英特爾38年的微處理器歷史

英特爾是全球最大的芯片制造商，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和通信產(chǎn)品的領(lǐng)先制造商。它成立于 1968 年，具有 37 年的技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新和市場領(lǐng)導(dǎo)的歷史。1971 年，英特爾推出了全球第一枚微處理器。這一舉措不僅改變了公司的未來，而且對整個(gè)工業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。微處理器所帶來的計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)革命，改變了這個(gè)世界。

上述的一段文字是摘自英特爾中國官方網(wǎng)站，從這段文字里面足以看出英特爾悠久的歷史和對微處理器的巨大貢獻(xiàn)。我們將以時(shí)間為軸心回到38年前，去了解英特爾的歷史。

名詞解釋：CPU

CPU是Central Processing Unit－－中央處理器的縮寫，它是計(jì)算機(jī)中最重要的一個(gè)部分，由運(yùn)算器和控制器組成，如果把計(jì)算機(jī)比作一個(gè)人，那么CPU就是他的心臟，其重要作用由此可見一斑。不管什么樣的CPU，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)歸納起來可以分為控制單元、邏輯單元和存儲(chǔ)單元三大部分，這三個(gè)部分相互協(xié)調(diào)，便可以進(jìn)行分析，判斷、運(yùn)算并控制計(jì)算機(jī)各部分協(xié)調(diào)工作。

1968年7月18日“八叛逆”中的最后兩位諾依斯和摩爾，也帶著葛羅夫（A. Grove）脫離了仙童公司自立門戶，他們創(chuàng)辦的公司就是今后IT業(yè)界的巨人，大名鼎鼎的英特爾（Intel）。

Robert Noyce 諾伊斯

姓名(英文)
　　Robert Noyce
　　機(jī)構(gòu)與職務(wù)
　　英特爾共同創(chuàng)始人
　　出生年月
　　1927年12月12日出生，1990年6月3日去世
　　出生國家、地點(diǎn)
　　美國衣阿華州柏林頓
　　教育背景
　　1953年，獲麻省理工學(xué)院(MIT)博士學(xué)位1949年，獲格林尼學(xué)院文學(xué)學(xué)士學(xué)位。
　　職業(yè)背景
　　1968年創(chuàng)辦英特爾公司1957年創(chuàng)辦仙童半導(dǎo)體公司

戈登·摩爾

姓名(英文)
　　Gordon Moore
　　機(jī)構(gòu)與職務(wù)
　　英特爾共同創(chuàng)始人、名譽(yù)主席
　　出生年月
　　1929年1月3日
　　出生國家、地點(diǎn)
　　美國加州舊金山的Pescadero
　　教育背景
　　1954年，獲物理化學(xué)博士學(xué)位1950年，在加利福尼亞技術(shù)學(xué)院獲學(xué)士學(xué)位
　　職業(yè)背景
　　1997-至今，任英特爾名譽(yù)主席1987-1997年，任英特爾主席1979-1987年，任英特爾CEO兼主席1975-1979年，任英特爾總裁兼CEO1968-1975年，共同創(chuàng)辦英特爾，任副總裁

安迪·格魯夫

姓名(英文)
　　A. Grove
　　機(jī)構(gòu)與職務(wù)
　　英特爾共同創(chuàng)始人
　　出生年月
　　1936年出生
　　出生國家、地點(diǎn)
　　匈牙利布達(dá)佩斯
　　教育背景
　　1960年從紐約市公立大學(xué)畢業(yè)，并獲得化學(xué)工程學(xué)士學(xué)位，1963年在加州大學(xué)伯克利分校獲博士學(xué)位
　　職業(yè)背景
　　仙童半導(dǎo)體公司研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，并于1967年成為助理研發(fā)總監(jiān)，1968年7月，葛魯夫參與創(chuàng)建了英特爾公司

新公司在美國加利福尼亞州，美麗的圣弗朗西斯科灣畔芒延維尤城的梅多費(fèi)大街365號(hào)開張了。并在成立不久斥資15000美元從一家叫INTELCO的公司手中買下了INTEL名稱的使用權(quán)。由此INTEL這位半導(dǎo)體巨人開始了他在IT行業(yè)傳奇般的歷史。

