2009年秋季的IDF(Intel Developer Forum,英特爾開發(fā)者論壇/英特爾信息技術(shù)峰會)將于9月22-24日在美國舊金山的馬士孔尼會展中心(Moscone Center West)舉行。不過,美國時間和中國時間有些不一樣,雖然在中國已經(jīng)是9月22日了,然而在美國當?shù)剡€是21日(筆者執(zhí)筆時是美國當?shù)赝砩?1點),IDF還要再過一晚才正式開始,之前就讓我們到Intel博物館回溯一下歷史的腳步吧。
Intel已經(jīng)擁有著40年的歷史,對于一個半導(dǎo)體公司來說已算長壽,Intel博物館就是一個見證了Intel成長歷史的地方。在這里,記錄了Intel從1968年到2002年,intel在核心技術(shù)領(lǐng)域光輝的發(fā)展歷程。在這里,你既可以看到歷史久遠的4004微處理器,也可以看到大家耳熟能詳?shù)谋简v系列處理器,一直到最新的Nehalem處理器,通過這些舊日足跡,我們可以見證半導(dǎo)體巨人的過往經(jīng)歷,見證x86處理器是如何一步一步地發(fā)展、繁榮和壯大。
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Intel外景
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IT168赴IDF2009秋的現(xiàn)場記者:洪釗峰;背后的建筑物有Robert N. Noyce Building字樣,在下一頁我們可以知道,Robert N. Noyce是Intel的創(chuàng)始人之一羅伯特·諾頓·諾伊斯的名字
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Intel:時光開始
可能知道的人不多,Intel一開始并不是做處理器,而是做內(nèi)存的,Intel由兩位傳奇式的人物在1968年7月18日成立。這兩人分別叫做Robert Norton Noyce羅伯特·諾頓·諾伊斯和Gordon Earle Moore戈登·厄爾·摩爾。
600)this.style.width=600;" border="0" />1968年,Robert Norton Noyce和Gordon Earle Moore建立Intel
題字:the gamble pays off,賭博得到回報
Robert Norton Noyce在1953年從MIT拿了物理學(xué)博士學(xué)位后不久投奔William Shockley(威廉·肖克萊,晶體管發(fā)明者之一)門下,四年后的1957年,他率領(lǐng)Shockley Semiconductor Laboratory(Shockley半導(dǎo)體實驗室)的另外7名叛逆份子,離開Shockley開創(chuàng)了Fairchild Semiconductor仙童公司,幾年后發(fā)明集成電路。
至于Gordon Earle Moore,相信人們都很熟悉了,1965年的一個無意的瞬間,摩爾發(fā)現(xiàn)出一個對后來計算機行業(yè)極為重大的定律,它發(fā)表在當年第35期《電子》雜志上,只有短短3頁篇幅。在文章里,摩爾天才地預(yù)言說道,集成電路上能被集成的晶體管數(shù)目,將會以每18個月翻一番的速度穩(wěn)定增長,并在今后數(shù)十年內(nèi)保持著這種勢頭。摩爾所做的這個預(yù)言,因后來集成電路的發(fā)展而得以證明,并在較長時期保持了它的有效性,被人譽為“摩爾定律”,成為新興電子電腦產(chǎn)業(yè)的“第一定律”。
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Intel 4004600)this.style.width=600;" border="0" />
Intel 4004處理器晶體管架構(gòu)圖
1971年,Intel生產(chǎn)出了第一個商用微處理器4004,可以運行4位或8位指令,外部只有16個針腳(DIP:雙列直插封裝),采用了10nm工藝制程,在小小的3毫米x4毫米體積內(nèi)及成了2300個晶體管,運行頻率最高740kHz(一開始是108kHz) ,雖然現(xiàn)在看起來很不起眼,卻是奠定了Intel大廈的堅實基礎(chǔ)。4004最大的歷史意義在于,它是一塊通用型的處理器,這讓它在當年眾多為專用功能而專門設(shè)計的處理器中卓爾不群。Intel提出了大膽的設(shè)想:使用通用的硬件設(shè)計作為基礎(chǔ),用軟件來實現(xiàn)不同的功能。在今天看來,這只是一般性的常識;但是在當年,卻可以稱得上是一個創(chuàng)舉。
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計算機實現(xiàn)算術(shù)計算的過程 [!--empirenews.page--]
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在Intel 4004微處理器發(fā)布3年之后,Intel推出了8080處理器,提供了更強大的功能和更快的運行速度,并廣泛地使用到各個領(lǐng)域,并以低廉的價格創(chuàng)造了多個新興的市場應(yīng)用,包括PC市場在內(nèi)。PC——Personal Computer,個人電腦,正是由于低價和宜用,讓個人擁有計算機成為了可能。價格合適,易于開發(fā)易于使用,就是Intel微處理器的成功秘訣。
