¿Quién tiene los parámetros más básicos y el historial de desarrollo de la CPU? Quiero escribir un artículo, espero que puedan ayudarme.

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 cuanto a tecnología de producción, el 8088 original integraba 29.000 transistores, mientras que el Pentium III integraba más de 28.654.380.000 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 ha superado los 1000 MIPS cuando funciona 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 se pudo utilizar en una microcomputadora. Contiene 2300 transistores. Posteriormente, Intel lanzó el 8008. Debido al bajo rendimiento informático, la respuesta del mercado fue muy insatisfactoria. En 1974, el 8008 se convirtió en el 8080, convirtiéndose en el microprocesador de segunda generación. Como dispositivo que reemplaza los circuitos lógicos electrónicos, el 8080 se utiliza en diversos circuitos y dispositivos de aplicaciones. Sin microprocesadores estas aplicaciones no serían posibles.

Debido a que los microprocesadores pueden usarse para completar muchas tareas informáticas que solían realizarse con dispositivos más grandes y son baratos, las empresas de semiconductores comenzaron a competir para producir chips de microprocesadores. Zilog produjo el Z80 mejorado con 8080, Motorola produjo el 6800 e Intel produjo el 8085 en 1976, pero estos chips básicamente no cambiaron las características básicas del 8080 y todos eran microprocesadores de segunda generación. Todos utilizan tecnología NMOS e integran alrededor de 9.000 transistores. El tiempo medio de ejecución de instrucciones es de 1μs ~ 2μs. Están programados en lenguaje ensamblador, BASIC y Fortran, y utilizan un sistema operativo de usuario único.

Intel 8086

El 8086 de 1978 producido por Intel Corporation fue el primer microprocesador de 16 bits. Pronto, Zilog y Motorola también anunciaron planes para producir Z8000 y 68000. 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 el coprocesador matemático i8087. Los dos chips utilizan conjuntos de instrucciones mutuamente compatibles, pero el conjunto de instrucciones i8087 agrega algunas instrucciones específicas para cálculos matemáticos como logaritmos, funciones exponenciales y trigonométricas. Estos conjuntos de instrucciones se denominan colectivamente conjunto de instrucciones x86. Aunque Intel produjo CPU nuevas más avanzadas y rápidas, como la segunda y tercera generación, todavía eran compatibles con las instrucciones x86 originales. Intel también utilizó el orden x86 original al nombrar las CPU posteriores hasta que más tarde debido al registro de marcas, abandonó el nombre. con números arábigos.

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, pero el 8086 puede enviar o recibir datos de 16 bits por ciclo, mientras que el 8088 solo usa 8 bits por ciclo. Debido a que la mayoría de los dispositivos y chips originales son de 8 bits, el transceptor de datos externo de 8 bits del 8088 es compatible con estos dispositivos. El 8088 viene en un paquete DIP de 40 pines y opera a 6,66MHz, 7,16MHz u 8MHz.

El microprocesador 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. Ambos microprocesadores funcionan internamente usando 16 bits, 16 bits se usan para entrada y salida externa en el 80186 y el 80188 funciona usando 8 bits como el 8088.

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. El microprocesador tiene una frecuencia máxima de 20 MHz, transmisión de datos interna y externa de 16 bits, memoria de 24 bits y una capacidad de direccionamiento de memoria de 16 MB. 80286 puede tener dos modos de trabajo, uno se llama modo real y el otro se llama modo protegido.

En modo real, la cantidad total de memoria a la que puede acceder el microprocesador está limitada a 1 megabyte; en modo protegido, el 80286 puede acceder directamente a 16 megabytes de memoria. Además, 80286 funciona en modo protegido, lo que puede proteger al sistema operativo para que no se detenga cuando encuentra aplicaciones anormales, a diferencia del modo real o de microprocesadores desprotegidos como 8086.

IBM utilizó el microprocesador 80286 en su microordenador de tecnología avanzada, el AT computer, lo que causó gran sensación. El 80286 supuso una mejora significativa con respecto a su predecesor en los siguientes cuatro aspectos: admitía una memoria más grande; podía emular el espacio de memoria; podía ejecutar múltiples tareas simultáneamente y aumentaba la velocidad de procesamiento; La primera velocidad de PC fue de 4MHz y la primera velocidad de máquina AT basada en 80286 fue de 6MHz a 8MHz. Algunos fabricantes también han aumentado la velocidad, permitiendo que 80286 alcance los 20 MHz, lo que significa que el rendimiento ha mejorado considerablemente.

El paquete de 80286 es un paquete cuadrado, llamado PGA. PGA es un paquete económico derivado de PLCC con pines sólidos internos y externos. En este paquete, el 80286 integra aproximadamente 130.000 transistores.

