不朽經(jīng)典！回顧30年最具影響力處理器
泡泡網(wǎng)CPU頻道3月24日 國(guó)外媒體曾評(píng)出過迄今為止最具影響力的11款微處理器，英特爾4004、8080、奔騰和AMD Opteron 240等紛紛上榜。 上榜的這11款產(chǎn)品也許并不是最強(qiáng)大、最暢銷、最成功的處理器，但他們都引領(lǐng)了一種趨勢(shì)，無(wú)論是在架構(gòu)、營(yíng)銷理念，還是一種全新的計(jì)算方式方面?，F(xiàn)在讓我們回顧一下：
1. 英特爾4004 (1971年)
4004是英特爾第一款微處理器，也是全球先進(jìn)款微處理器，使用該款處理器的代表產(chǎn)品為1971年推出的Busicom 141-PF Calculator。該款處理器原先是為一家名為Busicom的日本公司而設(shè)計(jì)，用來(lái)生產(chǎn)電算機(jī)。
4004處理器的尺寸為3mm×4mm，外層有16只針腳，內(nèi)里有2,300個(gè)晶體管，采用五層設(shè)計(jì)，它采用10微米制程。
4004的最高時(shí)脈有740KHz，能執(zhí)行4位元運(yùn)算，支援8位元指令集及12位元位址集。當(dāng)時(shí)脈是108KHz時(shí)，它可以每秒運(yùn)算6萬(wàn)次，成本低于100美元。4004處理器的性能與早期電子計(jì)算機(jī)ENIAC相若。ENIAC是在1946年推出，機(jī)器體積龐大，需占用一個(gè)房間。ENIAC擁有18000個(gè)真空管。
2. 英特爾8080 (1974年)
1974年4月Intel又推出了一款8位處理器，是第一款真正意義上的微處理器，使用該款處理器的代表產(chǎn)品為1975年推出的MITS Altair 8800計(jì)算機(jī)。
8080處理器，集成6000只晶體管，每秒運(yùn)算29萬(wàn)次，擁有16位地址總線和八位數(shù)據(jù)總線，包含7個(gè)八位寄存器，支持16位內(nèi)存，同時(shí)它也包含一些輸入輸出端口，這也是一個(gè)相當(dāng)成功的設(shè)計(jì)，有效解決了外部設(shè)備在內(nèi)存尋址能力不足的問題。
開始8080主要應(yīng)用于控制交通信號(hào)燈，很快EdRoberts宣布AItair8800(牽牛星，這個(gè)名字來(lái)源于當(dāng)時(shí)電視節(jié)目里一個(gè)流行的科幻劇）個(gè)人電腦的誕生，它的核心是8080芯片，有256Bit存儲(chǔ)器，沒有鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，也沒有軟件，輸入數(shù)據(jù)是通過觸發(fā)器的開關(guān)來(lái)記錄代碼的，輸入是用閃爍的紅燈給出二進(jìn)制代碼的答案。這是有史以來(lái)第一個(gè)廣為人知的個(gè)人電腦。
在此以后，Intel、Motorola 、Zilog又相繼推出INTEL8085、MC6800、Z80等字長(zhǎng)為8位的微處理器。這些微處理器集成約9000多只晶體管，開始替代電子邏輯元件，被應(yīng)用于各種應(yīng)用電路和設(shè)備之中。
3. Acorn Computers ARM2 (1986年)
ARM是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，設(shè)計(jì)了大量高性能、廉價(jià)、耗能低的RISC處理器、相關(guān)技術(shù)及軟件。技術(shù)具有性能高、成本低和能耗省的特點(diǎn)。適用于多種領(lǐng)域，比如嵌入控制、消費(fèi)/教育類多媒體、DSP和移動(dòng)式應(yīng)用等。
一款32位處理器，被廣泛應(yīng)用于許多嵌入式系統(tǒng)中，使用該款處理器的代表產(chǎn)品為1987年推出的Acorn Archimedes。
