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电脑cpu演变 | cpu的发展史的简单总结

电脑cpu演变 | cpu的发展史的简单总结

cpu的发展史的简单总结

制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计,意味着在同样大小面积的IC中,可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。微电子技术的发展与进步,主要是靠工艺技术的不断改进,使得器件的特征尺寸不断缩小,从而集成度不断提高,功耗降低,器件性能得到提高。芯片制造工艺在1995年以后,从0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、90纳米、65纳米、45纳米、32纳米、22纳米、20纳米,一直发展到目前最新的7纳米(商用)。

提高处理器的制造工艺具有重大的意义,因为更先进的制造工艺会在CPU内部集成更多的晶体管,使处理器实现更多的功能和更高的性能;更先进的制造工艺会使处理器的核心面积进一步减小,也就是说在相同面积的晶圆上可以制造出更多的CPU产品,直接降低了CPU的产品成本,从而最终会降低CPU的销售价格使广大消费者得利;更先进的制造工艺还会减少处理器的功耗,从而减少其发热量,解决处理器性能提升的障碍.....处理器自身的发展历史也充分的说明了这一点,先进的制造工艺使CPU的性能和功能一直增强,而价格则一直下滑,也使得电脑从以前大多数人可望而不可及的奢侈品变成了现在所有人的日常消费品和生活必需品。

总体来说,更先进的制成工艺需要更久的研制时间和更高的研制技术,但是更先进的制成工艺可以更好的提高中央处理器的性能和节省处理器的生产成本,以便降低售价。


cpu发展历史简介

CPU制造工艺又叫做CPU制程,它的先进与否决定了CPU的性能优劣。CPU的制造是一项极为复杂的过程,当今世上只有少数几家厂商具备研发和生产CPU的能力。

CPU的发展史也可以看作是制作工艺的发展史。几乎每一次制作工艺的改进都能为CPU发展带来最强大的源动力,无论是Intel还是AMD,制作工艺都是发展蓝图中的重中之重。


简述cpu的发展历程

1、第一个发展阶段是电子。管计算机的时代,在1946年到1956年。1946年第一台电子计算机问世美国宾西法尼亚大学,它由冯·诺依曼设计的。占地170平方,150KW。运算速度慢还没有人快,是计算机发展历史上的一个里程碑。

2、第二个发展阶段是晶体管的计算机时代,在1956年到1964年。

3、第三个发展阶段是集成电路与大规模集成电路的计算机时代,在1964年到1970年。

4、第四个发展阶段是超大规模集成电路的计算机时代,是1970年至今。


CPU的发展历程

可以把单片机的发展划分为四个阶段:

第一阶段(1974年开始):单片机初级阶段。因工艺限制,单片机采用双片的形式,而且功能比较简单,如仙童公司的F8实际上只包括了8位CPU、64字节RAM和2个并行I/O口,因此,还需加一块3851(由1K ROM、定时/计数器和2个并行I/O口构成)才能组成一台完整微型计算机。

第二阶段(1976年开始):低性能单片机阶段。以Intel 公司的MCS-48为列,采用了单片结构。即在一块芯片内就含有8位CPU、并行I/O口、8位定时/计数器、RAM和ROM等,但无串行I/O口,中断处理也比较简单,片内RAM和ROM容量较小,且寻址范围有限,一般都不大于4K字节。

第三阶段(1978年开始):高性能单片机阶段。这一类单片机带有串行I/O,有多极中断处理,定时/计数器为16位,片内的RAM和ROM相对增大,且寻址范围可达64K字节,有的片内还带有A/D转换接口。这类单片机有Intel 公司的MCS-51,Motorola公司的6801和Zilog公司Z8等。由于这类单片机应用的领域较广,目前还在不断改进和发展着。

第四阶段(1982年开始):16位单片机阶段。16位单片机除了CPU位16位外,RAM和ROM容量进一步增大,实时处理的能力更强。如Intel 公司的MCS-96,其集成度已为120000管子/片,主振幅12MHZ,片内RAM为232字节,ROM为8K字节,中断处理为8级,而且片内带有多通道10位A/D转换和高速输入/输出部件(HSIO),实时处理的能力很强。


cpu的发展历程简介

CPU发展史简单来说就是Intel公司和AMD公司的发展历史。CPU从最初发展已经有四十多年的历史了,这期间,按照其处理信息的字长,CPU可以分为:四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。


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世界上第一片CPU是1971年发明的,型号是Intel生产的4004微处理器。

4004微处理器片内集成了2250个晶体管,晶体管之间的距离是10微米,能够处理4bit的数据,每秒运算6万次,运行的频率为108KHz,成本不到100美元。英特尔公司的首席执行官戈登·摩尔将4004称之为“人类历史上最具革新性的产品之一”。


cpu发展史简介

CPU从最初发展至今已经有二十多年的历史了,这期间,按照其处理信息的字长,CPU可以分为:4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以及64位微处理器.

