英特尔38年的微处理器历史

英特尔是全球最大的芯片制造商，同时也是计算机、网络和通信产品的领先制造商。它成立于 1968 年，具有 37 年的技术产品创新和市场领导的历史。1971 年，英特尔推出了全球第一枚微处理器。这一举措不仅改变了公司的未来，而且对整个工业产生了深远的影响。微处理器所带来的计算机和互联网革命，改变了这个世界。

上述的一段文字是摘自 英特尔中国官方网站，从这段文字里面足以看出英特尔悠久的历史和对微处理器的巨大贡献。我们将以时间为轴心回到38年前，去了解英特尔的历史。

名词解释：CPU

CPU是Central Processing Unit－－中央处理器的缩写，它是计算机中最重要的一个部分，由运算器和控 制器组成，如果把计算机比作一个人，那么CPU就是他的心脏，其重要作用由此可见一斑。不管什么样的CPU， 其内部结构归纳起来可以分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分，这三个部分相互协调，便可以进行分 析，判断、运算并控制计算机各部分协调工作。

1968年7月18日“八叛逆”中的最后两位诺依斯和摩尔，也带着葛罗夫（A. Grove）脱离了仙童公司自立门户， 他们创办的公司就是今后IT业界的巨人，大名鼎鼎的英特尔（Intel）。

Robert Noyce 诺伊斯

姓名(英文) 　　Robert Noyce 　　机构与职务 　　英特尔共同创始人 　　出生年月 　　1927年12月12日出生，1990年6月3日去世 　　出生国家、地点 　　美国衣阿华州柏林顿 　　教育背景 　　1953年，获麻省理工学院(MIT)博士学位1949年，获格林尼学院文学学士学位。 　　职业背景 　　1968年创办英特尔公司1957年创办仙童半导体公司

戈登·摩尔

姓名(英文) 　　Gordon Moore 　　机构与职务 　　英特尔共同创始人、名誉主席 　　出生年月 　　1929年1月3日 　　出生国家、地点 　　美国加州旧金山的Pescadero 　　教育背景 　　1954年，获物理化学博士学位1950年，在加利福尼亚技术学院获学士学位 　　职业背景 　　1997-至今，任英特尔名誉主席1987-1997年，任英特尔主席1979-1987年，任英特尔CEO兼主席1975-1979年，任英特尔总裁兼CEO1968-1975年，共同创办英特尔，任副总裁

安迪·格鲁夫

姓名(英文) 　　A. Grove 　　机构与职务 　　英特尔共同创始人 　　出生年月 　　1936年出生 　　出生国家、地点 　　匈牙利布达佩斯 　　教育背景 　　1960年从纽约市公立大学毕业，并获得化学工程学士学位，1963年在加州大学伯克利分校获博士学位 　　职业背景 　　仙童半导体公司研发实验室，并于1967年成为助理研发总监，1968年7月，葛鲁夫参与创建了英特尔公司

新公司在美国加利福尼亚州，美丽的圣弗朗西斯科湾畔芒延维尤城的梅多费大街365号开张了。并在成立不久斥资15000美元从一家叫INTELCO的公司手中买下了INTEL名称的使用权。由此INTEL这位半导体巨人开始了他在IT行业传奇般的历史。

1971年11月15日 世界上第一块个人微型处理器诞生

 

1971年11月15日，这一天被当作全球IT界具有里程碑意义的日子而被写入许多计算机专业教科书。INTEL公司的工程师霍夫发明了世界上第一个微处理器—4004，这款4位微处理器虽然只有45条指令，而且每秒只能执行5万条指令。甚至比不上1946年世界第一台计算机ENIAC。但它的集成度却要高很多，一块4004的重量还不到一盅司。

P4004

世界上第一个微处理器 4004

Busicom电算机

4004处理器 尺寸为3mm×4mm，外层有16只针脚，内里有2,300个晶体管，它采用10微米制程。4004的最高时脉有740kHz，能执行4位运算，支援8位指令集及12位位址集。该款处理器原先是为一家名为 Busicom 的日本公司而设计，用来生产电算机。

Busicom电算机 电路版和焊接在上面的C4004 处理器

位数	4 bit
封装	24-pin ceramic DIP
频率 (MHz)	0.74
物理缓存	4 KB (8 KB with a bank switch)
V 电压 (V)	15 ± 5%
最小－最大温度(°C)	0 - 70
最大功率(W)	0.6 / 0.9 (25° C)

