛扬也被确定使用高端的Prescott核心,但在一些部分上会稍作更改。

届时,高端Prescott核心处理器将使用1066MHz前端总线;而新赛扬使用533MHz总线。至于新赛扬的L2缓存容量到底为多大,根据英特尔的传统做法来看,低端产品赛扬的L2容量约等于高端Pentium系列的1/2或1/4。假如这样的话,下一代赛扬处理器的L2缓存极有可能为256KB,与Prescott核心处理器的1MB缓存形成鲜明的对比。

另外这位半导体巨人还在考虑是否在新赛扬中加入一些诸如:改进版的超线程技术或其他一些Prescott核心奔腾系列处理器里的优势技术,借以升值微处理器的价值。至于新赛扬的频率,现在谈及这个话题还显得为时过早。毕竟低端产品的最终频率受到多方因素的局限,例如:主流产品的销售情况和竞争对手的相关产品性能等等。

在此值得一提的是AMD也将自己即将发布的Athlon 64处理器划分为两个部分:主流市场和廉价低端市场,后者的L2缓存容量也被定为256KB。当前还没有过多的信息描述新赛扬所匹配的芯片组,如果出于价格和成本因素的考虑,新赛扬处理器可能将继续使用Socket 478主板。

但同时英特尔也想尽快普及PCI Express总线标准,因此新赛扬使用Socket T主板也不是没有可能。如果再加上颇受板卡生产商青睐的Kyrene(Socket 478+PCI Express)芯片组,这样一来新赛扬上市之后所对应的高中低端主板均有着落了。

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从上图中我们可以看到,主板上有两根PCI-Express插槽,四根PCI插槽,一根CNR插槽,并且有Serial ATA、COM、LPT和PS/2插槽。PCI-Express X16插槽是Intel开发的新一代总线结构的显卡插槽,它可提供带宽8.4GB/s,Intel欲用这个新的总线结构替换现在流行的AGP显卡。

在这次展示中Intel还提供展示了一块PCI-Express扩展卡,但是在上面的图中并没有插上,另外这块主板上还集成了千兆以太网控制器。注意到上图中的风扇为Thermaltake Volcano 7+,这是专为Socket 478开发出来的风扇。由此可见,Kyrene芯片组是为未来的新赛扬而设计的低端产品,并不是为2004年推出的Prescott核心处理器所设计的(后者使用Socket T插槽)。

可以确定Kyrene是用来取代当前市场上i845系列的,最初的预定发行时间在2003年第一季度,支持DDR-II SDRAM内存。但由于DDR-II SDRAM进入主流市场的时间延长至2004年下半年或2005年上半年,因此Kyrene芯片组也随着而延迟发布。除了其他架构上的变化外,Kyrene还将支持PCI Express互联界面。

由于低端市场的成本因素,预计该芯片组只支持DD单通道DDR-II 400和533MHz,毕竟低端的赛扬处理器和早期的奔腾4处理器均无法消受8.4GB/s的带宽。到现在还没有具体的消息表明Kyrene芯片组上面是否集成Extreme Graphics 3绘图核心,也许Kyrene芯片组的生命周期并不太长,但它毕竟先于Grantsdale芯片组,向低端市场提供了DDR-II和PCI-Express等新技术。也许这正是英特尔的策略,借此产品来试探市场对未来的这两项技术的接受情况。

Tejas—2004年英特尔的撒手锏

Prescott核心即将在今年9月份面市,人们对于英特尔下一代处理器的预测就从来没有停止过。早在2002年10月份,在日本的PC Watch网站上就第一次提到代号为“Tejas”的新版本,吸引了大量硬件爱好者的目光。由于当时当时谈论Tejas显得为时过早,因此没有该版本的具体技术规格。

直到在今年2月份的IDF论坛上,英特尔才透露了一点关于Tejas的相关资料,例如大致的产品发布时间,1066MHz的前端总线,更大的L2缓存,改良之后的超线程技术,起跳频率和封装方式等等。在3月份,Inquirer网站发布了关于采用LGA(land grid array)封装方式的Socket T处理器的相关图片:

