奔騰時代的CPU 繼承著80486大獲成功的東風(fēng)，賺翻了幾倍資金的INTEL在1993年推出了全新一代的 高性能處理器——奔騰。由于CPU市場的競爭越來越趨向于激烈化，INTEL覺得不能再讓AMD和其他公司用同樣的名字來搶自己的飯碗了，于是提出了商標(biāo) 注冊，由于在美國的法律里面是不能用阿拉伯?dāng)?shù)字注冊的，于是INTEL玩了哥花樣，用拉丁文去注冊商標(biāo)。奔騰在拉丁文里面就是“五”的意思了。INTEL 公司還替它起了一個相當(dāng)好聽的中文名字——奔騰。
Intel 奔騰處理器
奔騰的廠家代號是P54C，奔騰的內(nèi)部含有的晶體管數(shù)量高達(dá)310萬個，時鐘頻率由最初推出 的60MHZ和66MHZ，后提高到200MHZ。單單是最初版本的66MHZ的奔騰微處理器，它的運算性能比33MHZ的80486 DX就提高了3倍多，而100MHZ的奔騰則比33MHZ的80486 DX要快6至8倍。也就是從奔騰開始，我們大家有了超頻這樣一個用盡量少的錢換取盡量多的性能的好方法。作為世界上第一個586級處理器，奔騰也是第一個 令人超頻的最多的處理器，由于奔騰的制造工藝優(yōu)良，所以整個系列的CPU的浮點性能也是各種各樣性能是CPU中最強(qiáng)的，可超頻性能最大，因此贏得了586 級CPU的大部分市場。奔騰家族里面的頻率有60/66/75//90/100/120/133/150/166/200，至于CPU的內(nèi)部頻率則是從 60MHz到66MHz不等。值得一提的是，從奔騰75開始，CPU的插座技術(shù)正式從以前的Socket4轉(zhuǎn)換到同時支持Socket 5和7同時支持，其中Socket 7還一直沿用至今。而且所有的奔騰 CPU里面都已經(jīng)內(nèi)置了16K的一級緩存，這樣使它的處理性能更加強(qiáng)大。
與此同時，AMD公司也不甘示弱推出了K5系列的CPU。（AMD公司也改名字了?。┧念l 率一共有六種：75/90/100/120/133/166，內(nèi)部總線的頻率和奔騰差不多，都是60或者66MHz，雖然它在浮點 運算方面比不上奔騰，但是由于K5系列CPU都內(nèi)置了24KB的一級緩存，比奔騰內(nèi)置的16KB多出了一半，因此在整數(shù)運算和系統(tǒng)整體性能方面甚至要高于 同頻率的奔騰。即便如此，因為k5系列的 交付日期一再后拖，AMD公司在“586”級別的競爭中最終還是敗給了INTEL。 牐1、初受挫折——奔騰 Pro：牐牫醪秸季萘艘徊糠諧PU市場的INTEL并沒有停下自己的腳步，在其他公司還在不斷追趕自己的奔騰之際，又在1996年推出了最新一代的第六代 X86系列CPU——P6。P6只是它的研究代號，上市之后P6有了一個非常響亮的名字——奔騰 Pro。Pentimu Pro的內(nèi)部含有高達(dá)550萬個的晶體管，內(nèi)部時鐘頻率為133MHZ，處理速度幾乎是100MHZ的奔騰的2倍。Pentimu Pro的一級(片內(nèi))緩存為8KB指令和8KB數(shù)據(jù)。
Intel奔騰 Pro處理器
值得注意的是在Pentimu Pro的一個封裝中除Pentimu Pro芯片外還包括有一個256KB的二級緩存芯片，兩個芯片之間用高頻寬的內(nèi)部通訊總線互連，處理器與高速緩存的連接線路也被安置在該封裝中，這樣就使 高速緩存能更容易地運行在更高的頻率上。奔騰 Pro 200MHZCPU的L2 CACHE就是運行在200MHZ，也就是工作在與處理器相同的頻率上。這樣的設(shè)計領(lǐng)奔騰 Pro達(dá)到了最高的性能。 而Pentimu Pro最引人注目的地方是它具有一項稱為“動態(tài)執(zhí)行”的創(chuàng)新技術(shù)，這是繼奔騰在超標(biāo)量體系結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)實破之后的又一次飛躍。