ARM將其技術(shù)授權(quán)給世界上許多著名的半導(dǎo)體、軟件和OEM廠商，每個(gè)廠商得到的都是一套少有的ARM相關(guān)技術(shù)及服務(wù)。利用這種合伙關(guān)系，ARM很快成為許多全球性RISC標(biāo)準(zhǔn)的締造者。
ARM公司在1985年時(shí)開發(fā)出ARM1 Sample版，而首顆"真正"的產(chǎn)能型ARM2于次年量產(chǎn)。ARM2具有32位的數(shù)據(jù)總線、26位的尋址空間，并提供64Mbyte的尋址范圍與16個(gè)32-bit的暫存器。
ARM2可能是全世界最簡(jiǎn)單實(shí)用的32位微處理器，其僅容納了30000個(gè)晶體管（相較于Motorola六年后的68000其包含了70000顆）。之所以精簡(jiǎn)的原因在于它不含微碼，而與現(xiàn)今大多數(shù)的CPU不同，它沒有包含任何的高速緩存。這個(gè)精簡(jiǎn)的特色使它只需消耗很少的電能，卻能發(fā)揮比Intel 80286更好的效能后繼的處理器ARM3更備有4KB的高速緩存，使它能發(fā)揮更佳的效能。
4. Intel 8088 (1979年)
Intel 8088是一個(gè)Intel以8086為基礎(chǔ)的微處理器，擁有16位寄存器和8位外部數(shù)據(jù)總線。這是原本IBM PC上所使用的處理器。
8088使用8位的設(shè)計(jì)，所針對(duì)的是較為經(jīng)濟(jì)之系統(tǒng)。在它推出時(shí)候，大的數(shù)據(jù)總線寬度電路板還是相當(dāng)?shù)匕嘿F。到目前為止使用8088之最重要的微計(jì)算機(jī)是IBM PC。原本的PC處理器是以4.77MHz的時(shí)鐘頻率運(yùn)行。
顯然地IBM自家工程師想要使用Motorola 68000，并且它后來(lái)被用在已經(jīng)遺忘的IBM儀器9000實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)中，但是IBM已經(jīng)擁有制造8086家族的授權(quán)，以作為給Intel氣泡式存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)的授權(quán)之交換。使用8位8088版本的一個(gè)因素是，它可以使用現(xiàn)有Intel 8085形態(tài)的組件，允許以修改8085設(shè)計(jì)的方式為基礎(chǔ)制造計(jì)算機(jī)。68000的組件在當(dāng)時(shí)并非廣泛可以得到，雖然可以使用Motorola 6800組件來(lái)達(dá)成一種程度。
Intel的泡沫式存儲(chǔ)器在當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上推出有一段時(shí)間，但是由于從日本公司來(lái)的低廉價(jià)格所產(chǎn)生的激烈競(jìng)爭(zhēng)，Intel離開了存儲(chǔ)器市場(chǎng)并且專注在處理器上。兼容可以取代的芯片NECV20是由NEC所制造，改進(jìn)了約20%的功率改善。
5. MOS Technology 6502 (1975年)
6502是一款功能強(qiáng)大但價(jià)格低廉的處理器產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)英特爾8080售價(jià)149美元，而6502僅為25美元。6502被應(yīng)用于許多計(jì)算機(jī)中，代表產(chǎn)品為1977年的Apple II。