[img:e9c108861d]http://www.yesky.com/image20010518/64566.jpg[/img:e9c108861d]

可以看到,Sokcet T插槽和早期的处理器插槽相比变化颇大,利用最新的LGA封装方式可以让处理器和主板之间进行直接的电气连接。可以让处理器具备更高密度的针脚数。最初的LGA封装模型来自于IBM和英特尔。英特尔的的LGA封装看起来更简单些,采用Socket T也使得处理器的安装更方便。

根据当前的资料表明,最早使用Socket T插槽的芯片组是Grantsdale,这款芯片组的详细情况将在后文为读者介绍。

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Tejas将是最后一款采用NetBurst架构处理器(下一代架构为Nehalem,在后文略有介绍),支持超线程技术的改进版本,能够一次运行超过2个线程。起跳频率大概在4GHz左右。

Grantsdale芯片组规格揭秘

Grantsdale将支持Socket T插槽,支持双通道DDR-II和PCI Express总线技术。除此之外,Grantsdale芯片组为了改善音频质量,将使用一项名为Azalia的技术,支持杜比环绕声、DVD音效和SACD播放,同时还具备增强的语音识别算法和所谓的多管道输出特效,能够让我们从一台PC中的两个不同的音频输出端口听到两个互不干扰的音频流播放。

为了能够让新产品尽可能好的支持微软未来将推出的Longhorn操作系统,Grantsdale-G系列芯片组将集成英特尔新一代绘图核心—Intel Extreme Graphics 3。由于微软的Longhorn操作系统所使用到的图形用户界面(GUI)异常华丽,要想充分享受到这种美丽界面就需要能够兼容DirectX9.0的绘图芯片,或者至少要具备硬件象素着色引擎2.0或者顶点着色2.0功能,Intel Extreme Graphics3正是基于此而开发的。

从当前的资料,我们仅仅知道被誉为超低端市场GeForce FX 5200杀手之称的Extreme Graphics 3绘图核心支持硬件象素着色2.0,至于顶点着色功能仍然需要处理器来模拟。也许有人认为这样一来处理器的负担增加,整体性能会下降不少。但作为当前2GHz左右的高速处理器来说,用来模拟几何处理过程具有比低端GPU更好的效果,性能的下降也显得微乎其微。

不过现在网上对Extreme Graphics 3最大的争论在于,该绘图核心是否支持完整的DX 9.0特效。人们有理由怀疑,作为低端芯片组附属产品的该绘图核心,英特尔肯定仅仅将作为支持Longhorn作为最高的要求,从而忽略其他的DX 9特效。如果真是这样的话,Grantsdale-G系列芯片组的价值将被大打折扣。

在主板上整合支持DX 9特效的绘图核心并不是英特尔一家的专利,到现在为止市场上已经有包括NVIDIA、ATI、VIA和SIS在内的诸多厂商已发布或计划发布自己的支持DX9特效的整合芯片组。根据日本PC Watch网站的报道,VIA科技将会发布两款整合支持DX9特效的绘图核心芯片组—PM890和KM890,两款整合芯片组分别支持英特尔的Prescott/Tejas处理器和AMD的Athlon 64处理器。

而矽统科技也计划在即将发布的整合芯片组上面集成自己开发的支持DirectX9特效的Xabre II绘图核心。ATI和NVIDIA也分别发布RS400和K8G3整合芯片组,其中K8G3芯片组专为AMD的Athlon 64处理器开发,支持象素着色2.0+和顶点着色2.0+;而最近和英特尔走得很近的ATI的RS400则尚不确定是否为AMD开发,不过RS400将在近期面世。

重回正题,Grantsdale芯片组的规格都比较高,应该售价不低。因此有消息表示该芯片组又重新划分出两款新版本—Grantsdale-GV和Grantsdale-GL。顾名思义,这两款版本分别针对廉价市场和低端市场。其中Grantsdale-GV芯片组支持533MHz和800MHz前端总线,采用Socket T插槽,支持双通道DDR(333、400)和DDR-II(400、533MHz)。

