自從人類1947年發明晶體管以來，50多年間半導體技術經歷了硅晶體管、集成
電路、超大規模集成電路、甚大規模集成電路等幾代，發展速度之快是其餘產業所沒有的。半導體技術對整個社會產生了普遍的影響，所以被稱爲「產業的種子」。
中央處理器是指計算機內部對數據進行處理並對處理過程進行控制的部件，伴隨着大規模集成
電路技術的迅速發展，芯片集成密度愈來愈高，CPU能夠集成在一個
半導體芯片上，這種具備中央處理器功能的大規模集成電路器件，被統稱爲「微處理器」。須要注意的是：微處理器自己並不等於微型計算機，僅僅是微型計算機的中央處理器。
微處理器已經無處不在，不管是錄像機、智能洗衣機、移動電話等家電產品，仍是汽車引擎控制，以及數控機牀、導彈精確制導等都要嵌入各種不一樣的微處理器。微處理器不只是
微型計算機的核心部件，也是各類數字化智能設備的關鍵部件。國際上的超高速巨型計算機、
大型計算機等高端計算系統也都採用大量的通用高性能微處理器建造。
[1]
1內部結構
16位微處理器（圖中爲8086微處理器）可分紅兩個部分，一部分是執行部件(EU)，即執行
指令的部分；另
一部分是
總線接口部件(BIU),與8086總線聯繫，執行從
存儲器取指令的操做。微處理器分紅EU和BIU後,可以使取
指令和執行指令的操做重疊進行。EU部分有一個
寄存器堆，由8個16位的寄存器組成,可用以存放數據、
變址和
堆棧指針、
算術運算
邏輯單元(ALU)執行算術運算和邏輯操做，
標誌寄存器寄存這些操做結果的條件。執行部件中的這些部件是經過
數據總線傳送數據的。
總線接口部件也有一個
寄存器堆，其中CS、DS、SS和ES是
存儲空間分段的分段寄存器。IP是
指令指針。內部通訊
寄存器也是暫時存放數據的寄存器。
指令隊列是把預先取來的
指令流存放起來。總線接口部件還有一個地址
加法器，把分段
寄存器值和偏置值相加，取得20位的物理地址。數據和地址經過
總線控制邏輯與外面的8086
系統總線相聯繫。
微處理器的分類
根據微處理器的應用領域，微處理器大體能夠分爲三類：通用高性能微處理器、嵌入式微處理器和數字信號處理器、微控制器。通常而言，通用處理器追求高性能，它們用於運行通用軟件，配備完備、複雜的操做系統；嵌入式微處理器強調處理特定應用問題的高性能，主要用於運行面向特定領域的專用程序，配備輕量級操做系統，主要用於蜂窩電話、CD播放機等
消費類家電；微控制器價位相對較低，在微處理器市場上需求量最大，主要用於汽車、空調、自動機械等領域的自控設備。 CPU是Central Processing Unit（中央微處理器）的縮寫，它是計算機中最重要的一個部分，由運算器和控制器組成。若是把計算機比做人，那麼CPU就是人的大腦。CPU的發展很是迅速，我的電腦從8088(XT)發展到如今的Pentium 4時代，只通過了二十一年的時間。
2發展歷程
CPU從最初發展至今已經有二十多年的歷史了，這期間，按照其處理信息的字長，CPU能夠分爲：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，能夠說我的電腦的發展是隨着CPU的發展而前進的。微機是指以大規模、超大規模集成
電路爲主要部件，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）爲核心，所構造出的計算系通過30多年的發展，微處理器的發展大體可分爲：
第一代
第一階段
（1971—1973年）一般以字長是4位或8位微處理器，典型的是美國 Intel 4004和Intel 8008微處理器。Intel 4004是一種4位微處理器，可進行4位
二進制的並行運算，它有45條
指令，速度0.05MIPs（Million Instruction Per Second，每秒百萬條指令）。Intel 4004的功能有限，主要用於計算器、電動打字機、照相機、檯秤、電視機等家用電器上，使這些電器設備具備智能化，從而提升它們的性能。Intel 8008是世界上第一種8位的微處理器。
存儲器採用PMOS工藝。該階段計算機工做速度較慢，微處理器的指令系統不完整，
存儲器容量很小，只有幾百字節，沒有操做系統，只有彙編語言。主要用於工業儀表、過程控制。
第二代