Pentimu Pro系列的工作頻率是150/166/180/200，一級緩存都是16KB，而前三者都有256KB的二級緩存，至于頻率為200的CPU還分為三種 版本，不同就在于他們的內(nèi)置的緩存分別是256KB，512KB，1MB。不過由于當(dāng)時緩存技術(shù)還沒有成熟，加上當(dāng)時緩存芯片還非常昂貴，因此盡管 Pentimu Pro性能不錯，但遠(yuǎn)沒有達(dá)到拋離對手的程度，加上價格十分昂貴，一次Pentimu Pro實際上出售的數(shù)目非常至少，市場生命也非常的短，Pentimu Pro可以說是Intel第一個失敗的產(chǎn)品。
2、輝煌的開始——奔騰 MMX：
INTEL吸取了奔騰 Pro的教訓(xùn)，在1996年底推出了奔騰系列的改進(jìn)版本，廠家代號P55C，也就是我們平常所說的奔騰 MMX（多能奔騰）。這款處理器并沒有集成當(dāng)時賣力不討好的二級緩存，而是獨辟蹊徑，采用MMX技術(shù)去增強(qiáng)性能。
MMX技術(shù)是INTEL最新發(fā)明的一項多媒體增強(qiáng)指令集技術(shù)，它的英文全稱可以翻譯“多媒體 擴(kuò)展指令集”。MMX是Intel公司在1996年為增強(qiáng)奔騰 CPU在音像、圖形和通信應(yīng)用方面而采取的新技術(shù)，為CPU增加了57條MMX指令，除了指令集中增加MMX指令外，還將CPU芯片內(nèi)的L1緩存由原來的 16KB增加到32KB（16K指命+16K數(shù)據(jù)），因此MMX CPU比普通CPU在運行含有MMX指令的程序時，處理多媒體的能力上提高了60％左右。MMX技術(shù)不但是一個創(chuàng)新，而且還開創(chuàng)了CPU開發(fā)的新紀(jì)元，后 來的SSE，3D NOW！等指令集也是從MMX發(fā)展演變過來的。
Intel奔騰MMX處理器
在Intel推出奔騰 MMX的幾個月后，AM也推出了自己研制的新產(chǎn)品K6。K6系列CPU一共有五種頻率，分別是：166/200/ 233/266/300，五種型號都采用了66外頻，但是后來推出的233/266/300已經(jīng)可以通過升級主板的BIOS 而支持100外頻，所以CPU的性能得到了一個飛躍。特別值得一提的是他們的一級緩存都提高到了64KB，比MMX足足多了一倍，因此它的商業(yè)性能甚至還 優(yōu)于奔騰 MMX，但由于缺少了多媒體擴(kuò)展指令集這道殺手锏，K6在包括游戲在內(nèi)的多媒體性能要遜于奔騰 MMX。
3、優(yōu)勢的確立——奔騰 Ⅱ：
1997年五月，INTEL又推出了和奔騰 Pro同一個級別的產(chǎn)品，也就是影響力最大的CPU——奔騰 Ⅱ。第一代奔騰 Ⅱ核心稱為Klamath。作為奔騰Ⅱ的第一代芯片，它運行在66MHz總線上，主頻分233、266、300、333Mhz四種，接著又推出 100Mhz總線的奔騰 Ⅱ，頻率有300、350、400、450Mhz。奔騰II采用了與奔騰 Pro相同的核心結(jié)構(gòu),從而繼承了原有奔騰 Pro處理器優(yōu)秀的32位性能，但它加快了段寄存器寫操作的速度,并增加了MMX指令集,以加速16位操作系統(tǒng)的執(zhí)行速度。由于配備了可重命名的段寄存 器,因此奔騰Ⅱ可以猜測地執(zhí)行寫操作，并允許使用舊段值的指令與使用新段值的指令同時存在。在奔騰Ⅱ里面，Intel一改過去BiCMOS制造工藝的笨拙 且耗電量大的雙極硬件,將750萬個晶體管壓縮到一個203平方毫米的印模上。奔騰Ⅱ只比奔騰 Pro大6平方毫米,但它卻比奔騰 Pro多容納了200萬個晶體管。由于使用只有0.28微米的扇出門尺寸,因此加快了這些晶體管的速度,從而達(dá)到了X86前所未有的時鐘速度。
