👩🏼‍🤝‍👩🏻 🥈 🌲 处理器开发历史：从70年代到90年代 🐣 👨🏿‍🤝‍👨🏽 🚾

中央处理器是一个复杂的集成电路，它是现代PC元素的关键组件之一。第一台计算机出现在上世纪40年代左右，用于机电继电器和真空管。他们提供了第一台计算机的功能。在60年代，出现了第一批集成电路，长期以来，它成为任何计算设备不可或缺的一部分。可以肯定地说，现代CPU时代的开始是1971年。

英特尔4004

第一个单芯片微处理器被视为1971年11月15日发布的4位Intel 4004。英特尔才刚刚成立，其创建者Robert Noyce，Gordon Moore和Andrew Grove在开发过程中花费了大量精力。多亏了意大利物理学家费德里科·法吉纳（Federico Fagina）的贡献，该公司的工程师设法将关键组件放置在单个芯片上，并创建了微处理器4004。

英特尔4004使用10微米工艺技术生产，计数了2250个晶体管，工作频率为108 kHz（每秒执行92600次操作）。时钟频率为740 kHz。存储器容量达到4 Kb，总线容量为4位。晶体面积为12mm ²。

英特尔8008

在70年代初，该公司发布了第一个8位中央处理器Intel8008。它是与4004同时开发的，并被Computer Terminal Corporation（后来的Datapoint）订购。但是该公司拒绝了CPU（以及与英特尔的合作），原因是创建微电路的过程超出了既定的期限，并且其特性未达到预期。

根据技术特征，微处理器8008在很大程度上对应于先前的版本。它使用相同的10微米工艺技术生产，包含3500个晶体管。内部堆栈支持8个级别，存储容量为16 Kb。时钟频率低于4004，为500 kHz。在速度方面，8位英特尔处理器落后于4位处理器。总线宽度为8位。处理器可以访问8个输入端口和24个输出端口。

最早的基于微处理器的计算机系统之一是Sac State 8008项目（1972年）。它是一台成熟的微型计算机，具有磁盘OS，彩色显示器，8 KB RAM和3 + 2 MB磁盘，键盘，调制解调器和打印机。它旨在用于处理和存储病历。

英特尔8080

1974年春季，英特尔发布了改进版本的8位英特尔8080微处理器，它采用了新的6微米工艺技术，并采用了NMOS技术，可以在芯片上放置4758个晶体管。时钟频率为2 MHz（时间分别为2.5 MHz，3.1 MHz和4 MHz），存储容量为64 Kb。数据总线的宽度为8位，地址总线为16位。 8080具有高度发达的命令系统：16个数据传输命令，31个处理命令，28个过渡（直接寻址）命令，5个控制命令。

由于处理器的高性能，因此获得了成功。基于Intel 8080的MITS已发布了Altair-8800微型计算机。尽管具有适度的特性（256字节的RAM，缺少监视器和键盘），他还是获得了空前的欢迎，并很快就被抢购一空。

有很多其他公司的英特尔8080克隆产品，例如美国国家半导体，NEC，西门子和AMD。基辅微器件科学研究所还有一个苏联同行-KR580VM80A微处理器（1977年）。

摩托罗拉6800

1974年，摩托罗拉发布了其处理器6800。该晶体采用6微米工艺技术生产，时钟频率为2 MHz，内存为64 Kb。使用了N-MOS技术。该处理器具有16位地址总线和78个操作的命令系统。存在索引寄存器。

摩托罗拉6800非常受欢迎，它被用于许多PC。摩托罗拉6801和6803微控制器是基于其体系结构创建的。

MOS技术6502

1975年，MOS Technology推出了8位微处理器6502。实际上，该处理器是6501的更新版本，由于与Motorola 6800的引脚兼容而失败了，CPU在性能上不如竞争对手8080和6800。地址总线，64 Kb RAM。时钟频率仅为1 MHz。该处理器具有CISC架构。

这种型号的优势在于价格-仅25美元（比Intel和Motorola便宜许多倍）。这促进了处理器销售的快速增长。

6502用于Apple I，Apple II，Commodore PET等PC。此外，该系列的处理器已在视频游戏中找到了应用，从Atari 2600开始，使用的6507型号具有较少的引脚，并且只能寻址8 KB的内存。

MOS Technology获得了Rocker和Synertek公司的许可，用于生产处理器和使用6502。苏联有一个4K602BM1类似物。

Zilog z80

70年代后半叶，微处理器的创建者之一意大利人Federico Fagin离开了英特尔。他们与工程师Ralph Wingermann和日本工程师Masatoshi Shima共同创立了Zilog公司。 Zilog Z80处理器早在1976年夏就进入市场，其架构类似于改进的8080。该微处理器具有扩展的指令集，新的寄存器，中断模式和两个单独的寄存器块。