El bus de la microcomputadora IBM PC/AT mantiene la estructura de bus de tres capas de XT y agrega controladores de bus de bytes altos y bajos y lógica de conversión de bus de bytes altos. Al igual que la máquina XT, la CPU está soldada a la placa base.

En ese momento, la máquina original solo se refería a IBM PC, y las máquinas compatibles eran máquinas distintas a IBM PC. En ese momento, además de Intel, había otras empresas que producían CPU, como AMD y Siemens. A la gente no le importaban las CPU utilizadas en sus computadoras porque las CPU producidas por AMD y otras empresas eran casi las mismas que las de Intel. No fue hasta el año 486 que la gente se preocupó por sus propias CPU.

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 y estaba decidida a desarrollar una nueva generación de CPU-80386 con núcleo de 32 bits. Intel diseñó tres puntos técnicos para 80386: adoptar la estructura de "clase 286", desarrollar el microprocesador 80387 para mejorar las capacidades informáticas de punto flotante y desarrollar caché para resolver el cuello de botella en la velocidad de la memoria.

1985 65438 El 17 de octubre, se lanzó oficialmente el producto histórico de Intel, 80386DX. Contenía 275.000 transistores y tenía una frecuencia de 12,5 MHz, aumentando gradualmente a 20 MHz, 25 MHz, 33 MHz y, finalmente, un puñado de productos de 40 MHz.

80386DX tiene un bus de datos interno y externo de 32 bits y un bus de direcciones de 32 bits, que puede direccionar 4 GB de memoria y administrar 64 TB de espacio de almacenamiento virtual. Además del modo real y el modo protegido, su modo operativo también agrega un modo de trabajo "virtual 86", que puede proporcionar capacidades multitarea al simular múltiples microprocesadores 8086 al mismo tiempo.

80386DX tiene más instrucciones que 80286. El 80386 con una frecuencia de 12,5 MHz puede ejecutar 6 millones de instrucciones por segundo, lo que es 2,2 veces más rápido que el 80286 con una frecuencia de 16 MHz. 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.

Aunque el 80386 aún no tenía una unidad de operación de punto flotante completa y potente en ese momento, con el coprocesador 80387, el 80386 podía completar con éxito muchas tareas que requerían una gran cantidad de punto flotante. operaciones, ingresando así con éxito al mercado principal de computadoras comerciales. Además, 30386 tiene otros accesorios periféricos enriquecidos, como 82258 (controlador DMA), 8259A (controlador de interrupción), 8272 (controlador de disco), 82385 (controlador de caché) y 82062 (controlador de disco duro). En respuesta al cuello de botella de velocidad de la memoria, Intel diseñó un caché para 80386 y utiliza el método de lectura previa de la memoria para aliviar este cuello de botella de velocidad. Desde entonces, la caché y la CPU se han vuelto inseparables.

Intel 80387/80287

Estrictamente hablando, 80387 no es una CPU real, sino un chip de coprocesamiento con 80386DX, lo que significa que 80387 solo puede ayudar a 80386 a completar operaciones de punto flotante. , la función es muy sencilla.

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. Su bus de datos interno es de 32 bits y su bus de datos externo es de 16 bits. Se puede aceptar el chip de interfaz de entrada/salida de 16 bits desarrollado para 80286 para reducir el costo de toda la máquina.

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 80386SL/80386DL

En 1990, Intel lanzó los chips 80386SL y 80386DL 386 para ordenadores portátiles. Se puede decir que estos dos tipos de chips ahorran más energía que el 80386DX/SX, de los cuales el 80386DL se basa en el núcleo 80386DX y el 80386SL se basa en el núcleo 80386SX. Estos dos tipos de chips no sólo consumen menos energía, sino que también tienen funciones de administración de energía que cortan automáticamente la energía cuando la CPU no está funcionando.

Motorola 68000

El Motorola 68000 fue el primer microprocesador de 32 bits en 1984. Tras su lanzamiento, su rendimiento fue excelente y se ganó el favor de Apple, que adoptó el chip en su histórico ordenador personal "PC-MAC". Pero después del lanzamiento de 80386, disminuyó gradualmente.

AMD Am386SX/DX

El Am386SX/DX de AMD es un chip de terceros compatible con 80386DX. Su rendimiento es similar al 80386DX de Intel y se convirtió en uno de los productos principales del mercado. tiempo.

IBM 386SLC

Esto está diseñado por IBM basándose en la investigación sobre 80386. Es totalmente compatible con 80386 y fabricado por Intel. 386SLC es básicamente un conjunto de instrucciones en caché integrado basado en 80386SX y también incluye 80486SX, con buen rendimiento.

Intel 80486

En 1989, Intel lanzó el chip 80486 que todos conocemos. Lo mejor 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 la barrera de los 654,38 millones de transistores, integra 654,3802 millones de transistores y utiliza un proceso de fabricación de 654,380 micrones. La frecuencia de reloj de 80486 aumentó gradualmente de 25MHz a 33MHz, 40MHz y 50MHz.

