智能處理器（2010年英特爾推出的技術(shù)）

睿頻加速

智能處理

CPU會(huì)確定其當(dāng)前工作功率、電流和溫度是否已達(dá)到最高極限，如仍有多余空間，CPU會(huì)逐漸提高活動(dòng)內(nèi)核的頻率，以進(jìn)一步提高當(dāng)前任務(wù)的處理速度，當(dāng)程序只用到其中的某些核心時(shí),CPU會(huì)自動(dòng)關(guān)閉其它未使用的核心，睿頻加速技術(shù)無需用戶干預(yù)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

HT

超線程技術(shù)是在一顆CPU同時(shí)執(zhí)行多個(gè)程序而共同分享一顆CPU內(nèi)的資源，理論上要像兩顆CPU一樣在同一時(shí)間執(zhí)行兩個(gè)線程，P4處理器需要多加入一個(gè)

Logical CPU Pointer

雖然采用超線程技術(shù)能同時(shí)執(zhí)行兩個(gè)線程，但它并不象兩個(gè)真正的CPU那樣，每個(gè)CPU都具有獨(dú)立的資源。當(dāng)兩個(gè)線程都同時(shí)需要某一個(gè)資源時(shí)，其中一個(gè)要暫時(shí)停止，并讓出資源，直到這些資源閑置后才能繼續(xù)。因此超線程的性能并不等于兩顆CPU的性能。

一般很多人都會(huì)認(rèn)為，采用超線程技術(shù)，就能使得系統(tǒng)效能大幅提升，但是事實(shí)真是如此么？不要忘了我們前面說到的超線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)的必要條件，這可是超線程技術(shù)發(fā)揮應(yīng)有效能的前提條件。除了操作系統(tǒng)支持之外，還必須要軟件的支持。從這點(diǎn)我們就可以看出，就目前的軟件現(xiàn)狀來說，支持雙處理器技術(shù)的軟件畢竟還在少數(shù)。對(duì)于大多數(shù)軟件來說，目前由于設(shè)計(jì)的原理不同，還并不能從超線程技術(shù)上得到直接的好處，因?yàn)槌€程技術(shù)是在線程級(jí)別上并行處理命令，按線程動(dòng)態(tài)分配處理器等資源。該技術(shù)的核心理念是“并行度（Parallelism）”，也就是提高命令執(zhí)行的并行度、提高每個(gè)時(shí)鐘的效率。這就需要軟件在設(shè)計(jì)上線程化，提高并行處理的能力。而目前PC上的應(yīng)用程序幾乎沒有為此作出相應(yīng)的優(yōu)化，采用超線程技術(shù)并沒不能獲得效能的大幅提升。上面說的只是目前軟件支持的現(xiàn)狀，操作系統(tǒng)在這個(gè)方面則沒有太大的問題，畢竟Windows的某些版本、Linux都是支持多處理器的操作系統(tǒng)。并且隨著Intel支持超線程技術(shù)的處理器面世之后，憑借Intel處理器的號(hào)召力，必然會(huì)引起目前應(yīng)用程序設(shè)計(jì)上的改變，必然會(huì)有更多的支持并行線程處理的軟件面世，屆時(shí)，當(dāng)然是支持超線程處理器大顯身手的時(shí)候了。那時(shí)候普通用戶才能夠從超線程技術(shù)中得到最直接的好處。

盡管提高CPU的時(shí)鐘頻率和增加緩存容量后的確可以改善性能，但這樣的CPU性能提高在技術(shù)上存在較大的難度。實(shí)際上在應(yīng)用中基于很多原因，CPU的執(zhí)行單元都沒有被充分使用。如果CPU不能正常讀取數(shù)據(jù)（總線/內(nèi)存的瓶頸），其執(zhí)行單元利用率會(huì)明顯下降。

目前大多數(shù)執(zhí)行線程缺乏ILP（Instruction-Level Parallelism，多種指令同時(shí)執(zhí)行）支持。這些都造成了目前CPU的性能沒有得到全部的發(fā)揮。因此，Intel則采用另一個(gè)思路去提高CPU的性能，讓CPU可以同時(shí)執(zhí)行多重線程，就能夠讓CPU發(fā)揮更大效率，即所謂“超線程（Hyper-Threading，簡稱“HT”）”技術(shù)。

英特爾P4 超線程有兩個(gè)運(yùn)行模式，Single Task Mode（單任務(wù)模式）及Multi Task Mode（多任務(wù)模式），當(dāng)程序不支持Multi-Processing（多處理器作業(yè)）時(shí)，系統(tǒng)會(huì)停止其中一個(gè)邏輯CPU的運(yùn)行，把資源集中于單個(gè)邏輯CPU中，讓單線程程序不會(huì)因其中一個(gè)邏輯CPU閑置而減低性能，但由于被停止運(yùn)行的邏輯CPU還是會(huì)等待工作，占用一定的資源，因此Hyper-Threading CPU運(yùn)行Single Task Mode程序模式時(shí)，有可能達(dá)不到不帶超線程功能的CPU性能，但性能差距不會(huì)太大。也就是說，當(dāng)運(yùn)行單線程運(yùn)用軟件時(shí)，超線程技術(shù)甚至?xí)档拖到y(tǒng)性能，尤其在多線程操作系統(tǒng)運(yùn)行單線程軟件時(shí)容易出現(xiàn)此問題。

