每一级CPU中集成了多少个晶体管?

CPU是中央处理器(CPU)的缩写,它是计算机最重要的部分,由一个算术单元和一个控制器组成。如果把电脑比作人,那么CPU就是人脑。CPU的发展非常迅速。个人电脑从8088(XT)发展到奔腾4时代,只用了不到二十年的时间。

在生产工艺上,原8088集成了29000个晶体管,而奔腾ⅲⅲ的集成超过了2865438+万个晶体管。CPU的运行速度,以MIPS(每秒百万条指令)为单位,8088是0.75MIPS,在高能量运行时已经超过1000MIPS。无论哪种CPU,其内部结构都可以概括为三部分:控制单元、逻辑单元和存储单元,它们相互协调,对命令和数据进行分析、判断和计算,控制计算机各部分协调工作。

CPU从最初的发展到现在,已经有20多年了。在此期间,CPU可分为4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器和在建的64位微处理器。可以说,个人电脑的发展是随着CPU的发展而前进的。

英特尔4004

1971年,英特尔推出了世界上第一个微处理器4004,这是第一个可以在微型计算机中使用的四位微处理器,它包含2300个晶体管。随后,英特尔推出了8008,由于计算性能不佳,市场反应非常不理想。1974,8008发展成8080,成为第二代微处理器。8080作为替代电子逻辑电路的器件,用于各种应用电路和器件。没有微处理器,这些应用就无法实现。

由于微处理器可以用来完成许多过去用大型设备才能完成的计算任务,而且价格便宜,半导体公司开始竞相生产微处理器芯片。Zilog公司生产了8080增强型Z80,摩托罗拉公司生产了6800,Intel公司生产了1976中的8085,但这些芯片基本没有改变8080的基本特性,都属于第二代微处理器。均采用NMOS技术,集成约9000个晶体管,平均指令执行时间为1μs ~ 2μs,采用汇编语言、BASIC和Fortran编程,使用单用户操作系统。

英特尔8086

Intel公司生产的1978 8086是第一个16位的微处理器。不久,Zilog和摩托罗拉也宣布了生产Z8000和68000的计划。这是第三代微处理器的起点。

8086微处理器的最大时钟速度为8MHz,数据通道为16位,内存寻址能力为1MB。同时,英特尔还生产了配套的数学协处理器i8087。这两种芯片使用相互兼容的指令集,但在i8087指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算的指令。这些指令集统称为x86指令集。虽然英特尔生产了第二代、第三代等更先进、更快的新CPU,但仍然兼容原有的x86指令,英特尔在命名后续CPU时也沿用了原有的x86顺序,直到后来由于商标注册问题,放弃了用阿拉伯数字命名。

1979年,英特尔开发了8088。8086和8088都在芯片内部使用16位数据传输,所以都被称为16位微处理器,但8086每周期可以发送或接收16位数据,而8088每周期只用8位。因为原来的器件和芯片大多是8位的,所以8088的外部8位数据收发可以兼容这些器件。8088采用40针DIP封装,工作频率为6.66MHz、7.16MHz或8MHz。微处理器集成了大约29,000个晶体管。

8086和8088出来后不久,Intel就开始对它们进行改进,它们在芯片上集成了更多的功能,从而诞生了80186和80188。两个微处理器内部都使用16位工作,16位用于80186的外部输入和输出,而80188与8088一样使用8位工作。

作为世界知名的半导体厂商之一,美国德州仪器(TI)也是在486时代异军突起,生产了自己的486 DX系列CPU。尤其是486DX2成为主流后,其DX2-80因为性价比高,成为当时的主流产品之一。TI 486最高主频是DX4-100,但再也没有进入CPU市场。

Cyrix 486DLC

AMD在1999年2月推出代号为“Sharptooth”的K6-III。它是该公司最后一款支持速7架构和CPGA封装的CPU。采用0.25微米制造工艺,核心面积135平方毫米,集成2130万个晶体管,工作在2.2V/2.4V

与K6-2相比,K6-III最大的变化是集成了256KB二级缓存(新赛扬只有128KB),以CPU主频速度运行。K6-ⅲ的这种变化将充分发挥高频的优势。