（1974—1977年）典型的微處理器有Intel 8080/8085，Zilog公司的Z80和Motorola公司的M6800。與第一代微處理器相比，集成度提升了1～4倍，運算速度提升了10～15倍，指令系統相對比較完善，已具有典型的計算機體系結構及中斷、直接
存儲器存取等功能。
因爲微處理器可用來完成不少之前須要用較大設備完成的計算任務，價格又便宜，因而各半導體公司開始競相生產微處理器芯片。Zilog公司生產了8080的加強型Z80，摩托羅拉公司生產了6800，英特爾公司於1976年又生產了加強型8085,但這些芯片基本沒有改變8080的基本特色，都屬於第二代微處理器。它們均採用NMOS工藝,集成度約9000只晶體管,平均
指令執行時間爲1μS～2μS,採用彙編語言、BASIC、Fortran編程，使用
單用戶操做系統。
第三代
第三階段（1978—1984年）即16位微處理器。1978 年，Intel公司率先推出16位微處理器8086，同時，爲了方便原來的8位機用戶，Intel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爲8MHz，具備16位數據通道，
內存尋址能力爲1MB。同時英特爾還生產出與之相配合的數學協處理器i8087,這兩種芯片使用相互兼容的
指令集，但i8087指令集中增長了一些專門用於對數、指數和三角函數等數學計算的指令。人們將這些指令集統一稱之爲 x86指令集。雖然之後英特爾又陸續生產出第二代、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，並且英特爾在後續CPU的命名上沿用了原先的x86序列，直到後來因商標註冊問題，才放棄了繼續用阿拉伯數字命名。
1979年，
英特爾公司又開發出了8088。8086和8088在芯片內部均採用16位數據傳輸，因此都稱爲16位微處理器，但8086每週期能傳送或接收16位數據，而8088每週期只採用8位。由於最初的大部分設備和芯片是8位的，而8088的外部8位數據傳送、接收能與這些設備相兼容。8088採用40針的DIP封裝，
工做頻率爲6.66MHz、7.16MHz或8MHz，微處理器集成了大約29000個晶體管。
在Intel公司推出808六、8088 CPU以後，各公司也相繼推出了同類的產品，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。因此，16位微處理器已可以替代部分小型機的功能，特別在單任務、單用戶的系統中，8086等16位微處理器更是獲得了普遍的應用。
1981年，美國IBM公司將8088芯片用於其研製的IBM-PC機中，從而開創了全新的微機時代。也正是從8088開始，我的電腦(PC)的概念開始在全世界範圍內發展起來。從8088應用到IBM PC機上開始,我的電腦真正走進了人們的工做和生活之中，它也標誌着一個新時代的開始。
1982年，英特爾公司在8086的基礎上，研製出了80286微處理器，該微處理器的最大
主頻爲20MHz，內、外部數據傳輸均爲16位，使用24位
內存儲器的
尋址，
內存尋址能力爲16MB。80286可工做於兩種方式，一種叫實模式，另外一種叫保護方式。
在實模式下，微處理器能夠訪問的內存總量限制在1兆字節；而在保護方式之下，80286可直接訪問16兆字節的內存。此外，80286工做在保護方式之下，能夠保護操做系統，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停機。
IBM公司將80286微處理器用在先進技術微機即AT機中，引發了極大的轟動。80286在如下四個方面比它的前輩有顯著的改進：支持更大的內存；可以模擬內存空間；能同時運行多個任務；提升了處理速度。
最先PC機的速度是4MHz，第一臺基於80286的AT機運行速度爲6MHz至8MHz，一些製造商還自行提升速度，使80286達到了20MHz，這意味着性能上有了重大的進步。
80286的封裝是一種被稱爲PGA的正方形包裝。PGA是源於PLCC的便宜封裝，它有一塊內部和外部固體插腳，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，英特爾劃時代的產品——80386DX正式發佈了，其內部包含27.5萬個晶體管，
時鐘頻率爲12.5MHz，後逐步提升到20MHz、25MHz、33MHz，最後還有少許的40MHz產品。
