從4004到Prescott 講述處理器自己的故事

第1頁:圖片秀 秀出早期處理器

     讓我們緬懷那些屬於過去式的,但是又是最值得懷念的“電子蜈蚣”們:

  

  

    上圖中的類似於老式的BIOS芯片幾個東東可實實在在是Intel最早生產的處理器,它們分別是:4004,8008,8085和8086。長身子加上兩側的腿,實在是比較像蜈蚣,所以,現在有人戲稱它們爲電子蜈蚣。它們不是我們今天回顧的重點,但是,作爲前輩的前輩,多多“瞻仰”一下還是可以的。

第2頁:還是圖片秀 有何不一樣呢?

    還是圖片欣賞

     

    奔騰之前已經被大家朗朗上口的286、386和486。其實這過程中有個巨大的革命:從80386時代開始,處理器從16位發展到了32位。直到今天,絕大多數的處理器還是32位的。當然,從386開始,Intel的處理器的腿也開始從身體的旁邊,長到肚子下面去了。

     

    奔騰之前已經被大家朗朗上口的286、386和486。其實這過程中有個巨大的革命:從80386時代開始,處理器從16位發展到了32位。直到今天,絕大多數的處理器還是32位的。當然,從386開始,Intel的處理器的腿也開始從身體的旁邊,長到肚子下面去了。

第3頁:奔騰年代 夢開啓的年代

關於奔騰的小故事:
  
    1)爲什麼叫奔騰?其實最初是一個商業上的需要:86、386、486芯片產品由於其出色的性能頗得用戶青睞,開始深入人心,於是AMD與Cyrix這些競爭對手鑽了小空子:由於按照法律數字是不能用作商標名稱的,這些處理器生產商也採用286、386、486爲其處理器命名,對此英特爾大爲憤怒,但是也無可奈何。 爲此,在公佈其第五代處理器之前,英特爾公司高層決定不在延續採用586這個名稱,開始醞釀更名計劃。

    於是一場聲勢浩大的徵名活動拉開序幕。最終英特爾高層敲定了三個候選名稱是InteLigence、RADAR1和Pentium,最後Pentium勝出。Pentium的含義: PENT在希臘文中表示“5”,而ium一般出現在化學元素的詞尾,讓人感覺這個處理器像是世界的新元素一樣既重要,又新鮮。“奔騰”是音譯過來的中國名字,這無疑是最最精彩的翻譯,能有什麼詞能夠更好的形容處理器內在的磅礴動力?

    2)最初Pentium 60和Pentium 66的一部分產品還有浮點運算錯誤,因此它並沒有受到人們的歡迎,英特爾還因此回收了大批CPU。

第4頁:奔騰一門三傑 Intel Pentium

    奔騰一門三傑:

    1)最早的Pentium:0.80微米的製造工藝, 310萬晶體管。分別工作在與系統總線頻率  相同的60MHz和66MHz兩種頻率下,沒有我們現在所說的倍頻設置。

    2)Intel Pentium 90MHz和100MHz 芯片問世. 0.60微米制造工藝, 320萬晶體管。並增加了對稱式多處理器(Symetric Multi-Processing,簡稱SMP)支持,以便讓雙CPU協同工作,發揮出更高性能。1994年10月10日 Intel Pentium 75MHz 芯片面世。 同樣也是0.60微米制造工藝, 320萬晶體管。但Pentium第一次被運用到了筆記本電腦裏。CPU的插座技術也正式從以前的Socket4轉換到同時支持Socket 5和7同時支持,其中Socket 7還一直沿用至今。而且所有的奔騰 CPU裏面都已經內置了16K的一級緩存,並運用了“動態執行”技術。

   3)1995年3月27日 Intel Pentium 120MHz 芯片出生。同時在世面上有 0.60和0.35微米兩種製造工藝。也是320萬晶體管。1995年6月 Intel Pentium 133MHz. 0.35微米制造工藝, 330萬晶體管。

第5頁:三傑 Intel Pentium Pro 150

    1995年11月1日 攜帶有256KB-512KB大容量L2 cache的Intel Pentium Pro 150, 166, 180 和 200MHz芯片面世。她擁有0.60/0.35微米制造工藝, 550萬晶體管。應該說,Intel推出這塊芯片是寄予了很高的期望,作爲686級別的CPU,她有着一個很好聽的中文名字--高能奔騰。但是Pentium Pro是32位數據結構設計的CPU,所以Pentium Pro運行16位應用程序時性能一般,但仍然是32位的贏家,但是後來,MMX的出現使它黯然失色。在家用市場上,Pentium Pro無法施展拳腳。

第6頁:三傑 Intel Pentium 166以上

    1997年1月8日 帶有MMX技術的Intel Pentium 166和200MHz的芯片問世. 擁有16KB數據L1 Cache,16KB指令L1 Cache,兼容SMM,64位總線,528MB/s的頻寬,2時鐘等待時間,450萬個晶體管,功耗17瓦。中文名稱--多能奔騰。Intel Pentium MMX是繼Pentium後英特爾又一個成功的產品,其生命力也相當頑強,至今仍佔據着許多朋友的機子。