1971年11月15日世界上第一塊個(gè)人微型處理器誕生

1971年11月15日，這一天被當(dāng)作全球IT界具有里程碑意義的日子而被寫入許多計(jì)算機(jī)專業(yè)教科書。INTEL公司的工程師霍夫發(fā)明了世界上第一個(gè)微處理器—4004，這款4位微處理器雖然只有45條指令，而且每秒只能執(zhí)行5萬條指令。甚至比不上1946年世界第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC。但它的集成度卻要高很多，一塊4004的重量還不到一盅司。

P4004

世界上第一個(gè)微處理器 4004

Busicom電算機(jī)

4004處理器尺寸為3mm×4mm，外層有16只針腳，內(nèi)里有2,300個(gè)晶體管，它采用10微米制程。4004的最高時(shí)脈有740kHz，能執(zhí)行4位運(yùn)算，支援8位指令集及12位位址集。該款處理器原先是為一家名為 Busicom 的日本公司而設(shè)計(jì)，用來生產(chǎn)電算機(jī)。

Busicom電算機(jī) 電路版和焊接在上面的C4004 處理器

位數(shù)	4 bit
封裝	24-pin ceramic DIP
頻率 (MHz)	0.74
物理緩存	4 KB (8 KB with a bank switch)
V 電壓 (V)	15 ± 5%
最?。畲鬁囟?°C)	0 - 70
最大功率(W)	0.6 / 0.9 (25° C)

位數(shù)	4 bit
封裝	24-pin ceramic DIP
頻率 (MHz)	0.74
物理緩存	4 KB (8 KB with a bank switch)
V 電壓 (V)	15 ± 5%
最小－最大溫度(°C)	0 - 70
最大功率(W)	0.6 / 0.9 (25° C)

編號(hào)為4004，第一個(gè)“4”代表此芯片是客戶訂購的產(chǎn)品編號(hào)，后一個(gè)“4”代表此芯片是英特爾公司制作的第四個(gè)訂制芯片。這種數(shù)字代號(hào)卻延用至今?；舴蚪K于如愿以償，他在世界第一個(gè)微處理器上，集成了2000多個(gè)晶體管，發(fā)明了世界第一塊大規(guī)模集成電路4004，在電子計(jì)算機(jī)歷史上，寫下了光輝的一頁。4004芯片基本具備了微處理器的特點(diǎn)，用它來做計(jì)算器，改變了傳統(tǒng)計(jì)算器的形象。采用4004芯片后，再配用一塊程序存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，移位寄存器，再加上鍵盤和數(shù)碼管，就構(gòu)成了一臺(tái)完整的微型計(jì)算機(jī)。

微處理器之父：特德·霍夫

霍夫1937年出生在美國紐約州的曼徹斯特。1968年，幾個(gè)月的英特爾公司向社會(huì)廣攬人才，霍夫被聘為它的第12名雇員?；舴蛴捎谠诖髮W(xué)里突出的工作業(yè)績，備受英特爾總裁諾伊斯的青睞。1969年，霍夫提出一個(gè)大膽的設(shè)想：能否以一種微型的通用計(jì)算機(jī)芯片取代ETI設(shè)想中的計(jì)算器芯片？這是一個(gè)以前從來做過的事情?；舴蛟谟⑻貭柟痉耆司驼勛约旱乃悸泛统醪皆O(shè)想。但公司內(nèi)大部分人對此并不感興趣，當(dāng)時(shí)人們心目中計(jì)算機(jī)肯定應(yīng)該是一個(gè)大型設(shè)備。

他以PDP-8為基礎(chǔ)勾畫出了他心目中的通用芯片的雛形：加大芯片的集成度，使功能亦隨之增強(qiáng)；芯片的輸入信號(hào)構(gòu)成對集成電路的一系列指令，輸出信號(hào)則送出數(shù)據(jù)或用以控制其它的芯片。在設(shè)計(jì)中霍夫充分實(shí)踐了圖林和馮·諾伊曼的存儲(chǔ)程序的思想，該芯片若安裝上輸入、輸出設(shè)備及存儲(chǔ)器，就能控制從存儲(chǔ)器中讀出指令并執(zhí)行之，也就是說它具有可編程性，而可編程性決定了其具有通用性。若將完成某單一功能（如計(jì)算器）的程序永久地儲(chǔ)存到存儲(chǔ)器中，讓微處理機(jī)只運(yùn)行該程序，則該微處理機(jī)就成為用戶所希望的單功能機(jī)。