位数	4 bit
封装	24-pin ceramic DIP
频率 (MHz)	0.74
物理缓存	4 KB (8 KB with a bank switch)
V 电压 (V)	15 ± 5%
最小－最大温度(°C)	0 - 70
最大功率(W)	0.6 / 0.9 (25° C)

编号为4004，第一个“4”代表此芯片是客户订购的产品编号，后一个“4”代表此芯片是英特尔公司制作的第四个订制芯片。这种数字代号却延用至今。霍夫终于如愿以偿，他在世界第一个微处理器上，集成了2000多个晶体管，发明了世界第一块大规模集成电路4004，在电子计算机历史上，写下了光辉的一页。4004芯片基本具备了微处理器的特点，用它来做计算器，改变了传统计算器的形象。采用4004芯片后，再配用一块程序存储器，数据存储器，移位寄存器，再加上键盘和数码管，就构成了一台完整的微型计算机。

微处理器之父：特德·霍夫

霍夫1937年出生在美国纽约州的曼彻斯特。1968年，几个月的英特尔公司向社会广揽人才，霍夫被聘为它的第12名雇员。霍夫由于在大学里突出的工作业绩，备受英特尔总裁诺伊斯的青睐。1969年，霍夫提出一个大胆的设想：能否以一种微型的通用计算机芯片取代ETI设想中的计算器芯片？这是一个以前从来做过的事情。霍夫在英特尔公司逢人就谈自己的思路和初步设想。但公司内大部分人对此并不感兴趣，当时人们心目中计算机肯定应该是一个大型设备。

他以PDP-8为基础勾画出了他心目中的通用芯片的雏形：加大芯片的集成度，使功能亦随之增强；芯片的输入信号构成对集成电路的一系列指令，输出信号则送出数据或用以控制其它的芯片。在设计中霍夫充分实践了图林和冯·诺伊曼的存储程序的思想，该芯片若安装上输入、输出设备及存储器，就能控制从存储器中读出指令并执行之，也就是说它具有可编程性，而可编程性决定了其具有通用性。若将完成某单一功能（如计算器）的程序永久地储存到存储器中，让微处理机只运行该程序，则该微处理机就成为用户所希望的单功能机。

