x86 family 6 model 65意思是這個CPU屬於x86家族的第6代產品,采用65ns的工藝制造。
AT/AT COMPATIBLE 這個的意思應該是說兼容AT/AT指令。
CPU型號大全總結(推薦)
編者按:任何東西從發展到壯大都會經歷壹個過程,CPU能夠發展到今天這個規模和成就,其中的發展史更是耐人尋味。作為電腦之“芯”的CPU也不例外,本文讓我們進入時間不長卻風雲激蕩的CPU發展歷程中去。在這個回顧的過程中,我們主要敘述了目前兩大CPU巨頭——Intel和AMD的產品發展歷程,對於其他的CPU公司,例如Cyrix和IDT等,因為其產品我們極少見到,篇幅所限我們就不再累述了。
壹、X86時代的CPU
CPU的溯源可以壹直去到1971年。在那壹年,當時還處在發展階段的INTEL公司推出了世界上第壹臺微處理器4004。這不但是第壹個用於計算器的4位微處理器,也是第壹款個人有能力買得起的電腦處理器!!4004含有2300個晶體管,功能相當有限,而且速度還很慢,被當時的藍色巨人IBM以及大部分商業用戶不屑壹顧,但是它畢竟是劃時代的產品,從此以後,INTEL便與微處理器結下了不解之緣。可以這麽說,CPU的歷史發展歷程其實也就是INTEL公司X86系列CPU的發展歷程,我們就通過它來展開我們的“CPU歷史之旅”。
4004處理器核心架構圖
1978年,Intel公司再次領導潮流,首次生產出16位的微處理器,並命名為i8086,同時還生產出與之相配合的數學協處理器i8087,這兩種芯片使用相互兼容的指令集,但在i8087指令集中增加了壹些專門用於對數、指數和三角函數等數學計算指令。由於這些指令集應用於i8086和i8087,所以人們也這些指令集統壹稱之為X86指令集。雖然以後Intel又陸續生產出第二代、第三代等更先進和更快的新型CPU,但都仍然兼容原來的X86指令,而且Intel在後續CPU的命名上沿用了原先的X86序列,直到後來因商標註冊問題,才放棄了繼續用阿拉伯數字命名。至於在後來發展壯大的其他公司,例如AMD和Cyrix等,在486以前(包括486)的CPU都是按Intel的命名方式為自己的X86系列CPU命名,但到了586時代,市場競爭越來越厲害了,由於商標註冊問題,它們已經無法繼續使用與Intel的X86系列相同或相似的命名,只好另外為自己的586、686兼容CPU命名了。
1979年,INTEL公司推出了8088芯片,它仍舊是屬於16位微處理器,內含29000個晶體管,時鐘頻率為4.77MHz,地址總線為20位,可使用1MB內存。8088內部數據總線都是16位,外部數據總線是8位,而它的兄弟8086是16位。1981年8088芯片首次用於IBM PC機中,開創了全新的微機時代。也正是從8088開始,PC機(個人電腦)的概念開始在全世界範圍內發展起來。
Intel 8086處理器
1982年,許多年輕的讀者尚在繈褓之中的時候,INTE已經推出了劃時代的最新產品棗80286芯片,該芯片比8006和8088都有了飛躍的發展,雖然它仍舊是16位結構,但是在CPU的內部含有13.4萬個晶體管,時鐘頻率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其內部和外部數據總線皆為16位,地址總線24位,可尋址16MB內存。從80286開始,CPU的工作方式也演變出兩種來:實模式和保護模式。
Intel 80286處理器