El 80486 integra el 80386, el coprocesador matemático 80387 y el caché de 8 KB en un solo chip. La velocidad de procesamiento de números del 80487 integrado en el 80486 era el doble que la del 80387 anterior, y el caché interno acortó el tiempo de espera del microprocesador y la lenta DRAM. Además, la serie 80x86 utiliza la tecnología RISC (conjunto de instrucciones reducido) por primera vez y se puede ejecutar una instrucción en un ciclo de reloj. También utiliza un modo de bus en ráfaga, que mejora enormemente la velocidad del intercambio de datos con la memoria. Debido a estas mejoras, el 80486 funciona 4 veces mejor que el 80386 DX con el coprocesador matemático 80387.

Con el desarrollo continuo de la tecnología de chips, la frecuencia principal de la CPU es cada vez más rápida, y los dispositivos externos de la PC están limitados por la tecnología, lo que dificulta una mayor mejora de la frecuencia principal de la UPC. En este caso apareció la tecnología de multiplicación de frecuencia de la CPU, haciendo que la frecuencia de trabajo interna de la CPU sea de 2 a 3 veces la frecuencia externa del microprocesador, de ahí los nombres 486 DX2 y 486 DX4.

Intel 80486 DX

Las CPU 80486 comunes incluyen 80486 DX-33, 40 y 50. Al igual que el 386 DX, la CPU 486 era de 32 bits por dentro y por fuera, pero la CPU 486 más lenta era más rápida que la CPU 386 más rápida. Esto se debe a que el 486 SX/DX requiere sólo un ciclo de oscilador para ejecutar una instrucción, mientras que la CPU 386DX requiere dos ciclos.

Intel 80486 SX

Debido a que la CPU 80486 DX tiene un coprocesador de punto flotante incorporado, es potente, pero por supuesto también muy caro. Para satisfacer las necesidades de los usuarios comunes, especialmente aquellos que no necesitan realizar muchas operaciones de punto flotante, Intel lanzó la CPU 486 SX. Las placas base 80486 SX generalmente tienen una ranura para coprocesador 80487. Si necesita la función de un coprocesador de punto flotante, puede conectar un chip de coprocesador 80487, que equivale a un 486 DX. Las CPU 80486SX comunes son: 80486SX-25, 33.

Intel 80486 DX2/DX4

De hecho, el nombre de esta CPU está relacionado con la frecuencia. La frecuencia interna de esta CPU es dos cuartas partes de la frecuencia de la placa base, como 80486DX2-66. La frecuencia de la CPU es de 66 MHz, mientras que la frecuencia de la placa base es de sólo 33 MHz.

CPU Intel 80486 SL

La CPU 80486 SL fue diseñada originalmente para portátiles y otros ordenadores portátiles. Este chip, al igual que el 386SL, utiliza una fuente de alimentación de 3,3 V en lugar de una fuente de alimentación de 5 V. También tiene un circuito de corte incorporado que permite que el microprocesador y otros componentes opcionales entren en suspensión cuando no funcionan, lo que puede reducir la energía. Consumo de notebooks y otros ordenadores portátiles. Tiempo de uso extendido.

Intel 486 Overdrive

La actualización del 486 SX instala un chip 80487SX en la ranura del coprocesador de la placa base, que es equivalente al 486 DX. Sin embargo, la actualización sólo aumentó las capacidades del coprocesador de punto flotante y no aumentó la velocidad del sistema. Para aumentar la velocidad del sistema, otro método de actualización es insertar una CPU OverDrive 486 en la ranura del coprocesador. El principio es el mismo que el de la CPU 486 DX2, y la velocidad de funcionamiento interna puede alcanzar el doble que la velocidad externa. Por ejemplo, después de conectar una CPU OverDrive a una placa base de 20 MHz, la velocidad de funcionamiento interna de la CPU puede alcanzar los 40 MHz.

La CPU 486 OverDrive también tiene la función de un coprocesador de punto flotante. Los más comunes son: overdrive-50, 66 y 80.

TI 486 DX

Como uno de los principales fabricantes de semiconductores del mundo, Texas Instruments (TI) también surgió en la era 486 y produjo su propia CPU de la serie 486 DX. Especialmente después de que el 486DX2 se generalizó, su DX2-80 se convirtió en uno de los productos principales en ese momento debido a su alto costo y rendimiento. La frecuencia más alta de TI 486 es DX4-100, pero nunca volvió a ingresar al mercado de CPU.

Cyrix 486DLC

Esta es la CPU 486 producida por Cyrix. Cuando decimos que es una CPU 486 nos referimos a su eficiencia.