2011/10/15

Intel 80286 80386 80486 Pentium 1 2 3 4 P6 core i發展史

80286處理器整合了大約13萬個電晶體,最大主頻為20MHz,採用16位元資料匯流排和24位元位址匯流排


80386處理器首次在x86處理器中實作了32位元系統。可配合使用80387數位輔助處理器增強浮點運算能力。首次採用外置快取解決內部記憶體速度瓶頸問題。


486家族的指令集與80386非常相似,只有增加少量的指令。


不過從硬體的觀點來看,486的結構有很大的突破。它有CPU內建資料快取晶片,DX還有一個浮點運算處理器和多重管線。在最佳的條件下,486的核心可以提供一個時間週期內處理一個指令。這會提供大約二倍同時脈的80386的效能。
Intel 80486DX2 - 以2倍倍頻來執行的處理器。
i486的時脈有16、20、25、33、40、50、66、75、100MHz。時脈範圍相當大。
486的製造商有IntelIBM德州儀器AMDCyrix聯華電子等。

因為不能註冊數字做為註冊商標586被英特爾取名為Pentium,一直成為Intel CPU的代名詞。原生的CISC超純量架構是Intel P5架構

  • 超純量(Superscalar)架構 -指CPU架構是使用一顆核心來做指令集並行並行運算。 Pentium擁有兩個管線,可以達到在一個時鐘週期內完成一個以上的指令。
  • 64位元資料路徑 - 這使得每一次從記憶體提取指令的資訊數量變成兩倍。這並不表示Pentium可以執行所謂的64位元應用程式;暫存器仍然是32位元寬度。所以當時Intel號稱Pentium是64元CPU顯然是世紀大笑話。
  • 後期的MMX指令。

P6 微架構Intel1995年推出的第六代 x86 架構微處理器。雖然短暫有人為686了。但後來以經沒有甚麼人再這樣稱呼了。第一個實作量產的CPU叫做Pentium Pro,在資訊電子業,先行試作的品質往往另人堪慮的,比如說60Mhz與66Mhz的Pentium、這個Pentium Pro乃至於Windows Vista。

不過P6微架構目前仍使用於現在Intel量產的CPU,並統一了桌面與行動的CPU產線。Pentium Pro的改進如下:
  • 兩個8KB的L1 Cache
  • 預測執行與亂序執行,可以降低管線延遲,而能夠使intel後來的 CPU 擁有不錯的性能。
  • 超級管線,增加到管線長度。
  • 與處理器核心同速的內建 L2 快取,就是把主機板上的L2 cache放到cpu中。
  • 達 36 位元寬的實體記憶體匯流排,能夠支援大於 4 GB 的主記憶體。
  • 暫存器更名

Pentium III又是一個行銷名詞,Pentium ProPentium II、Pentium III、Pentium M英特爾的P6架構之微處理器。剛推出的Pentium III版本與早期的Pentium II非常相似,主要加入SSE指令集,時脈上的提升就不用提了。很少看到1G以上的Pentium III,因為整合到內部的Cache無法在1GHz以上的速度運作。Intel花費了至少6個月來解決。而且不要小看後期Server版本的Pentium III,在大多數軟體中都可以超過主頻高得多的Willamette核心Pentium 4,NetBurst的覆亡由此已經可以看出端倪

Pentium 4Intel生產的第7代x86微處理器新的架構稱做NetBurst與P6架構有著截然不同的設計與下場。NetBurst這個Intel公開承認失敗的作品就不講了,還短暫讓AMD FX站上處理器效能王座。

Intel於2006年宣佈,Intel Core微架構(Intel Core Microarchitecture)取代舊有的NetBurstPentium M架構。
Intel Core微架構類似Pentium M的設計。它有14級流水線(Pipeline)跟Pentium Pro一樣,相比NetBurst架構Prescott的31級,足足少了17級。本架構亦是一個雙核心的設計,兩個核心的L1快取互相連接,分享的L2快取。使用以上設計的確有效達到較低功耗。

回顧CPU的發展史,可以了解到,往後x86 CPU的設計將越來越困難了。至於ARM呢?



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