需要注意的是，含有超線程技術(shù)的CPU需要芯片組、軟件支持，才能比較理想的發(fā)揮該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢。操作系統(tǒng)如：Microsoft Windows XP、Microsoft Windows 2003，Linuxkernel 2.4.x以后的版本也支持超線程技術(shù)。

1、超線程技術(shù)的優(yōu)勢在于同時(shí)進(jìn)行多任務(wù)批處理工作，盡管現(xiàn)在支持超線程技術(shù)的軟件不多，也只有少數(shù)的軟件可以享受到由超線程技術(shù)帶來的性能提升，但是這符合今后軟件等技術(shù)的發(fā)展方向，今后更多的軟件將受益于超線程技術(shù)。

2、從目前來看，部分客戶發(fā)可以發(fā)覺在運(yùn)行某些特定軟件時(shí)，超線程技術(shù)讓系統(tǒng)有了30%的性能提升，為超線程技術(shù)優(yōu)化的軟件都能夠享受到超線程技術(shù)的好處。

3、客戶同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)以上的軟件軟件時(shí)候，將可以明顯的感受到這兩個(gè)軟件的性能都得到提升相比關(guān)閉超線程技術(shù)的情況下都有很大的提升，超線程技術(shù)的效率優(yōu)勢只有在多任務(wù)操作時(shí)候才能得到發(fā)揮。

4、另外目前支持超線程技術(shù)的Windows XP操作系統(tǒng)，其中的很多系統(tǒng)軟件都已經(jīng)針對(duì)超線程技術(shù)優(yōu)化過，因此在使用Windows操作系統(tǒng)的時(shí)候可以很好的享受到超線程技術(shù)帶來好處。

1、因?yàn)槌€程技術(shù)是對(duì)多任務(wù)處理有優(yōu)勢，因此當(dāng)運(yùn)行單線程運(yùn)用軟件時(shí)，超線程技術(shù)將會(huì)降低系統(tǒng)性能，尤其在多線程操作系統(tǒng)運(yùn)行單線程軟件時(shí)將容易出現(xiàn)此問題(這也是在WindowsXP中運(yùn)行顯卡的測試軟件時(shí)候，得分下降了一點(diǎn))。

2、在打開超線程支持后，如果處理器以雙處理器模式工作，那么處理器內(nèi)部緩存就會(huì)被劃分成幾區(qū)域，互相共享內(nèi)部資源。對(duì)于不支持多處理器工作的軟件在雙處理器上運(yùn)行時(shí)出錯(cuò)的概率要比單處理器上高很多。

3、目前因?yàn)楹芏喙ぷ髡拒浖閃indows 2000操作系統(tǒng)進(jìn)行過優(yōu)化，但是采用

Windows2000

通過上面的解答，我們應(yīng)該知道了超線程技術(shù)的確實(shí)對(duì)系統(tǒng)性能提升有好處，但是這僅對(duì)多任務(wù)處理的時(shí)候有優(yōu)勢，在進(jìn)行單各任務(wù)處理的時(shí)候，優(yōu)勢表現(xiàn)不出來，而且因?yàn)榇蜷_超線程，處理器內(nèi)部緩存就會(huì)被劃分成幾區(qū)域，互相共享內(nèi)部資源，造成單個(gè)的子系統(tǒng)性能下降。個(gè)人認(rèn)為，用戶在進(jìn)行單任務(wù)操作時(shí)候，沒有必要打開超線程，只有多任務(wù)操作時(shí)候可以適時(shí)打開超線程，享受超線程技術(shù)帶來的好處。

超線程技術(shù)就是利用特殊的硬件指令，把兩個(gè)邏輯內(nèi)核模擬成兩個(gè)物理芯片，讓單個(gè)處理器都能使用線程級(jí)并行計(jì)算，從而兼容多線程操作系統(tǒng)和軟件，提高處理器的性能。操作系統(tǒng)或者應(yīng)用軟件的多線程可以同時(shí)運(yùn)行于一個(gè)HTT處理器上，兩個(gè)邏輯處理器共享一組處理器執(zhí)行單元，并行完成加、乘、負(fù)載等操作。這樣就可以使得運(yùn)行性能提高30%，這是因?yàn)樵谕粫r(shí)間里，應(yīng)用程序可以使用芯片的不同部分。雖然單線程芯片每秒鐘能夠處理成千上萬條指令，但是在任一時(shí)刻只能夠?qū)σ粭l指令進(jìn)行操作。而“超線程”技術(shù)可以使芯片同時(shí)進(jìn)行多線程處理，使芯片性能得到提升。