该版本没有集成绘图核心。Grantsdale-GL这是面对低端市场的产品,支持采用LGA775封装的,前端总线为533MHz的赛扬处理器。仅支持双通道PC2700和PC3200,因此可见明年赛扬处理器也有双通道内存架构平台了。

移动市场

英特尔在明年的移动芯片市场同样有不小的动作,会在现在的移动芯片产品线上作出重大调整。现在就先让我们来看看,今后的移动芯片市场会有哪些变化。今年晚些时候英特尔将为Pentium M系列上增加两款产品—超低电压版Pentium M 1.0GHz和低电压版Pentium M 1.20GHz。

当前最高端的移动产品为1.6GHz Pentium-M处理器,超低电压版900MHz和低电压版1.10GHz。稍后英特尔还将会发布1.70GHz的Pentium M处理器。英特尔的超低电压版Pentium M系列处理器最低频率为600MHz,是英特尔专为索尼的VAIO PCG-U101笔记本电脑设计产品,被命名为“赛扬600A”。

传言已久的Dothan处理器也将在今年第4季度或明年第一季度面市,这款处理器配备2MB L2缓存,初始的起跳频率为1.8GHz,采用90纳米制造工艺,稍后一段时间,英特尔还会发布1.9GHz的Dothan处理器。另外在更高端版本中,英特尔也为Dothan核心提供了LV(低电压版)和ULV(超低电压版)产品。

预计核心的速度分别为1.30和1.10GHz。配备2MB L2缓存,使用90纳米制造工艺的Pentium M处理器的能耗超过了以前的产品。在一项TDP(Thermal Design Power,热量设计能耗)的测试中,更高端的Dothan核心处理器能耗在29-31W之间,而当前的1.6GHz Pentium M处理器能耗仅为24.5W。

作为一款基于移动电脑的产品,能耗的高低甚至比处理器的性能更为重要,因为多数消费者在选购产品时,都以持续工作的时间作为最重要的参考指标之一。因此英特尔并没有使用桌面处理器来滥竽充数,而是重新开发新的移动处理器架构。但事实上,当前的Pentium4-M处理器在全速工作时的能耗也仅为30W,因此不管是Banias还是Dothan核心都不能明显的降低能耗。至少30W的能耗低于未来的Prescott-M,更远低于Tejas-M处理器。

为了配合Dothan处理器的发布,英特尔也将同时发布两款i855GME和i852GME芯片组。在2004年第一季度,英特尔将计划发布基于Banias和Dothan核心的移动赛扬处理器。最终的产品可能会有两种形式:移动赛扬处理器800A,采用Dothan核心,90纳米制造工艺,1MB L2缓存,超低电压版。

移动赛扬处理器1.3GHz,采用Bainas核心,0.13微米制造工艺,512KB L2缓存,低电压版本。英特尔也打算让移动赛扬处理器采用Prescott-M核心,作为低价移动平台。在2004年下半年,英特尔将为移动电脑市场发布新的芯片组。当前的代号为Alviso-GM,支持DDR-II SDRAM内存和PCI-Express总线,南桥采用ICH6-M芯片。

[img:e9c108861d]http://www.yesky.com/image20010518/64568.jpg[/img:e9c108861d]

在2005年,英特尔将发布全新的移动处理器,基于一种全新的架构,开发代号为Merom。从现在的资料看,Merom处理器将被划分为多个版本,覆盖从高端市场到低端市场,这也是为什么在同一时段中没有基于桌面核心的赛扬处理器发布的消息。Merom将采用90纳米制造工艺,在2006年后将会采用65纳米制造工艺。

65纳米的处理器代号为Gilo,当前还没有关于Gilo和Merom之间规格差别的资料。英特尔同时也为Merom和Gilo重新设计了全新的芯片组,开发代号为“Crestine-GM”,可能会支持双通道DDR-II和PCI-Express总线,当前还没有这款芯片组的具体规格。