    Intel Pentium MMX在原Pentium的基礎上進行了重大的改進,增加了片內16KB數據緩存和16KB指令緩存,4路寫緩存以及分支預測單元和返回堆棧技術。特別是新增加的57條MMX多媒體指令,使得Intel Pentium MMX即使在運行非MMX優化的程序時,也比同主頻的Pentium CPU要快得多。與經典Pentium不同,Intel Pentium MMX採用了雙電壓設計,其內核電壓爲2.8V,系統I/O電壓仍爲原來的3.3V。如果主板不支持雙電壓設計,那麼就無法升級到Intel Pentium MMX。

第7頁:奔騰II代的誕生與發展

    1997年5月7日,具有劃時代意義的Intel Pentium II 233, 266和300MHz芯片。採用Klamath核心,0.35微米工藝製造,內部集成750萬個晶體管,核心工作電壓爲2.8V。同時,PentiumⅡ處理器採用了雙重獨立總線結構,即其中一條總線連通二級緩存,另一條負責主要內存。PentiumⅡ使用了一種脫離芯片的外部高速L2 Cache,容量爲512KB,並以CPU主頻的一半速度運行。作爲一種補償,英特爾將PentiumⅡ的L1 Cache從16KB增至32KB。另外,爲了打敗競爭對手,英特爾第一次在PentiumⅡ中採用了具有專利權保護的Slot 1接口標準和SECC(單邊插卡盒式)封裝技術。

    應該說在當時的情況下,Pentium II擁有Pentium PRO的686級別CPU的高性能指標,又帶有MMX技術使其在家用市場上獨領風騷。1998年4月15日 . Intel Pentium II 350和400MHz芯片。作爲第一個支持100MHz額定外頻的CPU。代號爲Deschutes。採用新核心的PentiumⅡ微處理器不但外頻提升至100MHz,而且它們採用0.25微米制程,其核心工作電壓也由2.8V降至2.0V,L1 Cache和L2 Cache分別是32KB、512KB。支持芯片組主要是Intel的440BX。

第8頁:最早賽揚I的火爆亮相

    1998 年4月15日同一天 Intel又發佈了Celeron 266MHz處理器。中文名叫賽揚。最初推出的Celeron有266MHz、300MHz兩個版本,且都採用0.35微米工藝製造,內部集成750萬個晶體管和32KB一級緩存,工作電壓爲2.0V,外頻66MHz。Celeron最爲人詬病的地方是去掉了片上的L2 Cache,此舉雖然大大降低了成本,但也正因爲沒有二級緩存,該處理器在性能上大打折扣,其整數性能甚至不如Pentium MMX。

    爲彌補缺乏二級緩存的Celeron處理器性能上的不足,進一步在低端市場上打擊競爭對手,英特爾在Celeron266、300推出後不久,又發佈了採用Mendocino核心的新Celeron處理器——Celeron300A、333、366。與舊Celeron不同的是,新Celeron採用0.25微米工藝製造,同時它採用Slot 1架構及SEPP封裝形式,內建32KB L1 Cache、128KB L2 Cache,且以CPU相同的核心頻率工作,從而大大提高了L2 Cache的工作效率。

    新Celeron一個最大的優點是超頻性能非常出色,憑藉其強大的超頻能力和最優的性價比曾在低價PC市場風靡一時,成爲衆多DIYer玩家手中的搶手貨。英特爾集成128KB二級緩存的新Celeron還有一個變形“兄弟”——採用Socket 370架構的Celeron處理器。兩者唯一不同的就是接口部分,後者是採用Socket 370架構,PPGA封裝形式。Socket 370架構的Celeron處理器在低端市場出盡風頭。 隨着產品系列的發展,這種賽楊後來被人普遍稱爲賽楊I。

第9頁:PIII時代的三兄弟 SLOT

 

    1999年2月26日 . Intel Pentium III 450和500MHz。採用Katmai核心。該微處理器除採用0.25微米工藝製造,內部集成950萬個晶體管,Slot 1架構之外,它還具有以下新特點:系統總線頻率爲100MHz;採用第六代CPU核心—P6微架構,針對32位應用程序進行優化,雙重獨立總線;一級緩存爲32KB(16KB指令緩存加16KB數據緩存),二級緩存大小爲512KB,以CPU核心速度的一半運行;採用SECC2封裝形式;新增加了能夠增強音頻、視頻和3D圖形效果的SSE(Streaming SIMD Extensions,數據流單指令多數據擴展)指令集,共70條新指令。