挑選處理器

天氣的逐漸變冷，提醒著我們年末的到來，同時(shí)也意味著寒促高峰的來臨。辛苦勞作一年的大伙兒難免要“腐敗”一把，不少朋友將買本的事兒提上日程。那么購買筆記本有哪些事項(xiàng)是需要格外注意的呢？雖說針對(duì)不同的應(yīng)用有不同的筆記本機(jī)型供大家選擇，但也有一些標(biāo)準(zhǔn)是放之四海而皆準(zhǔn)的，比如性能、散熱、續(xù)航這些選本的要點(diǎn)是值得用戶去注意的，而這一切都與筆記本處理器的選擇密不可分，可以說選對(duì)了處理器，就是選對(duì)了筆記本。

睿頻加速技術(shù)示意圖

當(dāng)用戶啟動(dòng)一個(gè)運(yùn)行程序后，比如運(yùn)行一款對(duì)系統(tǒng)資源要求較高的大型3D游戲，處理器會(huì)自動(dòng)加速到合適的頻率，將原來的運(yùn)行速度提升10%~20% 以保證程序流暢運(yùn)行；應(yīng)對(duì)復(fù)雜應(yīng)用時(shí)，處理器可自動(dòng)提高運(yùn)行主頻以提速，輕松進(jìn)行對(duì)性能要求更高的多任務(wù)處理；當(dāng)進(jìn)行工作任務(wù)切換時(shí)，如果只有內(nèi)存和硬盤在進(jìn)行主要的工作，處理器會(huì)立刻處于節(jié)電狀態(tài)。這樣既保證了能源的有效利用，又使程序運(yùn)行速度大幅提升。

除了性能之外，筆記本的散熱和續(xù)航能力是另外兩大要素，由于采用睿頻技術(shù)，筆記本在閑置時(shí)將運(yùn)行在更低的頻率，同時(shí)新酷睿處理器本身采用32nm的制程工藝，與目前市場上還在流通的45nm處理器相比，本身就擁有更好的功耗控制，先天的優(yōu)勢加上后天的技術(shù)，使得Intel新酷睿智能處理器擁有更低的功耗、更低的發(fā)熱量以及更長的續(xù)航時(shí)間。

采用Intel智能處理器的筆記本往往更輕更薄

采用Intel新酷睿智能處理器的筆記本由于擁有更為出色的功耗控制，使得其在產(chǎn)品模具設(shè)計(jì)上能夠做到更輕更薄，外觀也更加的時(shí)尚，同時(shí)筆記本的重量也降低了，便攜性提高了，可謂一舉多得。

記得早些時(shí)候筆記本的發(fā)熱量控制還不是很好，不少朋友調(diào)侃說：冬天到了，買個(gè)本本暖暖手。如果你買了一款采用新酷睿智能處理器的筆記本，那“暖手”這個(gè)附加優(yōu)惠基本上是不可能實(shí)現(xiàn)了。在價(jià)位上，您完全不需要擔(dān)心，新酷睿智能處理器分為i3 i5 i7三大品類，價(jià)位從3000元到萬元以上不等，相信可以滿足不用戶的需求。

工作原理

第一階段，提取，從程式記憶體中檢索指令（為數(shù)值或一系列數(shù)值）。由程式計(jì)數(shù)器（Program Counter）指定程式記憶體的位置，程式計(jì)數(shù)器保存供識(shí)別目前程式位置的數(shù)值。換言之，程式計(jì)數(shù)器記錄了CPU在目前程式里的蹤跡。

提取指令之后，程式計(jì)數(shù)器根據(jù)指令長度增加記憶體單元。指令的提取必須常常從相對(duì)較慢的記憶體尋找，因此導(dǎo)致CPU等候指令的送入。這個(gè)問題主要被論及在現(xiàn)代處理器的快取和管線化架構(gòu)。

CPU根據(jù)從記憶體提取到的指令來決定其執(zhí)行行為。在解碼階段，指令被拆解為有意義的片斷。根據(jù)CPU的指令集架構(gòu)（ISA）定義將數(shù)值解譯為指令。

一部分的指令數(shù)值為運(yùn)算碼（Opcode），其指示要進(jìn)行哪些運(yùn)算。其它的數(shù)值通常供給指令必要的資訊，諸如一個(gè)加法（Addition）運(yùn)算的運(yùn)算目標(biāo)。這樣的運(yùn)算目標(biāo)也許提供一個(gè)常數(shù)值（即立即值），或是一個(gè)空間的定址值：暫存器或記憶體位址，以定址模式?jīng)Q定。

在舊的設(shè)計(jì)中，CPU里的指令解碼部分是無法改變的硬體裝置。不過在眾多抽象且復(fù)雜的CPU和指令集架構(gòu)中，一個(gè)微程式時(shí)常用來幫助轉(zhuǎn)換指令為各種形態(tài)的訊號(hào)。這些微程式在已成品的CPU中往往可以重寫，方便變更解碼指令。