1985年INTEL推出了80386芯片,它是80X86系列中的第壹種32位微處理器,而且制造工藝也有了很大的進步,與80286相比,80386內部內含27.5萬個晶體管,時鐘頻率為12.5MHz,後提高到20MHz,25MHz,33MHz。80386的內部和外部數據總線都是32位,地址總線也是32位,可尋址高達4GB內存。它除具有實模式和保護模式外,還增加了壹種叫虛擬86的工作方式,可以通過同時模擬多個8086處理器來提供多任務能力。除了標準的80386芯片,也就是我們以前經常說的80386DX外,出於不同的市場和應用考慮,INTEL又陸續推出了壹些其它類型的80386芯片:80386SX、80386SL、80386DL等。1988年推出的80386SX是市場定位在80286和80386DX之間的壹種芯片,其與80386DX的不同在於外部數據總線和地址總線皆與80286相同,分別是16位和24位(即尋址能力為16MB)。1990年推出的80386 SL和80386 DL都是低功耗、節能型芯片,主要用於便攜機和節能型臺式機。80386 SL與80386 DL的不同在於前者是基於80386SX的,後者是基於80386DX的,但兩者皆增加了壹種新的工作方式:系統管理方式(SMM)。當進入系統管理方式後,CPU就自動降低運行速度、控制顯示屏和硬盤等其它部件暫停工作,甚至停止運行,進入“休眠”狀態,以達到節能目的。
Intel 80386處理器
1989年,我們大家耳熟能詳的80486芯片由INTEL推出,這種芯片的偉大之處就在於它實破了100萬個晶體管的界限,集成了120萬個晶體管。80486的時鐘頻率從25MHz逐步提高到33MHz、50MHz。80486是將80386和數學協處理器80387以及壹個8KB的高速緩存集成在壹個芯片內,並且在80X86系列中首次采用了RISC(精簡指令集)技術,可以在壹個時鐘周期內執行壹條指令。它還采用了突發總線方式,大大提高了與內存的數據交換速度。由於這些改進,80486的性能比帶有80387數學協處理器的80386DX提高了4倍。80486和80386壹樣,也陸續出現了幾種類型。上面介紹的最初類型是80486DX。1990年推出了80486SX,它是486類型中的壹種低價格機型,其與80486DX的區別在於它沒有數學協處理器。80486 DX2由系用了時鐘倍頻技術,也就是說芯片內部的運行速度是外部總線運行速度的兩倍,即芯片內部以2倍於系統時鐘的速度運行,但仍以原有時鐘速度與外界通訊。80486 DX2的內部時鐘頻率主要有40MHz、50MHz、66MHz等。80486 DX4也是采用了時鐘倍頻技術的芯片,它允許其內部單元以2倍或3倍於外部總線的速度運行。為了支持這種提高了的內部工作頻率,它的片內高速緩存擴大到16KB。80486 DX4的時鐘頻率為100MHz,其運行速度比66MHz的80486 DX2快40%。80486也有SL增強類型,其具有系統管理方式,用於便攜機或節能型臺式機。
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二、奔騰時代的CPU
繼承著80486大獲成功的東風,賺翻了幾倍資金的INTEL在1993年推出了全新壹代的高性能處理器——奔騰。由於CPU市場的競爭越來越趨向於激烈化,INTEL覺得不能再讓AMD和其他公司用同樣的名字來搶自己的飯碗了,於是提出了商標註冊,由於在美國的法律裏面是不能用阿拉伯數字註冊的,於是INTEL玩了哥花樣,用拉丁文去註冊商標。奔騰在拉丁文裏面就是“五”的意思了。INTEL公司還替它起了壹個相當好聽的中文名字——奔騰。奔騰的廠家代號是P54C,奔騰的內部含有的晶體管數量高達310萬個,時鐘頻率由最初推出的60MHZ和66MHZ,後提高到200MHZ。單單是最初版本的66MHZ的奔騰微處理器,它的運算性能比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壹個用盡量少的錢換取盡量多的性能的好方法。作為世界上第壹個586級處理器,奔騰也是第壹個令人超頻的最多的處理器,由於奔騰的制造工藝優良,所以整個系列的CPU的浮點性能也是各種各樣性能是CPU中最強的,可超頻性能最大,因此贏得了586級CPU的大部分市場。奔騰家族裏面的頻率有60/66/75//90/100/120/133/150/166/200,至於CPU的內部頻率則是從60MHz到66MHz不等。值得壹提的是,從奔騰75開始,CPU的插座技術正式從以前的Socket4轉換到同時支持Socket 5和7同時支持,其中Socket 7還壹直沿用至今。而且所有的奔騰 CPU裏面都已經內置了16K的壹級緩存,這樣使它的處理性能更加強大。