MOS 6502是1975年由MOS科技所研創(chuàng)的8位元微處理器。當(dāng)年6502剛問世時(shí)是當(dāng)時(shí)功效最強(qiáng)的CPU，且價(jià)格只有大型業(yè)者（如Motorola、Intel）相近產(chǎn)品的六分之一甚至更低；且除了Zilog公司的Z80外，6502幾乎快過多數(shù)業(yè)者的相近產(chǎn)品，進(jìn)而激起一系列的的電腦專案，并在之后的1980年代帶來(lái)一場(chǎng)個(gè)人電腦的革命。
MOS科技僅授權(quán)兩家業(yè)者能相容研制6502，即是所謂的“第二供貨源”，此分別是洛克威爾國(guó)際公司與Synertek公司，更之后才有更多的業(yè)者獲得相容研制的授權(quán)，并仍持續(xù)在嵌入式系統(tǒng)的市場(chǎng)中供貨。
6. Zilog Z80 (1976年)
是一款8位處理器，是英特爾8080處理器的克隆產(chǎn)物，但由于功能強(qiáng)，價(jià)格低，反而蠶食了8080處理器的份額。采用該款處理器的代表產(chǎn)品為Radio Shack TRS-80 Model I計(jì)算機(jī)。
當(dāng)時(shí)微軟有很多產(chǎn)品都是基于CP/M系統(tǒng)，于是保羅艾倫，找人設(shè)計(jì)了一種Soft Card的軟件轉(zhuǎn)換卡，即通常所說(shuō)的Z80卡，這種卡上帶有Z80處理器，能夠接管Apple II的總線控制權(quán)、內(nèi)存地址變換以及接口分配等。
Zilog公司的Z80是與Intel 8080兼容的芯片，其實(shí)Zilog公司的創(chuàng)始人費(fèi)根原本是英特爾公司從4004到8080芯片開發(fā)的功臣，后來(lái)自己跳槽單挑一攤，成立了Zilog公司，他的Z80芯片是Intel 8085芯片（8080的后繼產(chǎn)品，最初的8080芯片需要8224、8228兩塊芯片的支持，而這三者在8085中被集成到了一起）的一種改良版，曾與８０８５在市場(chǎng)上有過競(jìng)爭(zhēng)，結(jié)果是使得它們成為市場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)（這兩者本身是互相兼容的），也加速了CP/M成為市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)的過程，只可惜Zilog后繼乏力，不久便從市場(chǎng)上消失了。
這種轉(zhuǎn)換卡推出以后，立即成為暢銷品，第一年便賣出了兩萬(wàn)五千塊，到80年代初，共有十萬(wàn)多臺(tái)Apple II安裝上了這種轉(zhuǎn)換卡。這樣一來(lái)，AppleII反而成了擁有最多CP/M用戶的機(jī)型。
7. AMD Opteron 240 (2003年)
Opteron 240基于AMD 64位擴(kuò)展技術(shù)的首款處理器。Opteron 64之所以在推出時(shí)引發(fā)了廣泛的關(guān)注，其最主要的原因就在于它在支持64位應(yīng)用程序的同時(shí)，還向下兼容32位程序。當(dāng)然，AMD為了優(yōu)化32位應(yīng)用程序的性能對(duì)處理器的架構(gòu)作了一定的調(diào)整。
2003年4月22日AMD發(fā)布了基于AMD64技術(shù)的AMD Opteron“皓龍”處理器，這是世界上首款同時(shí)支持32位計(jì)算的64位處理器。奠定了64位計(jì)算發(fā)展史上的里程碑，開創(chuàng)了64位的計(jì)算時(shí)代。
AMD Opteron處理器和AMD Athlon 64處理器之間的主要區(qū)別在于芯片上嵌入的HT連接的數(shù)量。AMD Athlon 64處理器含有1條HyperTransport連接，可以提供6.4 GB/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，而AMD Opteron處理器可以提供三條連接，Socket 939 Opteron系列同樣具備三條 HyperTransport 連接總線，不過由于定位為1路服務(wù)器，所以其中兩條在出廠時(shí)就已經(jīng)被屏蔽。在處理器的緩存大小上也有所不同。
