回顾：Intel最令人难忘16款X86处理器

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第01页：8086：第一款PC X86处理器
第02页：80286：管理16MB内存，但仍为16位处理器
第03页：386：首款32位处理器与加入高速缓存
第04页：486：加入FPU与倍频器
第05页：Intel Pentium：麻烦的BUG和更改名称
第06页：Pentium Pro：管理4GB以上内存首款处理器
第07页：Pentium II与III：兄弟血缘、一脉相承
第08页：Celeron与Xeon：Intel划分低端/高端
第09页：Pentium III：处理器首次主频到达1GHz
第10页：Pentium 4：大失所望—高频带来低性
第11页：Pentium M：笔记本续航更久、性能更高
第12页：Pentium D：首款双核64位处理器
第13页：Intel Core Duo：第一款移动双核处理器
第14页：Intel Core Duo：时下最热门双核处理器
第15页：Intel Atom：最省电最便宜X86处理器
第16页：Intel Core i7：史上最强的Intel处理器
 
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80286：管理16MB内存，但仍为16位处理器

    1982年推出的80286在相同频率下，比8086快了3.6倍。它可管理最高达16MB内存，但286仍是一颗16位处理器。 

    它是第一款具备内存管理单元(MMU)的x86，可以管理虚拟内存。就像8086，它拥有一个浮点单元(FPU)，但可以搭配x87协同处理器(80287)。Intel以最高12.5MHz的频率提供这些协同处理器，而竞争对手则达到25MHz。

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386：首款32位处理器与高速缓存

    Intel的80836是第一款采用32位架构的x86。这颗处理器提供数种版本。其中最知名的两款是拥有16位数据总线的386SX(单字组eXternal)，以及具备32位数据总线的386DX(双字组eXternal)。

    不过其他两个版本也值得一提：SL是提供快取(外部)管理功能的第一款x86，以及用于太空计划(哈伯望远镜使用这颗处理器)的386EX。

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486：加入FPU与倍频器

    486象征真正处理器的时代的来临。事实上，著名的486DX2/66长久以来就被视为游戏玩家的最低组态。于1989年推出的这款处理器导入数项有趣的新功能，例如芯片内建FPU、数据快取与第一个频率倍频器，它包含内建到486DX(SX则否)系列的一颗x87协同处理器。处理器内建一8KBLevel1快取（直接写入write-through）。主板上也可以加装L2缓存(以总线频率运作)。

    第二代486拥有一个CPU倍频器，因为处理器运作速度比FSB还快；其中包括DX2(2x倍频)与DX4(3x倍频)版本。另一件轶事是：以486SX的FPU产品销售的487SX，事实上只是颗关闭并取代486SX运作的完整486DX。DX4拥有一16KB快取与稍多的晶体管：160万。采用600nm制程、面积76mm²的这颗处理器的耗电低于原始486(电压3.3V)。

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Intel Pentium：麻烦的BUG+更改名称

    于1993诞生的Pentium引人感兴趣的理由不只一点。这是第一款舍传统型号而采用更具吸引力名称的第一款x86，原因是Intel无法以纯数字组成的名称取得商标。Pentium为人熟知之处还在于其内含的一个bug。在第一代Pentium中，特定除法作业会产生不正确的结果。Intel替换了这些处理器，但伤害已然造成，这个非常罕见的错误引起IT媒体的首次轩然大波。

    Pentium是以三种不同版本销售，第一款不具备CPU倍频器、第二款具备倍频器(包含为人熟悉的Pentium166)与最后一款具备针对x86设计的SIMD指令集MMX。PentiumMMX也增加了L1缓存的大小，并导入数个小幅改良，这是可平行执行两个指令的首颗Intelx86。L2快取则放在这些处理器安装的主板上(FSB的频率)。

    在此解释下Pentium这个BUG：当使用FPU进行特定计算时，会出现错误的结果，出现的情况相当罕见，不过消息来源对于罕见机率的看法不一，但Intel仍是免费替换瑕疵的处理器。以下是Pentium发生错误的范例：
4195835.0/3145727.0=1.333820449136241002(正确结果)。4195835.0/3145727.0=1.333739068902037589(瑕疵Pentium的错误结果)。

