Intel CPU 發展簡史
Intel CPU 發展簡史
1971年11月15日：4004
1971年11月15日，Intel公司的工程師霍夫發明了世界上第一個商用微處理器—4004。這款4位微處理器集成了2250個晶體管，晶體管之間的距離是10微米，能夠處理4bit的數據，每秒運算6萬次，頻率為108KHz，前端總線為0.74MHz （4bit）。原為日本Busicom公司的計數器開發。
編號為4004，第一個“4”代表此芯片是客戶訂購的產品編號，後一個“4”代表此芯片是英特爾公司制作的第四個訂制芯片，之前還有4001（動態內存DRAM）、4002（只讀存儲器ROM）、4003（Register），這種數字代號卻延用至今。采用4004芯片後，再配用一塊程序存儲器，數據存儲器，移位寄存器，再加上鍵盤和數碼管，就構成了一臺完整的微型計算機。
4004的最高頻率有740kHz，能執行4位運算，支持8位指令集及12位地址集。
4004只能稱為世界上第一款商用處理器，而不是世界上第一款微處理器。第一款微處理器應該是美國軍方研制，用於F-14雄貓戰機中由6顆晶片組成的中央空氣數據計算機：CADC（CenterAir Data Computer），雖然它的構造比4004還要簡單，速度只有9.15KHz。
1972年：8008
8008頻率為200KHz，晶體管的總數已經達到了3500個，能處理8比特的數據，性能是4004的兩倍，速度為200KHz。更為重要的是，英特爾還首次獲得了處理器的指令技術。
8008芯片原本是為德克薩斯州的Datapoint公司設計的，但是這家公司最終卻沒有足夠的財力支付這筆費用。於是雙方達成協議，英特爾擁有這款芯片所有的知識產權，而且還獲得了由Datapoint公司開發的指令集。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。
執行8位運算，支持16位地址總線和16位數據總線。
1974年：8080
在微處理器發展初期，具有革新意義的芯片非Intel8080莫屬了。由於采用了復雜的指令集以及40管腳封裝，8080的處理能力大為提高，其功能是8008的10倍，每秒能執行29萬條指令，集成晶體管數目6000，運行速度2MHz。
與此同時，微處理器的優勢已經被業內人士所認同，於是更多的公司開始接入這一領域，競爭開始變得日益激烈。當時與英特爾同臺競技的有RCA(美國無線電公司)、Honeywell、Fairchild、美國國家半導體公司、AMD、摩托羅拉以及Zilog公司。值得一提的是Zilog，世界上第一塊4004芯片的設計者Faggin就加盟了該公司。由該公司推出的Z80微處理器比Intel8080功能更為強大，而且直到今天這款處理器仍然被尊為經典。
8080有幸成為了第一款個人計算機Altair的大腦。
8位元處理器，擁有16位地址總線和8位數據總線，包含7個八位寄存器，支持16位尋址，同時也包含一些輸入輸出端口，有效解決了外部設備在內存尋址能力不足的問題。
1978年：8086-8088
1978年，英特爾推出了首枚16位微處理器8086，同時生產出與之配合的數學協處理器8087，這兩種芯片使用相同的指令集，以後英特爾生產的處理器，均對其兼容。趁著市場銷售正好的時機，以及市場需求的提升，Intel在同一年推出了性能更出色的8088處理器。三款處理器都擁有29000只晶體管，速度可分為5MHz、8MHz、10MHz，內部數據總線(處理器內部傳輸數據的總線)、外部數據總線(處理器外部傳輸數據的總線)均為16位，地址總線為20位，可尋址1MB內存。首次在商業市場給消費者提供了更自由選擇。
1982年：80286
80286(也稱286)是處理器進入全新技術的標準產品，具備16位字長，集成了14.3萬只晶體管，具有6MHz、8MHz、10MHz、12.5MHz四個主頻的產品。286是Intel第一款具有完全兼容性的處理器，即可以運行所有針對其前代處理器編寫的軟件，這一軟件兼容性也成為了Intel處理器家族一個恒久不變的特點。286是英特爾的最後一塊16位處理器
