从8Mhz到4Ghz+ CPU发展历程也精彩

01.前言

来源：互联网

　　从1993年Intel推出第一款奔腾处理器以来，十数年来，奔腾处理器经过了主频从不到100MHZ到4GHZ的一个巨大飞跃。

　　 很多读者可能还依稀记得当100MHZ的奔腾处理器独领风骚的时代，那时候一台使用这种处理器的台式电脑售价高达3000美元，这个价格使它注定只能是一些硬件发烧玩家所拥有的玩具。而时间仅仅过去了十年，cpu的主频已经到了4GHZ+，并且个人电脑已经走入了千家万户，发展速度之快令人瞩目。



　 　本文中各个时期不同处理器，以相同的测试项目来考察在这样短短十年之内CPU的速度或者更确切地说是电脑整机的速度究竟提高了多少。而在CPU速度提高的同时，一系列的新技术在新的CPU中得到了应用，这次评测也将对技术的发展进行剖析。



　　 纵向地看这些款CPU，我们可以发现：这些CPU从1995年的socket5到现在的LGA775，中间一共经历了七个发展阶段，而其竞争对手AMD的产品在这样一段时间里面同样经过的从socket7到socket 939的五个发展阶段。

　　 让我们首先从1978年开始！

02.1978年，X86时代的序幕

虽然1978年在现在看起来并不是特别遥远，但正是在那一年，Intel正式发布了8086处理器，而这款处理器也奠定了X86指令集处理器的基础。当时的“XT”个人电脑主频仅仅为8MHZ。



　　 在那个时代，内存还是以KB数量级来计算的，当时一台普通的个人电脑通常搭配256KB的独立内存，而如果要安装windows 1.0操作系统就不得不装备320KB内存。而当时由于硬盘的价格高昂并且相当稀少，因此不少用户不得不借助于8英寸大软盘来存储数据。在1982年Intel推出了旗下的286处理器，同时引入了16位的ISA插槽。三年后在1985年，Intel推出了386处理器，386处理器是历史上第一款基于X86架构的32位处理器，其理论上支持的最大内存达到了4GB。





　　 而在当时一般的电脑主机通常都搭配4M的内存，而这时候微软的windows操作系统也开始支持使用硬盘上的部分空间作为虚拟内存。最开始的386处理器主频为16MHZ，而在经过了四年的发展之后最终386处理器的主频达到了32MHZ。

03.1989年，个人电脑开始大规模投放市场

　　 在1989年，Intel推出了旗下的486DX处理器，它是基于socket1封装，主频最开始为25MHZ，而后的几年达到了133MHZ。而这些数据也可以代表了在90年代初个人电脑市场的一个爆炸性的增长，很多消费者开始考虑在家庭购置个人电脑。

04.1993－1997：socket4、5、7长江后浪推前浪

1993年，第一款奔腾处理器登场 　　 到了1993年，在与对手的竞争中，486又多了一个伙伴，Intel推出了第一款奔腾处理器。奔腾处理器推出后经常出现消费者排队守候，而商店上货后数分钟即销售一空的情况，而Intel的市场份额也暴涨了两位数个百分点。同时，一些靠组装电脑来盈利的公司也如雨后春笋纷纷冒了出来。当时市场上使用486DX-100处理器的电脑价格大致与使用奔腾－60处理器的电脑类似，在1000到1500美元之间。



　　 最开始的奔腾60和66两款处理器采用的是socket4封装。刚开始推出的低频版本的奔腾处理器由于30MHZ的系统总线频率落后于486DX处理器，因此在当时的市场上很多消费者弃奔腾而选择了486DX－100。

05.1996－1998：socket5处理器走上硬件舞台

　　 作为socket4的继任者，socket5在socket4出现后三年终于修成正果，而其代表性的产品就是奔腾75。这个时期处理器的最大特色就是可以支持主板上连接的猝发管道缓存，而这种技术可以极大地提升CPU的性能。这种可选的猝发缓存有256KB和512KB等几种容量，而其价格也相当惊人。而当时华硕也成为了第一家制造有这种猝发缓存插槽的主板的厂商。 　　 在socket5之后，Intel又推出了一系列的使用socket7封装的奔腾和奔腾MMX处理器。



　　 这一时期的主要CPU：

06.1998－2000：socket7封装的AMD处理器

　　 从奔腾MMX 166开始，Intel在处理器中全面引入了MMX多媒体指令集，而这也需要用户的主板支持分离的电压，而之前使用socket5主板的用户则需要另外添加一个转接卡。

07.1998－2000：socket7封装的AMD处理器

Intel Pentium 100



Intel Pentium 133



AMD K5



Intel Pentium MMX时代来临



Intel Pentium MMX 166



Intel Pentium MMX 233



AMD K6



AMD K6-2



EDO 内存

07.1998－2000：socket7封装的AMD处理器

Intel Pentium 100



Intel Pentium 133



AMD K5



Intel Pentium MMX时代来临



Intel Pentium MMX 166



Intel Pentium MMX 233



AMD K6



AMD K6-2



EDO 内存

09.Socket370：1998年4月到2001年7月

　　 在1998年socket370封装开始推出的时候，有一部分消费者舍弃了slot1平台而选择了新的处理器。新的PGA封装分为PPGA和FC-PGA两种，前者较为廉价，因而被赛扬处理器所采用，而更为昂贵的后者则被奔腾III处理器所采用。例外的是：采用Mendocino核心的赛扬处理器同时有这两种不同封装的版本。采用PPGA封装的赛扬处理器可以通过转接卡在slot1主板上使用，而采用FC-PGA封装的奔三处理器则无能为力了。