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Pentium Pro：管理4GB以上内存的第一款处理器

    于1995年发布的Pentium Pro是可透过Physical Address Extension(PAE)管理超过4GB RAM(36位地址大小)的x86CPU－即上限等于64GB。有趣的一点是这颗处理器也是第一颗P6(Core2处理器部分技术的衍生来源)，也是第一款L2缓存放在处理器本身而非主板上的第一款x86。事实上256KB到1MB之间的L2缓存放在CPU旁(于相同脚座上)－放在相同封装上而非处理器上，跑的频率和CPU相同频率。

    然而这颗处理器存在一些性能上的问题。它跑32位系统时表现优异，但在执行以16位(就像Windows95)撰写的软件时就慢了许多。原因很简单：16位缓存器(register)的存取造成32位缓存器的管理问题，抵销了Pentium Pro乱序(out-of-order)架构的优势。

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Pentium II与III：兄弟血缘

    1997年发布的Pentium II是针对一般大众市场、从Pentium Pro产品修改而来。它相当类似Pentium Pro，但高速缓存则大不相同。512KB的L2缓存，但不与处理器相同的频率，而是以CPU一半的频率运作。此外，Pentium II放弃了传统的socket脚座而改以卡匣搭载处理器与L2缓存(快取在卡匣上，而非在主板或处理器上)。

    较之Pentium Pro的新特色主要是MMX(SIMD)支持与L1缓存加倍。第一款Pentium III(Katmai)相当类似Pentium II。于1999年推出的这颗CPU的新功能在于支持SSE(SIMD指令)，但其他功能类似。

    Pentium II与III拥有512KB L2缓存(3100万晶体管)。其中一颗Pentium II在处理器上内建256KB L2缓存－Pentium II Mobile Dixon，使用180nm制程的这颗处理器比桌上型版本快上许多。

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Celeron与Xeon：Intel锁定低端/高端

    Intel在1990年代末推出该公司两个最知名的处理器品牌：Celeron与Xeon。前者是锁定低成本市场，后者则是锁定服务器与部分工作站。第一款Celeron(Covington)是一颗不具L2缓存的Pentium II，但遭遇性能差劲的问题；而Pentium II Xeon拥有大量缓存。这两个品牌到现在仍存在－Celeron专攻低端市场(通常采用较少缓存与较慢的FSB)，而Xeon主打服务器(采用较快FSB－有时候具备较多的缓存－与高频率速度)。

    此外Intel立即为Celeron的Mendocino型号加上缓存(128KB)。Celeron300A以其超频能力知名，大多数可以超出其额定默认频率50%以上。

    就像Pentium II，Xeon在处理器卡匣内安置外部L2缓存。它的容量在512KB与2MB之间，晶体管数在3100万到12400万之间。

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Pentium III：主频高达1GHz

    Pentium III Coppermine是Intel达到1GHz主频的第一款商用x86处理器，后来甚至还推出1.13GHz版本，但由于不够稳定而迅速退市。这个Pentium III的新版本改良了L2缓存－将缓存移到处理器晶体上(on-die)。它的速度比第一款型号的外部512KB来得快，并标榜具有可加速Internet体验的功能。

    它推出了三种版本：服务器(Xeon)、初级(Celeron)与移动版(具备第一版SpeedStep)。稍微改良版本(Tualatin)－具备更多的L2缓存(512KB)并着重130nm制程－于2002年推出。基本上是针对服务器(PIII-S)与移动设计的这颗处理器，较少见于消费者级的计算机。

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Pentium 4：大失所望—高频带来低性能

    Intel于2000年11月发布新款处理器Pentium 4。拥有较高主频(至少1400MHz)，这颗处理器有一重大缺点：就是每频率性能较低，它比不上竞争对手的CPU型号，AMD的Athlon(甚至是Pentium III)在相同频率下的表现比P4更好。让情况更为雪上加霜的是，Intel尝试移转为Rambus的RDRAM内存(当时可满足CPU FSB需求的唯一内存技术)，但未能成功。但是又贵又热的Pentium 4总算仍以多次改版，保持与对手竞争力数年。

