【文章內容簡介】 er set (1987) . . o Part IV:Siemens 80C166, Embedded loadstore with register windows. . . o Part V: MIPS R20xx, the other approach. (June 1986) . . . . . . . . . . . o Part VI: HewlettPackard PARISC, a conservative RISC (Oct 1986) . . . . . . o Part VII: Motorola 88000, Late but elegant (mid 1988) . . . . o Part VIII: Fairchild/Intergraph Clipper, An alsoran (1986) . . o Part IX: Acorn ARM, RISC for the masses (1986) . . . . o Part X: TMS320C30, a popular DSP architecture (1988) . . . . o Part XI: Motorola DSP96002, an elegant DSP architecture . . . . . . . . . . o Part XII: Hitachi SuperH series, Embedded, small, economical (1992) . . . . . . . o Part XIII: Motorola MCore, RISC brother to ColdFire (Early 1998) . o Part XIV: TI MSP430 series, PDP11 rediscovered (late 1998?) . ? Section Five: Born Beyond Scalar o Part I: Intel 960, Intel quietly gets it right (1987 or 1988?) . . . . o Part II: Apollo PRISM Superworkstation (1988) . . o Part III: Intel 860, Cray on a Chip (late 1988?) . . . o Part IV: IBM RS/6000 POWER chips (1990) . . . . o Part V: DEC Alpha, Designed for the future (1992) . . . ? Section Six: Beyond RISC Search for a New Paradigm o Part I: Philips Trimedia A Media processor (1996) . o Part II: TMS320C6x: Variable length instruction groups (late 1997) . . . . o Part III: Intel/HP IA64 Height of speculation (late 1999) . . . . o Part IV: Sun MAJC Levels of parallelism (late 1999) . o Part V: Transmeta Crusoe Leaving hardware (January 20xx) . o Part VI: Eleven Engineering XInC Realtime multithreading (August 20xx) . . ? Section Seven: Weird and Innovative Chips o Part I: Intel 432, Extraordinary plexity (1980) . . o Part II: Rekursiv, an object oriented processor . o Part III: MISC M17: Casting Forth in Silicon[1] (pre 1988?) . . o Part IV: ATamp。T CRISP/Hobbit, CISC amongst the RISC (1987) . . . . o Part V: T9000, parallel puting (1994) . . . . . . o Part VI: Patriot Scientific ShBoom: from Forth to Java (April 1996) . . o Part VII: Sun picoJava not another languagespecific processor! (October 1997) . . o Part VIII: Imsys Cjip embedded WISC (Writable Instruction Set Computer) (Mid 20xx) . ? Appendices o Appendix A: RISC and CISC Definitions ? IBM System 360/370/390: The Mainframe(1964) . . . . ? VAX: The Penultimate CISC (1978) . ? RISC Roots: CDC 6600 (1965) . . ? RISC Formalised: IBM 801 . . . ? RISC Refined: Berkeley RISC, Stanford MIPS . . o Appendix B: Virtual Machine Architectures ? Forth: Stack oriented period . ? UCSD pSystem: Portable Pascal . . . . ? Java: Once was Oak . . . . o Appendix C: CPU Features o Appendix D: Graphics matrix operations o Appendix E: Announcements from IEEE Computer o Appendix F: Memory Types CPU 歷史之旅 回望過去的腳步 上海交通大學自動化系 孫老師 任何東西從發(fā)展到壯大都會經歷一個過程， CPU 能夠發(fā)展到今天這個規(guī)模和成就，其中的發(fā)展史更是耐人尋味。作為電腦之 芯 的全攻略，我們也向大家簡單介紹一下： 如果要刨根問底的，那么 CPU 的溯源可以一直去到 1971 年。 1971 年，當時還處在發(fā)展階段的 INTEL 公司推出了世界上第一臺微處理器 4004。