最大主頻為20MHz，采用16位數據總線和24位地址總線。
80286有兩種工作模式：實模式和保護模式。在實模式下，80286直接訪問內存的空間被限制在1M字節，更多內存需要通過EMS或XMS內存機制進行映射。而在保護模式下，80286可以直接訪問16M字節的內存，並具有異常處理機制。
1985年：80386
英特爾第一款32位處理器，集成了27萬5千只晶體管，超過了4004芯片的一百倍，每秒可以處理500萬條指令。同時也是第一款具有“多任務”功能的處理器，所謂“多任務”就是說它可以同時處理多個程序程序的指令，這對微軟的操作系統發展有著重要的影響。
重要特點：
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首次在x86處理器中實現了32位系統，
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可配合使用80387數字輔助處理器增強浮點運算能力
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首次采用高速緩存（外置）解決內存速度瓶頸問題。
由於這些設計，80386的運算速度達到了前代產品80286的數倍。80386DX的內部和外部數據總線（或資料匯流排）是32位，地址總線（或位址匯流排）也是32位，可以定址到4GB內存，並可以管理64TB的虛擬存儲空間（虛擬存儲空間：通過硬件和軟件的綜合來擴大用戶可存儲空間，它在內存儲器和外存儲器（磁盤、光盤）之間增加一定的硬件和軟件支持，使兩者形成一個有機整體，支持運行比實際配置的內存容量大的多的大任務程序）。
80386有三種工作模式：實模式、保護模式、虛擬86模式。真實模式為DOS系統的常用模式，直接內存訪問空間被限制在1M字節（也叫做位元組）；保護模式下80386-DX可以直接訪問4G位元組的內存，並具有異常處理機制；虛擬86模式可以同時模擬多個8086處理器來加強多工處理能力。
Intel RapidCAD 被遺忘的微處理器
RapidCAD是英特爾有史以來第一款為舊款個人計算機所提供的升級套件(也就是OverDrive的始祖)。原386的使用者不需要更換主機板，只要把RapidCAD買回來將主機板上舊有的中央處理器芯片(CPU)替換掉，就可以享受接近486的運算能力。RapidCAD其實就是把486 DX芯片去掉內部高速緩存然後裝入386的封裝裏面，RapidCAD也不支持486增加的新指令。不過由於386封裝的頻寬限制，RapidCAD對整體的效能提升比不上直接升級到486 DX。相同頻率下，486 DX可以有比386/387快上兩倍的速度，而RapidCAD在整數運算方面最多只能提升35%，在浮點運算方面，則可以提升將近70%。
Intel RapidCAD特殊的地方在於，它是由兩顆芯片組成，缺一不可。這歸咎於486 DX內建浮點運算器(FPU)，而386則是將浮點運算器分開(就是387)。由於RapidCAD-1本身就含有浮點運算器(因為它就是486 DX閹割版)，根本不需要387，所以RapidCAD-2就是用來替代原來主機板上的387芯片。RapidCAD-1負責所有的運算，而RapidCAD-2則是負責模擬浮點運算器，以防止舊有主機板以為沒有安裝浮點運算功能(尤其在執行286/287的程序時)。市面上有時候把RapidCAD-1與RapidCAD-2分開賣，這就是不了解RapidCAD運作方式的結果。
1989年：80486
80486處理器集成了125萬個晶體管，時鐘頻率由25MHz逐步提升到33MHz、40MHz、50MHz及後來的100MHz。486家族的指令集與386非常相似，只有增加少量的指令。
486處理器的應用意味著用戶從此擺脫了命令形式的計算機，進入“選中並點擊(point-and-click)”的計算時代。英特爾486處理器首次采用內建的數學協處理器，將負載的數學運算功能從中央處理器中分離出來，從而顯著加快了計算速度。
386和486推向市場後，均大獲成功，英特爾在芯片領域的霸主地位日益凸現。此後，英特爾開始告別微處理器數字編號時代，進入到了Pentium時代。