Z80使用3微米工艺技术和CMOS技术制造，并包含8500个晶体管。主版本的时钟频率范围为2.5 MHz至8 MHz，而CMOS版本的时钟频率范围为1 MHz至20 MHz。内存达到了64 KB，带有16位地址总线。晶体的尺寸为4.6毫米x 4.9毫米，面积为22.54毫米²。除了技术优势外，Z80还比英特尔处理器便宜。

CPU有不同的版本：Z80（2.5 MHz），Z80A（4 MHz），Z80B（6 MHz）和Z80H（8 MHz）。它被用于Sharp，NEC等计算机中。

英特尔8086和8088

1978年，英特尔发布了第一款8086 16位微处理器，已经开发了两年多。该处理器使用3微米工艺技术制造，包含29,000个晶体管。内存容量达到1 MB。时钟频率为4 MHz-10 MHz，寄存器和数据总线的宽度为16位，而地址总线的宽度为20位。英特尔8086的速度有所不同。

8086处理器具有14个16位寄存器：4个通用寄存器（AX，BX，CX，DX），2个索引寄存器（SI，DI），2个索引（BP，SP），4个段寄存器（CS，SS，DS， ES），程序计数器或指令指针（IP）和标志寄存器（FLAGS，包括9个标志）。

为了增加8086的销售，英特尔发布了8088处理器，该处理器在很大程度上与其前代产品相匹配。总线宽度仅从16位减少到8位。此更改使处理器可以使用8位支持芯片。架构也略有变化。英特尔8088微处理器使用4字节预取队列，而不是6字节。

该处理器在IBM PC 5150系列的第一个型号（1981年）中使用。许多大型公司（例如AMD，西门子，NEC等）克隆了8088。

Zilog Z8000

1979年，Zilog推出了其16位Z8000微处理器。它采用6微米至3微米工艺技术和17,500个晶体管生产，主版本的时钟频率范围为4 MHz至10 MHz，而CMOS的时钟频率范围为4 MHz至20 MHz。Z8001的存储容量达到8 MB，Z8002的存储容量达到64 KB。数据总线的宽度为16位，地址总线为23位（在Z8002版本中为16位）。

最初，发布了两个处理器版本：Z8001和Z8002。它们的区别仅在于以下事实：第一个仅处理高达8 MB的内存，第二个仅处理高达64 KB的内存。不久之后，Z8003和Z8004型号出现了，它们能够与虚拟内存一起使用。

Z8000处理器用于Unix台式计算机，使您可以创建真正的多用户系统。

摩托罗拉68000

1979年推出了Motorola 68000系列CISC微处理器（68k）。该晶体具有32位内核，但通过16位数据总线和24位地址总线工作。它的频率为8 MHz-20 MHz，晶体管总数为68,000件。CPU以DIP形式制造，具有64个引脚。但是也有带有LCC和PGA连接器的型号。

该处理器已在许多公司中获得普及，并已在各种PC中使用。但是，当然，最著名的是Apple电脑：Lisa和Macintosh。

英特尔80186

下一个英特尔处理器是基于8086架构的80186，它使用3微米工艺技术生产，并包含134,000个晶体管。内存容量为1 MB，数据总线的容量为16位，地址总线的容量为20位。时钟频率达到6 MHz-25 MHz。

向80186添加了新命令：
-两个带有中断电路（DMA）的直接存储器访问控制器；
-地址解码器；
-三通道可编程计时器；
-同步发生器；
-可编程中断控制器。

处理器很少在计算机中使用，仅在某些PC型号中使用，例如Compis（瑞典），RM Nimbus（英国），Unisys ICON（加拿大），HP 200lx（美国）和Tandy 2000（美国）。

英特尔80286

该公司的下一个型号于1982年2月发布。它是第二代80286的16位x86兼容微处理器。它支持实模式。在保护模式下，通过更改寻址存储器的机制，地址空间的容量可以达到1 GB。

该处理器在技术规格上超过了先前的型号。它是使用1.5微米工艺技术和134,000个晶体管生产的。RAM为16 MB，在保护模式下，最多可以使用1 GB虚拟内存。寄存器和数据总线的宽度为16位。根据型号的不同，时钟频率可以是6 MHz，8 MHz，10 MHz或12.5 MHz（在12.5 MHz时，处理器每秒执行至少266万次操作）。

