¿Qué es una CPU? ¿Dónde está? ¿Para qué se utiliza?
CPU es la abreviatura de unidad central de procesamiento (CPU). Es la parte más importante de la computadora y consta de una unidad aritmética y un controlador. Si se comparan las computadoras con las personas, entonces la CPU es el cerebro humano. El desarrollo de la CPU es muy rápido. Se necesitaron menos de veinte años para que las computadoras personales evolucionaran desde la era 8088 (XT) hasta la era Pentium 4.
En términos de tecnología de producción, el 8088 original integraba 29.000 transistores, mientras que el Pentium III integraba más de 28.654,38+ transistores. La velocidad de funcionamiento de la CPU, medida en MIPS (millones de instrucciones por segundo), es de 0,75 MIPS para el 8088, que supera los 1000 MIPS cuando se ejecuta con alta energía. No importa qué tipo de CPU, su estructura interna se puede resumir en tres partes: unidad de control, unidad lógica y unidad de almacenamiento, que se coordinan entre sí para analizar, juzgar y calcular comandos y datos, y controlar el trabajo coordinado de varias partes de la computadora.
Han pasado más de 20 años desde el desarrollo inicial de la CPU. Durante este período, las CPU se pueden dividir en microprocesadores de 4 bits, microprocesadores de 8 bits, microprocesadores de 16 bits, microprocesadores de 32 bits y microprocesadores de 64 bits en construcción. Se puede decir que el desarrollo de las computadoras personales avanza con el desarrollo de las CPU.
Intel 4004
En 1971, Intel lanzó el primer microprocesador del mundo, el 4004, que fue el primer microprocesador de cuatro bits que podía usarse en una microcomputadora. Contenía 2.300 transistores y luego Intel lanzó el 8008. En 1974, el 8008 evolucionó hasta convertirse en el 8080, convirtiéndose en la segunda generación de microprocesadores. El 8080 se utiliza en diversos circuitos y dispositivos de aplicaciones como reemplazo de circuitos lógicos electrónicos.
Todos los microprocesadores de segunda generación utilizan tecnología NMOS e integran alrededor de 9.000 transistores. El tiempo medio de ejecución de instrucciones es de 1 μs ~ 2 μs. Están programados con lenguaje ensamblador, BASIC y Fortran, y utilizan un funcionamiento de un solo usuario. sistema.
Intel 8086
El 8086 de 1978 producido por Intel Corporation fue el primer microprocesador de 16 bits. Este fue el punto de partida de la tercera generación de microprocesadores.
El microprocesador 8086 tiene una velocidad de reloj máxima de 8 MHz, un canal de datos de 16 bits y una capacidad de direccionamiento de memoria de 1 MB. Al mismo tiempo, Intel también produjo un coprocesador matemático, el i8087, que utilizaba un conjunto de instrucciones compatible. Estos conjuntos de instrucciones se denominan colectivamente conjunto de instrucciones x86. Más tarde, Intel produjo sucesivamente la segunda y tercera generación de nuevas CPU que eran más avanzadas y más rápidas, pero que aún eran compatibles con las instrucciones x86 originales. Además, Intel siguió la secuencia x86 original al nombrar las CPU posteriores, hasta que más tarde abandonó los nombres con números arábigos debido a problemas de registro de marcas.
En 1979, Intel desarrolló el 8088. Tanto el 8086 como el 8088 utilizan transmisión de datos de 16 bits dentro del chip, por lo que ambos se denominan microprocesadores de 16 bits. El 8088 opera a 6,66MHz, 7,16MHz u 8MHz e integra aproximadamente 29.000 transistores.
Poco después de que salieran el 8086 y el 8088, Intel comenzó a mejorarlos. Integraron más funciones en el chip, dando origen así al 80186 y al 80188.
En 1981, la empresa estadounidense IBM utilizó el chip 8088 en su PC, creando así una nueva era de los microordenadores. También fue a partir del año 8088 que el concepto de computadoras personales (PC) comenzó a desarrollarse en todo el mundo. Desde que se utilizó 8088 en IBM PC, las computadoras personales realmente han entrado en el trabajo y la vida de las personas, lo que también marcó el comienzo de una nueva era.
Intel 80286
En 1982, Intel desarrolló el microprocesador 80286 basado en el 8086, integrando aproximadamente 130.000 transistores. La frecuencia máxima del microprocesador es de 20MHz. El 80286 supuso una mejora significativa con respecto a su predecesor en las siguientes cuatro áreas: admitir mayor memoria; poder emular espacio de memoria; poder ejecutar múltiples tareas simultáneamente y aumentar la velocidad de procesamiento;
La era 8086 ~ 80286 es la era en la que comenzaron las computadoras personales. En ese momento, pocas personas en China usaban o incluso veían PC, y era algo muy misterioso en la mente de la gente.
No fue hasta principios de la década de 1990 que las computadoras se hicieron populares en China.
Intel 80386
En la primavera de 1985, Intel se había convertido en una empresa de chips de primera clase. El 17 de junio, se lanzó oficialmente el producto histórico de Intel, 80386DX. Contenía 275.000 transistores y tenía una frecuencia de reloj de 12,5 MHz, que aumentaba gradualmente a 20 MHz, 25 MHz y 25 MHz.