1994年3月10日：Intel Pentium中央處理器芯片
1993年，英特爾發布了Pentium(俗稱586)中央處理器芯片(CPU)。本來按照慣常的命名規律是80586，但是在486發展末期，就已經有公司將486等級的產品標識成586來銷售了。因此英特爾決定使用自創的品牌來作為新產品的商標—Pentium。
英特爾奔騰處理器采用了0.60微米工藝技術制造，核心由320萬個晶體管組成。支持計算機更輕松的集成“現實世界”數據，如語音、聲音、手寫體和圖片等。
Pentium是x86系列一大革新。其中晶體管數大幅提高、增強了浮點運算功能、並把十年未變的工作電壓降至3.3V。Pentium剛推出的時候擁有浮點數除法不正確的錯誤(FDIV Bug)，導致英特爾大量回收第一代產品(1994年12月之前的產品)，所以有FDIV Bug的微處理器所剩不多。Pentium 50MHz也有這個FDIV錯誤，不過A80501-50只是業界樣本，從來沒有在市場上出現過。
1995年3月27日，英特爾發布Pentium 120MHz處理器，采用了0.60微米/0.35兩種工藝技術，不過核心依舊由320萬個晶體管組成。
1995年6月，英特爾發布Pentium 133MHz處理器，采用0.35工藝技術制造,核心提升到由330萬個晶體管組成。
1995年11月1日，英特爾發布Pentium 150MHz、Pentium 166MHz、Pentium 180MHz、Pentium 200MHz四款處理器，並且采用了0.60微米/0.35兩種工藝技術,核心提升到由550萬個晶體管組成。此時INTEL在以前設計基礎上增加了L2 cache為256K和512K兩種版本。
1996年1月4日，英特爾又發布Pentium 150MHz、Pentium 166MHz兩款處理器，采用了0.35微米工藝技術,不過核心由330萬個晶體管組成。
1996年6月10日，英特爾發布Pentium 200MHz處理器，采用了0.35微米工藝技術，不過核心還是由330萬個晶體管組成。
1996年：Intel Pentium Pro
PentimuPro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Pentium的2倍。PentimuPro的一級(片內)緩存為8KB指令和8KB數據。值得註意的是在PentimuPro的一個封裝中除PentimuPro芯片外還包括有一個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。PentiumPro 200MHz CPU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PentiumPro達到了最高的性能。而PentimuPro最引人註目的地方是它具有一項稱為“動態執行”的創新技術，這是繼Pentium在超標量體系結構上實現實破之後的又一次飛躍。PentimuPro系列的工作頻率是150/166/180/200，一級緩存都是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。
1997年1月：Intel Pentium MMX
Pentium MMX芯片在X86指令集的基礎上加入了57條多媒體指令。這些指令專門用來處理視頻、音頻和圖象數據，使CPU在多媒體操作上具有更強大的處理能力，Pentium MMX還使用了許多新技術。單指令多數據流SIMD技術能夠用一個指令並行處理多個數據，縮短了CPU在處理視頻、音頻、圖形和動畫時用於運算的時間；流水線從5級增加到6級，一級高速緩存擴充為16K，一個用於數據高速緩存，另一個用於指令高速緩存，因而速度大大加快；Pentium MMX還吸收了其他CPU的優秀處理技術，如分支預測技術和返回堆棧技術。
Pentium MMX等於是Pentium的加強版中央處理器芯片(CPU)，除了增加67個MMX(Multi-Media eXtension)指令以及64位數據型態之外之外，也將內建指令及數據暫存(Cache)從之前的8KB增加到16KB，內部工作電壓降到2.8V。而英特爾之後的桌上型中央處理器皆包含了MMX指令。