Intel 奔騰處理器
與此同時,AMD公司也不甘示弱推出了K5系列的CPU。(AMD公司也改名字了!)它的頻率壹***有六種:75/90/100/120/133/166,內部總線的頻率和奔騰差不多,都是60或者66MHz,雖然它在浮點 運算方面比不上奔騰,但是由於K5系列CPU都內置了24KB的壹級緩存,比奔騰內置的16KB多出了壹半,因此在整數運算和系統整體性能方面甚至要高於同頻率的奔騰。即便如此,因為k5系列的 交付日期壹再後拖,AMD公司在“586”級別的競爭中最終還是敗給了INTEL。
1、初受挫折——奔騰 Pro:
初步占據了壹部分CPU市場的INTEL並沒有停下自己的腳步,在其他公司還在不斷追趕自己的奔騰之際,又在1996年推出了最新壹代的第六代X86系列CPU——P6。P6只是它的研究代號,上市之後P6有了壹個非常響亮的名字——奔騰 Pro。Pentimu Pro的內部含有高達550萬個的晶體管,內部時鐘頻率為133MHZ,處理速度幾乎是100MHZ的奔騰的2倍。Pentimu Pro的壹級(片內)緩存為8KB指令和8KB數據。
Intel奔騰 Pro處理器
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值得註意的是在Pentimu Pro的壹個封裝中除Pentimu Pro芯片外還包括有壹個256KB的二級緩存芯片,兩個芯片之間用高頻寬的內部通訊總線互連,處理器與高速緩存的連接線路也被安置在該封裝中,這樣就使高速緩存能更容易地運行在更高的頻率上。奔騰 Pro 200MHZCPU的L2 CACHE就是運行在200MHZ,也就是工作在與處理器相同的頻率上。這樣的設計領奔騰 Pro達到了最高的性能。 而Pentimu Pro最引人註目的地方是它具有壹項稱為“動態執行”的創新技術,這是繼奔騰在超標量體系結構上實現實破之後的又壹次飛躍。Pentimu Pro系列的工作頻率是150/166/180/200,壹級緩存都是16KB,而前三者都有256KB的二級緩存,至於頻率為200的CPU還分為三種版本,不同就在於他們的內置的緩存分別是256KB,512KB,1MB。不過由於當時緩存技術還沒有成熟,加上當時緩存芯片還非常昂貴,因此盡管Pentimu Pro性能不錯,但遠沒有達到拋離對手的程度,加上價格十分昂貴,壹次Pentimu Pro實際上出售的數目非常至少,市場生命也非常的短,Pentimu Pro可以說是Intel第壹個失敗的產品。
2、輝煌的開始——奔騰 MMX:
INTEL吸取了奔騰 Pro的教訓,在1996年底推出了奔騰系列的改進版本,廠家代號P55C,也就是我們平常所說的奔騰 MMX(多能奔騰)。這款處理器並沒有集成當時賣力不討好的二級緩存,而是獨辟蹊徑,采用MMX技術去增強性能。
MMX技術是INTEL最新發明的壹項多媒體增強指令集技術,它的英文全稱可以翻譯“多媒體擴展指令集”。MMX是Intel公司在1996年為增強奔騰 CPU在音像、圖形和通信應用方面而采取的新技術,為CPU增加了57條MMX指令,除了指令集中增加MMX指令外,還將CPU芯片內的L1緩存由原來的16KB增加到32KB(16K指命+16K數據),因此MMX CPU比普通CPU在運行含有MMX指令的程序時,處理多媒體的能力上提高了60%左右。MMX技術不但是壹個創新,而且還開創了CPU開發的新紀元,後來的SSE,3D NOW!等指令集也是從MMX發展演變過來的。
Intel奔騰MMX處理器