Los buses de datos internos y externos del 80386DX son de 32 bits, y el bus de direcciones también es de 32 bits. El producto más clásico del 80386 es el 80386 DX-33 MHz, que es como lo llamamos habitualmente. Debido a la poderosa potencia informática de los microprocesadores de 32 bits, las aplicaciones de las PC se han expandido a muchos campos, como la oficina de negocios y la informática, el diseño de ingeniería y la informática, los centros de datos y el entretenimiento personal. El 80386 convirtió las CPU de 32 bits en el estándar de la industria de las PC.
Intel 80386SX
En 1989, Intel lanzó el chip microprocesador de casi 32 bits 80386SX. Se trata de una CPU barata y popular lanzada por Intel para ampliar su cuota de mercado. Después del lanzamiento de 80386SX, ha sido ampliamente recibido por el mercado porque el rendimiento de 80386SX es mucho mejor que el de 80286 y el precio es solo un tercio del 80386.
Intel 80486
En 1989, Intel lanzó el chip 80486 que todos conocemos. Lo bueno de este chip, que tardó cuatro años en desarrollarse y en el que se invirtieron 300 millones de dólares, es que realmente rompe por primera vez el límite de 654,38+0 millones de transistores, integra 654,38+02 millones de transistores y utiliza 654,38+0. proceso de fabricación de micras. La frecuencia de reloj de 80486 aumentó gradualmente de 25MHz a 33MHz, 40MHz y 50MHz. El 80486 funciona 4 veces mejor que el 80386 DX con el coprocesador matemático 80387.
Intel Pentium
En 1993 sale la CPU 586 de nueva generación, superando al 486 en todos los aspectos. Para eliminar la confusión de nombres de microprocesadores en la era 486, Intel nombró a su producto de nueva generación Pentium para distinguir los productos AMD y Cyrix. AMD y Cyrix también lanzaron microprocesadores K5 y 6x86 respectivamente para hacer frente a los gigantes de los chips, pero debido al mejor rendimiento de los microprocesadores Pentium, Intel ocupó gradualmente la mayor parte del mercado.
Las principales CPU de Pentium son Pentium 60 y Pentium 66. Los primeros Pentium de 75 MHz a 120 MHz utilizaban un proceso de fabricación de 0,5 micrones, y los Pentium posteriores por encima de 120 MHz utilizaban un proceso de fabricación de 0,35 micrones.
Intel Pentium MMX
El nombre oficial del Pentium MMX es "Pentium con tecnología MMX", que fue lanzado a finales de 1996.
El Pentium multifunción se ha mejorado enormemente sobre la base del Pentium original, añadiendo 57 instrucciones multimedia MMX, lo que hace que el Pentium multifunción sea más rápido que la misma frecuencia incluso cuando se ejecutan programas no optimizados para MMX. Las CPU Pentium son mucho más rápidas. Estas instrucciones 57 MMX están dedicadas al procesamiento de audio, video y otros datos. Pentium tiene 4,5 millones de transistores y consume 17W. Las frecuencias de trabajo admitidas son: 133MHz, 150MHz, 166MHz, 200MHz, 233MHz.
Intel Pentium Pro
El código de arquitectura central de Pentium Pro (Pentium de alta potencia, CPU de clase 686) es P6 (también la arquitectura central utilizada por Pⅱ y Pⅲ en el futuro ). Este es el producto de primera generación. La caché L2 es de 256 KB o 512 KB, con un máximo de 65.438+0 MB. Las frecuencias de trabajo son: 133/66MHz (muestra de ingeniería), 150/60MHz, 166/66MHz, 180/60MHz, 200/66MHz.
Intel Pentium II
El nombre chino del Pentium II es "Pentium II". Utiliza núcleo Klamath y está fabricado con proceso de 0,35 micras. Tiene 7,5 millones de transistores integrados en su interior. El voltaje de funcionamiento del núcleo es de 2,8 V.
El 16 de abril de 1998, se lanzó oficialmente la primera CPU de Intel que admitía una frecuencia externa nominal de 100 MHz.
El microprocesador Pentium II que utiliza el nuevo núcleo se fabrica mediante un proceso de 0,25 micrones. El voltaje de funcionamiento del núcleo se reduce a 2,0 V. El chipset compatible es principalmente el 440BX.
De 1998 a 1999, Intel lanzó el Xeon (microprocesador Xeon), una CPU más potente que el Pentium II II. Los microprocesadores Xeon están dirigidos principalmente a sistemas de servidores y estaciones de trabajo que requieren un mayor rendimiento.
Intel Pentium III
Justo después del Festival de Primavera de 1999, Intel lanzó una nueva generación de microprocesadores: Pentium III con núcleo Katmai. El microprocesador está fabricado mediante un proceso de 0,25 micras, con 9,5 millones de transistores integrados en su interior y una arquitectura de ranura 1. Además, tiene las siguientes características nuevas: la frecuencia del bus del sistema es de 100 MHz, adopta la microarquitectura de núcleo de CPU P6 de sexta generación, optimizada para aplicaciones de 32 bits, y tiene dos buses independientes. La caché de primer nivel es de 32 KB y el tamaño de la caché de segundo nivel es de 512 KB. Hay 70 nuevas instrucciones y conjuntos de instrucciones para mejorar el audio, el vídeo y los gráficos 3D. La frecuencia inicial del Pentium III es de 450 MHz.
Al igual que el Pentium II Xeon, Intel también ha lanzado el microprocesador CPU Pentium III Xeon de alto rendimiento para sistemas de servidores y estaciones de trabajo.