第10頁:PIII時代的三兄弟 銅礦

    1999年10月25日 . Intel Pentium III 500 至733MHz。首次採用0.18微米工藝製造。新核心Coppermine。它的二級緩存也改爲和CPU主頻同步,容量爲256KB。除了製程帶來的改進以外,部分Coppermine PentiumIII還具備了133Mhz的總線頻率和Socket370的插座,爲了區分它們,Intel在133Mhz總線的PentiumIII型號後面加了個“B”, Socket370插座後面加了個“E”。

    相應的,同樣採用Coppermine核心的賽楊處理器也在這個時代出現。主要的差別在於二級緩存的數量賽楊處理器的二級緩存是128K。這種賽楊,一般被稱爲賽楊二處理器。

第11頁:PIII時代的三兄弟 圖拉丁

    此後,Intel還曾經有過一款使用0.13微米工藝製造的奔騰三處理器。採用一般所說的“圖拉丁”核心。這種和核心的處理器有三種產品:

    Celeron:100MHz外頻、256K二級緩存 (一般被稱爲賽楊3)

    Pentium III:133MHz外頻、256K二級緩存

    Pentium III S:133MHz外頻、512K二級緩存

    這個產品由於和奔騰四離得過近,所以沒有大行其到。但是採用這個核心的賽楊3處理器卻在DIY市場上着實風光了一回。因爲這種處理器擁有非常好的超頻能力,隨便一個稍好的主板就可以讓賽楊3處理器運行在133外頻,由於二級緩存方面和同核心的PIII是一致的,這樣,就相當於得到一個pIII的處理器。而同時,實踐表面,超頻之後的賽楊3處理器不僅性能比賽楊4 1.7G更優異。甚至超過低頻的奔騰四處理器。

第12頁:奔騰四的大家族 Willamette

    2000年11月20日 . Intel就發佈了Pentium 4 1.40 和1.50GHz 。核心爲Willamette的Pentium4處理器,採用Socket 423插座,集成256KB的二級緩存,支持更爲強大的SSE2指令集,多達20級的超標量流水線,全新設計,包括等效於的400MHz前端總線(100 x 4), SSE2指令集,256K-512KB的二級緩存,全新的超管線技術及NetBurst架構,起步頻率爲1.3GHz。

    隨後Intel陸續推出了1.4GHz-2.0GHz的Willamette P4處理器,而後期的P4處理器均轉到了針角更多的Socket 478插座

第13頁:奔騰四的大家族 Northwood

    2001年8月27日同一天 . Intel Pentium 4 2.0GHz。這是Intel推出的第二個Pentium4核心,代號爲Northwood,改用了更爲精細的0.13微米制程,集成了更大的512KB二級緩存,核心電壓:1.5v, 8KB L1 Cache,512KB全速L2 Cache ,400的前端總線, Socket 478 ,高級浮點以及多媒體指令集(SSE2),包括144個128bit全新SIMD浮點管理指令, 較快的系統總線(Faster System Bus), 高級動態執行(Advanced Dynamic Execution),超長管道處理技術(Hyper Pipelined Technology), 快速執行引擎(Rapid Execution Engine),性能有了大幅的提高。

 

    2002 年11月14日. 又一個值得紀念的日子。Intel Pentium 4 3.06GHz發佈。他擁有533MHz 前端總線。更引人矚目的是他擁有超線程(Hyper-Threading)技術,可以將一顆處理器虛擬成兩個處理器。在打開P4 CPU的超線程之後,理論上性能可以提高一倍。

    2003年10月31日,Intel發佈了自己全新的800MHz前端總線Pentium4處理器新款產品,這裏所謂的新款只是在設計規範上相對於原先的產品有所區別,在處理器基板標準上從原先的6層增加到8層,處理器核心厚度從原先的3.46mm增加到3.75mm,處理器背面電容數量也從原先的12顆增加到30顆。這批全新的Pentium4處理器包括2.4GHz、2.6GHz、2.8GHz、3GHz、3.2GHz五種。

第14頁:奔騰四的大家族 prescott

    2004年2月2日,Intel發佈5款Prescott新品:3.40E GHz、3.20E GHz、3.00E GHz、2.80E GHz P4(“E”後綴商標)支持超線程技術,800MHz前端總線和1MB二級緩存;2.80A GHz P4(“A”後綴商標)支持w/o超線程技術,支持533MHz前端總線和1MB二級緩存。prescott核心處理器最大的不同是,第一次使用了90納米的製造工藝。

    2004年8月5日,Intel在全球正式發佈Desktop版本的64Bit P4處理器,新一代64Bit P4被命名爲“Pentium 4 F”,和現時Pentium 4 E一樣採用Prescott核心90納米制程並支援EMT64,兼容32Bit及64Bit指令。首批推出的64Bit版Pentium 4 F將包括3.2GHz、3.4GHz及3.6GHz,內建1MB L2 Cache及800Mhz FSB,並擁用LGA 775接口。Intel表示Pentium 4 F要配撘新一代芯片組才能運行,i925X晶片組可以支持P4F的工作

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