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題字:creating growing markets,締造成長的市場
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Intellec 4/40計算機,1973,那時候可沒有鍵盤和鼠標,就是靠面板上的多個開關(guān),瘋狂的玩家們開始了計算
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明星Altair 8800,1975,它使用了8080處理器,售價僅為$439,這在當時已經(jīng)是一個不可思議的低價格。8080處理器1974年4月發(fā)布,使一個8位處理器,頻率為
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(左)多路處理器雛形:多總線主板,1975
(右)交通燈上的Intel處理器:單板機,1976 內(nèi)容導(dǎo)航
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在1978年的時候,市場上已經(jīng)有了多種微處理器產(chǎn)品,如Motoroa的68000就很著名。同時存在的還有大量不同標準的個人電腦,1981年,藍色巨人IBM推出了IBM PC系列并進行了一個前無古人的創(chuàng)舉,它公開了除BIOS之外的全部技術(shù)資料,從而形成了一個PC的開放標準,使不同廠商的標準部件可以互換。開放標準聚攏了大量板卡生產(chǎn)商和整機生產(chǎn)商,大大促進了PC機的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展速度。到了90年代初期,PC市場上只剩下了IBM PC兼容機和Apple Macintosh兩個主要系統(tǒng),并一直演化到現(xiàn)在。
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題字:the PC revolution begins,個人電腦進化開始
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一臺IBM PC樣機,1981年,造就了Intel和Microsoft兩家大型公司
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8088主板,1979年。Intel 8088是以8086為基礎(chǔ)的處理器,擁有16位寄存器和8位數(shù)據(jù)總線。因為采用16位數(shù)據(jù)總線的8086需要的大資料總線寬度的電路板還是相當?shù)匕嘿F。8088的prefetch queue(預(yù)取序列)是4個字節(jié),8086是6個字節(jié)。8088 的后代包括到現(xiàn)在還在使用的Intel 80188、80288(不再制造或使用)、和80388 內(nèi)容導(dǎo)航
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1980年,半導(dǎo)體業(yè)界——特別是內(nèi)存相關(guān),由于過度競爭,導(dǎo)致利潤降低(看看,直到現(xiàn)在,內(nèi)存廠商們活得還是比較慘淡),Intel停止了內(nèi)存產(chǎn)品線并轉(zhuǎn)向了處理器制造,專注讓Intel更為專業(yè),在1985年10月17日,Intel發(fā)布了最初的80386處理器,80386處理器是一個里程碑式的產(chǎn)品,不僅僅是因為它將PC機從16位帶入了32位,它還建立了一個新的系統(tǒng)性的結(jié)構(gòu)。
在1982年的80286處理器上,Intel引入了保護模式(Protected Mode),老的8086模式被稱為實模式。實模式下只能訪問1MB的空間,進入保護模式后訪問空間擴大到16MB。然而,到80286為止,每個段的大小都被限制為64KB,程序規(guī)模受到了很大的限制。
在80386上,Intel在段寄存器的基礎(chǔ)上構(gòu)筑新的保護模式,并且保留段寄存器為16位。在保護模式下,它的段范圍不再受限于64KB,而是可以達到4GB。這個改變真正解放了編程人員,不必再費盡心思去壓縮程序規(guī)模,軟件功能也因此迅速提升。雖然32位的應(yīng)用仍嫌為時過早,不過80386——保護模式迅速得到了廣泛的應(yīng)用,實模式很快消失至看不見。[!--empirenews.page--]
從80286到80386,看起來只是處理器位數(shù)的變化,但實質(zhì)上是處理器體系結(jié)構(gòu)的變化,從尋址方式上說,就是從“實模式”到“保護模式”的變化。從80386開始之后的處理器,雖然速度和功能不斷提升,然而基本上屬于同一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進與加強,而無本質(zhì)的變化,所以人們把80386以后的處理器統(tǒng)稱為IA32(32 Bit Intel Architecture)。
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題字:the industry changes, and so does Intel,工業(yè)變遷,Intel也一樣