　　 在这段时期中的很长一段时间里，slot1和socket370两种接口的处理器是同时生产和销售的，知道slot1接口的奔三1G处理器推出以后，老的接口才走到了它寿命的尽头。



Socket370接口处理器的绝唱是图拉丁核心的处理器，新的内核的制造工艺从180纳米转向了130纳米，采用这种核心的PIII-S处理器主频达到1.4G，集成512KB二级缓存。









　　 经典的升技BP6主板



Socket 370 Coppermine 核心 Pentium III



Socket 370 赛扬



Socket 370 赛扬 250



Socket 370 Tualatin 核心 Pentium III

10.Socket423：2000年10月到2001年8月

Socket423是与slot1接口同样短命的一个产物，它从2000年10月推出到2001年8月仅仅使用了不到一年。多数用户最后都升级到了更成熟的socket478平台，而很多购买了socket423处理器的用户的投资都打了水漂。采用socket423接口的CPU只有一款，即Willamette核心的奔腾四处理器。最终这款处理器在市场上的销售情况远低于预期，但在同期Intel的市场份额还有所增长，奔腾四和Netburst的发布给了人们很大的鼓舞，直到今天Intel的3.8GHZ主频的处理器采用的还是这种架构。在新的处理器中还应用了一系列的新技术例如支持快速视频流编码的SSE2指令集等。



Socket 423 接口 Pentium4



Willamette 核心 Pentium4处理器 　

随着处理器主频和内部集成晶体管数目的增加，处理器消耗的能量也开始大大增加。为了满足处理器所需要的巨大电能，因为奔腾四处理器的功率达到了72W，因此它需要在主板上附设额外的电源接口来满足处理器的供电需要，而由于发热量的增加，一个散热风扇也成了一个必需品。Intel主推的与奔腾四搭配的平台是850平台，双通道的Rambus内存达到了前所未有的2.5GB/S的内存数据带宽，但是由于Rambus内存价格昂贵所以使得早期P4平台相当昂贵。而由于契约的限制Intel又无法使用当时已经出现在市场上的DDR内存。

11.Socket478：2001年7月到2004年3月

Socket478封装是与Northwood核心的P4处理器同时推出的，新的处理器集成了512KB的二级缓存，是其前任P4处理器的整整两倍。并且从2.4GHZ的产品起，Intel就引入了533MHZ前端总线，而且内存厂商也引入了pc1066的内存规范，两者3.3GB/S的数据传输速度正好匹配，使得整个平台的性能得到极大的提升。



　　 尽管新的奔四处理器相当成熟，但是在市场上的销量仍然不尽如人意，主要原因就是昂贵的RDRAM内存。虽然后来Intel推出了845解决方案使得用户可以使用SDR内存，但是SDR内存的数据传输速率显然不能够让人满意。当时市场上已经出现了DDR内存，但由于协议问题Intel不能使用这种廉价的解决方案。 　　

经过了消费者漫长的等待Intel终于和Rambus达成了协议，之后Intel马上推出了845D和845GD两种基于DDR内存平台的芯片组。虽然DDR相对SDR数据带宽增加了一倍，但是相对于Rambus还是有所不足，知道双通道DDR内存的出现才解决了这一问题。

12.Socket775：2004年6月至今

Intel于2004年6月21日正式推出LGA775接口的Pentium4 Prescott处理器，LGA 775 封装的处理器首次改用型号来命名，将采用该封装的处理器分为3/5/7三个类别：低端的赛扬D即属于3系列，定位于低端市场，采用256K二级缓存，533MHzFSB，且不支持超线程技术；5系列定位中端主流市场，主频从2.8G直至4G，800MHzFSB，1M二级缓存，提供对超线程技术的支持，而7系列则定位于高端处理器市场，起始主频为3.73G，1066GHz FSB，2M的二级缓存，支持超线程。

LGA(LAND GRID ARRAY)封装下的CPU，其特征是没有了以往的针脚，取而代之的是整齐排列的金属圆点，CPU不再靠针脚接触来固定，而是使用一个金属扣架将CPU压在露出来的具弹性的触须上，其原理就像MBGA封装，只不过MBGA封装是用锡将芯片焊死固定，而LGA775封装则是可以随时拆除扣架更换芯片，在制造和生产工艺上精密度相当高。



Proscott核心LGA775封装的处理器正面



Proscott核心LGA775封装的处理器背面

Conroe即将来袭

Mobile on Desktop时代即将来临，7月份，Intel亮出王牌Core架构的Conroe处理器。今年3月举办的IDF上，英特尔重点曝光了Conroe处理器的彪悍性能。

Conroe为什么会有如此高的性能呢？Core架构来源于Pentium M架构，Pentium M是Intel以色列研发中心基于Pentium III处理器P6架构设计出的高性能CISC处理器，它和Pentium 4的NetBurst架构区别很大，Conroe处理器具备14级流水线，典型的短流水线，高性能。还破天荒的使用了“32＋32”(32KB数据缓存/32KB指令缓存)的大容量一级缓存，使得效能大大提高。



conroe 样品