在提取和解碼階段之后，接著進(jìn)入執(zhí)行階段。該階段中，連接到各種能夠進(jìn)行所需運(yùn)算的CPU部件。

例如，要求一個(gè)加法運(yùn)算，算數(shù)邏輯單元（

ALU，Arithmetic Logic Unit

Arithmetic

最終階段，寫回，以一定格式將執(zhí)行階段的結(jié)果簡單的寫回。運(yùn)算結(jié)果經(jīng)常被寫進(jìn)CPU內(nèi)部的暫存器，以供隨后指令快速存取。在其它案例中，運(yùn)算結(jié)果可能寫進(jìn)速度較慢，但容量較大且較便宜的主記憶體中。某些類型的指令會(huì)操作程式計(jì)數(shù)器，而不直接產(chǎn)生結(jié)果。這些一般稱作“跳轉(zhuǎn)”（Jumps），并在程式中帶來循環(huán)行為、條件性執(zhí)行（透過條件跳轉(zhuǎn)）和函式。

許多指令也會(huì)改變標(biāo)志暫存器的狀態(tài)位元。這些標(biāo)志可用來影響程式行為，緣由于它們時(shí)常顯出各種運(yùn)算結(jié)果。

例如，以一個(gè)“比較”指令判斷兩個(gè)值的大小，根據(jù)比較結(jié)果在標(biāo)志暫存器上設(shè)置一個(gè)數(shù)值。這個(gè)標(biāo)志可藉由隨后的跳轉(zhuǎn)指令來決定程式動(dòng)向。

在執(zhí)行指令并寫回結(jié)果之后，程式計(jì)數(shù)器的值會(huì)遞增，反覆整個(gè)過程，下一個(gè)指令周期正常的提取下一個(gè)順序指令。如果完成的是跳轉(zhuǎn)指令，程式計(jì)數(shù)器將會(huì)修改成跳轉(zhuǎn)到的指令位址，且程式繼續(xù)正常執(zhí)行。許多復(fù)雜的CPU可以一次提取多個(gè)指令、解碼，并且同時(shí)執(zhí)行。這個(gè)部分一般涉及“經(jīng)典RISC管線”，那些實(shí)際上是在眾多使用簡單CPU的電子裝置中快速普及（常稱為微控制（

Microcontrollers

基本結(jié)構(gòu)

CPU包括運(yùn)算邏輯部件、寄存器部件和控制部件。CPU從存儲(chǔ)器或高速緩沖存儲(chǔ)器中取出指令，放入指令寄存器，并對(duì)指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，然后發(fā)出各種控制命令，執(zhí)行微操作系列，從而完成一條指令的執(zhí)行。

指令是計(jì)算機(jī)規(guī)定執(zhí)行操作的類型和操作數(shù)的基本命令。指令是由一個(gè)字節(jié)或者多個(gè)字節(jié)組成，其中包括操作碼字段、一個(gè)或多個(gè)有關(guān)操作數(shù)地址的字段以及一些表征機(jī)器狀態(tài)的狀態(tài)字和特征碼。有的指令中也直接包含操作數(shù)本身。

運(yùn)算邏輯部件，可以執(zhí)行定點(diǎn)或浮點(diǎn)的算術(shù)運(yùn)算操作、移位操作以及邏輯操作，也可執(zhí)行地址的運(yùn)算和轉(zhuǎn)換。

寄存器部件，包括通用寄存器、專用寄存器和控制寄存器。

通用寄存器又可分定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)兩類，它們用來保存指令中的寄存器操作數(shù)和操作結(jié)果。

通用寄存器是中央處理器的重要組成部分，大多數(shù)指令都要訪問到通用寄存器。通用寄存器的寬度決定計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)通路寬度，其端口數(shù)目往往可影響內(nèi)部操作的并行性。

專用寄存器是為了執(zhí)行一些特殊操作所需用的寄存器。

控制寄存器通常用來指示機(jī)器執(zhí)行的狀態(tài)，或者保持某些指針，有處理狀態(tài)寄存器、地址轉(zhuǎn)換目錄的基地址寄存器、特權(quán)狀態(tài)寄存器、條件碼寄存器、處理異常事故寄存器以及檢錯(cuò)寄存器等。

有的時(shí)候，中央處理器中還有一些緩存，用來暫時(shí)存放一些數(shù)據(jù)指令，緩存越大，說明CPU的運(yùn)算速度越快，目前市場上的中高端中央處理器都有2M左右的二級(jí)緩存，高端中央處理器有4M左右的二級(jí)緩存。

控制部件，主要負(fù)責(zé)對(duì)指令譯碼，并且發(fā)出為完成每條指令所要執(zhí)行的各個(gè)操作的控制信號(hào)。

其結(jié)構(gòu)有兩種：一種是以微存儲(chǔ)為核心的微程序控制方式；一種是以邏輯硬布線結(jié)構(gòu)為主的控制方式。

微存儲(chǔ)中保持微碼，每一個(gè)微碼對(duì)應(yīng)于一個(gè)最基本的微操作，又稱微指令；各條指令是由不同序列的微碼組成，這種微碼序列構(gòu)成微程序。中央處理器在對(duì)指令譯碼以后，即發(fā)出一定時(shí)序的控制信號(hào)，按給定序列的順序以微周期為節(jié)拍執(zhí)行由這些微碼確定的若干個(gè)微操作，即可完成某條指令的執(zhí)行。