WDC W65C816S

1984年，西方设计中心（WDC）推出了W65C816S 16位微处理器。该模型具有24位存储器寻址，并支持多达16 MB的随机存取存储器，以及一组扩展的指令。

该处理器用于Apple IIGS计算机以及Acorn Communicator和C-One系统。

英特尔i386

1985年，发布了具有第三代Intel 80386（或i386）x86体系结构的32位处理器。该处理器保留了与8086和80286的向后兼容性。它是使用1.5微米至1.0微米工艺技术生产的。通过页面转换，处理器可以寻址多达4 GB的物理内存和多达64 GB的虚拟内存。时钟频率为12 MHz-40 MHz。

英特尔i386处理器进行了各种修改，性能，功耗，连接器，外壳和其他特性各不相同。型号：386DX（DX-双字eXternal），386SX，386SL和386EX（386SX处理器的修改）。

使用该处理器的第一台计算机是Compaq Deskpro386。该型号也是用于台式机和笔记本电脑IBM PC的第一台32位处理器。

i386具有许多由AMD，Cyrix和IBM制造的克隆。AMD的顶级型号是Am386DX，性能并不逊色，价格便宜，并且时钟频率为40 MHz。Cyrix 86SLC和486DLC的克隆也深受用户欢迎。IBM最著名的克隆是386SLC和386DLC处理器，它们在IBM PS / 2和PS / ValuePoint台式计算机上使用。

英特尔i486

由于现代化，该公司的下一个32位处理器i486（1989）生产率更高。该CPU包含将近120万个晶体管（大约一半保留用于高速缓存）。芯片是使用1微米工艺技术生产的，后来又通过0.8微米和0.6微米的制造工艺生产。内存量为4 GB。时钟频率为25 MHz-50 MHz。

处理器得到补充：
-高速缓存（8 Kb）；
-计算管道，用于将计算机指令的处理分为一系列独立的阶段，并在每个阶段的末尾保存结果。传送器包括操作数地址的选择，解码，解码，命令的执行和指令结果的记录；
内置协处理器（带浮点的模块运算），有助于对实数执行数学运算；
-乘数（乘数）。

不同的公司还复制了Intel i486和以前的型号。克隆生产由AMD，Cyrix，IBM，Texas Instruments等公司进行。

摩托罗拉68020、68030、68040

从1984年到1990年，摩托罗拉发布了其32位处理器产品线：68020、68030、68040。Pioneer i386（68020）使用2微米工艺技术生产，总共有190,000个晶体管。它的时钟频率为12 MHz-33 MHz。 68020成为Motorola 68k产品线中第一个带有内置一级缓存（256字节）的处理器。

该处理器用于Apple计算机：Macintosh II和Macintosh LC。

68030于1987年上市销售。该处理器具有动态数据总线，可在8位，16位和32位模式下运行。在第一级中出现了另外256个字节的缓存。时钟频率范围为16 MHz至50 MHz。

摩托罗拉68030也已在Apple Macintosh II和Commodore Amiga计算机，Next Cube，Sun 3/80，Atari TT和Atari Falcon系统上使用。

1990年，68040处理器进入市场，并出现了集成协处理器。指令缓存和数据缓存已增加到4 KB。处理器的原理基于计算管线，该管线包括六个阶段。时钟频率达到40 MHz。

68040处理器成为Macintosh Quadra高端系统的骨干。Macintosh Centris和Performa也使用了68040系列处理器。

Dec vax

DEC在80到90年代之间发布了一系列基于其自己的VAX架构（由Digital Equipment Corporation作为Star项目的一部分开发的32位计算机架构）的32位处理器。

该系列中的第一款产品是MicroVAX78032。它采用3微米工艺技术制造，包含125,000个晶体管，工作频率为5 MHz。

1987年，推出了CVAX芯片组，其时钟频率为11.11 MHz或12.5 MHz。该处理器采用第一代CMOS技术生产，指令和数据的总缓存为1 KB，并支持64 KB的外部缓存。

NEC V60，V70，V80

特别值得一提的是日本国内市场的处理器。

NEC于1986年发布了第一款32位V60处理器。该CPU使用1.5微米工艺技术制造，总共375,000个晶体管。他使用了六个阶段的计算管道，还具有一个内置的协处理器和内存管理单元。时钟频率达到16 MHz。

1987年，V70出现了，最终开始使用1.2微米工艺技术生产。时钟频率为20 MHz。以这种速度，芯片性能达到了每秒660万条指令。

1989年，该公司发布了V80处理器。该模型已经具有指令高速缓存和数据高速缓存（每个1 KB）。使用0.8微米工艺技术生产的晶体包含98万个晶体管。V80以25/33 MHz的频率工作。

处理器开发历史：从70年代到90年代