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Intel System 310,1985年,當時intel最先進的產(chǎn)品,通過多總線架構(gòu)集成了一個80286和一個80287協(xié)處理器,80x87系列就是Intel的浮點處理器,后代還有80387;從486DX開始,Intel的處理器就集成了浮點運算器
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Intel 386處理器進入了PC、工作站和服務(wù)器,1985年
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Intel AboveBoard內(nèi)存擴展卡,1985年
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IEEE頒發(fā)的榮譽獎狀,1986年。上面寫著:IEEE Corporate Innovation Recogntion,Presented to Intel Corporation for Innovation in the development of the microprocessor and related integrated circuit technologies,IEEE企業(yè)創(chuàng)新肯定,頒發(fā)與Intel公司因為其微處理器和集成電路技術(shù)上的發(fā)展創(chuàng)新
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Intel的處理器技術(shù)獲得了專家們的肯定, 但是卻無法做到麥當勞肯德基那樣深入人心,在1984年的16位微處理器市場中,IA構(gòu)架芯片占據(jù)了59%的份額,在市場中占主導(dǎo)地位,但是Intel的芯片在市場占有率上卻不到20%。當時市場上最大的受益者是AMD公司,其芯片在IA構(gòu)架芯片市場上的市場占有率超過50%。很多公司都推出了基于IA架構(gòu)的兼容處理器產(chǎn)品,Intel最初試圖通過法律手段保護使自己不至于受到競爭對手的侵犯,結(jié)果卻遭到聯(lián)邦法院的駁回。Intel必須把競爭對手的產(chǎn)品和自己的產(chǎn)品區(qū)分開來,同時還要保護研發(fā)投資與知識產(chǎn)權(quán),在這種背景下,Intel公司于1991年開始啟動Intel Inside計劃。
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計算機面前的你一定聽說過Intel Inside
Intel Inside計劃的目的一方面是要在最終用戶當中建立強大的品牌形象;另一方面,還要通過英特爾的品牌效果限制計算機生產(chǎn)商在最終用戶中的影響,使CPU成為消費者的關(guān)注對象,而非計算機的品牌。在Intel以前,還從來沒有一個非終端產(chǎn)品能夠成功地創(chuàng)建自己的品牌。
不過,Intel Inside計劃的執(zhí)行效果很快證明了其計劃是成功的。從1991年Intel Inside計劃啟動到2002年,Intel為這一計劃打出的廣告費超過了70億美元,卻也因此而鑄就了將近400億美元的品牌價值,現(xiàn)在,就連不懂電腦的老人小孩,也都知道Intel公司。Andy S. Grove安迪·葛魯夫在回顧過去時談到,這是該公司有史以來的一項最佳投資。
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題字:Intel's marketing is as bold as its technology,Intel的市場和其技術(shù)一樣剛勁
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Intel的Flash Memory,1988年。到現(xiàn)在我們可以看到Intel在固態(tài)硬盤上的活躍:
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停止使用286:1989年,286已經(jīng)成為過去,386帶來的新架構(gòu)統(tǒng)治了x86處理器
在20世紀90年代中,Intel已經(jīng)是世界頂級的半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商,通過Intel發(fā)明的種種技術(shù),用戶通過PC得到了如多媒體這樣的多種應(yīng)用。
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題字:excitement comes to PCs,令人興奮的個人電腦
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1998年,Intel出貨其第五代x86架構(gòu)微處理器,它的名字不再叫作80586,而是起名為Pentium(通常認為“pentium”是希臘文“五(penta)”加拉丁文中代表名詞的接尾語“ium”的造詞),這是因為阿拉伯數(shù)字無法被用作注冊商標。經(jīng)典的Pentium品牌助力Intel Inside計劃,并一直沿用到現(xiàn)在,如Pentium Dual Core處理器,等等。