Intel奔騰Ⅱ處理器
與此同時，AMD公司也不甘示弱推出了K5系列的CPU。（AMD公司也改名字了！）它的頻 率一共有六種：75/90/100/120/133/166，內(nèi)部總線的頻率和奔騰差不多，都是60或者66MHz，雖然它在浮點 運算方面比不上奔騰，但是由于K5系列CPU都內(nèi)置了24KB的一級緩存，比奔騰內(nèi)置的16KB多出了一半，因此在整數(shù)運算和系統(tǒng)整體性能方面甚至要高于 同頻率的奔騰。即便如此，因為k5系列的 交付日期一再后拖，AMD公司在“586”級別的競爭中最終還是敗給了INTEL。
5、世紀(jì)末的輝煌——奔騰III：
在99年初，Intel發(fā)布了第三代的奔騰處理器——奔騰III，第一批的奔騰III 處理器采用了Katmai內(nèi)核，主頻有450和500Mhz兩種，這個內(nèi)核最大的特點是更新了名為SSE的多媒體指令集，這個指令集在MMX的基礎(chǔ)上添加 了70條新指令，以增強(qiáng)三維和浮點應(yīng)用，并且可以兼容以前的所有MMX程序。
不過平心而論，Katmai內(nèi)核的奔騰III除了上述的SSE指令集以外，吸引人的地方并不 多，它仍然基本保留了奔騰II的架構(gòu)，采用0.25微米工藝，100Mhz的外頻，Slot1的架構(gòu)，512KB的二級緩存（以CPU的半速運行）因而性 能提高的幅度并不大。不過在奔騰III剛上市時卻掀起了很大的熱潮，曾經(jīng)有人以上萬元的高價去買第一批的奔騰III。
第一代Pentium III處理器 (Katmai)
可以大幅提升，從500Mhz開始，一直到1.13Ghz，還有就是超頻性能大幅提高，幅度可以達(dá)到50%以上。此外它的二級緩存也改為和CPU主頻同步，但容量縮小為256KB。
第二代Pentium III處理器 (Coppermine)
除了制程帶來的改進(jìn)以外，部分Coppermine 奔騰III還具備了133Mhz的總線頻率和Socket370的插座，為了區(qū)分它們，Intel在133Mhz總線的奔騰III型號后面加了個“B”, Socket370插座后面加了個“E”，例如頻率為550Mhz，外頻為133Mhz的Socket370 奔騰III就被稱為550EB。
看到Coppermine核心的奔騰III大受歡迎，Intel開始著手把Celeron處 理器也轉(zhuǎn)用了這個核心，在2000年中，推出了Coppermine128核心的Celeron處理器，俗稱Celeron2，由于轉(zhuǎn)用了0.18的工 藝，Celeron的超頻性能又得到了一次飛躍，超頻幅度可以達(dá)到100%。
第二代Celeron(Coppermine128核心)處理器
6、AMD的絕地反擊——Athlon
在AMD公司方面，剛開始時為了對抗奔騰III，曾經(jīng)推出了K6-3處理器。K6-3處理器 是三層高速緩存（TriLevel）結(jié)構(gòu)設(shè)計，內(nèi)建有64K的第一級高速緩存（Level 1）及256K的第二層高速緩存（Level 2），主板上則配置第三級高速緩存（Level 3）。K6-3處理器還支持增強(qiáng)型的3D Now！指令集。由于成本上和成品率方面的問題，K6-3處理器在臺式機(jī)市場上并不是很成功，因此它逐漸從臺式機(jī)市場消失，轉(zhuǎn)進(jìn)筆記本市場。
