發(fā)展歷程
CPU從最初發(fā)展至今已經(jīng)有二十多年的歷史了，這期間，按照其處理信息的字長，CPU可以分為：4位微處理器、8位微處理器、16位微處理器、32位微處理器以及最新的64位
微處理器，可以說個人電腦的發(fā)展是隨著CPU的發(fā)展而前進的。微機是指以大規(guī)模、超大規(guī)模集成
電路為主要部件，以集成了計算機主要部件——控制器和運算器的微處理器MP（Micro Processor）為核心，所構(gòu)造出的計算系經(jīng)過30多年的發(fā)展，微處理器的發(fā)展大致可分為：
微處理器
第一代
第一階段
（1971—1973年）通常以字長是4位或8位微處理器，典型的是美國 Inb 4004和Inb 8008微處理器。Inb 4004是一種4位微處理器，可進行4位
二進制的并行運算，它有45條
指令，速度0.05MIPs（Million Instruction Per Second，每秒百萬條指令）。Inb 4004的功能有限，主要用于計算器、電動打字機、照相機、臺秤、電視機等家用電器上，使這些電器設備具有智能化，從而提高它們的性能。Inb 8008是世界上第一種8位的微處理器。
存儲器采用PMOS工藝。該階段計算機工作速度較慢，微處理器的指令系統(tǒng)不完整，
存儲器容量很小，只有幾百字節(jié)，沒有操作系統(tǒng)，只有匯編語言。主要用于工業(yè)儀表、過程控制。
第二代
（1974—1977年）典型的微處理器有Inb 8080/8085，Zilog公司的Z80和Motorola公司的M6800。與第一代微處理器相比，集成度提高了1～4倍，運算速度提高了10～15倍，指令系統(tǒng)相對比較完善，已具備典型的計算機體系結(jié)構(gòu)及中斷、直接
存儲器存取等功能。
由于微處理器可用來完成很多以前需要用較大設備完成的計算任務，價格又便宜，于是各半導體公司開始競相生產(chǎn)微處理器芯片。Zilog公司生產(chǎn)了8080的增強型Z80，摩托羅拉公司生產(chǎn)了6800，英特爾公司于1976年又生產(chǎn)了增強型8085,但這些芯片基本沒有改變8080的基本特點，都屬于第二代微處理器。它們均采用NMOS工藝,集成度約9000只晶體管,平均
指令執(zhí)行時間為1μS～2μS,采用匯編語言、BASIC、Fortran編程，使用
單用戶操作系統(tǒng)。
第三代
第三階段（1978—1984年）即16位微處理器。1978 年，Inb公司率先推出16位微處理器8086，同時，為了方便原來的8位機用戶，Inb公司又提出了一種準16位微處理器8088。
8086微處理器最高主頻速度為8MHz，具有16位數(shù)據(jù)通道，
內(nèi)存尋址能力為1MB。同時英特爾還生產(chǎn)出與之相配合的數(shù)學協(xié)處理器i8087,這兩種芯片使用相互兼容的
指令集，但i8087指令集中增加了一些專門用于對數(shù)、指數(shù)和三角函數(shù)等數(shù)學計算的指令。人們將這些指令集統(tǒng)一稱之為 x86指令集。雖然以后英特爾又陸續(xù)生產(chǎn)出第二代、第三代等更先進和更快的新型CPU，但都仍然兼容原來的x86
指令，而且英特爾在后續(xù)CPU的命名上沿用了原先的x86序列，直到后來因商標注冊問題，才放棄了繼續(xù)用阿拉伯數(shù)字命名。
1979年，
英特爾公司又開發(fā)出了8088。8086和8088在芯片內(nèi)部均采用16位數(shù)據(jù)傳輸，所以都稱為16位微處理器，但8086每周期能傳送或接收16位數(shù)據(jù)，而8088每周期只采用8位。因為最初的大部分設備和芯片是8位的，而8088的外部8位數(shù)據(jù)傳送、接收能與這些設備相兼容。8088采用40針的DIP封裝，
工作頻率為6.66MHz、7.16MHz或8MHz，微處理器集成了大約29000個晶體管。
在Inb公司推出8086、8088 CPU之后，各公司也相繼推出了同類的產(chǎn)品，有Zilog公司Z8000和Motorola公司的M68000等。16位微處理器比8位微處理器有更大的尋址空間、更強的運算能力、更快的處理速度和更完善的指令系統(tǒng)。所以，16位微處理器已能夠替代部分小型機的功能，特別在單任務、單用戶的系統(tǒng)中，8086等16位微處理器更是得到了廣泛的應用。