4004处理器 纪念钟表

英特尔在1971年推出4004芯片时，业内的反应却相当平淡。分析家称这款芯片虽然有些意思，但不足以引起人们的兴趣，因为4004的处理能力实在有限。然而，当一年后英特尔推出其8008微处理器时，业内的目光都几乎集中到了英特尔身上。8008频率为200Khz，晶体管的总数已经达到了3500个，能处理8比特的数据。更为重要的是，英特尔还首次获得了处理器的指令技术。 第一款8bit处理器 最初的8008 频率：200Khz  C8008 频率：500Khz C8008-1 频率：800Khz D8008  频率：800Khz D8008-1  频率：800Khz MF8008R 频率：800Khz MF8008-1R 频率：800Khz SAB8008-1C 频率：800Khz 8008芯片原本是为德克萨斯州的Datapoint公司设计的，但是这家公司最终却没有足够的财力支付这笔费用。于是双方达成协议，英特尔拥有这款芯片所有的知识产权，而且还获得了由Datapoint公司开发的指令集。这套指令集奠定了今天英特尔公司X86系列微处理器指令集的基础。   在微处理器发展初期，最具革新意义的芯片非Intel 8080莫属了。英特尔于1974推出了这款划时代的处理器，立即引起了业界的轰动。由于采用了复杂的指令集以及40管脚封装，8080的处理能力大为提高，其功能是8008的10倍，每秒能执行29万条指令。与此同时，微处理器的优势已经被业内人士所认同，于是更多的公司开始接入这一领域，竞争开始变得日益激烈。当时与英特尔同台竞技的有RCA（美国无线电公司）、Honeywell、Fairchild、美国国家半导体公司、AMD、摩托罗拉以及Zilog公司。值得一提的是Zilog，世界上第一块4004芯片的设计者Faggin就加盟了该公司。由该公司推出的Z80微处理器比Intel 8080功能更为强大，而且直到今天这款处理器仍然被尊为经典。同样，摩托罗拉以其大名鼎鼎的MC6800芯片与英特尔分庭抗礼。 Intel 8080  频率：2 MHz Intel C8085 频率：3 MHz 1978年，英特尔推出了首枚16位微处理器8086，同时生产出与之配合的数学协处理器8087，这两种芯片使用相同的指令集，以后英特尔生产的处理器，均对其兼容。Intel 8086集成2.9万只晶体管，时钟频率为4.77MHz，内部数据总线（处理器内部传输数据的总线）、外部数据总线（处理器外部传输数据的总线）均为16位，地址总线为20位，可寻址1MB内存。 首枚16位微处理器8086  频率：4.77MHz 处理器： Intel MD8088-2/B   06/01/1979 出厂 频率：8MHZ 1981年，IBM推出的首批个人电脑机选用了英特尔8088芯片。本来IBM准备采用摩托罗拉的芯片，但是最终阴差阳错，还是由8088芯片承担了这项光荣的使命。随着个人电脑的流行，英特尔也开始名扬四海。事后，英特尔高度评价了与IBM这笔交易的重要性。的确，如果没有这笔交易，很可能现在芯片市场是由摩托罗拉等一统天下。   Intel C80186  研发日期：1982年  频率：8MHz 16Bit Intel C80188-6 研发日期：1982年  频率：6MHz 16Bit 286芯片具备16位字长，集成了14.3万只晶体管，时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位。80286也是英特尔的最后一款16位处理器。 Intel 80286，英特尔的最后一块16位处理器 此后，英特尔的微处理器开始进入到了32位时代。1985年，英特尔再度发力推出了Intel 80386处理器。386集成了27万5千只晶体管，超过了4004芯片的一百倍。并且386还是英特尔第一种32位处理器，同时也是第一种具有“多任务”功能的处理器——这对微软的操作系统发展有着重要的影响，所谓“多任务”就是说处理器可以在同时处理几个程序的指令。 Intel 80386，英特尔的第一代32位处理器  频率：25MHz Intel RapidCAD是英特尔有史以来第一款为旧款个人计算机所提供的升级套件（也就是OverDrive的始祖）。原386的使用者不需要更换主机板，只要把RapidCAD买回来将主机板上旧有的中央处理器芯片（CPU）替换掉，就可以享受接近486的运算能力。RapidCAD其实就是把486 DX芯片去掉内部高速缓存然后装入386的封装里面，RapidCAD也不支持486增加的新指令。不过由于386封装的频宽限制，RapidCAD对整体的效能提升比不上直接升级到486 DX。相同频率下，486 DX可以有比386/387快上两倍的速度，而RapidCAD在整数运算方面最多只能提升35%，在浮点运算方面，则可以提升将近70%。 Intel RapidCAD特殊的地方在于，它是由两颗芯片组成，缺一不可。这归咎于486 DX内建浮点运算器（FPU），而386则是将浮点运算器分开（就是387）。由于RapidCAD-1本身就含有浮点运算器（因为它就是486 DX阉割版），根本不需要387，所以RapidCAD-2就是用来替代原来主机板上的387芯片。RapidCAD-1负责所有的运算，而RapidCAD-2则是负责假装浮点运算器，以防止旧有主机板以为没有安装浮点运算功能（尤其在执行286/287的程序时）。市面上有时候把RapidCAD-1与RapidCAD-2分开卖，这是就是不了解RapidCAD运作方式的结果。 1989年，英特尔发布了Intel 80486处理器。486处理器是英特尔非常成功的商业项目。很多厂商也看清了英特尔处理器的发展规律，因此很快就随着英特尔的营销战而转型成功。80486处理器集成了125万个晶体管，时钟频率由25MHz逐步提升到33MHz、40MHz、50MHz及后来的100Mhz。 Intel 80486，英特尔最后一款以数字为编号的处理器 386和486推出后，均大获成功，英特尔在芯片领域的霸主地位日益凸现。此后，英特尔开始告别数字编号时代，进入到了Pentium时代。 部分 Intel 80486 overdrive 处理器 Intel DX4ODPR100 频率已经达到 100MHz Intel 486 OverDrive是提供80486使用者升级选择（不过还是升级到80486等级）的中央处理器芯片（CPU），基本上其作用原理就是比原来使用更高的倍频。ODP需要使用特殊的插座，而ODPR则是将原来的处理器直接换掉（所以针角数是一样的）。Intel 486 OverDrive 早期的命名是以内频为命名基准，所以以ODPR486DX-25来说，其速度为 50 Mhz，后来 Intel 才使用新的命名方法。 1993年，英特尔发布了Pentium（台湾俗称586）中央处理器芯片（CPU）。本来按照惯常的命名规律是80586，但是因为实际上「586」这样的数字不能注册成为商标使用，因此任何竞争对手都可以用586来扰乱消费市场。事实上在486发展末期，就已经有公司将486等级的产品标识成586来销售了。因此英特尔决定使用自创的品牌来作为新产品的商标—Pentium。