真正讓AMD揚眉吐氣的是原來代號K7的Athlon處理器。Athlon具備超標(biāo)量、超管 線、多流水線的Risc核心（3Way SuperScalar Risc core），采用0.25微米工藝，集成2,200萬個晶體管，Athlon包含了三個解碼器，三個整數(shù)執(zhí)行單元（IEU），三個地址生成單元 （AGU），三個多媒體單元（就是浮點運算單元），Athlon可以在同一個時鐘周期同時執(zhí)行三條浮點指令，每個浮點單元都是一個完全的管道。K7包含3 個解碼器，由解碼器將解碼后的macroOPS指令（K7把X86指令解碼成macroOPS指令，把長短不一的X86指令轉(zhuǎn)換成長短一致的 macroOPS指令，可以充分發(fā)揮RISC核心的威力）送給指令控制單元，指令控制單元能同時控制（保存）72條指令。再把指令送給整數(shù)單元或多媒體單 元。整數(shù)單元可以同時調(diào)度18條指令。每個整數(shù)單元都是一個獨立的管道，調(diào)度單元可以對指令進(jìn)行分支預(yù)測，可以亂序執(zhí)行。K7的多媒體單元（也叫浮點單 元）有可以重命名的堆棧寄存器，浮點調(diào)度單元同時可以調(diào)度36條指令，浮點寄存器可以保存88條指令。在三個浮點單元中，有一個加法器，一個乘法器，這兩 個單元可以執(zhí)行MMX指令和3DNow指令。還有一個浮點單元負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的裝載和保存。由于K7強(qiáng)大的浮點單元，使AMD處理器在浮點上首次超過了 Intel當(dāng)時的處理器。
Athlon內(nèi)建128KB全速高速緩存（L1 Cache），芯片外部則是1／2時頻率、512KB容量的二級高速緩存（L2 Cache），最多可支持到8MB的L2 Cache，大的緩存可進(jìn)一步提高服務(wù)器系統(tǒng)所需要的龐大數(shù)據(jù)吞吐量。
Athlon的封裝和外觀跟Pentium Ⅱ相似，但Athlon采用的是Slot A接口規(guī)格。Slot A接口源于Alpha EV6總線，時鐘頻率高達(dá)200MHz，使峰值帶寬達(dá)到1.6GB/S，在內(nèi)存總線上仍然兼容傳統(tǒng)的100MHz總線，現(xiàn)這樣就保護(hù)了用戶的投資，也降低 了成本。后來還采用性能更高的DDR SDRAM，這和Intel力推的800MHz RAMBUS的數(shù)據(jù)吞吐量差不多。EV6總線最高可以支持到400MHz，可以完善的支持多處理器。所以具有天生的優(yōu)勢，要知道Slot1只支持雙處理器 而SlotA可支持4處理器。SlotA外觀看起來跟傳統(tǒng)的Slot1插槽很像，就像Slot1插槽倒轉(zhuǎn)180度一樣，但兩者在電氣規(guī)格、總線協(xié)議是完全 不兼容的。Slot 1／Socket370的CPU，是無法安裝到Slot A插槽的Athlon主板上，反之亦然。
三、踏入新世紀(jì)的CPU
進(jìn)入新世紀(jì)以來，CPU進(jìn)入了更高速發(fā)展的時代，以往可望而不可及的1Ghz大關(guān)被輕松突破 了，在市場分布方面，仍然是Intel跟AMD公司在兩雄爭霸，它們分別推出了Pentium4、Tualatin核心Pentium Ⅱ和Celeron、Tunderbird核心Athlon、AthlonXP和Duron等處理器，競爭日益激烈。
1、在Intel方面，在上個世紀(jì)末的2000年11月，Intel發(fā)布了旗下第四代的 Pentium處理器，也就是我們天天都能接觸到的Pentium 4。Pentium 4沒有沿用PIII的架構(gòu)，而是采用了全新的設(shè)計，包括等效于的400MHz前端總線(100 x 4), SSE2指令集，256K-512KB的二級緩存，全新的超管線技術(shù)及NetBurst架構(gòu)，起步頻率為1.3GHz。
