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第3章高档微处理器
概述
80286CPU简介
80386微处理器
80486微处理器简介
Pentium系列微处理器
安腾处理器（Itanium）
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Intel80X86处理器的发展
Intel8080 — 8位微处理器
Intel8085 — 高档8位微处理器
指令比较完善，有了中断与DMA
汇编、BASIC，FORTRAN、PL/M
后期配备CP/M操作系统
Intel8086— 16位
8086数据总线16位、地址总线20位
Intel8088 — 准16位
外部数据总线8位，内部数据总线16位
IBM PC、IBM PC/XT
Intel80286、MC68010 — 高档16位
数据总线16位，地址总线24位
IBM PC/AT
实地址模式、虚地址保护模式
虚地址模式可寻址16MB物理地址和1GB的虚拟地址空间
概述
2
Intel80386 — 32位微处理器
数据总线32位，地址总线32位
实地址模式、虚地址保护模式、虚拟8086模式
虚地址模式可寻址4GB(232)物理地址和64TB(246)的虚拟地址空间
Intel80486 — 32位微处理器
80386+80387+8KB的Cache
部分采用RISC技术、突发总线技术
使用时钟倍频技术
Pentium（奔腾）— 32位微处理器
5级超标量结构、分支预测技术
64条数据线、32条地址线
常用指令硬件化，使用微程序设计
Pentium MMX（多能奔腾） — 32位
增加了57条MMX指令
采用了SIMD技术
概述
3
Pentium Pro（高能奔腾） — 32位
64条数据线、36条地址线
实现了动态执行技术(乱序执行)
Pentium II（奔腾2）— 32位微处理器
Pentium Pro + MMX
双独立总线结构
Pentium III（奔腾3） — 32位微处理器
增加了70条SSE指令
首次内置序列号
Pentium 4 — 32位微处理器(非P6核心结构)
超级管道技术
增加了144条SSE2指令
简单ALU运行在2倍的处理器核心频率下
Itanium — 64位微处理器
采用EPIC技术、RISC技术和CISC技术
具有显示并行功能
具有断定执行功能
具有数据预装的功能
采用三级高速缓存
概述
4
Intel 微处理器发展图
5
*
主板总线结构发生改变
总线带宽增大
总线发展串行化趋势明显 串行化的SATA, PCI Express, USB, SAS( Serial Attached SCSI ) 正在逐渐替代相应的并行总线
微处理器性能不断增强
流水线→超标量→动态执行技术→超线程技术→多核技术
器件被高度集成
分立器件→南北桥→CPU融合北桥→SoC
电子工艺不断改进
制程遵循摩尔定律（800nm→… →45nm→32nm→22nm）
新材料的出现（高K金属栅极、3栅极晶体管）
保持向下兼容性
现代微机发展的特点
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表3-1 高档微处理器的发展状况表
处理器
主频
（MHz）
晶体管
数目
寄存器
数据
总线
地址
空间
Cache
备注
286


16 GP(General-Purpose )
16
16MB
None
286保护模式
386DX
20

32 GP
32
4GB
None
386保护模式
486 DX
25
120万
32 GP/80 FPU
32
4GB
L1:8KB
内置X87处理器
Pentium
60
310万
32 GP/80 FPU(浮点寄存器)
64
4GB
L1:16KB
超标量流水线
Pentium Pro
200
550万
32 GP/80 FPU
64
64GB
L1:16KB
L2:256KB/512KB
L2高速缓存
Pentium Ⅱ
266
700万
32 GP/80 FPU
64 MMX(多媒体处理)
64
64GB
L1:32KB
L2:256KB/512KB
引入MMX指令集
Pentium Ⅲ
500
820万
32 GP/80 FPU
64MMX/128XMM
64
64GB
L1:32KB
L2:512KB
引入SSE指令集
128位寄存器
Pentium Ⅳ
1500
4200万
32 GP/80 F