至于这两款处理器的命名则大有来头,由于下一代移动处理器仍然由以色列开发小组研制,因此两款处理器的命名也由以色列开发小组命名,因此这两款产品的名字很有以色列的民族特色。Merom是一个地名,是现今约旦河附近的一条小泉。而Gilo则是一条山脉,坐落在犹太人心中最神圣的两座城市耶路撒冷和伯利恒之间(现在在耶路撒冷郊区)。

结语:英特尔的未来产品更精彩

AMD64的推出的确给英特尔的刺激很大,曾一度传出英特尔的Yamhill开发计划胎死腹中的消息,在今天被重新证实Yamhill项目仍在进行,并且将在下一代处理器中见到它的身影。可见混合领域(32bit/64bit)对英特尔的吸引力之大。但专家对AMD64和英特尔的Yamhill技术并不看好,大部分人对混合处理器能否满足企业服务器的要求提出了疑问,甚至作出了一些悲观的预测。

Opteron已经推出,Yamhill技术则很有可能出现在Nehalem架构中。关于Nehalem架构的猜想也不少,很多人甚至认为Nehalem不再使用x86架构。其实这种观点早在5、6年前就曾出现过,当时英特尔和它的合作伙伴向大家指出Willamette核心就将是最后一个IA32微处理器,未来将由IA64一统天下。

今天再看看这句预测,结果再明显不过。IA64不仅没有统一整个市场,甚至不能够垄断服务器和工作站市场。而一直在风雨中摇摆不定的x86架构则坚强地活了下来,并继续得到了发展。现在的Nehalem和五六年前的Willamette核心一样,同样是一款神秘而令人心往的产品,在他身上不仅具备Yamhill 64bit扩展功能,而且还具备一项神秘的硬件技术—LaGrande。虽然仍是IA32产品,但在架构上却有着全新的变化。

从第一款NetBrust产品在2000年推出到现在,英特尔的一个架构生命线大约在4-5年,因此可以推算出基于Nehalem架构的产品发布之后,直到2008年北京奥运,IA32都仍有足够的发展空间。

lsw 回复于:2003-09-24 14:11:10

辛苦

轩辕砍刀 回复于:2003-09-24 14:13:53

大家不嫌弃就好,我再发个AMD的吧。

yutian 回复于:2003-09-24 14:26:34

大概看了一下,虽然有的已经知道了,不过还是顶一下

jiangxiaoyu 回复于:2003-09-24 16:55:23

好 老大什么时候再发个AMD的呀

jiangxiaoyu 回复于:2003-09-24 16:56:05

好 老大什么时候再发个AMD的呀

litianmin 回复于:2003-09-24 17:14:36

shou dao

secson 回复于:2003-09-24 17:15:55

看到Intel的历史,也勾起了自己学习技术的历程!!

真的很感动!!

顶!!!

轩辕砍刀 回复于:2003-09-24 21:48:38

[quote:5996ce7df7="jiangxiaoyu"]好 老大什么时候再发个AMD的呀[/quote:5996ce7df7]

已经发了啊--不懈的斗士(AMD处理器),还发了篇全美达低功耗处理器的,喜欢的话就帮忙顶顶。

flighttop 回复于:2003-09-25 04:47:40

Up ! Up!

jiangxiaoyu 回复于:2003-09-25 07:32:16

狂定阿!

myxd2000 回复于:2003-09-25 18:49:20

顶芽

轩辕砍刀 回复于:2003-09-26 12:12:36

[quote:05b96765fc="jiangxiaoyu"]狂定阿![/quote:05b96765fc]

http://chinaunix.net/forum/viewtopic.php?t=169056

http://chinaunix.net/forum/viewtopic.php?t=169089

gunguymadman007 回复于:2003-10-16 14:32:22

砍刀兄总是发这些长又长的东西

不过都8错

顶一下先

aix 回复于:2003-10-17 12:39:59

不错,有一点问题,是386成就compaq而不是286.

 
 
 
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