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1994年還發(fā)生了一件大事:Pentium處理器在執(zhí)行一個少見的浮點運算的時候會得出錯誤的結(jié)果,其先Intel聲稱Pentium處理器出現(xiàn)這一問題的可能性微乎其微,因為即使是經(jīng)常用到浮點運算的用戶,也要每兩萬七千年才會遇上一次計算錯誤。但是,英特爾的技術(shù)性解釋卻引來媒體和公眾更多的口誅筆伐。Intel終于意識到試圖從技術(shù)的角度對抗消費者是徒勞無益和危險的做法,最終Intel當時的CEO Andy S. Grove安迪·格魯夫向公眾道歉,并承諾為所有的用戶無條件更換處理器。該浮點缺陷給Intel最終造成了4億7千5百萬的損失,但換來的信用卻是無價的
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(左)ProShare Video Conferencing Camera,一個視頻會議系統(tǒng),1994年
(右)Intel StrataFlash內(nèi)存極大地擴展了閃存芯片的容量、性能,并應(yīng)用到大量移動設(shè)備上
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TeraFLOPS,1996年,集成了7264個1995年發(fā)布的Pentium Pro高能奔騰處理器,提供了里程碑式的計算能力:1 tera的FLOPS,1 T(tera) = 1024 G(Giga),有時也用1T = 1000 G
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MMX技術(shù),1997年,MMX技術(shù)提升了PC的多媒體體驗,也開始了x86處理器不停擴充指令集的歷程
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Pentium II主機板,1997年,Pentium II是Pentium Pro的后代,很奇怪為什么沒有Pentium Pro這個里程碑式的作品的展示
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從90年代末開始,Intel開始從一個微處理器廠商轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€具有更多相關(guān)產(chǎn)品線的廠商:互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)。
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題字:Intel supplies the Internet,Intel支撐著互聯(lián)網(wǎng)
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Pentium III處理器主機板,1999年,第一個基于提升互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用性能設(shè)計的處理器
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Intel Play toy,1999年,可以供小孩子使用的PC
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Pentium 4處理器,2000年
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Pentium 4處理器+Intel 850芯片組組成的主機板
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基于Pentium 4處理器的PC,2000年。盡管NetBurst架構(gòu)是個會走進死胡同的產(chǎn)品,然而Intel仍然讓其支撐了多年
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四路至強主機:2001年
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Itanium處理器,2001年,它是原生設(shè)計的64位處理器,不再基于傳統(tǒng)的IA32架構(gòu),而是獨創(chuàng)了一個新的IA64架構(gòu)
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世界第一個45nm處理器:Penryn,2007年,作為NetBurst架構(gòu)的替代,Penryn表現(xiàn)非常良好
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45nm Nehalem-EP處理器,2009年,Penryn的下一代,45nm制程,嶄新的處理器架構(gòu),里程碑式的作品
Nehalem-EP是一個成功的服務(wù)器處理器,顯然,Nehalem架構(gòu)仍然會是一段時間內(nèi)的主角
600)this.style.width=600;" border="0" />32nm Westmere桌面版本Gulftown,對應(yīng)的服務(wù)器版本代號Westmere-EP,2009年9月