【正文】 人們開始懷疑計算機能否繼續(xù)縮小，特別是發(fā)熱量問題能否解決。這是一個非常強大的語言，特別受人喜愛。 1973 年 :街機游戲 Pong 發(fā)布，得到廣泛歡迎。隨著超大規(guī)模集成電路和微處理器技術的進步，計算機進入尋常百姓家的技術障礙逐漸被突破。在此時 段，互聯(lián)網技術和多媒體技術也得到了空前的應用與發(fā)展，計算機真正開始改變我們的生活。 3 年后就收入 50 萬美元，員工增加到 15 人。 1978 年 6 月 8 日 :Intel 發(fā)布其 16 位微處理器 8086 。 1979 年 :IBM 公司眼看個人計算機市場被蘋果等電腦公司占有，決定開發(fā)自己的個人計算機 。結果研究成果為蘋果所借鑒，而蘋果電腦公司后來又指控微軟剽竊了他們的設計，開發(fā)了 Windows 系列軟件。 Microsoft 與 IBM 的合作一直到 1991 年的 DOS 為止。 1982 年 2 月 :80286 發(fā)布，時鐘頻率提高到 20MHz 、增加了保護模式、可訪問 16MB 內存、支持 1GB 以上的虛擬內存、每秒執(zhí)行 270 萬條指令、集成了 萬個晶體管。 1984 年 :DNS(Domain Name Server)域名服務器發(fā)布，互聯(lián)網上有 1000 多臺主機運行。時鐘頻率達到 33MHz 、可尋址 1GB 內存 、每秒可執(zhí)行 600 萬條指令、集成了 275000 個晶體管。這是第一個支持 3.5 英寸磁盤的系統(tǒng)，但只支持到 720KB， 版才支持 。通過超文本鏈接，新手也可以輕松上網瀏覽。該處理器集成了 120 萬個晶體管，其后繼型號的時鐘頻率達到 100MHz 。該標準要求 處理器至少為 80286/12MHz(后來增加到 80386SX/16MHz)及一個光驅，至少 150KB/sec 的傳輸率。該版本突破了 640KB 的基本內存限制。 1993 年 :Inter 開始商業(yè)化運行。 1994 年 3 月 7 日 :Intel 發(fā)布 90 ～ 100MHz Pentium 處理器。 1995 年 3 月 27 日 :Intel 發(fā)布 120MHz 的 Pentium 處理器。 Windows 95 取得了巨大成功。這是第一個支持 javascript 的瀏覽器。 1997 年 1 月 8 日 :Intel 發(fā)布 Pentium MMX CPU，處理器的游戲和多媒體功能得到增強。 1998 年 2 月 :Intel 發(fā)布 333MHz Pentium Ⅱ 處理器，采用 μm 工藝制造，在速度提升的同時減少了發(fā)熱量。 1999 年 7 月 :Pentium Ⅲ 發(fā)布，最初時鐘頻率在 450MHz 以上，總線速度在 100MHz 以上，采用 工藝制造，支持 SSE 多媒體指令集，集成有 512KB 以上的二級緩存。新款 Celeron 與老 C eleron 處理器最顯著的區(qū)別就在于采用了與新 P Ⅲ 處理器相同的 Coppermine 核心及同樣的 FCPGA 封裝方式，同時支持 SSE 多媒體擴展指令集。 2020 年 5 月 14 日， AMD 發(fā)布用于筆記本電腦的 Athlon 4 處理器。支持 133MHz 前端總線頻率和 3DNow！、 MMX 多媒體指令集。每千片的批發(fā)價為 562 美元。 Duron 處理器采用了 ThunderBird(雷鳥 )處理器的核心， μm 鋁工藝制造，集成有全速的 1 2 8 KB 一級緩存，采 用 Socket A 架構并支持 200MHz 的前端總線頻率，具有增強 了的 3DNow!多媒體技術。目前 已經發(fā)布了 6 0 0 M Hz 、 6 5 0 M Hz 、7 0 0 M Hz 和 8 0 0 M Hz 等幾種 型號，稍后還會有更高主頻的型號上市。不同的是，Duron 處理器的 L2 Cache 為 64KB，而 Celeron Ⅱ 則為 128KB 。從這一點上分析，盡管 Duron 只有 64KB 的全速二級緩存，但其性能表現(xiàn)已超過具備 1 2 8 KB 全速二級緩存的 C e l e r o n Ⅱ 。 基于外置緩存的 Thunderbird 處理器則恰好與內置緩存運作相反，其在工作時不是將 L1 Cache 中 的數(shù)據(jù)復制到 L2 Cache 中， L2 Cache 中只是包含了將要寫回內存子系統(tǒng)的備份緩存模塊。顯而易見，擁有 16 通道相對 L2 Cache 的 Thunderbird 處理器比只帶有 8 通道相對 L2 Cache 的 P Ⅲ Coppermine 處理器有著更高的數(shù)據(jù)命中率。