x86的历史和未来

x86的历史和未来

  “x86”是英特尔和其他几家公司的处理器所支持的一组机器指令集,它大致确定了芯片的使用规范。从8086到80186、80286、80386、80486,再到后来的奔腾系列以及现在的多核技术,都是使用一脉相承的x86指令集,既不断扩展又向后兼容。

  在8086之后的30年间,x86家族横跨了桌面、服务器、便携式电脑,超级计算机等等。无数对手败在了它的脚下。 >阅读全文

x86架构未来还有发展潜力吗?
 
 x86架构历史回顾

1971 年,英特尔为一家日本计算器厂商制造了英特尔历史上的第一块处理器——4位的4004。很快,在1975年,英特尔又推出了8位处理器8008和8080。

3年以后,16位的8086初次登场。在上世纪80年代初,IBM选择了8086的衍生产品8088作为IBM PC的处理器。IBM的这一举措给x86带来了巨大的发展机遇,并且帮助它成为了行业标准——直到今天。 >阅读全文

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 x86架构的成功秘诀

x86为什么能一直成功,击退甚至完全打败其他的处理器架构?从一开始,x86的诞生就可谓生逢其时。1978年,计算机从巨大、昂贵的中型计算机转变为小型、便宜的微型计算机已经有几年了。台式电脑成为变革的前沿。

更重要的是,x86证明了戈登·摩尔在1965年提出的一个定律。戈登·摩尔后来成为英特尔的主席和CEO。摩尔说,在成本不变的前提下,微处理器每过二年其运算速度会翻一番。他的预言后来被称为摩尔定律,30年来始终被证明是有效的。 >阅读全文

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 x86领域竞争激烈

英特尔并未能避免竞争,哪怕是在自家的x86架构领域。例如,1987年创建于硅谷的威盛公司采用了x86的技术,销售主板芯片组。威盛目前生产范围很广的一系列产品,并且打算生产自己的x86架构低能耗移动处理器。

AMD公司是世界第二大芯片制造商,自从2000年以来,它已经成为了英特尔的强劲竞争对手。在整个20世纪80年代和90年代,AMD已经成为一个x86芯片的模仿者,并且对英特尔产生了重大影响。 >阅读全文

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 x86技术的战略转变

即使没有与应用有关的改进,性能上的改进也足以使x86获得令人惊奇的成就。1978年,8086处理器问世的时候,它的工作频率只有5MHz,芯片内的晶体管数量为2.9万多个。 如今的四核英特尔台式电脑处理器的工作频率已经达到3GHz,速度是8086的300多倍,芯片内的晶体管数量也增加到了8.2亿多个,是原来的2.8万倍。

卡内基梅隆大学计算机科学教授、英特尔研究顾问Todd Mowry说:“在不断减小晶体管尺寸和其他技术改进的过程中,英特尔也遇到不少巨大的技术难题,英特尔对此进行了大量投资。”英特尔将其中一个问题称作是右拐弯。随着电路尺寸的缩小,散热问题变得越来越难解决,只能通过增加芯片上的处理器核心数量来提升性能,而不能无限制地加快处理器时钟速度。 >阅读全文

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 x86架构的新进展

Rattner提到了英特尔实验室中正在开发的一些相当有趣的东西。例如,他提到x86体系架构将包括对安全的一些新硬件支持,这样整个架构在面对攻击时就有更强的抵抗力。但是他没有透露更多的详细资料。

他还提到了即将推出的基于x86体系架构的Larrabee芯片,这款图形处理单元足以同NVIDIA和AMD旗下的ATI生产的专业图形处理单元相抗衡。 Larrabee将包含一整套全新的可视计算指令。与竞争对手的高度专业化图形处理单元不同的是,Larrabee是对通用x86体系架构的扩展。 他说:“我们可以保证这种体系架构的稳定性和耐用性,它的性能将超出大多数人的预料。” >阅读全文

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 x86架构发展空间有限?

但是这并不是说随着硅晶体管数量的增加,x86指令集就不会以全新的方式得到应用。40多年来,晶体管一直被置于硅片表面的下方。现在出现了一种新技术,可以将它们安装在硅片表面的上方。

那样就有可能用硅之外的其他材料来生产晶体管了,比如像砷化镓那样的材料拥有更好的能量和性能特性。Rattner说:“在一二代产品(大约二到四年)内,我们还不能开发出晶体管位于硅片表面上的处理器产品,但是处理器生产材料必定会在未来十年发生许多创新。” >阅读全文

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 x86微处理器发展大事记
  • 1947:贝尔实验室发明晶体管。

  • 1965:Fairchild半导体公司的戈登·摩尔发现了著名的“摩尔定律”:微处理器每过二年其运算速度会翻一番。

  • 1968:摩尔、Robert Noyce和Andy Grove创办了英特尔公司,开始从事“INTegrated ELectronics”(集成电子)事业。

  • 1971:英特尔发布了全球第一块微处理器,4位的Intel 4004,设计者为Federico Faggin。

  • 1972:英特尔发布8位8008处理器。年轻的比尔·盖茨和保罗·艾伦尝试着为这块芯片开发编程语言,但效果并不好。

  • 1974:英特尔发布了8位8080处理器,带有4500个晶体管,性能超过8008处理器10倍以上。

  • 1975:8080处理器在Altair 8800计算机上找到了第一个用武之地,从而引发了PC革命。

  • 1976:x86体系架构遭遇对手,Steve JobsSteve Wozniak发布了使用86502处理器的苹果II电脑。

  • 1978:英特尔发布168086处理器,后来成为行业标准。
  • 1979:英特尔推出低成本8086版本,即应用8位总线的8088处理器。

  • 1980:英特尔推出8087数学协处理器。

  • 1981:IBM选择了Intel 8088装备其IBM PC。一位英特尔高管后来称此举为“英特尔有史以来最伟大的胜利。”

  • 1982:IBMAMD签署协议,将AMD作为80868088的第二个供应商。

  • 1982:英特尔发布1680286处理器,集成了134000个晶体管。

  • 1984:IBM开发出第二代PC,即80286 PC-ATPC-AT运行MS-DOS,成为PC行业的事实标准长达10年之久。

  • 1985:英特尔退出DRAM业务,专注于微处理器的研制和生产,很快推出了3280386处理器。

  • 1986:Compaq推出了80386 PC

  • 1987:VIA科技在加州Fremont创办,专门销售x86内核逻辑芯片组。

  • 1989:80486发布,内置数学协处理器。

  • 1990:Compaq推出业界首台PC服务器,采用了80486处理器。

  • 1993:310万晶体管、66MHzPentium处理器问世。

  • 1995:RISC架构杀手Pentium Pro亮相。

  • 1997:英特尔发布64Epic处理器技术。

  • 1998:英特尔推出低端赛扬处理器。

  • 2000:英特尔Pentium 4首次亮相,集成了4200万个晶体管。

  • 2003:AMD推出了x86-64指令集,这是x86指令集的64位超集。

  • 2004:AMD演示了x86双核处理器。

  • 2005:英特尔交付第一款双核处理器。

  • 2005:苹果宣布将把其Macintosh电脑所用的处理器从FreescaleIBM制造的PowerPC转向英特尔的x86处理器家族。
  • 2006:英特尔发布首款至强四核处理器Xeon 5300

  • 2007:AMD发布四核皓龙(巴塞罗那)处理器。

  • 2007:英特尔推出处理器的45纳米制程工艺。

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