1981年，美國IBM公司將8088芯片用于其研制的IBM-PC機中，從而開創(chuàng)了全新的微機時代。也正是從8088開始，個人電腦(PC)的概念開始在全世界范圍內(nèi)發(fā)展起來。從8088應用到IBM PC機上開始,個人電腦真正走進了人們的工作和生活之中，它也標志著一個新時代的開始。
1982年，英特爾公司在8086的基礎上，研制出了80286微處理器，該微處理器的最大
主頻為20MHz，內(nèi)、外部數(shù)據(jù)傳輸均為16位，使用24位
內(nèi)存儲器的
尋址，
內(nèi)存尋址能力為16MB。80286可工作于兩種方式，一種叫實模式，另一種叫保護方式。
在實模式下，微處理器可以訪問的內(nèi)存總量限制在1兆字節(jié)；而在保護方式之下，80286可直接訪問16兆字節(jié)的內(nèi)存。此外，80286工作在保護方式之下，可以保護操作系統(tǒng)，使之不像實模式或8086等不受保護的微處理器那樣，在遇到異常應用時會使系統(tǒng)停機。
IBM公司將80286微處理器用在先進技術微機即AT機中，引起了極大的轟動。80286在以下四個方面比它的前輩有顯著的改進：支持更大的內(nèi)存；能夠模擬內(nèi)存空間；能同時運行多個任務；提高了處理速度。
最早PC機的速度是4MHz，第一臺基于80286的AT機運行速度為6MHz至8MHz，一些制造商還自行提高速度，使80286達到了20MHz，這意味著性能上有了重大的進步。
80286的封裝是一種被稱為PGA的正方形包裝。PGA是源于PLCC的便宜封裝，它有一塊內(nèi)部和外部固體插腳，在這個封裝中，80286集成了大約130000個晶體管。
第四代
第四階段（1985—1992年）即32位微處理器。1985年10月17日，英特爾劃時代的產(chǎn)品——80386DX正式發(fā)布了，其內(nèi)部包含27.5萬個晶體管，
時鐘頻率為12.5MHz，后逐步提高到20MHz、25MHz、33MHz，最后還有少量的40MHz產(chǎn)品。
80386DX的內(nèi)部和外部
數(shù)據(jù)總線是32位，
地址總線也是32位，可以
尋址到4GB內(nèi)存，并可以管理64TB的
虛擬存儲空間。它的運算模式除了具有實模式和保護模式以外，還增加了一種“虛擬86”的工作方式，可以通過同時模擬多個8086微處理器來提供多任務能力。
80386DX有比80286更多的
指令，頻率為12.5MHz的80386每秒鐘可執(zhí)行6百萬條指令，比頻率為16MHz的80286快2.2倍。80386最經(jīng)典的產(chǎn)品為80386DX－33MHz，一般我們說的80386就是指它。
由于32位微處理器的強大運算能力，PC的應用擴展到很多的領域，如商業(yè)辦公和計算、工程設計和計算、
數(shù)據(jù)中心、個人娛樂。80386使32位CPU成為了PC工業(yè)的標準。
1989年英特爾公司又推出準32位微處理器芯片80386SX。這是Inb為了擴大市場份額而推出的一種較便宜的普及型CPU，它的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線為32位，外部數(shù)據(jù)總線為16位，它可以接受為80286開發(fā)的16位輸入/輸出接口芯片，降低整機成本。80386SX推出后，受到市場的
廣泛的歡迎，因為80386SX的性能大大優(yōu)于80286，而價格只是80386的三分之一。
1989年，我們大家耳熟能詳?shù)?0486芯片由英特爾推出。這款經(jīng)過四年開發(fā)和3億美元資金投入的芯片的偉大之處在于它首次實破了100萬個晶體管的界限，集成了120萬個晶體管，使用1微米的制造工藝。80486的時鐘頻率從25MHz逐步提高到33MHz、40MHz、50MHz。
80486是將80386和數(shù)學協(xié)微處理器80387以及一個8KB的高速緩存集成在一個芯片內(nèi)。80486中集成的80487的數(shù)字
運算速度是以前80387的兩倍，內(nèi)部
緩存縮短了微處理器與慢速DRAM的等待時間。并且，在80x86系列中首次采用了RISC（
精簡指令集）技術，可以在一個
時鐘周期內(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，80486的性能比帶有80387數(shù)學協(xié)微處理器的80386 DX性能提高了4倍。