芯片組采用A M D 7 60 、 A M D 7 6 0 MP 、 V I A K X 2 66 和 V I A K T 1 33 。起始時鐘頻率 900MHz。這種轉換將有助于降低電力消耗和增加核心的時鐘速度。據(jù)我們所知， A MD 預計在年底開始限量供貨，到 2 0 02 年上半年全線生產 Thoroughbred 。 A MD 處理器未來的規(guī)劃中還包括了一個新的面向高性能市場的速龍核心，代號 “B a r t on ”。從 AMD 已經公布的資料分析， K8 處理器將不再采用全新的 64 位設計，而是重新回到 x8664 的軌道上來 (即 增強型的 x 8 6 3 2)，以便與現(xiàn)有的 32 位和 16 位程序兼容。它能提供高達6 .4 G B /s 的數(shù)據(jù)傳輸率，并且兼容當今的外圍設備和輸入 /輸出 裝置。 三、其他廠商的新款 C P U 1 .V IA 的 C y r i x Ⅲ 處理器 C y r ix 曾經是一家相當有實力的處理 器設計公司。而 586 時代的另一個 C PU 廠商 I DT 也因為經營困難而 被 V IA 收購。與前一款 產品不同 的是，新款 Cyrix Ⅲ 的芯片面積大幅度 縮小，內核電壓也降為 1 .8V，一級緩存為 128KB，但沒有二級緩存。其次，C y r i x Ⅲ 與 Celeron Ⅱ 處 理器一樣采用了 Socket 370 接口，可 以兼 容C e l e r o n Ⅱ 處理器所使用的芯片組。該處理器采用 微米工藝制造，核 心面積只有 5 2 mm 2 ，內部集成了 1 2 8 KB 全速一級緩存， 6 4 KB 二級緩存。 3 .C r u s oe 2 0 00 年 1 月 16 日，一家在業(yè)界很不出名的公司 T r a n s m e ta 突然宣布了他們自行研發(fā)的處理器 Crusoe 。與主流的 x86 處理器完全使 用硬件設計不同， Crusoe 處理器的解決方案采用軟硬兼施辦法，即硬件引擎核心和軟件核心的合成結 構。 而 Crusoe 處理器的軟件核心則是包圍的軟件層構造，以此使得 Crusoe 能與x 86 硬件結構的處理 器運行指令相同。硬件是組成計算機系統(tǒng)的物理實體，是看得見摸得著的部分。軟件則是依賴于硬件執(zhí)行的程序或程序的集合。一臺計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出設備 5 大部分組成。 Von Neumann 體系結構存在的一個突出問題就是，外部數(shù)據(jù)存取速度和 CPU 運算速度不平衡，不過可以通過在一個系統(tǒng)中使用多個 CPU 或采用多進程技術等方法來解決。最新的 CPU 除包括這些基本功能外，還集成了高速 Cache(緩存 )等部件。一個寄存器的內容可能表示 數(shù)據(jù)或主存儲器中數(shù)據(jù)或下一條指令的地址。具體產品如鍵盤、鼠標和掃描儀等?？偩€就像一條公共通路，將所有的設備連接起來，達到相互通信的目的。一個典型的操作集包 括與內部數(shù)據(jù)類型相關的基本算術指令 (即實數(shù)和整數(shù)加法、減法、乘法和除法等 )、測試數(shù)據(jù)項性質 (如是否為零，是正數(shù)或負數(shù)等 )的指令 、對數(shù)據(jù)項的某一部分進行存取和修改 (如在一個字中存取一個字符 ，在一條指令中存取操作數(shù)的地址等 )的指令、控制輸入 /輸出設備的指令及順序控制指令 (如無條件跳轉等 )。而對于每次循環(huán) ，解釋器都會從程序地址寄存器取得下一條指令的地址 (并增量寄存器的值為下一條指令的地址 )，從存儲器取得指定的指令 ，對指令進行解碼，分解為操作碼和一組操作數(shù)并取得操作數(shù) (如果必要的話 )，使用操作數(shù)作為參數(shù)調用指定的操作。一般操作數(shù)可以被存放 在主存儲器或寄存器中。一般的方式是，對每個存儲器地址用一個整數(shù)標記，同時提供一個機制對于給定的地址存取該地址的內容 (或將一個新值存入給定的地址 )。為了對速度進行平 衡，需要采用不同的存取管理機制。為了允許多個程序在同一時刻能共存于內存中，可直接在硬件中使用頁或動態(tài)程序分配機制。緩存是位于主存和中央處理器間的一個較小的高速數(shù)據(jù)存儲器，大小一般為 1 ～ 256KB，包含中央處理器最近使用的數(shù)據(jù)和指令 ，當然也包括了將來最有可能被使用到的程序代碼或數(shù)據(jù)。 十、操作環(huán)境 計算機的操作環(huán)境包括外圍存儲器和輸入 /輸出設備。本章介紹的只是其中的 “Von Neumann 體系結構 ”，當然還有其他的體系結構。 