第一個Pentium4核心為Willamette，全新的Socket 423插座，集成256KB的二級緩存，支持更為強(qiáng)大的SSE2指令集，多達(dá)20級的超標(biāo)量流水線，搭配i850/i845系列芯片組，隨后Intel陸 續(xù)推出了1.4GHz-2.0GHz的Willamette P4處理器，而后期的P4處理器均轉(zhuǎn)到了針角更多的Socket 478插座。
第一代的Pentium4（Socket423）處理器
和奔騰III一樣，第一個Pentium4核心并不受到太多的好評，主要原因是新的CPU架 構(gòu)還不能受到程序軟件的充分支持，因此Pentium4經(jīng)常大幅落后于同頻的Athlon，甚至還如Intel自己的奔騰III。但在一年以后， Intel發(fā)布了第二個Pentium4核心，代號為Northwood，改用了更為精細(xì)的0.13微米制程，集成了更大的512KB二級緩存，性能有了 大幅的提高，加上Intel孜孜不倦的推廣和主板芯片廠家的支持，目前Pentium4已經(jīng)成為最受歡迎的中高端處理器。
第二代的Pentium4（Socket478）處理器
在低端CPU方面，Intel發(fā)布了第三代的Celeron核心，代號為Tualatin， 這個核心也轉(zhuǎn)用了0.13微米的工藝，與此同時二級緩存的容量提高到256KB，外頻也提高到100Mhz，目前Tualatin Celeron的主頻有1.0、1.1、1.2、1.3Ghz等型號。Intel也推出了Tualatin核心的奔騰III，集成了更大的512KB二級 緩存，但它們只應(yīng)用于服務(wù)器和筆記本電腦市場，在臺式機(jī)市場很少能看到。
第三代Tualatin核心的Celeron處理器
2、在AMD方面，在2000年中發(fā)布了第二個Athlon核心——Tunderbird， 這個核心的Athlon有以下的改進(jìn)，首先是制造工藝改進(jìn)為0.18微米，其次是安裝界面改為了SocketA，這是一種類似于Socket370，但針 腳數(shù)為462的安裝接口。最后是二級緩存改為256KB，但速度和CPU同步，與Coppermine核心的奔騰III一樣。
Tunderbird核心的Athlon不但在性能上要稍微領(lǐng)先于奔騰III，而且其最高的 主頻也一直比奔騰III高，1Ghz頻率的里程碑就是由這款CPU首先達(dá)到的。不過隨著Pentium4的發(fā)布，Tunderbird開始在頻率上落后于 對手，為此，AMD又發(fā)布了第三個Athlon核心——Palomino，并且采用了新的頻率標(biāo)稱制度，從此Athlon型號上的數(shù)字并不代表實際頻率， 而是根據(jù)一個公式換算相當(dāng)于競爭對手（也就是Intel）產(chǎn)品性能的頻率，名字也改為AthlonXP。例如AthlonXP1500+處理器實際頻率并 不是1.5Ghz，而是1.33GHz。最后，AthlonXP還兼容Intel的SSE指令集，在專門為SSE指令集優(yōu)化的軟件中也能充分發(fā)揮性能。
第三代Tunderbird核心的Athlon處理器
在低端CPU方面，AMD推出了Duron CPU，它的基本架構(gòu)和Athlon一樣，只是二級緩存只有64KB。Duron從發(fā)布開始，就能遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋離同樣主攻低端市場的Celeron，而且價格更 低廉，一時間Duron成為低價DIY兼容機(jī)的第一選擇，但Duron也有它致命的弱點，首先是繼承了Athlon發(fā)熱量大的特點，其次是它的核心非常脆 弱，在安裝CPU散熱器時很容易損壞。因此盡管在兼容機(jī)市場很受歡迎，但始終打不進(jìn)利潤最高的品牌機(jī)市場。
Duron處理器
