CPU的历史

https://zhuanlan.zhihu.com/p/64537796

很多人都对电脑硬件有一点的了解，本人也算略懂一二，所以今天来为大家说说电脑的主要硬件之一––CPU(中央处理器)。

那么我们知道世界上造CPU的公司主要就是Intel和AMD。其实仔细想想，CPU的主要成分是什么?是硅(Si)，硅从那里来，就是从沙子来提出，一堆沙子居然能为我们的电脑处理那么多的事情，很不容易。

那么世界上第一块CPU是怎么诞生的呢？不着急，请您一点一点耐心地往下看。

1947年12月16日，晶体管之父––威廉·肖克利和约翰·巴顿，沃特·布拉顿在贝尔实验室共同研制出世界上第一块晶体管，人类在信息技术方面展开了一场潜移默化的变革，只不过这场革命在多年以后才会爆发。这三位科学家在1956年获得了诺贝尔奖，此时的威廉·肖克利离开了贝尔实验室，自己创立了肖克利半导体实验室，有很多有才的科学家来到这里，展开进一步研究。虽然这里聚集了很多才华横溢的年轻人，但是在一年的时间里他们并没有做出什么像样的东西，于是有八名与众不同的年轻人做了一个不一样的选择，这个选择在某种程度上改变了整个世界。

这八位年轻人，后来被肖克利称为"八叛逆"，他们分别是––罗伯特·诺伊斯，戈登·摩尔，朱利亚斯·布兰克，尤金·克莱尔，金·赫尔尼，杰·拉斯特，谢尔顿·罗伯茨和维克多·格利尼克。他们的离开让肖克利很生气，但是外界对他们的态度不一，有人站在肖克利这边，也有人认为他们是心怀天下的强者。

"八叛逆"

他们在1957年创立了仙童半导体公司，肯定有很多人想问它为什么要叫"仙童"?是这样的，这八位年轻人年纪轻轻，没什么钱，只能拉投资，在纽约有一家摄影器材公司帮助他们创立公司，这家公司名叫费尔柴尔德，音译过来就是仙童，所以他们就叫仙童半导体公司。这家公司在硅谷的影响非同小可，它的出现鼓舞了很多的人投身于科技，在一定程度上影响了硅谷的发展，他们主要的研究就是做晶体管，而且技术一天比一天成熟，在1959年1月23日，他们的领头人诺伊斯突发奇想，能不能把这些晶体管做它个成百上千的，就在这件事没过多久，德克萨斯仪器公司的一个工程师基尔比，他申请第一个集成电路的专利，这个事情让诺伊斯知道后大吃一惊，在和"八叛逆"展开激烈的讨论后，明确了追逐的方向，在1959年，仙童半导体公司也提交了这方面的专利，最终他们几乎同时研发完成，经法院判决后认为，这是一项被同时发明的东西。

仙童半导体公司的收益成爆炸式增长，所以也就产生了一个收益分配不均匀的问题，所以赫尔尼，罗伯茨，克莱尔铁骨铮铮地走出来公司。在此之后，越来越多的八叛逆离开了仙童公司，而诺伊斯，摩尔和格鲁夫在1968年离开了仙童半导体公司，创立了Intel公司，仅在一年以后，也就是1969年，仙童半导体公司的另外七名员工创办了AMD公司，昔日的同事成为了竞争对手。

1971年11月15日，英特尔公司造出了世界上第一块CPU––4004微处理器，它的晶体管数只有大概2300颗晶体管之间的距离只有10纳米，能处理4bit的数据，频率有108KHZ,其性能与现在的CPU进行比较，简直就是蜗牛和跑车的速度比较，但是，它却具有极大的跨时代意义。

4004微处理器

随后不久，英特尔又推出了8008微处理器，1974年，8008发展成8080微处理器，由此CPU进入了第二代微处理器。第二代微处理器均采用nmos工艺。

8008微处理器

仅过了4年，8086微处理器横空出世，它是世界上第一块16位的微处理器，是第三代微处理器的起点。

8086微处理器

但尽管Intel公司做了相当大的付出，运营了一定的时间，但归根结底它还是家小公司，但仅过了没多久，就在1982年，Intel公司生产出了一款具有跨时代意义的CPU80286，由此CPU进入了286时代。

Intel公司在这段时间一直在为IBM公司供货，为了保证货源不断，IBM公司强迫Intel公司将微处理器的授权交给另一家公司，也就是我们所熟知的AMD。没过多久，AMD生产出市场定位和性能与Intel80287基本相同的CPU。

时间到了1985年，英特尔公司成为了世界上一流的芯片制造公司，当年10月17日，英特尔制造出了80386xd，内含27.5万个晶体管，它的出现使32位CPU成为了pc工业的标准。到了1989年，英特尔公司制作出了80386sd，它的价格相对较低，在性能方面大大强于80286，所以被广泛的使用。同年Intel公司又造出了80486，它突破了100万晶体管的界限，拥有120万的晶体管其性能是80386DX的四倍。

80386微处理器

1991年，AMD也宣布自己的新产品，AMD386，核心代号p9，跟Intel386一样有DX和SX之分，且两家公司的CPU在性能上没有太大的差别。同样，仅过了两年，AMD也研制出了AMD 486DX,随后AMD又衍生出一系列486的衍生产品，AMD 486DX–2,AMD 486DX–4等，值得一提的是，AMD 486DX4–120,在频率上第一次超过了自己的竞争对手Intel公司。