描述計算機動態(tài)行為的一個簡便方法是使用“計算機狀態(tài)”。程序的執(zhí)行可以看成是由計算機狀態(tài)序列的轉換，如果能預測狀態(tài)的轉換序列，就可以說理解了計算機的動態(tài)行為。 C PU 既然關系著指令的執(zhí)行和數(shù)據(jù)的處理，當然也關系著指令和數(shù)據(jù)處理速度的快慢，因而 C PU 有不同的執(zhí)行功能，不同的處理速度。平時我們所說的 386 、 486 和 Pentium 電腦等，其判斷的標準就是機器所用的主板和 CPU 。 插槽 :CPU 插槽主要分 Socket 和 Slot 兩種。 Slot 插槽包括 Intel Pentium Ⅱ 和 Pentium Ⅲ 專用的 Slot 1 插槽和 AMD Athlon 使 用的 Slot A 插槽。南橋 (South Bridge)與北橋共同組成了芯片組，主要連接 ISA 設備和 I/O 設備。 目前常見的芯片組有供 Intel Pentium Ⅱ /Ⅲ 、 Celeron 使用的 VIA 693A 、 VIA 694X 、 Intel 440BX 、 Intel i810 、 Intel i815/i815E。 :在電源接口和 CPU 插槽的周圍有一些整齊排列的大電容和大功率的穩(wěn)壓管，再加上濾波線圈和穩(wěn)壓控制集成電路，共同組成了主板的電源部分。AGP 1x 能提供 266MB/s 的帶寬，而 AGP 2x 可達到 533MB/s 的帶寬，最新的 AGP 4x 高達 1066MB/s 。99 規(guī)范中將此插槽徹底取消。 :按所接內存條劃分，內存插槽包括 EDO 、 SDRAM 、 RDRAM 和DDR 等。 和軟驅接口 :IDE 接口用來連接硬盤和光驅，軟驅接口則用來連接軟盤驅動器。了解了這樣一種工作原理， 性能指標對 C PU 的影響自然也就顯而易見了。外頻是系統(tǒng)總線的工作頻率。 CPU 處理的數(shù)據(jù)都是由主存儲器提供的，而主 存儲器也就是我們平常所說的內存了。 三、擴展總線速 度 擴展總線速度的英文全稱是 E x p a n s i o n B u s S p e ed 。早期CPU(286 ～ 486 時代 )的 工作電壓一般為 5V，那是因為當時的制造工藝 相對落后，以至于 C PU 的發(fā)熱量太大，弄得壽命減短。 六、數(shù)據(jù)總線寬度 數(shù)據(jù)總線負責整個系 統(tǒng)的數(shù)據(jù)流量的大小，而數(shù)據(jù)總線寬度則決定了CPU 與二級高速緩存、內存 以及輸入 /輸出設備之間一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒘俊＿@在 486 或者以前的 CPU 上是很難想象的，只有 P e n t i um 級以上 C PU 才具有這種超標量結構。內置的 L1 高速緩存的容量和結構對 C PU 的性能影響較大，容量越大，性 能也相對會提高不少，這也正是一些公司力爭加大 L1 高速緩存容量的原因。 十一、動態(tài)處理 動態(tài)處理是應用在高能奔騰處理器中的新技術，創(chuàng)造性地把 3 項專為提高處理器對數(shù)據(jù)的操作效 率而設計的技術融合在一起。它預測下一條指令在內存中位置的精確度可以達到驚人的 9 0%以上。處理器讀取經過解碼的軟件指令，判 斷該指令能否處理或是否需與其他指令一道處理。這樣可使 P e n t i u m Ⅱ 處理器超級處理能力得到充分的發(fā) 揮， 從而提升軟件性能。 一、 M MX 指令集 MMX(Multi Media eXtension， 多媒體擴展指令集 )指令集是 Intel 公司于1 9 96 年推出的一項多 媒體指令增強技術。 二、 S SE 指令集 SSE(Streaming SIMD Extensions，單指令多數(shù)據(jù)流擴展 )指令集是 Intel 在Pentium Ⅲ 處理器中率 先推出的。 S SE 指令集包括了 70 條指令， 其中包含提高 3D 圖形運算效率的 50 條 SIMD(單指令多數(shù)據(jù)技術 )浮點運算指令、 12 條 MMX 整數(shù)運算增強指令、 8 條優(yōu)化內存中連續(xù)數(shù)據(jù)塊傳輸指令。 三、 3D Now !指令集 由 AMD 公司提出的 3DNow!指令集應該說出現(xiàn)在 SSE 指令集之前，并被AMD 廣泛應用于其 K62 、 K6 3 以及 A t h l o n (K 7)處理器上。早期的 C PU 處理器采用的大 多是 微米制造工藝。晶體管越做越小，能耗自然也就隨之降低， C PU 也可以更省