    Intel销售Pentium4的移动版本(采用多种倍频)、Celeron版本(L2缓存较小)与Xeon版本(具备L3缓存)。Hyper-Threading与L3缓存是先出现在服务器上、然后修改为标准处理器(不过L3缓存当时只在高价的EE型号上提供)的两项技术。

    我们也应该提到的是FSB。它的频率为名义上频率的四分之一，但使用所谓的Quad DataRate(QDR四倍速)技术－400MHz总线实际上为100MHz QDR、533MHz为133MHz QDR，依此类推。最后，Pentium 4的64位在2005年出现，不过我们稍后再谈这些。

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Pentium M：让笔记本续航更持久

    2003年的笔记本市场逐渐兴起，但Intel只有两款移动处理器：老旧的Pentium III Tualatin与Pentium 4－后者的高功耗也不适合用于笔记本。但救星从Israel出现：Banias(别名Pentium M)。基于P6架构(与Pentium Pro相同架构)的这款产品拥有高效能与低功耗，它甚至还击败了Pentium 4，同时耗电较低。这就是Centrino平台采用的处理器，后来不久(2004年)就出现更快的Dothan型号后辈。

    Pentium M在移动处理器世界里留下典范，Stealey(A100)仍采用Dothan架构(频率与TDP较低)。如同Pentium 4一样，FSB实际上是以标示频率四分之一的频率运作(QDR)。处理器脚位则是采用Socket479，但实际上只有478pin，不过它们的排列方式与Pentium 4的Socket478不同(虽然后来有转接器问世)。

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Pentium 4：64位处理器+双核心

    Intel在2005年两度改良Pentium 4。首先是Prescott-2M，再来是Smithfield。前者是一款64位处理器(基于Prescott设计)，后者则是一颗双核处理器，它们相当类似，并存在与其他Pentium 4一样的问题：每周期低指令数(IPC)吞吐量(throughput)，以及因电流损失而难以增加频率频率。旨在限制电流损失并等待Core 2 Duo出炉的这两款处理器，并非Intel高度重视的产品。虽然Pentium D(Smithfield的商业发行名称)拥有两个核心，但事实上它只是由相同封装里的两个Prescott裸晶组合而成。

    有趣的一点是，针对消费者市场的Pentium 4处理器并未使用PAE技术(支持36位内存管理)并因此局限为4GB RAM，但实际上这些型号可以超越这个限制。事实上，地址总线仍限制为36位(Xeon为40位)，但PAE(4GB页面的管理)现已成历史－64位程序可以完全利用到所有的可用内存。

    身为Intel SMT技术的Hyper-Threading也在特定型号上提供(Xeon与ExtremeEdition)。最后，Pentium4的65nm版本(9x0系列)在稍后推出，但并无重大改良。

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Intel Core Duo：第一款移动版双核处理器

    Intel于2006年发布了Core Duo处理器。针对移动PC设计的第一款双核处理器具有优异的性能（高出Pentium 4许多）。这也是真正双核设计的第一款x86处理器，缓存则是共享的(Pentium D较像是两颗处理器放在相同封装中的组合)。这颗处理器也是Centrino Duo平台的构成组件之一，唯一缺点是它仍然是32位，不同于Pentium 4。

    Intel也提供只有单核的Core Solo版本，而低耗电版本采用533MHz总线(133MHz QDR)，而非桌上型的667MHz。这颗处理器也用于服务器(代号Sossaman)，这是针对移动设计的处理器首次如此应用。要注意的是这颗处理器并未正式使用Core 2 Duo中的Core架构，它不久就被移动PC使用的Core 2 Duo(Merom)取代，而Yonah的Socket479也不同于Pentium M处理器的Socket479。

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Intel Core 2 Duo：时下最热门的双核处理器