80386DX的內部和外部
數據總線是32位，
地址總線也是32位，能夠
尋址到4GB內存，並能夠管理64TB的
虛擬存儲空間。它的運算模式除了具備實模式和保護模式之外，還增長了一種「虛擬86」的工做方式，能夠經過同時模擬多個8086微處理器來提供多任務能力。
80386DX有比80286更多的
指令，頻率爲12.5MHz的80386每秒鐘可執行6百萬條指令，比頻率爲16MHz的80286快2.2倍。80386最經典的產品爲80386DX－33MHz，通常咱們說的80386就是指它。
因爲32位微處理器的強大運算能力，PC的應用擴展到不少的領域，如商業辦公和計算、工程設計和計算、
數據中心、我的娛樂。80386使32位CPU成爲了PC工業的標準。
1989年英特爾公司又推出準32位微處理器芯片80386SX。這是Intel爲了擴大市場份額而推出的一種較便宜的普及型CPU，它的內部數據總線爲32位，外部數據總線爲16位，它能夠接受爲80286開發的16位輸入/輸出接口芯片，下降整機成本。80386SX推出後，受到市場的
普遍的歡迎，由於80386SX的性能大大優於80286，而價格只是80386的三分之一。
1989年，咱們你們耳熟能詳的80486芯片由英特爾推出。這款通過四年開發和3億美圓資金投入的芯片的偉大之處在於它首次實破了100萬個晶體管的界限，集成了120萬個晶體管，使用1微米的製造工藝。80486的時鐘頻率從25MHz逐步提升到33MHz、40MHz、50MHz。
80486是將80386和數學協微處理器80387以及一個8KB的高速緩存集成在一個芯片內。80486中集成的80487的數字
運算速度是之前80387的兩倍，內部
緩存縮短了微處理器與慢速DRAM的等待時間。而且，在80x86系列中首次採用了RISC（
精簡指令集）技術，能夠在一個
時鐘週期內執行一條指令。它還採用了突發
總線方式，大大提升了與內存的數據交換速度。因爲這些改進，80486的性能比帶有80387數學協微處理器的80386 DX性能提升了4倍。
第五代
第5階段（1993-2005年）是奔騰（pentium）系列微處理器時代，一般稱爲第5代。典型產品是Intel公司的奔騰系列芯片及與之兼容的AMD的K6系列微處理器芯片。內部採用了超標量指令流水線結構，並具備相互獨立的指令和數據高速緩存。隨着MMX（MultiMediaeXtended）微處理器的出現，使微機的發展在網絡化、多媒體化和智能化等方面跨上了更高的臺階。
早期的奔騰75MHz～120MHz使用0.5微米的製造工藝，後期120MHz頻率以上的奔騰則改用0.35微米工藝。經典奔騰的性能至關平均，整數運算和浮點運算都不錯。 爲了提升電腦在
多媒體、3D圖形方面的應用能力，許多新指令集應運而生，其中最著名的三種即是英特爾的MMX、SSE和AMD的3D NOW!。 MMX（MultiMedia Extensions，多媒體
擴展指令集）是英特爾於1996年發明的一項多媒體指令加強技術，包括57條多媒體指令，這些指令能夠一次處理多個數據，MMX技術在軟件的配合下，就能夠獲得更好的性能。
多能奔騰(Pentium MMX)的正式名稱就是「帶有MMX技術的Pentium」，是在1996年末發佈的。從多能奔騰開始，英特爾就對其生產的CPU開始鎖倍頻了，可是MMX的CPU超外頻能力特別強，並且還能夠經過提升核心電壓來超倍頻，因此那個時候超頻是一個很時髦的行動。超頻這個詞語也是從那個時候開始流行的。
多能奔騰是繼Pentium後英特爾又一個成功的產品，其生命力也至關頑強。多能奔騰在原Pentium的基礎上進行了重大的改進，增長了片內16KB
數據緩存和16KB
指令緩存，4路寫緩存以及
分支預測單元和返回堆棧技術。特別是新增長的57條MMX多媒體指令，使得多能奔騰即便在運行非MMX優化的程序時，也比同主頻的Pentium CPU要快得多。
1997年推出的Pentium II
處理器結合了Intel MMX技術，能以極高的效率處理影片、音效、以及繪圖資料，首次採用Single Edge Contact (S.E.C) 匣型封裝，內建了高速快取
記憶體。這款晶片讓電腦使用者擷取、編輯、以及透過
網際網絡和親友分享數位相片、編輯與新增文字、音樂或製做家庭電影的轉場效果、使用視訊