8. RCA COSMAC CDP 1802 (1976年)
RCA 1802是應(yīng)用在太空中的第一款處理器，20世紀(jì)70年代這款處理器被應(yīng)用在探測(cè)器和衛(wèi)星中，其中包括了著名的Viking、Galileo和Voyager，它的低功耗和高可靠性，可以在超出地球大氣層的苛刻條件下運(yùn)行。
Voyager 1中使用了3顆1802處理器，現(xiàn)在距離地球102英里，是距離地球最遠(yuǎn)的人造項(xiàng)目，它已經(jīng)離開我們的太陽(yáng)系很久，正朝著星際空間前行。被用于“旅行者1號(hào)”太空探測(cè)器中。
1802 8位微處理器。它擁有16個(gè)16位的寄存器文件，可以使用SEP指令，能夠設(shè)置任何一個(gè)寄存器成為程序計(jì)數(shù)器。RCA 1802被譽(yù)為是RISC 芯片的鼻祖。
太空中選用CDP 1802，一是因?yàn)樗梢栽诤艿偷墓南逻\(yùn)行；二是因?yàn)樗傻墓に嚳梢愿玫乜褂钪嫔渚€和電脈沖。因此1802也被認(rèn)為是第一塊抗輻射微處理器。
1802芯片具有所謂靜態(tài)設(shè)計(jì)，就是說(shuō)它的時(shí)鐘頻率可以設(shè)為任意低；這種設(shè)計(jì)可以讓航天器上的處理器以很低的速度運(yùn)行（最低可以到0赫茲，也就是停機(jī)狀態(tài)）。這樣的話，如果飛船在航行過程中正處于長(zhǎng)時(shí)間沒有事件的旅程的時(shí)候，可以把電能消耗降到最低。在有任務(wù)到達(dá)的情況下，例如要進(jìn)行航線修正，高度控制，數(shù)據(jù)采集或者無(wú)線電通訊的時(shí)候，又可以用定時(shí)器或者傳感器來(lái)喚醒處理器，或者加速其運(yùn)行。
9. AIM PowerPC 601 (1992年)
蘋果Power Macintosh 6100使用的處理器，同時(shí)也被用于任天堂Wii和微軟Xbox 360游戲機(jī)中。
PowerPC是Apple、IBM和摩托羅拉（Motorola）聯(lián)盟（也稱為AIM聯(lián)盟）的產(chǎn)物，它基于POWER體系結(jié)構(gòu)，但是與POWER又有很多的不同。例如，PowerPC是開放的，它既支持高端的內(nèi)存模型，也支持低端的內(nèi)存模型，而POWER芯片是高端的。最初的PowerPC設(shè)計(jì)也著重于浮點(diǎn)性能和多處理能力的研究。當(dāng)然，它也包含了大部分POWER指令。很多應(yīng)用程序都能在PowerPC上正常工作，這可能需要重新編譯以進(jìn)行一些轉(zhuǎn)換。
PowerPC 601是第一代PowerPC系列中的第一個(gè)芯片。它是POWER和PowerPC體系結(jié)構(gòu)之間的橋梁，其與POWER1的兼容性比以后的PowerPC都要好（甚至比POWER同一系列的芯片還要好），同時(shí)它還兼容Motorola88110總線。PowerP C601的首次面世是在1994年最早的PowerMac 6100中，其主頻為66Mhz。這條產(chǎn)品線中的下一個(gè)芯片是603，它是一個(gè)低端的核心，通常在汽車中可以找到。它與PowerP C603同時(shí)發(fā)布，當(dāng)時(shí)PowerPC 604是業(yè)界最高端的芯片。603和604都有一個(gè)“e”版本（603e和604e），該版本中對(duì)性能進(jìn)行了改善。最后，第一個(gè)64位的PowerPC芯片，也是很高端的PowerPC620于1995年發(fā)布。