簡單指令是由（3～5）個(gè)微操作組成，復(fù)雜指令則要由幾十個(gè)微操作甚至幾百個(gè)微操作組成。

邏輯硬布線控制器則完全是由隨機(jī)邏輯組成。指令譯碼后，控制器通過不同的邏輯門的組合，發(fā)出不同序列的控制時(shí)序信號(hào)，直接去執(zhí)行一條指令中的各個(gè)操作。

發(fā)展歷史

CPU這個(gè)名稱，早期是對(duì)一系列可以執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算機(jī)程序或電腦程式的邏輯機(jī)器的描述。這個(gè)空泛的定義很容易在“CPU”這個(gè)名稱被普遍使用之前將計(jì)算機(jī)本身也包括在內(nèi)。

但從20世紀(jì)70年代開始，由于集成電路的大規(guī)模使用，把本來需要由數(shù)個(gè)獨(dú)立單元構(gòu)成的CPU集成為一塊微小但功能空前強(qiáng)大的微處理器時(shí)。這個(gè)名稱及其縮寫才真正在電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。盡管與早期相比，CPU在物理形態(tài)、設(shè)計(jì)制造和具體任務(wù)的執(zhí)行上都有了戲劇性的發(fā)展，但是其基本的操作原理一直沒有改變。

1971年，當(dāng)時(shí)還處在發(fā)展階段的Intel公司推出了世界上第一臺(tái)真正的微處理器－－4004。這不但是第一個(gè)用于計(jì)算器的4位微處理器，也是第一款個(gè)人有能力買得起的電腦處理器！

4004含有2300個(gè)晶體管，功能相當(dāng)有限，而且速度還很慢，被當(dāng)時(shí)的藍(lán)色巨人IBM以及大部分商業(yè)用戶不屑一顧，但是它畢竟是劃時(shí)代的產(chǎn)品，從此以后，Intel公司便與微處理器結(jié)下了不解之緣?？梢赃@么說，CPU的歷史發(fā)展歷程其實(shí)也就是Intel公司X86系列CPU的發(fā)展歷程，就通過它來展開的“CPU歷史之旅”。

1978年，Intel公司再次領(lǐng)導(dǎo)潮流，首次生產(chǎn)出16位的微處理器，并命名為i8086，同時(shí)還生產(chǎn)出與之相配合的數(shù)學(xué)協(xié)處理器i8087，這兩種芯片使用相互兼容的指令集，但在i8087指令集中增加了一些專門用于對(duì)數(shù)、指數(shù)和三角函數(shù)等數(shù)學(xué)計(jì)算的指令。由于這些指令集應(yīng)用于i8086和i8087，所以人們也把這些指令集中統(tǒng)一稱之為X86指令集。

雖然以后Intel公司又陸續(xù)生產(chǎn)出第二代、第三代等更先進(jìn)和更快的新型CPU，但都仍然兼容原來的X86指令，而且Intel公司在后續(xù)CPU的命名上沿用了原先的X86序列，直到后來因商標(biāo)注冊問題，才放棄了繼續(xù)用阿拉伯?dāng)?shù)字命名。至于在后來發(fā)展壯大的其他公司，例如AMD和Cyrix等，在486以前（包括486）的CPU都是按Intel的命名方式為自己的X86系列CPU命名，但到了586時(shí)代，市場競爭越來越厲害了，由于商標(biāo)注冊問題，它們已經(jīng)無法繼續(xù)使用與Intel的X86系列相同或相似的命名，只好另外為自己的586、686兼容CPU命名了。

1979年，Intel公司推出了8088芯片，它仍舊是屬于16位微處理器，內(nèi)含29000個(gè)晶體管，時(shí)鐘頻率為4.77MHz，地址總線為20位，可使用1MB內(nèi)存。8088內(nèi)部數(shù)據(jù)總線都是16位，外部數(shù)據(jù)總線是8位，而它的兄弟8086是16位。

1981年，8088芯片首次用于IBM的PC（個(gè)人電腦Personal Computer）機(jī)中，開創(chuàng)了全新的微機(jī)時(shí)代。也正是從8088開始，PC的概念開始在全世界范圍內(nèi)發(fā)展起來。

早期的CPU通常是為大型及特定應(yīng)用的計(jì)算機(jī)而訂制。但是，這種昂貴為特定應(yīng)用定制CPU的方法很大程度上已經(jīng)讓位于開發(fā)便宜、標(biāo)準(zhǔn)化、適用于一個(gè)或多個(gè)目的的處理器類。

這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化趨勢始于由單個(gè)晶體管組成的大型機(jī)和微機(jī)年代，隨著集成電路的出現(xiàn)而加速。集成電路使得更為復(fù)雜的CPU可以在很小的空間中設(shè)計(jì)和制造出來（在微米的量級(jí)）。