在Intel推出奔騰 MMX的幾個月後,AM也推出了自己研制的新產品K6。K6系列CPU壹***有五種頻率,分別是:166/200/ 233/266/300,五種型號都采用了66外頻,但是後來推出的233/266/300已經可以通過升級主板的BIOS 而支持100外頻,所以CPU的性能得到了壹個飛躍。特別值得壹提的是他們的壹級緩存都提高到了64KB,比MMX足足多了壹倍,因此它的商業性能甚至還優於奔騰 MMX,但由於缺少了多媒體擴展指令集這道殺手鐧,K6在包括遊戲在內的多媒體性能要遜於奔騰 MMX。
3、優勢的確立——奔騰 Ⅱ:
1997年五月,INTEL又推出了和奔騰 Pro同壹個級別的產品,也就是影響力最大的CPU——奔騰 Ⅱ。第壹代奔騰 Ⅱ核心稱為Klamath。作為奔騰Ⅱ的第壹代芯片,它運行在66MHz總線上,主頻分233、266、300、333Mhz四種,接著又推出100Mhz總線的奔騰 Ⅱ,頻率有300、350、400、450Mhz。奔騰II采用了與奔騰 Pro相同的核心結構,從而繼承了原有奔騰 Pro處理器優秀的32位性能,但它加快了段寄存器寫操作的速度,並增加了MMX指令集,以加速16位操作系統的執行速度。由於配備了可重命名的段寄存器,因此奔騰Ⅱ可以猜測地執行寫操作,並允許使用舊段值的指令與使用新段值的指令同時存在。在奔騰Ⅱ裏面,Intel壹改過去BiCMOS制造工藝的笨拙且耗電量大的雙極硬件,將750萬個晶體管壓縮到壹個203平方毫米的印模上。奔騰Ⅱ只比奔騰 Pro大6平方毫米,但它卻比奔騰 Pro多容納了200萬個晶體管。由於使用只有0.28微米的扇出門尺寸,因此加快了這些晶體管的速度,從而達到了X86前所未有的時鐘速度。
Intel奔騰Ⅱ處理器
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在接口技術方面,為了擊跨INTEL的競爭對手,以及獲得更加大的內部總線帶寬,奔騰Ⅱ首次采用了最新的solt1接口標準,它不再用陶瓷封裝,而是采用了壹塊帶金屬外殼的印刷電路板,該印刷電路板不但集成了處理器部件,而且還包括32KB的壹級緩存。如要將奔騰Ⅱ處理器與單邊插接卡(也稱SEC卡)相連,只需將該印刷電路板(PCB)直接卡在SEC卡上。SEC卡的塑料封裝外殼稱為單邊插接卡盒,也稱SEC(Single-edgecontactCartridge)卡盒,其上帶有奔騰Ⅱ的標誌和奔騰Ⅱ印模的彩色圖像。在SEC卡盒中,處理器封裝與L2高速緩存和TagRAM均被接在壹個底座(即SEC卡)上,而該底座的壹邊(容納處理器核心的那壹邊)安裝有壹個鋁制散熱片,另壹邊則用黑塑料封起來。奔騰ⅡCPU內部集合了32KB片內L1高速緩存(16K指令/16K數據);57條MMX指令;8個64位的MMX寄存器。750萬個晶體管組成的核心部分,是以203平方毫米的工藝制造出來的。處理器被固定到壹個很小的印刷電路板(PCB)上,對雙向的SMP有很好的支持。至於L2高速緩存則有,512K,屬於四路級聯片外同步突發式SRAM高速緩存。這些高速緩存的運行速度相當於核心處理器速度的壹半(對於壹個266MHz的CPU來說,即為133MHz)。奔騰Ⅱ的這種SEC卡設計是插到Slot1(尺寸大約相當於壹個ISA插槽那麽大)中。所有的Slot1主板都有壹個由兩個塑料支架組成的固定機構。壹個SEC卡可以從兩個塑料支架之間滑入Slot1中。將該SEC卡插入到位後,就可以將壹個散熱槽附著到其鋁制散熱片上。266MHz的奔騰Ⅱ運行起來只比200MHz的奔騰Pro稍熱壹些(其功率分別為38.2瓦和37.9瓦),但是由於SEC卡的尺寸較大,奔騰Ⅱ的散熱槽幾乎相當於Socket7或Socket8處理器所用的散熱槽的兩倍那麽大。
除了用於普通用途的奔騰Ⅱ之外,Intel還推出了用於服務器和高端工作站的Xeon系列處理器采用了Slot 2插口技術,32KB 壹級高速緩存,512KB及1MB的二級高速緩存,雙重獨立總線結構,100MHz系統總線,支持多達8個CPU。