10. 摩托羅拉68000 (1980年)
蘋果Macintosh計(jì)算機(jī)最初使用的處理器。摩托羅拉68000是當(dāng)時(shí)最強(qiáng)大的處理器之一，被用于Sun-1等Unix工作站和服務(wù)器中，但在個(gè)人計(jì)算機(jī)市場(chǎng)卻表現(xiàn)欠佳，直至蘋果于1984年推出Macintosh計(jì)算機(jī)后。
摩托羅拉68000型中央處理器，或稱MC68000，是由美國(guó)摩托羅拉公司（其半導(dǎo)體部門現(xiàn)已獨(dú)立成為飛思卡爾公司）出品的一款16/32位CISC（復(fù)雜指令集）微處理器。作為M68K處理器系列的第一個(gè)成員，MC68000于1979年投放市場(chǎng)。由于內(nèi)部使用32位總線和寄存器，它在軟件層（指令集）上基本與隨后的純32位產(chǎn)品保持兼容。目前這款微處理器仍在嵌入式領(lǐng)域得到應(yīng)用。
最初的MC68000使用3.5微米HMOS技術(shù)（即高性能N通道金屬氧化物半導(dǎo)體，CMOS的前身）制造。1979年發(fā)布了工程樣品，次年產(chǎn)品型面世，速度有4、6、8、10兆赫茲多種。最快的16.67MHz版本到80年代末才面市。
MC68000在早期得到了很多高端產(chǎn)品的青睞。在升陽(yáng)公司的Sun workstation等多種Unix工作站中，MC68000一度占統(tǒng)治地位。市場(chǎng)領(lǐng)先的其他一些計(jì)算機(jī)，包括Amiga（阿米加）、Atari ST（雅達(dá)利ST）、Apple Lisa （蘋果Lisa）和 Macintosh（麥金托什），以及第一代激光打印機(jī)，如蘋果公司的LaserWriter，都使用MC68000。1982年，摩托羅拉進(jìn)一步更新了MC68000的指令集以支持虛擬內(nèi)存，并使其能夠滿足由Popek和Goldberg于1974年提出的虛擬化標(biāo)準(zhǔn)。
11. 英特爾奔騰處理器 (1993年)
奔騰，Pentium是英特爾的第五代單內(nèi)核x86架構(gòu)之微處理器，于1993年3月22日開始出貨。打破了“386”、“486”式的命名方式，開創(chuàng)了新的處理器品牌。
繼承著80486大獲成功的東風(fēng)，賺翻了幾倍資金的Intel在1993年推出了全新一代的高性能處理器——奔騰。由于CPU市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越趨向于激烈化，INTEL覺得不能再讓AMD和其他公司用同樣的名字來(lái)?yè)屪约旱娘埻肓?，于是提出了商?biāo) 注冊(cè)，由于在美國(guó)的法律里面是不能用阿拉伯?dāng)?shù)字注冊(cè)的，于是IntelL玩了個(gè)花樣，用拉丁文去注冊(cè)商標(biāo)。奔騰在拉丁文里面就是“五”的意思了。Intel公司還替它起了一個(gè)相當(dāng)好聽的中文名字——奔騰。
奔騰的廠家代號(hào)是P54C，奔騰的內(nèi)部含有的晶體管數(shù)量高達(dá)310萬(wàn)個(gè)，時(shí)鐘頻率由最初推出 的60MHZ和66MHZ，后提高到200MHZ。單單是最初版本的66MHZ的奔騰微處理器，它的運(yùn)算性能比33MHZ的80486 DX就提高了3倍多，而100MHZ的奔騰則比33MHZ的80486 DX要快6至8倍。也就是從奔騰開始，我們大家有了超頻這樣一個(gè)用盡量少的錢換取盡量多的性能的好方法。作為世界上第一個(gè)586級(jí)處理器，奔騰也是第一個(gè) 令人超頻的最多的處理器，由于奔騰的制造工藝優(yōu)良，所以整個(gè)系列的CPU的浮點(diǎn)性能也是各種各樣性能是CPU中最強(qiáng)的，可超頻性能最大，因此贏得了586級(jí)CPU的大部分市場(chǎng)?！?
關(guān)注我們