4004處理器紀(jì)念鐘表

英特爾在1971年推出4004芯片時(shí)，業(yè)內(nèi)的反應(yīng)卻相當(dāng)平淡。分析家稱這款芯片雖然有些意思，但不足以引起人們的興趣，因?yàn)?004的處理能力實(shí)在有限。然而，當(dāng)一年后英特爾推出其8008微處理器時(shí)，業(yè)內(nèi)的目光都幾乎集中到了英特爾身上。8008頻率為200Khz，晶體管的總數(shù)已經(jīng)達(dá)到了3500個(gè)，能處理8比特的數(shù)據(jù)。更為重要的是，英特爾還首次獲得了處理器的指令技術(shù)。

第一款8bit處理器最初的8008 頻率：200Khz

C8008 頻率：500Khz

C8008-1 頻率：800Khz

D8008 頻率：800Khz

D8008-1 頻率：800Khz

MF8008R 頻率：800Khz

MF8008-1R 頻率：800Khz

SAB8008-1C 頻率：800Khz

8008芯片原本是為德克薩斯州的Datapoint公司設(shè)計(jì)的，但是這家公司最終卻沒有足夠的財(cái)力支付這筆費(fèi)用。于是雙方達(dá)成協(xié)議，英特爾擁有這款芯片所有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而且還獲得了由Datapoint公司開發(fā)的指令集。這套指令集奠定了今天英特爾公司X86系列微處理器指令集的基礎(chǔ)。

在微處理器發(fā)展初期，最具革新意義的芯片非Intel 8080莫屬了。英特爾于1974推出了這款劃時(shí)代的處理器，立即引起了業(yè)界的轟動(dòng)。由于采用了復(fù)雜的指令集以及40管腳封裝，8080的處理能力大為提高，其功能是8008的10倍，每秒能執(zhí)行29萬條指令。與此同時(shí)，微處理器的優(yōu)勢已經(jīng)被業(yè)內(nèi)人士所認(rèn)同，于是更多的公司開始接入這一領(lǐng)域，競爭開始變得日益激烈。當(dāng)時(shí)與英特爾同臺(tái)競技的有RCA（美國無線電公司）、Honeywell、Fairchild、美國國家半導(dǎo)體公司、AMD、摩托羅拉以及Zilog公司。值得一提的是Zilog，世界上第一塊4004芯片的設(shè)計(jì)者Faggin就加盟了該公司。由該公司推出的Z80微處理器比Intel 8080功能更為強(qiáng)大，而且直到今天這款處理器仍然被尊為經(jīng)典。同樣，摩托羅拉以其大名鼎鼎的MC6800芯片與英特爾分庭抗禮。

Intel 8080 頻率：2 MHz

Intel C8085 頻率：3 MHz

1978年，英特爾推出了首枚16位微處理器8086，同時(shí)生產(chǎn)出與之配合的數(shù)學(xué)協(xié)處理器8087，這兩種芯片使用相同的指令集，以后英特爾生產(chǎn)的處理器，均對其兼容。Intel 8086集成2.9萬只晶體管，時(shí)鐘頻率為4.77MHz，內(nèi)部數(shù)據(jù)總線（處理器內(nèi)部傳輸數(shù)據(jù)的總線）、外部數(shù)據(jù)總線（處理器外部傳輸數(shù)據(jù)的總線）均為16位，地址總線為20位，可尋址1MB內(nèi)存。

首枚16位微處理器8086 頻率：4.77MHz

處理器： Intel MD8088-2/B 06/01/1979 出廠頻率：8MHZ

1981年，IBM推出的首批個(gè)人電腦機(jī)選用了英特爾8088芯片。本來IBM準(zhǔn)備采用摩托羅拉的芯片，但是最終陰差陽錯(cuò)，還是由8088芯片承擔(dān)了這項(xiàng)光榮的使命。隨著個(gè)人電腦的流行，英特爾也開始名揚(yáng)四海。事后，英特爾高度評(píng)價(jià)了與IBM這筆交易的重要性。的確，如果沒有這筆交易，很可能現(xiàn)在芯片市場是由摩托羅拉等一統(tǒng)天下。

Intel C80186 研發(fā)日期：1982年頻率：8MHz 16Bit

Intel C80188-6 研發(fā)日期：1982年頻率：6MHz 16Bit

286芯片具備16位字長，集成了14.3萬只晶體管，時(shí)鐘頻率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線皆為16位，地址總線24位。80286也是英特爾的最后一款16位處理器。