這不但是第一個用于計算器的 4 位微處理器，也是第一款個人有能力買得起的電腦處理器??！ 4004 含有 2300個晶體管，功能相當有限，而且速度還很慢，被當時的藍色巨 人 IBM 以及大部分商業(yè)用戶不屑一顧，但是它畢竟是劃時代的產品，從此以后， INTEL 便與微處理器結下了不解之緣。 可以這么說， CPU 的歷史發(fā)展歷程其實也就是 INTEL 公司 X86 系列 CPU 的發(fā)展歷程，我們就通過它來展開我們的 CPU 歷史之旅 。 1978 年， Intel 公司再次領導潮流，首次生產出 16 位的微處理器，并命名為 i8086，同時還生產出與之相配合的數學協處理器 i8087，這兩種芯片使用相互兼容的指令集，但在 i8087 指令集中增加了一些專門用于對數、指數和三角函數等數學計算指令。由于這些指令集應用于 i8086和 i8087，所以人們也這些指令集統(tǒng)一稱之為 X86 指令集。雖然以后 Intel 又陸續(xù)生產出第二代、第三代等更先進和更快的新型 CPU，但都仍然兼容原來的 X86 指令，而且 Intel 在后續(xù) CPU 的命名上沿用了原先的 X86 序列，直到后來因商標注冊問題，才放棄了繼續(xù)用阿拉伯數字命名。至于在后來發(fā)展壯大的其他公司，例如 AMD 和 Cyrix 等，在 486 以前（包括 486）的 CPU 都是按 Intel 的命名方式為自己的 X86 系列 CPU 命名，但到了 586 時代，市場競爭越來越厲害了，由于商標注冊問題，它們已經無法繼續(xù)使用與 Intel 的 X86 系列相同或相似的命名，只好另外為自己的 58 686 兼容 CPU 命名了。 1979 年， INTEL 公司推出了 8088芯片，它仍舊是屬于 16 位微處理器，內含 29000 個晶體管，時鐘頻率為 ，地址總線為 20位，可使用 1MB 內存。 8088 內部數據總線都是 16 位，外部數據總線是 8 位，而它的兄弟 8086 是 16 位。 1981 年 8088 芯片首次用于 IBM PC 機中，開創(chuàng)了全新的微機時代。也正是從 8088 開始， PC機（個人電腦）的概念開始在全世界范圍內發(fā)展起來。 1982 年， INTE 已經推出了劃時代的最 新產品棗 80286 芯片，該芯片比 8006 和 8088 都有了飛躍的發(fā)展，雖然它仍舊是 16 位結構，但是在 CPU 的內部含有 萬個晶體管，時鐘頻率由最初的 6MHz 逐步提高到 20MHz。其內部和外部數據總線皆為 16 位，地址總線 24 位，可尋址16MB 內存。 從 80286 開始， CPU 的工作方式也演變出兩種來：實模式和保護模式 。 1985 年 INTEL 推出 了 80386 芯片，它是 80X86 系列中的第一種 32 位微處理器 ，而且制造工藝也有了很大的進步，與 80286 相比， 80386 內部內含 萬個晶體管，時鐘頻率為 ，后提高到 20MHz， 25MHz， 33MHz。 80386 的內部和外部數據總線都是 32位，地址總線也是 32 位，可尋址高達 4GB 內存。它除具有實模式和保護模式外，還增加了一種叫虛擬 86的工作方式，可以通過同時模擬多個 8086 處理器來提供多任務能力 。 除了標準的 80386 芯片，也就是我們以前經常說的 80386DX 外，出于不同的市場和應用考慮， INTEL 又陸續(xù)推出了一些其它類型的 80386 芯片： 80386SX、 80386SL、 80386DL 等。 1988 年推出的 80386SX 是市場定位在 80286 和 80386DX 之間的一種芯片，其與 80386DX的不同在于外部數據總線和地址總線皆與 80286 相同，分別是 16 位和 24位 (即尋址能力為16MB)。 1990 年推出的 80386 SL 和 80386 DL 都是低功耗、節(jié)能型芯片，主要用于便攜機和節(jié)能型臺式機。 80386 SL 與 80386 DL 的不同在于前者是基于 80386SX 的，后者是基于80386DX 的，但兩者皆增加了一種新的工作方式：系統(tǒng)管理方式 (SMM)。當進入系統(tǒng)管理方式后， CPU 就自動降低運行速度、控制顯示屏和硬盤等其它部件暫停工作，甚至停止運行，進入 休眠 狀態(tài)，以達 到節(jié)能目的。 1989 年，我們大家耳熟能詳的 80486 芯片由 INTEL 推出，這種芯片的偉大之處就在于它實破了 100 萬個晶體管的界限，集成了 120 萬個晶體管。 80486 的時鐘頻率從 25MHz 逐步提高到33MHz、 50MHz。 80486 是將 80386 和數學協處理器 80387 以及一個 8KB 的高速緩存集成在一個芯片內，并且在 80X86 系列中首次采用了 RISC（精簡指令集）技術，可以在一個時鐘周期內執(zhí)行一條指令。它還采用了突發(fā)總線方式，大大提高了與內存的數據交換速度。 由于這些改進， 80486 的性能比帶有 80387 數學 協處理器的 80386DX 提高了 4 倍。 80486 和 80386一樣，也陸續(xù)出現了幾種類型。上面介紹的最初類型是 80486DX。 1990 年推出了 80486SX，它是 486 類型中的一種低價格機型，其與 80486DX 的區(qū)別在于它沒有數學協處理器。 80486 DX2 由系用了時鐘倍頻技術，也就是說芯片內部的運行速度是外部總線運行速度的兩倍，即芯片內部以 2 倍于系統(tǒng)時鐘的速度運行，但仍以原有時鐘速度與外界通訊。 80486 DX2 的內部時鐘頻率主要有 40MHz、 50MHz、 66MHz 等。 80486 DX4 也是采用了時鐘倍頻技 術的芯片，它允許其內部單元以 2 倍或 3 倍于外部總線的速度運行。為了支持這種提高了的內部工作頻率，它的片內高速緩存擴大到 16KB。 80486 DX4 的時鐘頻率為 100MHz，其運行速度比 66MHz 的 80486 DX2 快 40%。 80486 也有 SL 增強類型，其具有系統(tǒng)管理方式，用于便攜機或節(jié)能型臺式機。 看完這里，相信大家會對 CPU 的發(fā)展歷程有一個初步的認識，至于這段時其他公司：譬如 AMD， CYRIX 等等推出的 CPU，由于名字和 INTEL 的都是一個樣，也就不再重復敘述了。 今日 CPU 的發(fā)展狀況從 Pentium（奔騰 ），俗稱的 586 開始，一直說到才數天前發(fā)布的最新K7 吧。這段時間簡直就是 CPU發(fā)展的戰(zhàn)國時期，市場上面群雄奮起，風云突變，競爭異常的激烈，新技術出現的速度相當快，我們通過介紹 INTEL 產品，讓朋友了解多一些，也可以從中得到一點啟示。 INTEL：