電話以及透過標準電話線與網際網絡傳送影片，Intel Pentium II處理器晶體管數目爲750萬顆。
Pentium III 處理器加入70個新指令，加入網際網絡串流SIMD延伸集稱爲MMX，能大幅提高先進影像、3D、串流音樂、影片、語音辨識等應用的性能，它能大幅提高網際網絡的使用經驗，讓使用者能瀏覽逼真的線上博物館與商店，以及下載高品質影片，Intel首次導入0.25微米技術，Intel Pentium III
晶體管數目約爲950萬顆。
與此同年，英特爾還發布了PentiumIII Xeon處理器。做爲PentiumII Xeon的後繼者，除了在內核架構上採納全新設計之外，也繼承了Pentium III處理器新增的70條指令集，以更好執行多媒體、流媒體應用軟件。除了面對企業級的市場之外，Pentium III Xeon增強了電子商務應用與高階商務計算的能力。在緩存速度與系統總線結構上，也有不少進步，很大程度提高了性能，併爲更好的多處理器協同工做進行了設計。
2000年推出的Pentium 4處理器內建了4200萬個晶體管，以及採用0.18微米的
電路，Pentium 4初期推出版本的速度就高達1.5GHz，晶體管數目約爲4200萬顆，翌年8月，Pentium 4 處理理達到2 GHz的里程碑。2002年英特爾推出新款Intel Pentium 4處理器內含創新的Hyper-Threading(HT）
超線程技術。超線程技術打造出新等級的高性能桌上型電腦，能同時快速執行多項運算應用，或針對支持多重線程的軟件帶來更高的性能。超線程技術讓電腦性能增長25%。除了爲桌上型電腦使用者提供超線程技術外，英特爾也達成另外一項電腦里程碑，就是推出運做頻率達3.06 GHz的Pentium 4處理器，是首款每秒執行30億個運算週期的商業
微處理器，如此優異的性能要歸功於當時業界最早進的0.13微米制程技術，
翌年，內建超線程技術的Intel Pentium 4處理器頻率達到3.2 GHz。
PentiumM：由
以色列小組專門設計的新型移動CPU，Pentium M是
英特爾公司的x86架構
微處理器，供筆記簿型我的電腦使用，亦被做爲Centrino的一部分，於2003年3月推出。公佈有如下
主頻：標準1.6GHz，1.5GHz，1.4GHz，1.3GHz，低電壓1.1GHz，超低電壓900MHz。爲了在低
主頻獲得高效能，Banias做出了優化，使每一個時鐘所能執行的指令數目更多，並經過高級
分支預測來下降錯誤預測率。另外最突出的改進就L2高速
緩存增至1MB（P3-M和P4-M都只有512KB），估計Banias數目高達7700萬的晶體管大部分就用在這上。
此外還有一系列與減小功耗有關的設計：加強型Speedstep技術是必不可少的了，擁有多個供電電壓和計算頻率，從而使性能能夠更好地知足應用需求。
智能供電分佈可將系統電量集中分佈到
處理器須要的地方，並關閉空閒的應用；移動電壓定位（MVPIV）技術可根據處理器活動動態下降電壓，從而支持更低的散熱設計功率和更小巧的外形設計；經優化功率的400MHz系統總線；Micro－opsfusion微操做指令融合技術，在存在多個可同時執行的指令的狀況下，將這些指令合成爲一個指令，以提升性能與電力使用效率。專用的堆棧管理器，使用記錄內部運行狀況的專用硬件，
處理器可無中斷執行程序。
Banias所對應的
芯片組爲855系列，855芯片組由北橋芯片855和
南橋芯片ICH4-M組成，北橋芯片分爲不帶內置
顯卡的855PM（代號Odem）和帶內置顯卡的855GM（代號Montara-GM），支持高達2GB的DDR266/200內存，AGP4X，USB2.0，兩組ATA-100、AC97音效及Modem。其中855GM爲三維及顯示引擎優化InternalClockGating，它能夠在須要時才進行三維顯示引擎供電，從而下降
芯片組的功率。
2005年Intel推出的雙核心處理器有Pentium D和Pentium Extreme Edition，同時推出945/955/965/975芯片組來支持新推出的雙核心處理器，採用90nm工藝生產的這兩款新推出的雙核心處理器使用是沒有針腳的LGA 775接口，但處理器底部的貼片電容數目有所增長，排列方式也有所不一樣。