1982年，許多年輕的讀者尚在襁褓之中的時(shí)候，Intel公司已經(jīng)推出了劃時(shí)代的最新產(chǎn)品棗80286芯片，該芯片比8086和8088都有了飛躍的發(fā)展，雖然它仍舊是16位結(jié)構(gòu)，但是在CPU的內(nèi)部含有13.4萬個(gè)晶體管，時(shí)鐘頻率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線皆為16位，地址總線24位，可尋址16MB內(nèi)存。從80286開始，CPU的工作方式也演變出兩種來：實(shí)模式和保護(hù)模式。

1985年，Intel公司推出了80386芯片，它是80X86系列中的第一種32位微處理器，而且制造工藝也有了很大的進(jìn)步，與80286相比，80386內(nèi)部內(nèi)含27.5萬個(gè)晶體管，時(shí)鐘頻率為12.5MHz，后提高到20MHz、25MHz、33MHz。80386的內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線都是32位，地址總線也是32位，可尋址高達(dá)4GB內(nèi)存。它除具有實(shí)模式和保護(hù)模式外，還增加了一種叫虛擬86的工作方式，可以通過同時(shí)模擬多個(gè)8086處理器來提供多任務(wù)能力。

除了標(biāo)準(zhǔn)的80386芯片，也就是經(jīng)常說的80386DX外，出于不同的市場和應(yīng)用考慮，Intel又陸續(xù)推出了一些其它類型的80386芯片：80386SX、80386SL、80386DL等。

1988年，Intel推出的80386SX是市場定位在80286和80386DX之間的一種芯片，其與80386DX的不同在于外部數(shù)據(jù)總線和地址總線皆與80286相同，分別是16位和24位（即尋址能力為16MB）。

1990年，Intel公司推出的80386 SL和80386 DL都是低功耗、節(jié)能型芯片，主要用于便攜機(jī)和節(jié)能型臺(tái)式機(jī)。80386 SL與80386 DL的不同在于前者是基于80386SX的，后者是基于80386DX的，但兩者皆增加了一種新的工作方式：系統(tǒng)管理方式。當(dāng)進(jìn)入系統(tǒng)管理方式后，CPU 就自動(dòng)降低運(yùn)行速度、控制顯示屏和硬盤等其它部件暫停工作，甚至停止運(yùn)行，進(jìn)入“休眠”狀態(tài)，以達(dá)到節(jié)能目的。

1989年，大家耳熟能詳?shù)?0486 芯片由Intel公司推出，這種芯片的偉大之處就在于它實(shí)破了100萬個(gè)晶體管的界限，集成了120萬個(gè)晶體管。80486的時(shí)鐘頻率從25MHz逐步提高到了33MHz、50MHz。80486是將80386和數(shù)學(xué)協(xié)處理器80387以及一個(gè)8KB的高速緩存集成在一個(gè)芯片內(nèi)，并且在80X86系列中首次采用 了RISC（精簡指令集）技術(shù)，可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條指令。它還采用了突發(fā)總線方式，大大提高了與內(nèi)存的數(shù)據(jù)交換速度。

由于這些改進(jìn)，80486 的性能比帶有80387數(shù)學(xué)協(xié)處理器的80386DX提高了4倍。80486和80386一樣，也陸續(xù)出現(xiàn)了幾種類型。上面介紹的最初類型是80486DX。

1990年，Intel公司推出了80486 SX，它是486類型中的一種低價(jià)格機(jī)型，其與80486DX的區(qū)別在于它沒有數(shù)學(xué)協(xié)處理器。80486 DX2由于用了時(shí)鐘倍頻技術(shù)，也就是說芯片內(nèi)部的運(yùn)行速度是外部總線運(yùn)行速度的兩倍，即芯片內(nèi)部以2倍于系統(tǒng)時(shí)鐘的速度運(yùn)行，但仍以原有時(shí)鐘速度與外界通訊。80486 DX2的內(nèi)部時(shí)鐘頻率主要有40MHz、50MHz、66MHz等。80486 DX4也是采用了時(shí)鐘倍頻技術(shù)的芯片，它允許其內(nèi)部單元以2倍或3倍于外部總線的速度運(yùn)行。為了支持這種提高了的內(nèi)部工作頻率，它的片內(nèi)高速緩存擴(kuò)大到 16KB。80486 DX4的時(shí)鐘頻率為100MHz，其運(yùn)行速度比66MHz的80486 DX2快40%。80486也有SL增強(qiáng)類型，其具有系統(tǒng)管理方式，用于便攜機(jī)或節(jié)能型臺(tái)式機(jī)。

CPU的標(biāo)準(zhǔn)化和小型化都使得這一類數(shù)字設(shè)備（香港譯為“電子零件”）在現(xiàn)代生活中

的出現(xiàn)頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過有限應(yīng)用專用的計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)代微處理器出現(xiàn)在包括從汽車到手機(jī)到兒童玩具在內(nèi)的各種物品中。

技術(shù)架構(gòu)