Intel奔騰Ⅱ Xeon處理器
為了對抗不可壹世的奔騰 Ⅱ,在1998年中,AMD推出了K6-2處理器,它的核心電壓是2.2伏特,所以發熱量比較低,壹級緩存是64KB,更為重要的是,為了抗衡Intel的MMX指令集,AMD也開發了自己的多媒體指令集,命名為3DNow!。3DNow!是壹組***21條新指 令,可提高三維圖形、多媒體、以及浮點運算密集的個人電腦應用程序的運算能力,使三維圖形加速器全面地發揮性能。K6-2的所有型號都內置了3DNow!指令集, 使AMD公司的產品首次在某些程序應用中,在整數性能以及浮點運算性能都同時超越INTEL,讓INTEL感覺到了危機。不過和奔騰 Ⅱ相比,K6-2仍然沒有集成二級緩存,因此盡管廣受好評,但始終沒有能在市場占有率上戰勝奔騰Ⅱ。
4、廉價高性能CPU的開端——Celeron:
在以往,個人電腦都是壹件相對奢侈的產品,作為電腦核心部件的CPU,價格幾乎都以千元來計算,不過隨著時代的發展,大批用戶急需廉價而使用的家庭電腦,連帶對廉價CPU的需求也急劇增長了。
在奔騰 Ⅱ又再次獲得成功之際,INTEL的頭腦開始有點發熱,飄飄然了起來,將全部力量都集中在高端市場上,從而給AMD,CYRIX等等公司造成了不少 乘虛而入的機會,眼看著性能價格比不如對手的產品,而且低端市場壹再被蠶食,INTEL不能眼看著自己的發家之地就這樣落入他人手中,又與1998年全新推出了面向低端市場,性能價格比相當厲害的CPU——Celeron,賽揚處理器。
早期Slot 1插座 Celeron處理器
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Celeron可以說是Intel為搶占低端市場而專門推出的,當時1000美元以下PC的熱銷,令AMD等中小公司在與Intel的抗爭中打了個漂亮的翻身仗,也令Intel如芒刺在背。於是,Intel把奔騰 II的二級緩存和相關電路抽離出來,再把塑料盒子也去掉,再改壹個名字,這就是Celeron。中文名稱為賽揚處理器。 最初的Celeron采用0.35微米工藝制造,外頻為66MHz,主頻有266與300兩款。接著又出現了0.25微米制造工藝的Celeron333。
不過在開始階段,Celeron並不很受歡迎,最為人所詬病的是其抽掉了芯片上的L2 Cache,自從在奔騰 Ⅱ嘗到甜頭以後,大家都知道了二級緩存的重要性,因而想到賽揚其實是壹個被閹割了的產品,性能肯定不怎麽樣。實際應用中也證實了這種想法,Celeron266裝在技嘉BX主板上,性能比PII266下降超過25%!而相差最大的就是經常須要用到二級緩存的程序。
Intel也很快了解到這個情況,於是隨機應變,推出了集成128KB二級緩存的Celeron,起始頻率為300Mhz,為了和沒有集成二級緩存的同頻Celeron區分,它被命名為Celeron 300A。有壹定使用電腦歷史的朋友可能都會對這款CPU記憶猶新,它集成的二級緩存容量只有128KB,但它和CPU頻率同步,而奔騰 Ⅱ只是CPU頻率壹半,因此Celeron 300A的性能和同頻奔騰 Ⅱ非常接近。更誘人的是,這款CPU的超頻性能奇好,大部分都可以輕松達到450Mhz的頻率,要知道當時頻率最高的奔騰 Ⅱ也只是這個頻率,而價格是Celeron 300A的好幾倍。這個系列的Celeron出了很多款,最高頻率壹直到566MHz,才被采用奔騰Ⅲ結構的第二代Celeron所代替。
為了降低成本,從Celeron 300A開始,Celeron又重投Socket插座的懷抱,但它不是采用奔騰MMX的Socket7,而是采用了Socket370插座方式,通過370個針腳與主板相連。從此,Socket370成為Celeron的標準插座結構,直到現在頻率1.2Ghz的Celeron CPU也仍然采用這種插座。
5、世紀末的輝煌——奔騰III:
在99年初,Intel發布了第三代的奔騰處理器——奔騰III,第壹批的奔騰III 處理器采用了Katmai內核,主頻有450和500Mhz兩種,這個內核最大的特點是更新了名為SSE的多媒體指令集,這個指令集在MMX的基礎上添加了70條新指令,以增強三維和浮點應用,並且可以兼容以前的所有MMX程序。
不過平心而論,Katmai內核的奔騰III除了上述的SSE指令集以外,吸引人的地方並不多,它仍然基本保留了奔騰II的架構,采用0.25微米工藝,100Mhz的外頻,Slot1的架構,512KB的二級緩存(以CPU的半速運行)因而性能提高的幅度並不大。不過在奔騰III剛上市時卻掀起了很大的熱潮,曾經有人以上萬元的高價去買第壹批的奔騰III。
第壹代Pentium III處理器 (Katmai)
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可以大幅提升,從500Mhz開始,壹直到1.13Ghz,還有就是超頻性能大幅提高,幅度可以達到50%以上。此外它的二級緩存也改為和CPU主頻同步,但容量縮小為256KB。
第二代Pentium III處理器 (Coppermine)
除了制程帶來的改進以外,部分Coppermine 奔騰III還具備了133Mhz的總線頻率和Socket370的插座,為了區分它們,Intel在133Mhz總線的奔騰III型號後面加了個“B”, Socket370插座後面加了個“E”,例如頻率為550Mhz,外頻為133Mhz的Socket370 奔騰III就被稱為550EB。
看到Coppermine核心的奔騰III大受歡迎,Intel開始著手把Celeron處理器也轉用了這個核心,在2000年中,推出了Coppermine128核心的Celeron處理器,俗稱Celeron2,由於轉用了0.18的工藝,Celeron的超頻性能又得到了壹次飛躍,超頻幅度可以達到100%。
第二代Celeron(Coppermine128核心)處理器
6、AMD的絕地反擊——Athlon
在AMD公司方面,剛開始時為了對抗奔騰III,曾經推出了K6-3處理器。K6-3處理器是三層高速緩存(TriLevel)結構設計,內建有64K的第壹級高速緩存(Level 1)及256K的第二層高速緩存(Level 2),主板上則配置第三級高速緩存(Level 3)。K6-3處理器還支持增強型的3D Now!指令集。由於成本上和成品率方面的問題,K6-3處理器在臺式機市場上並不是很成功,因此它逐漸從臺式機市場消失,轉進筆記本市場。
真正讓AMD揚眉吐氣的是原來代號K7的Athlon處理器。Athlon具備超標量、超管線、多流水線的Risc核心(3Way SuperScalar Risc core),采用0.25微米工藝,集成2,200萬個晶體管,Athlon包含了三個解碼器,三個整數執行單元(IEU),三個地址生成單元(AGU),三個多媒體單元(就是浮點運算單元),Athlon可以在同壹個時鐘周期同時執行三條浮點指令,每個浮點單元都是壹個完全的管道。K7包含3個解碼器,由解碼器將解碼後的macroOPS指令(K7把X86指令解碼成macroOPS指令,把長短不壹的X86指令轉換成長短壹致的macroOPS指令,可以充分發揮RISC核心的威力)送給指令控制單元,指令控制單元能同時控制(保存)72條指令。再把指令送給整數單元或多媒體單元。整數單元可以同時調度18條指令。每個整數單元都是壹個獨立的管道,調度單元可以對指令進行分支預測,可以亂序執行。K7的多媒體單元(也叫浮點單元)有可以重命名的堆棧寄存器,浮點調度單元同時可以調度36條指令,浮點寄存器可以保存88條指令。在三個浮點單元中,有壹個加法器,壹個乘法器,這兩個單元可以執行MMX指令和3DNow指令。還有壹個浮點單元負責數據的裝載和保存。由於K7強大的浮
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