微机原理小论文 CPU技术的分析与发展 赓00748029 摘要: CPU的性能体现了计算机发展的程度,是信息社会发展的重要标志。然而, 近来自 Pentium iv推出后,CPU的发展似乎停滞。是什么影响了CPU的进一步 发展,CPU将何去何从?业内人士给了许多猜测,然而并没有回答这个问题。本 文通过追寻CP发展的历史,分析了CPU发展的特点。结合对最新CPU发展的 跟踪,和计算机的应用趋势,分析预测了CPU的发展趋势。我们进一步的工作 是,结合当前CPU的发展趋势,设计和开发一些CPU能运行起来的相关应用软 件,为新一代的软件产业发展作预测性指导。 正文: 引言: 根据摩尔定律,CPU的速度应该每过18个月翻一番。在过去的几十年中, CPU的速度以一个令人意想不到的速度上升,根据两位计算机界的传奇人物John Hennessy和 David Patterson的说法,在这当中每年性能的提升可以达到58% 之多。可是自从1996年以后,CPU速度上升的步伐似乎慢了下来。根据专家们 的分析,从1996年到2002年,CPU的提升速度只有41%,而从2002年至今,更 是下降到25%。有业内人士分析说,这种下降的趋势还会继续下去。那么究竟是 什么因素阻碍着CPU的快速发展?首先看看CPU的发展历史 CPU的发展历史 1971年,世界上第一台微处理器4004面世。这不但是第一个用于计算器的 4位微处理器,也是第一款个人有能力买得起的电脑处理器!4004含有2300个 晶体管,功能相当有限,而且速度还很慢,被当时的蓝色巨人IBM以及大部分 商业用户不屑一顾,但是它毕竟是划时代的产品。 1978年,名为i8086的16位微处理器被开发出来,同时还有与之相配合 的数学协处理器i8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集,但在i8087指令集 中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算指令(又称X86指令 集)。后来的所有CPU新品,都兼容X86指令。 1981年,8088芯片首次用于 IBM PC机中,开创了全新的微机时代。从此, PC机(个人电脑)的概念开始在全世界范围内发展起来,一代代CPU芯片不断 推陈出新。 80286芯片的CPU时钟频率提高到20MHz,CPU具有实模式和保护模式两种 工作模式。 80386芯片是80X86系列中的第一种32位微处理器,制造工艺有了很大的进 步,时钟频率高达33MHz,内部和外部数据总线、地址总线都是32位,可寻址高 达4GB内存。它除具有实模式和保护模式外,还增加了一种叫虚拟模式,可以通 过同时模拟多个8086处理器来提供多任务能力 除了标准的80386芯片外,还有针对不同市场和应用的80386SX、80386SL微机原理小论文 CPU 技术的分析与发展 李赓 00748029 摘要： CPU 的性能体现了计算机发展的程度，是信息社会发展的重要标志。然而， 近来自 Pentium IV 推出后，CPU 的发展似乎停滞。是什么影响了 CPU 的进一步 发展，CPU 将何去何从？业内人士给了许多猜测，然而并没有回答这个问题。本 文通过追寻 CPU 发展的历史，分析了 CPU 发展的特点。结合对最新 CPU 发展的 跟踪，和计算机的应用趋势，分析预测了 CPU 的发展趋势。我们进一步的工作 是，结合当前 CPU 的发展趋势，设计和开发一些 CPU 能运行起来的相关应用软 件，为新一代的软件产业发展作预测性指导。 正文： 引言： 根据摩尔定律， CPU 的速度应该每过 18 个月翻一番。在过去的几十年中， CPU 的速度以一个令人意想不到的速度上升，根据两位计算机界的传奇人物 John Hennessy 和 David Patterson 的说法，在这当中每年性能的提升可以达到 58% 之多。可是自从 1996 年以后，CPU 速度上升的步伐似乎慢了下来。根据专家们 的分析，从 1996 年到 2002 年，CPU 的提升速度只有 41%，而从 2002 年至今，更 是下降到 25%。有业内人士分析说，这种下降的趋势还会继续下去。那么究竟是 什么因素阻碍着 CPU 的快速发展？首先看看 CPU 的发展历史。 CPU 的发展历史： 1971 年，世界上第一台微处理器 4004 面世。这不但是第一个用于计算器的 4 位微处理器，也是第一款个人有能力买得起的电脑处理器！4004 含有 2300 个 晶体管，功能相当有限，而且速度还很慢，被当时的蓝色巨人 IBM 以及大部分 商业用户不屑一顾，但是它毕竟是划时代的产品。 1978 年，名为 i8086 的 16 位微处理器被开发出来，同时还有与之相配合 的数学协处理器 i8087，这两种芯片使用相互兼容的指令集，但在 i8087 指令集 中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算指令（又称 X86 指令 集）。后来的所有 CPU 新品，都兼容 X86 指令。 1981 年，8088 芯片首次用于 IBM PC 机中，开创了全新的微机时代。从此， PC 机（个人电脑）的概念开始在全世界范围内发展起来，一代代 CPU 芯片不断 推陈出新。 80286 芯片的CPU 时钟频率提高到20MHz，CPU 具有实模式和保护模式两种 工作模式。 80386 芯片是80X86 系列中的第一种32位微处理器，制造工艺有了很大的进 步，时钟频率高达33MHz，内部和外部数据总线、地址总线都是32 位，可寻址高 达4GB 内存。它除具有实模式和保护模式外，还增加了一种叫虚拟模式，可以通 过同时模拟多个8086处理器来提供多任务能力。 除了标准的80386 芯片外，还有针对不同市场和应用的80386SX、80386SL、 2