制造工藝的微米是指IC內(nèi)電路與電路之間的距離。制造工藝的趨勢是向密集度愈高的方向發(fā)展。密度愈高的IC電路設(shè)計(jì)，意味著在同樣大小面積的IC中，可以擁有密度更高、功能更復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在主要的180nm、130nm、90nm、65nm、45納米。最近inter已經(jīng)有32納米的制造工藝的酷睿i3/i5系列了。

而AMD則表示、自己的產(chǎn)品將會(huì)直接跳過32nm工藝（2010年第三季度生產(chǎn)少許32nm產(chǎn)品、如Orochi、Llano）于2011年中期初發(fā)布28nm的產(chǎn)品（名稱未定）

（1）CISC指令集

CISC指令集，也稱為復(fù)雜指令集，英文名是CISC，（Complex Instruction Set Computer的縮寫）。在CISC微處理器中，程序的各條指令是按順序串行執(zhí)行的，每條指令中的各個(gè)操作也是按順序串行執(zhí)行的。順序執(zhí)行的優(yōu)點(diǎn)是控制簡單，但計(jì)算機(jī)各部分的利用率不高，執(zhí)行速度慢。其實(shí)它是英特爾生產(chǎn)的x86系列（也就是IA-32架構(gòu)）CPU及其兼容CPU，如AMD、VIA的。即使是現(xiàn)在新起的X86-64（也被成AMD64）都是屬于CISC的范疇。

要知道什么是指令集還要從當(dāng)今的X86架構(gòu)的CPU說起。X86指令集是Intel為其第一塊16位CPU(i8086)專門開發(fā)的，IBM1981年推出的世界第一臺(tái)PC機(jī)中的CPU－i8088(i8086簡化版)使用的也是X86指令，同時(shí)電腦中為提高浮點(diǎn)數(shù)據(jù)處理能力而增加了X87芯片，以后就將X86指令集和X87指令集統(tǒng)稱為X86指令集。

雖然隨著CPU技術(shù)的不斷發(fā)展，Intel陸續(xù)研制出更新型的i80386、i80486直到過去的PII至強(qiáng)、PIII至強(qiáng)、Pentium 3，Pentium 4系列，最后到今天的酷睿2系列、至強(qiáng)（不包括至強(qiáng)Nocona），但為了保證電腦能繼續(xù)運(yùn)行以往開發(fā)的各類應(yīng)用程序以保護(hù)和繼承豐富的軟件資源，所以Intel公司所生產(chǎn)的所有CPU仍然繼續(xù)使用X86指令集，所以它的CPU仍屬于X86系列。由于Intel X86系列及其兼容CPU（如AMD Athlon MP、）都使用X86指令集，所以就形成了今天龐大的X86系列及兼容CPU陣容。x86CPU目前主要有intel的服務(wù)器CPU和AMD的服務(wù)器CPU兩類。

（2）RISC指令集

RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ”的縮寫，中文意思是“精簡指令集”。它是在CISC指令系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，有人對(duì)CISC機(jī)進(jìn)行測試表明，各種指令的使用頻度相當(dāng)懸殊，最常使用的是一些比較簡單的指令，它們僅占指令總數(shù)的20%，但在程序中出現(xiàn)的頻度卻占80%。復(fù)雜的指令系統(tǒng)必然增加微處理器的復(fù)雜性，使處理器的研制時(shí)間長，成本高。并且復(fù)雜指令需要復(fù)雜的操作，必然會(huì)降低計(jì)算機(jī)的速度。基于上述原因，20世紀(jì)80年代RISC型CPU誕生了，相對(duì)于CISC型CPU ,RISC型CPU不僅精簡了指令系統(tǒng)，還采用了一種叫做“超標(biāo)量和超流水線結(jié)構(gòu)”，大大增加了并行處理能力。RISC指令集是高性能CPU的發(fā)展方向。它與傳統(tǒng)的CISC(復(fù)雜指令集)相對(duì)。相比而言，RISC的指令格式統(tǒng)一，種類比較少，尋址方式也比復(fù)雜指令集少。當(dāng)然處理速度就提高很多了。目前在中高檔服務(wù)器中普遍采用這一指令系統(tǒng)的CPU，特別是高檔服務(wù)器全都采用RISC指令系統(tǒng)的CPU。RISC指令系統(tǒng)更加適合高檔服務(wù)器的操作系統(tǒng)UNIX，現(xiàn)在Linux也屬于類似UNIX的操作系統(tǒng)。RISC型CPU與Intel和AMD的CPU在軟件和硬件上都不兼容。

目前，在中高檔服務(wù)器中采用RISC指令的CPU主要有以下幾類：PowerPC處理器、SPARC處理器、PA-RISC處理器、MIPS處理器、Alpha處理器。

（3）IA-64

EPIC（Explicitly Parallel Instruction Computers，精確并行指令計(jì)算機(jī)）是否是RISC和CISC體系的繼承者的爭論已經(jīng)有很多，單以EPIC體系來說，它更像Intel的處理器邁向RISC體系的重要步驟。從理論上說，EPIC體系設(shè)計(jì)的CPU，在相同的主機(jī)配置下，處理Windows的應(yīng)用軟件比基于Unix下的應(yīng)用軟件要好得多。