CPU型号三位数的是一代,2字开头的是二代,3字开头是的三代。

所以CPU大体可以分为三个时代:X86时代,奔腾时代,酷睿时代。


cpu的历史发展

28nm、14nm、7nm、5nm意味着什么?纵观芯片制程史可以发现缩小晶体管的第一个好处是:晶体管越小,速度就越快,这个“快”是指为基于晶体管的集成电路芯片的性能越高。微处理器CPU直到2004年,其时钟频率基本是指数上升的,背后的主要原因就是晶体管的尺寸缩小。

第二个好处是功能增加,成本降低。尺寸缩小之后,集成度(单位面积的晶体管数量)提升,一来可以增加芯片的功能,二来,根据摩尔定律,集成度提升的直接结果是成本的下降。

这也是为什么半导体行业50年来如一日地追求摩尔定律的原因,因为如果达不到这个标准,你家的产品成本就会高于能达到这个标准的对手,你家就倒闭了。

第三个好处是晶体管缩小可以降低单个晶体管的功耗,因为缩小的规则要求,同时会降低整体芯片的供电电压,进而降低功耗。

以上就是缩小晶体管的主要诱因,至今业界还在不断探索与发展,以求获得更佳性能、更低成本、更好功能的晶体管。

下面具体看一下芯片制造企业发展简史:

1)2001年,当时的芯片制程工艺是130纳米,我们那时候用的奔腾3处理器,就是130纳米工艺。

2)2004年,是90纳米元年,那一年奔腾4采用了90纳米制程工艺,性能进一步提升。

而当时能达到90纳米制成工艺的厂家有很多,比如英特尔,英飞凌,德州仪器,IBM,以及联电和台积电。

3)2012年制程工艺发展到22纳米,此时英特尔,联电,联发科,格芯,台积电,三星等,世界上依旧有很多厂家可以达到22纳米的半导体制程工艺。

4)2015年成了芯片制成发展的一个分水岭,当制程工艺进入14纳米时,联电(台湾联华电子)止步于此。

5)2017年,工艺步入10纳米,英特尔倒在了10纳米,曾经的英特尔芯片制程独步天下,台积电三星等都是跟在屁股后面追赶的。

但是当工艺进入10纳米后,英特尔的10纳米芯片只能在低端型号机器上使用,英特尔主力的I5和I7处理器,由于良率问题而迟迟无法交货。

而在7纳米领域,英特尔更是至今无法突破,而美国另一家芯片代工巨头“格芯”,也是在7纳米处倒下的。

6)2018年,工艺步入7纳米

格芯宣布放弃7纳米,在前文“敌人不会仁慈”中,提到,格芯是美国军方2016-2023年的合作伙伴,美国军方和航太工业所需要的芯片等都是包给格芯代工的。

但是因为7纳米研发成本和难度太大,格芯最终决定放弃7纳米。

于是这才出现了美国政府将“台积电”纳入美军合作伙伴中,并且准备和台积电签署2024年后与美国政府的芯片代工伙伴协议。

因为7纳米技术,台积电被美国政府视为“自己人”,而为了长期供货美国,台积电也宣布了120亿美元的赴美建厂计划。

美国自己的代工老大英特尔倒在10纳米,格芯倒在7纳米,而进入更难的5纳米,只剩下三星和台积电。

7)2019年发布6纳米量产导入,2020工艺进入5纳米量产

但三星5纳米年初才首发,离量产和高良率还有一大段路要走,之前提过芯片代工,首发,试产,正式量产,这三阶段一个比一个重要。

三星在14纳米的良率比不上台积电,在10纳米的效能比不上台积电,在7纳米的研发制程比不上台积电。

你只有达到正式量产且高良率的时候,才能谈成功,目前台积电是全世界唯一一个有能力量产5纳米的代工厂。

纵观整个芯片工艺制程的发展之路,真的是斑斑血泪,即便强大如IBM,英特尔,格芯等国外大厂也是说倒下就倒下,说放弃就放弃。

这是一项非常艰难的工程,不成功是大概率的,而成功则需要真正意义上的用命杀出一条血路。

8)台积电规划2022年3纳米导入量产,绝对的独步天下


简述CPU发展史

电脑CPU,也叫做中央处理器,CPU发展史简单来说就是Intel公司的发展历史。

CPU从最初发展已经有四十多年的历史了,这期间,按照其处理信息的字长,CPU可以分为:四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。

1971 年,Intel 推出了世界上第一款微处理器 4004,它是一个包含了2300个晶体管的4位CPU。

1978年,Intel公司首次生产出16位的微处理器命名为i8086。

1978年,Intel还推出了具有 16 位数据通道、内存寻址能力为 1MB、最大运行速度 8MHz 的8086。

1979年,Intel公司推出了8088芯片,它是第一块成功用于个人电脑的CPU。

1981年8088芯片首次用于IBM PC机中,开创了全新的微机时代。

1982年,Intel推出80286芯片,它比8086和8088都有了飞跃的发展,进而使得以后的 PC 机不得不一直兼容于PC XT/AT。

1985年Intel推出了80386芯片,它X86系列中的第一种32位微处理器,而且制造工艺也有了很大的进步。

1989 年,80486 横空出世,它第一次使晶体管集成数达到了 120 万个,并且在一个时钟周期内能执行 2 条指令。

进入新世纪以来,CPU进入了更高速发展的时代,仍然是Intel跟AMD公司在 两雄争霸,它们分别推出了Pentium4、Tualatin核心Pentium III和Celeron,Tunderbird核心Athlon、AthlonXP和Duron等处理器,竞争日益激烈。


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