1997年：Intel Pentium Overdrive
Intel Pentium OverDrive中央處理器芯片(CPU)，又是一項英特爾造福舊計算機使用者的升級選擇。Pentium OverDrive有兩種，一種(不含MMX，5V)是給80486升級用的，另一種(含MMX，3.3V)是給Pentium早期產品(Socket6, 50-66MHz)升級的。他們都有含散熱器及風扇。
1997-1998年：Pentium II
1997年5月7日，英特爾發布Pentium II 233MHz、Pentium II 266MHz、Pentium II 300MHz三款PII處理器，采用了0.35微米工藝技術，核心提升到750萬個晶體管組成。采用SLOT1架構，通過單邊插接卡(SEC)與主板相連，SEC卡盒將CPU內核和二級高速緩存封裝在一起，二級高速緩存的工作速度是處理器內核工作速度的一半；處理器采用了與Pentium PRO相同的動態執行技術，可以加速軟件的執行；通過雙重獨立總線與系統總線相連，可進行多重數據交換，提高系統性能；PentiumII也包含MMX指令集。Intel此舉希望用SLOT1構架的專利將AMD等一棍打死，可沒想到Socket 7平臺在以AMD的K6-2為首的處理器的支持下，走入了另一個春天。而從此開始，Intel也開始走上了一條前途不明的道路，開始頻繁的強行制定自己的標準，企圖借此達到迅速擠垮競爭對手的目的，但市場與用戶的需要使得Intel開始不斷的陷入被動和不利的局面。
在這個時期100MHz頻率的SDR內存已經出現在市場上，但是Intel卻驚人地宣布他們將放棄並行內存而主推一種名為Rambus的內存，而一時間眾多大公司如西門子、HP和DELL等都投入了Rambus的門下，不過後來DDR內存的流行也證明了Intel的失敗。
1997年6月2日，英特爾發布MMX指令技術的Pentium II 233MHz處理器，采用了0.35微米工藝技術,核心由450萬個晶體管組成。
1997年8月18日，英特爾發布L2 cache為1M的Pentium II 200MHz處理器，采用了0.35微米工藝技術,核心由550萬個晶體管組成。
1998年1月26日，英特爾發布Pentium II 333MHz處理器，采用了0.35微米工藝技術，核心由750萬個晶體管組成。
1998年4月15日，英特爾發布Pentium II 350MHz、Pentium II 400MHz和第一款Celeron 266MHz處理器，此三款CPU都采用了最新0.25微米工藝技術,核心由750萬個晶體管組成。
1998年8月24日，英特爾發布Pentium II 450MHz處理器，采用了0.25微米工藝技術,核心由750萬個晶體管組成。
CPU發展到這個時期，就不能不說說Intel Pentium II Cerelon處理器。英特爾將Celeron處理器的L2 Cache設定為只有Pentium II的一半(也就是128KB)，這樣既有合理的效能，又有相對低廉的售價(有A字尾的)；這樣的策略一直延續到今天。不過很快有人發現，使用雙Celeron的系統與雙Pentium II的系統差距不大，而價格卻便宜很多，結果造成了Celeron沖擊高階市場的局面。後來英特爾決定取消Celeron處理器的SMP功能，才解決了這個問題。
Pentium II Celeron處理器
Celeron（賽揚）300A，是一個讓多少人聞之動容的產品，又陪伴了多少曾經年少的讀者度過悠長的學生時代。賽揚300A，從某種意義上已經是Intel的第二代賽揚處理器。第一代的賽揚處理器僅僅擁有266MHz、300MHz兩種版本，第一代的Celeron處理器由於不擁有任何的二級緩存，雖然有效的降低了成本，但是性能也無法讓人滿意。為了彌補性能上的不足，Intel終於首次推出帶有二級緩存的賽揚處理器——采用Mendocino核心的Celeron300A、333、366。經典，從此誕生。