Intel采用EPIC技術(shù)的服務(wù)器CPU是安騰Itanium（開發(fā)代號(hào)即Merced）。它是64位處理器，也是IA－64系列中的第一款。微軟也已開發(fā)了代號(hào)為Win64的操作系統(tǒng)，在軟件上加以支持。在Intel采用了X86指令集之后，它又轉(zhuǎn)而尋求更先進(jìn)的64-bit微處理器，Intel這樣做的原因是，它們想擺脫容量巨大的x86架構(gòu)，從而引入精力充沛而又功能強(qiáng)大的指令集，于是采用EPIC指令集的IA-64架構(gòu)便誕生了。IA-64 在很多方面來說，都比x86有了長足的進(jìn)步。突破了傳統(tǒng)IA32架構(gòu)的許多限制，在數(shù)據(jù)的處理能力，系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、可用性、可觀理性等方面獲得了突破性的提高。

IA-64微處理器最大的缺陷是它們?nèi)狈εcx86的兼容，而Intel為了IA-64處理器能夠更好地運(yùn)行兩個(gè)朝代的軟件，它在IA-64處理器上（Itanium、Itanium2 ……)引入了x86-to-IA-64的解碼器，這樣就能夠把x86指令翻譯為IA-64指令。這個(gè)解碼器并不是最有效率的解碼器，也不是運(yùn)行x86代碼的最好途徑（最好的途徑是直接在x86處理器上運(yùn)行x86代碼），因此Itanium 和Itanium2在運(yùn)行x86應(yīng)用程序時(shí)候的性能非常糟糕。這也成為X86-64產(chǎn)生的根本原因。

（4）X86-64 （AMD64 / EM64T）

AMD公司設(shè)計(jì)，可以在同一時(shí)間內(nèi)處理64位的整數(shù)運(yùn)算，并兼容于X86-32架構(gòu)。其中支持64位邏輯定址，同時(shí)提供轉(zhuǎn)換為32位定址選項(xiàng)；但數(shù)據(jù)操作指令默認(rèn)為32位和8位，提供轉(zhuǎn)換成64位和16位的選項(xiàng)；支持常規(guī)用途寄存器，如果是32位運(yùn)算操作，就要將結(jié)果擴(kuò)展成完整的64位。這樣，指令中有“直接執(zhí)行”和“轉(zhuǎn)換執(zhí)行”的區(qū)別，其指令字段是8位或32位，可以避免字段過長。

x86-64（也叫AMD64）的產(chǎn)生也并非空穴來風(fēng)，x86處理器的32bit尋址空間限制在4GB內(nèi)存，而IA-64的處理器又不能兼容x86。AMD充分考慮顧客的需求，加強(qiáng)x86指令集的功能，使這套指令集可同時(shí)支持64位的運(yùn)算模式，因此AMD把它們的結(jié)構(gòu)稱之為x86-64。在技術(shù)上AMD在x86-64架構(gòu)中為了進(jìn)行64位運(yùn)算，AMD為其引入了新增了R8-R15通用寄存器作為原有X86處理器寄存器的擴(kuò)充，但在而在32位環(huán)境下并不完全使用到這些寄存器。原來的寄存器諸如EAX、EBX也由32位擴(kuò)張至64位。在SSE單元中新加入了8個(gè)新寄存器以提供對(duì)SSE2的支持。寄存器數(shù)量的增加將帶來性能的提升。與此同時(shí)，為了同時(shí)支持32和64位代碼及寄存器，x86-64架構(gòu)允許處理器工作在以下兩種模式：Long Mode(長模式)和Legacy Mode(遺傳模式)，Long模式又分為兩種子模式(64bit模式和Compatibility mode兼容模式)。該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被引進(jìn)在AMD服務(wù)器處理器中的Opteron處理器.

而今年也推出了支持64位的EM64T技術(shù)，再還沒被正式命為EM64T之前是IA32E，這是英特爾64位擴(kuò)展技術(shù)的名字，用來區(qū)別X86指令集。Intel的EM64T支持64位sub-mode，和AMD的X86-64技術(shù)類似，采用64位的線性平面尋址，加入8個(gè)新的通用寄存器（GPRs），還增加8個(gè)寄存器支持SSE指令。與AMD相類似，Intel的64位技術(shù)將兼容IA32和IA32E，只有在運(yùn)行64位操作系統(tǒng)下的時(shí)候，才將會(huì)采用IA32E。IA32E將由2個(gè)sub-mode組成：64位sub-mode和32位sub-mode，同AMD64一樣是向下兼容的。Intel的EM64T將完全兼容AMD的X86-64技術(shù)?，F(xiàn)在Nocona處理器已經(jīng)加入了一些64位技術(shù)，Intel的Pentium 4E處理器也支持64位技術(shù)。

應(yīng)該說，這兩者都是兼容x86指令集的64位微處理器架構(gòu)，但EM64T與AMD64還是有一些不一樣的地方，AMD64處理器中的NX位在Intel的處理器中將沒有提供。