Intel 80286，英特爾的最后一塊16位處理器

此后，英特爾的微處理器開始進(jìn)入到了32位時(shí)代。1985年，英特爾再度發(fā)力推出了Intel 80386處理器。386集成了27萬5千只晶體管，超過了4004芯片的一百倍。并且386還是英特爾第一種32位處理器，同時(shí)也是第一種具有“多任務(wù)”功能的處理器——這對微軟的操作系統(tǒng)發(fā)展有著重要的影響，所謂“多任務(wù)”就是說處理器可以在同時(shí)處理幾個(gè)程序的指令。

Intel 80386，英特爾的第一代32位處理器頻率：25MHz

Intel RapidCAD是英特爾有史以來第一款為舊款個(gè)人計(jì)算機(jī)所提供的升級(jí)套件（也就是OverDrive的始祖）。原386的使用者不需要更換主機(jī)板，只要把RapidCAD買回來將主機(jī)板上舊有的中央處理器芯片（CPU）替換掉，就可以享受接近486的運(yùn)算能力。RapidCAD其實(shí)就是把486 DX芯片去掉內(nèi)部高速緩存然后裝入386的封裝里面，RapidCAD也不支持486增加的新指令。不過由于386封裝的頻寬限制，RapidCAD對整體的效能提升比不上直接升級(jí)到486 DX。相同頻率下，486 DX可以有比386/387快上兩倍的速度，而RapidCAD在整數(shù)運(yùn)算方面最多只能提升35%，在浮點(diǎn)運(yùn)算方面，則可以提升將近70%。

Intel RapidCAD特殊的地方在于，它是由兩顆芯片組成，缺一不可。這歸咎于486 DX內(nèi)建浮點(diǎn)運(yùn)算器（FPU），而386則是將浮點(diǎn)運(yùn)算器分開（就是387）。由于RapidCAD-1本身就含有浮點(diǎn)運(yùn)算器（因?yàn)樗褪?86 DX閹割版），根本不需要387，所以RapidCAD-2就是用來替代原來主機(jī)板上的387芯片。RapidCAD-1負(fù)責(zé)所有的運(yùn)算，而RapidCAD-2則是負(fù)責(zé)假裝浮點(diǎn)運(yùn)算器，以防止舊有主機(jī)板以為沒有安裝浮點(diǎn)運(yùn)算功能（尤其在執(zhí)行286/287的程序時(shí)）。市面上有時(shí)候把RapidCAD-1與RapidCAD-2分開賣，這是就是不了解RapidCAD運(yùn)作方式的結(jié)果。

1989年，英特爾發(fā)布了Intel 80486處理器。486處理器是英特爾非常成功的商業(yè)項(xiàng)目。很多廠商也看清了英特爾處理器的發(fā)展規(guī)律，因此很快就隨著英特爾的營銷戰(zhàn)而轉(zhuǎn)型成功。80486處理器集成了125萬個(gè)晶體管，時(shí)鐘頻率由25MHz逐步提升到33MHz、40MHz、50MHz及后來的100Mhz。

Intel 80486，英特爾最后一款以數(shù)字為編號(hào)的處理器

386和486推出后，均大獲成功，英特爾在芯片領(lǐng)域的霸主地位日益凸現(xiàn)。此后，英特爾開始告別數(shù)字編號(hào)時(shí)代，進(jìn)入到了Pentium時(shí)代。

部分 Intel 80486 overdrive 處理器

Intel DX4ODPR100 頻率已經(jīng)達(dá)到 100MHz

Intel 486 OverDrive是提供80486使用者升級(jí)選擇（不過還是升級(jí)到80486等級(jí)）的中央處理器芯片（CPU），基本上其作用原理就是比原來使用更高的倍頻。ODP需要使用特殊的插座，而ODPR則是將原來的處理器直接換掉（所以針角數(shù)是一樣的）。Intel 486 OverDrive 早期的命名是以內(nèi)頻為命名基準(zhǔn)，所以以O(shè)DPR486DX-25來說，其速度為 50 Mhz，后來 Intel 才使用新的命名方法。

1993年，英特爾發(fā)布了Pentium（臺(tái)灣俗稱586）中央處理器芯片（CPU）。本來按照慣常的命名規(guī)律是80586，但是因?yàn)閷?shí)際上「586」這樣的數(shù)字不能注冊成為商標(biāo)使用，因此任何競爭對手都可以用586來擾亂消費(fèi)市場。事實(shí)上在486發(fā)展末期，就已經(jīng)有公司將486等級(jí)的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)成586來銷售了。因此英特爾決定使用自創(chuàng)的品牌來作為新產(chǎn)品的商標(biāo)—Pentium。

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英特爾38年的微處理器歷史