1999年：Intel Pentium III
1999年2月26日，英特爾發布Pentium III 450MHz、Pentium III 500MHz處理器，同時采用了0.25微米工藝技術,核心由950萬個晶體管組成，從此Intel開始踏上了PIII旅程。
Pentium III是給桌上型計算機的中央處理器芯片(CPU)，等於是Pentium II的加強版，新增七十條新指令(SIMD，SSE)。Pentium III與Pentium II一樣有Mobile、Xeon以及Cerelon等不同的版本。Celeron系列與Pentium III最大的差距在於二級緩存，100MHz外頻的Tualatin Celeron 1GHz可以輕松地躍上133MHz外頻。更為重要的是，Tualatin Celeron還有很好的向下兼容性，甚至440BX主板在使用轉接卡之後也有望采用該CPU，因此也成為很多升級用戶的首選。
特別指出的是，Pentium III光是桌上型就擁有Katmai Slot 1 、Coppermine Slot 1以及Coppermine Socket 370等三種不同的系列。到後期，英特爾放棄插卡式界面而又回歸到插槽界面(Socket 370)。socket370封裝開始推出的時候，有一部分消費者舍棄了slot1平臺而選擇了新的處理器。新的PGA封裝分為PPGA和FC-PGA兩種，前者較為廉價，因而被賽揚處理器所采用，而更為昂貴的後者則被奔騰III處理器所采用。例外的是：采用Mendocino核心的賽揚處理器同時有這兩種不同封裝的版本。采用PPGA封裝的賽揚處理器可以通過轉接卡在slot1主板上使用，而采用FC-PGA封裝的奔三處理器則無能為力了。
2000年：Intel Pentium IV
Pentium 4處理器集成了4200萬個晶體管，到了改進版的Pentium 4(Northwood)更是集成了5千5百萬個晶體管；並且開始采用0.18微米進行制造，初始速度就達到了1.5GHz。
Pentium 4還提供的SSE2指令集，這套指令集增加144個全新的指令，在128bit壓縮的數據，在SSE時，僅能以4個單精度浮點值的形式來處理，而在SSE2指令集，該資料能采用多種數據結構來處理：
4個單精度浮點數(SSE)對應2個雙精度浮點數(SSE2)，對應16字節數(SSE2)，對應8個字數(word)，對應4個雙字數(SSE2)，對應2個四字數(SSE2)，對應1個128位長的整數(SSE2) 。
2002-2004年：超線程P4處理器
2002年11月14日，英特爾在全新英特爾奔騰4處理器3.06GHz上推出其創新超線程(Hyper-Threading，HT)技術。超線程(HT)技術支持全新級別的高性能臺式機，同時快速運行多個計算應用，或為采用多線程的單獨軟件程序提供更多性能。超線程(HT)技術可將電腦性能提升達25%。除了為臺式機用戶引入超線程(HT)技術外，英特爾在推出英特爾奔騰4處理器3.06GHZ時達到了一個電腦裏程碑。這是第一款商用微處理器，運行速率為每秒30億周期，並且采用當時業界最先進的0.13微米制程制作。
P4處理器3.06GHz
2003年，英特爾發布前端總線為533MHz的Pentium 4 3.06GHz處理器，采用了0.13微米工藝技術,提供512K的二級緩存，核心由5500萬個晶體管組成。
P4處理器至尊版3.20GHz
2004年初發布，該處理器可兼容現有的英特爾865和英特爾875芯片組家族產品以及標準系統內存。2MB三級高速緩存可以預先加載圖形幀緩沖區或視頻幀，以滿足處理器隨後的要求，使在訪問內存和I/O設備時實現更高的吞吐率和更快的幀帶率。最終，這可帶來更逼真的遊戲效果和改進的視頻編輯性能。增強的CPU性能還可支持軟件廠商創建完善的軟件物理引擎，從而帶來栩栩如生的人物動作和人工智能，使電腦控制的人物更加形象、逼真。
半年之後，2004年6月，英特爾發布了P4 3.4GHz處理器，該處理器支持超線程(HT)技術，采用0.13微米制程，具備512KB二級高速緩存、2MB三級高速緩存和800MHz系統前端總線速度。