    Intel于2006年推出一款迅速成为销售冠军的处理器：Core 2 Duo。衍生自Pentium M的技术，这颗处理器采用新的Core架构。在此之前Intel拥有两个处理器产品系列－桌上型Pentium 4与移动型Pentium M，而两种都用于服务器环境。相较之下，Intel目前所有产品线市场都共享的单一微架构－64位Core 2 Duo存在从低端到高端的桌上型、移动型与服务器版本。

    此架构出现许多版本，形成以不同核心数(一到四，从Solo到Quad)、高速缓存(512KB到12MB)与FSB(400到1600MHz之间)组合而成的不同组态。

    移动版本(Merom)基本上并无二致(但速度较低，FSB较慢)，而Extreme Edition版本跑得较快。Core 2 Duo也存在四核心版本，事实上它是相同封装中用上两颗Conroe。Core 2 Duo(Penryn)的45nm版本拥有较大缓存、更低耗能，设计还是类似65nm。

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Intel Atom：最省电+最便宜45nm Intel X86处理器

    Atom处理器将最现代的功能（EM64T，SSSE3等）移植到了老处理器架构中。从奔腾系列以来Atom是第一款“顺序执行”即in-order X86架构。凌动处理器是能耗低于3瓦芯片中速度最快的处理器。它基于酷睿2双内核（Core 2 Duo）微架构，采用45纳米工艺制造。

      Intel Atom的优势

第一：使用45纳米工艺生产，保留了Core 2 Duo指令集功能，象支持多线程。芯片可以做到很微小，更好的应用在外形更小的设备上。

第二：Atom所有产品的功耗在0.6W-4W之间，闲置时最低可达30mW，是一款不折不扣的环保型产品。

第三：Atom处理器的成本非常便宜，大约只是制造一颗286-386级别的处理器，最便宜的型号，只需要29美金。

     Intel Atom的缺点

第一：采用“顺序架构”设计为向低功耗妥协，在某种情况下与“乱序架构”设计的产品，效率落后5倍之多。处理器外频只有533Mhz，目前主流内存都要自动降为533MHz使用，影响性能。

第二：与之兼容的Intel平台性能技术落后，内置显示芯片3D性能弱，无法解决1080P视频流畅运行的性能所需。此外主板芯片功耗太高，相比处理器功耗相比高达5-10倍之多。

第三：目前无更新的平台可更换，没有PCI-E高速插槽拓展，无法外接显卡，此外英特尔Atom是个相对较封闭的平台。

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Intel Core i7：目前史上最强的Intel处理器

    Nehalem作为英特尔第一款原生4核处理器， 采用45纳米制造工艺，内置内存控制器，拥有4x256KBbytes二级高速缓存，8M三级共享缓存。通过SMT技术，可将物理4核虚拟成8逻辑核心、三通道DDR3内存通过QPI连接，同时新增7条的SSE 4指令集。

    Nehalem架构处理器的产品代号为Bloomfield，有别于之前的命名，英文品牌名为CORE i7，但中文品牌名字还叫“酷睿”。初期上市的产品有三款，分别是Core i7-920、Core i7-940和Core i7-965 XE。

Nehalem处理器架构的七大改变：

    1、革命性的动态管理核心数量，线程，缓存，核心可以通过系统负载，在单逻辑核心到八逻辑核心动态转换，以达到节能的效果。

    2、超线程(SMT)技术的加入，可以在同样的功耗情况下有效提升CPU性能。SMT技术可以是一个物理核心同时运行两个线程，即模拟出两个逻辑核心。最高可双路4物理核心处理器模拟16逻辑处理器。

    3、SSE4指令集再提高，并新加入7条指令集，有效提升XML，sring和文本处理的性能。

    4、一二级超低延时缓存设计，共享式三级缓存设计可有效配合CPU的运算。

    5、三通道内存技术，有效提高内存带宽，相比前代产品最高提高4倍带宽。

    6、由于内存控制器集成在CPU中，可以降低延时，提高系统性能。

    7、革命性的架构下带来的能耗比表现，在更少的电力需求情况下得到更强的性能表现。并从Nehalem开始，未来处理器微架构都会根据这个理念设计。

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