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intel80x86系列的體系結構上,而且簡單的修改就可以在大型的計算機的體系結構上執行,對於他的產品執行的硬體平臺升級也是如此。
我們通常按照計算機的功能、體積和價格將它們劃分為小型機、中型機和大型機。大規模和超大規模積體電路的發展,使得微處理器能夠在一個矽晶片實現上,Intel的4004,雖然只有4位字長,卻被認為是計算機歷史上一個劃時代的作品,它翻開了微型計算機的新篇章。
第一個通用的8位微處理器8080誕生於1974年,後來,8085將8080的三片結構整合為一片,並將其最佳化。8085和其它器件介面方便以及中斷系統功能完善等特點使它在很長時間內被廣泛地應用在計算機控制系統當中。8080和8085奠定了80x86系列的雛形。
1978年,80x86系列的第一代16位微處理器問世。在8位微處理器中,指令的讀取和執行都是序列進行的。8086第一次將流水線的思想引進微處理器,實現了指令級的流水。此外,還把對儲存器分段管理的機制引入處理器,擴大了處理器定址的能力。8086只有整數運算指令,浮點和其它複雜函式的運算由協處理器8087完成。和8086配套的還有I/O處理器8089。雖然8086的功能在當時不算強大。但在8087和8089的配合組成的系統中,卻有較為強大的計算能力和I/O處理能力。處理器升級為16位以後,為了能和原來豐富的與8位處理器配套的器件相容,Intel推出了8088,從而也就出現了應用極其廣泛的基於8088微處理器的IBM PC…XT以及相容系統。8088外部的資料匯流排是8位的,內部除了微小的差異以外,和8086的結構相同。
1982年,80286誕生,雖然80286和8086都同為16位處理器,80286在效能上有了很大的提高。80286將儲存器的保護管理模式引入CPU的體系結構,從80286開始,處理器支援實地址模式和虛擬保護模式。基於80286的IBM個人計算機即IBM PC/AT。
80386是Intel 公司85年推出的第一個32位微處理器,內部暫存器均為32位,32根地址線,最大地址空間為4G位元組,386DX包含27萬5千個電晶體。在微處理器內部,80386增加了系統管理等專用暫存器,整合了規範的儲存管理部件,並按照速度的不同,採用了分級的匯流排結構。80386也是第一個支援片外Cache的CPU。因此,基於386的微計算機系統,總體效能上有了很大提高。
在80386推出後,Intel公司利用了4年時間研製出了80486。486除了採用5級流水以外,與386相比,還增加了專門的浮點部件(FPU),同時採用硬佈線邏輯替代微程式技術。這些措施使得486的指令執行速度大大提高。80486將8M位元組的Cache整合在處理器晶片 內部,極大的提高儲存器訪問的速度。486採用了取指、兩級譯碼、執行和寫回五級流水,在流水線上多數指令的執行一個時鐘週期就能完成。雖然,首批486的主頻從386DX的20MHz僅提高到了25MHz,指令的執行速度卻提高了3倍多。
九十年代初,Pentium微處理器問世,這個32位的微處理器把外部資料匯流排的寬度擴充到64位,也就是說處理器每次可以傳送8個位元組。Pentium內部整合了8KB的程式碼Cache和8KB的資料Cache,獨立的程式碼Cache和資料Cache避免了同時進行取指和讀寫運算元時產生的Cache訪問衝突。Pentium採用了超標量流水線和指令分支預測技術,整合了高效能的浮點處理單元。多數情況下,超標量流水線每個時鐘週期可以執行兩條整型指令和一條浮點處理指令。整數處理能力比486提高兩倍,浮點處理能力比486提高5~10倍。
繼Intel第五代微處理器Pentium之後,第六代微處理器Pentium Pro在2年以後面世。Pentium Pro處理器內部同時整合了16KB的L1 Cache和256/512KB的L2 Cache。並透過指令亂序執行以及重排序緩衝器進一步提高指令級的並行性。Pentium Pro的首批CPU頻率就達到200MHz。
1997年,Pentium II處理器誕生,PII內部L1級指令Cache和資料Cache分別增加到16MB,內部
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