Northwood是第二代產品，采用0.13微米制程，具有電壓低、體積小、溫度低的優點。接著就是Prescott(0.09微米)，雖然這技術很新，不過由於效能提升並不明顯，而且有過熱的問題。後來英特爾又推出Hyper Threading技術，大大增加工作效率，讓P4又成為市場寵兒。英特爾之後又推出Extreme Edition、含有Prestonia(原本給服務器用的Xeon核心)以及Gallatin(0.13微米Northwood外頻提升改良版)核心的CPU。現在市場上的高階Pentium 4則是Socket LGA 775的Prescott為主。
2005-2006年：雙核處理器
2005年4月，英特爾的第一款雙核處理器平臺包括采用英特爾955X高速芯片組、主頻為3.2GHz的英特爾奔騰處理器至尊版840，此款產品的問世標誌著一個新時代來臨了。雙核和多核處理器設計用於在一枚處理器中集成兩個或多個完整執行內核，以支持同時管理多項活動。英特爾超線程(HT)技術能夠使一個執行內核發揮兩枚邏輯處理器的作用，因此與該技術結合使用時，英特爾奔騰處理器至尊版840能夠充分利用以前可能被閑置的資源，同時處理四個軟件線程。
英特爾奔騰D處理器
5月，帶有兩個處理內核的英特爾奔騰D處理器隨英特爾945高速芯片組家族一同推出，可帶來某些消費電子產品的特性，例如：環繞立體聲音頻、高清晰度視頻和增強圖形功能。2006年1月，英特爾發布了Pentium D 9xx系列處理器，包括了支持VT虛擬化技術的Pentium D 960(3.60GHz)、950(3.40GHz)和不支持VT的Pentium D 945(3.4 GHz)、925(3GHz)(註：925不支持VT虛擬化技術)和915(2.80GHz)。
英特爾酷睿2雙核處理器
2006年7月，英特爾公司面向家用和商用個人電腦與筆記本電腦，發布了十款全新英特爾酷睿2雙核處理器和英特爾酷睿至尊處理器。英特爾酷睿2雙核處理器家族包括五款專門針對企業、家庭、工作站和玩家(如高端遊戲玩家)而定制的臺式機處理器，以及五款專門針對移動生活而定制的處理器。英特爾酷睿2雙核處理器設計用於提供出色的能效表現，並更快速地運行多種復雜應用，支持用戶改進各種任務的處理，例如：更流暢地觀看和播放高清晰度視頻；在電子商務交易過程中更好地保護電腦及其資產；以及提供更耐久的電池使用時間和更加纖巧時尚的筆記本電腦外形。
全新處理器可實現高達40%的性能提升，其能效比最出色的英特爾奔騰處理器高出40%。英特爾酷睿2雙核處理器包含2.91億個晶體管。不過，Pentium D談不上是一套完美的雙核架構，Intel只是將兩個完全獨立的CPU核心做在同一枚芯片上，通過同一條前端總線與芯片組相連。兩個核心缺乏必要的協同和資源共享能力，而且還必須頻繁地對二級緩存作同步化刷新動作，以避免兩個核心的工作步調出問題。從這個意義上說，Pentium D帶來的進步並沒有人們預想得那麽大！
2011年：重新確定處理器產品架構
2011年3月，使用32nm工藝全新桌面級和移動端處理器采用了i3、i5和i7的產品分級架構。其中i3主攻低端市場，采用雙核處理器架構，約2MB二級緩存；i5處理器主攻主流市場，采用四核處理器架構，4MB二級緩存；i7主攻高端市場，采用四核八線程或六核十二線程架構，二級緩存不少於8MB。
2012年：發布22納米工藝和第三代處理器
使用22nm工藝的處理器熱功耗普遍小於77W，使得處理器的散熱需求大幅下降，提升了大規模數據運算的可靠性，並降低了散熱功耗。
2014年：首發桌面級8核心16線程處理器
2014年9月上市的i7-5960X處理器是第一款基於22nm工藝的八核心桌面級處理器，擁有高達20MB的三級緩存，主頻達到3.5GHz，熱功耗140W。此處理器的處理能力可謂超群，浮點數計算能力是普通辦公電腦的10倍以上。隨著這一“怪獸”處理器的問世，Intel公司在處理器領域與AMD的差距越拉越大，已經完全形成了一家獨大的局面。
參考資料：
Intel CPU發展簡史
百度百科資料
Intel CPU 發展簡史