1993年3月22日，Intel公司生产

80486

出了80586，它有另一个令人熟知的名字––奔腾(Pentium)。而且Intel公司不再向AMD公司授权，但是AMD真的还需要吗？答案是否定的，这部分我们等会再说。奔腾系列是x86系列的一大革新，但是它当时浮点除数法出现了错误，导致Intel大量回收他们的第一代产品，1995年3月27日，奔腾系列有增添了一位新成员，Pentium 120MHZ处理器在随后的两年时间内奔腾有增添了很多的成员包括Pentium 150mhz，Pentium 166mhz，Pentium200mhz等。1997年1月Pentium MMX的出现更是将Pentium系列的强度提升了一个档次，最后在1997年5月7日，Pentium ‖系列诞生了，这一时期衍生出了Pentium ‖233，Pentium ‖266，Pentium ‖300，这三款CPU均采用SLOT1架构。再插句嘴，这期间诞生的Pentium ‖Xeon处理器就是我们后来所熟知的至强系列。Intel公司为自己的成就沾沾自喜，以为AMD已经被甩到八条街以外了，但是AMD已经进入了一个全新的时代––AMD K6处理器。它的性能可堪比Intel家的Pentium MMX,随后又衍生出了AMD K6-2,AMD K6-3这让Intel感受到了很大的压力。

pentium

AMD K6-2

两家公司的竞争越来越激烈，研发过程也明显加快了不少，此时的intel公司又生产了一款令人闻之动容的CPU––Pentium ‖ celeron系列，其中最出名的就数赛扬300A,它算是赛扬二代处理器，在性能上比赛扬一代处理器有了很大提升。1999年1月，PentiumIII代出现了，它的衍生物有Pentium III 450MHz、Pentium III 500MHz处理器。而AMD这边也不甘示弱，AMD迎来了K7时代，这时期AMD生产出一系列高性价比的CPU，例如:采用“Thunderbird雷鸟”核心，L1 cache为128KB/L2 cache为256KB，200MHz前端总线的Athlon系列CPU；采用“Spitfire烈火”核心，L1 cache为128KB/L2 cache为64KB，200MHz前端总线的Duron系列CPU，此外，还有采用“Palomino”核心的的Athlon XP系列，采用“Morgan野马”核心的新Duron系列，以及最新的Thoroughbred核心的Athlon XP系列。两家公司的竞争已经到了如火如荼的境界。

赛扬300A

2000年，跨世纪的一年，同样也是CPU界意义非凡的一年，Pentium4横空出世，这一次Intel公司一改之前很快改变自己的产品名称，将奔腾四代研发了四五年，期间有很多的产品，在这里就不一一介绍了，这是的CPU频率已经达到了GHz级，在2004年Intel已经造出了P4 3.4GHz处理器。

奔腾4

与此同时，AMD也同样不甘示弱，他们已经进入了K8时代，这一时代最出名的产品就是速龙系列，在性能上一点也不输于AMD。

在接下来，仍有很多历史性的时刻，比如在Pentium 4发展到一定年限的时候，又有一个新成员加入到这个大家庭里，它就是酷睿系列(core)，这是Intel的第六代处理器，酷睿2代更是采用了改进后的Yonah架构，两个核心共享高达4MB的二级缓存。

酷睿2代系列

同样，在2007年，AMD也推出了全新的K10架构，它的注意目的是为了对抗高强度的酷睿系列，而这时AMD的Fx系列也进入了一个冷落期，在很长一段时间没有见到它的新产品，在K8的基础上大大提高了它的内存性能，这一时期像phenom(羿龙) 64，Athlon XP，Opteron(皓龙)，在这里说一下Opteron它沿用了AMD的创新架构，这一架构能提供基于x86的32位和64位计算的架构，皓龙系列的衍生物有12核心皓龙6100，16核心皓龙6282等。

皓龙6100系列皓龙6282

在这里我还是想说一下，之前我一直在以历史性时刻作为节点，忽略了一些毕竟重要的CPU。时间到了2007年，Intel公司的主流CPU可分为四种，奔腾、至强、赛扬、酷睿，在这里面最早出现的是奔腾系列，之前我们也有说到，至强和赛扬是一个时代的产物，时间节点基本就是1998年Pentium 3时代，到了2000年后才有了酷睿系列，而酷睿系列也就是我们今天说的i3-****，i5-****，i7-****，i9-****，很多商家连问都不问就告诉你买酷睿系列，实际上这样是没道理的，同样是Intel家的产品，其他三个系列性能也不一定会比酷睿系列的逊，而且它的价格肯定是比那些便宜的，只不过酷睿发展到今天它很出名，而且最高性能产品i9-9900k已经达到了逆天的境界，所以商家大多告诉你买酷睿系列。

Intel i9-9900k

很多人都以为，酷睿的发展顺序应该是从小数到大数，但实际上并非如此，最先诞生的是i7系列，2008年，Intel推出了i7 920它取代了酷睿二代的地位，成为一个十分强大的存在。但是后来人们还是认为它的价格过高，2009年酷睿i5系列也随之诞生，为更多的人提供了便宜又高性能的CPU。随后，Intel又推出了i3系列，它是i5系列的精简版，性能也只是稍逊一点，现在一直发展到现在，在于AMD做斗争。

酷睿i7-920

AMD方面也不甘落后，AMD新推出的锐龙处理器相当强悍。有 Ryzen 3、Ryzen 5、Ryzen 7 三个系列，例如Ryzen 5 2600X其性能远超于i5-9400f，而Ryzen 7 2700X也一度挑战i9系列的存在。

回过头来看看，从1947年被发明的第一个晶体管，到现在接近逆天的Ryzen7和corei9，怎么看都是一个不可思议的现实。别急，根据摩尔定律，每十八个月晶体管的密度会翻一倍，未来怎么样我们仍然难以想象，只能期待不可思议的明天。下一个历史性时刻会在什么时候发生。