桌面平臺的核心代號Smithfield的處理器，正式命名爲Pentium D處理器，除了擺脫阿拉伯數字改用英文字母來表示此次雙核心處理器的世代交替外，D的字母也更容易讓人聯想起Dual-Core雙核心的涵義。
Intel的雙核心構架更像是一個雙CPU平臺，Pentium D處理器繼續沿用Prescott架構及90nm生產技術生產。Pentium D內核實際上因爲兩個獨立的2獨立的Prescott核心組成，每一個核心擁有獨立的1MB L2緩存及執行單元，兩個核心加起來一共擁有2MB，但因爲處理器中的兩個核心都擁有獨立的緩存，所以必須保正每一個二級緩存當中的信息徹底一致，不然就會出現運算錯誤。
爲了解決這一問題，Intel將兩個核心之間的協調工做交給了外部的MCH（北橋）芯片，雖然緩存之間的數據傳輸與存儲並不巨大，但因爲須要經過外部的MCH芯片進行協調處理，毫無疑問的會對整個的處理速度帶來必定的延遲，從而影響處處理器總體性能的發揮。
因爲採用Prescott內核，所以Pentium D也支持EM64T技術、XD bit安全技術。值得一提的是，Pentium D處理器將不支持Hyper-Threading技術。緣由很明顯：在多個物理處理器及多個邏輯處理器之間正確分配數據流、平衡運算任務並不是易事。好比，若是應用程序須要兩個運算線程，很明顯每一個線程對應一個物理內核，但若是有3個運算線程呢？所以爲了減小雙核心Pentium D架構複雜性，英特爾決定在針對主流市場的Pentium D中取消對Hyper-Threading技術的支持。
同出自Intel之手，並且Pentium D和Pentium Extreme Edition兩款雙核心處理器名字上的差異也預示着這兩款處理器在規格上也不盡相同。其中它們之間最大的不一樣就是對於超線程（Hyper-Threading）技術的支持。Pentium D不支持超線程技術，而Pentium Extreme Edition則沒有這方面的限制。在打開超線程技術的狀況下，雙核心Pentium Extreme Edition處理器可以模擬出另外兩個邏輯處理器，能夠被系統認成四核心繫統。
Pentium EE系列都採用三位數字的方式來
標註，形式是Pentium EE8xx或9xx，例如Pentium EE840等等，數字越大就表示規格越高或支持的特性越多。
Pentium EE8x0：表示這是Smithfield核心、每核心1MB
二級緩存、800MHzFSB的產品，其與PentiumD8x0系列的惟一區別僅僅只是增長了對
超線程技術的支持，除此以外其它的技術特性和參數都徹底相同。
Pentium EE9x5：表示這是Presler核心、每核心2MB
二級緩存、1066MHzFSB的產品，其與PentiumD9x0系列的區別只是增長了對
超線程技術的支持以及將
前端總線提升到1066MHzFSB，除此以外其它的技術特性和參數都徹底相同。
單核心的Pentium 四、Pentium 4 EE、Celeron D以及雙核心的Pentium D和Pentium EE等CPU採用LGA775封裝。與之前的Socket 478接口CPU不一樣，LGA 775接口CPU的底部沒有傳統的針腳，而代之以775個觸點，即並不是針腳式而是觸點式，經過與對應的LGA 775插槽內的775根觸針接觸來傳輸信號。LGA 775接口不只可以有效提高處理器的信號強度、提高處理器頻率，同時也能夠提升處理器生產的良品率、下降生產成本。
第六代
第6階段（2005年至今）是酷睿（core）系列微處理器時代，一般稱爲第6代。「酷睿」是一款領先節能的新型微架構，設計的出發點是提供卓然出衆的性能和能效，提升每瓦特性能，也就是所謂的能效比。早期的酷睿是基於筆記本處理器的。 酷睿2：英文名稱爲Core 2 Duo，是英特爾在2006年推出的新一代基於Core微架構的產品體系統稱。於2006年7月27日發佈。酷睿2是一個跨平臺的構架體系，包括服務器版、桌面版、移動版三大領域。其中，服務器版的開發代號爲Woodcrest，桌面版的開發代號爲Conroe，移動版的開發代號爲Merom。
酷睿2處理器的Core微架構是Intel的以色列設計團隊在Yonah微架構基礎之上改進而來的新一代英特爾架構。最顯著的變化在於在各個關鍵部分進行強化。爲了提升兩個核心的內部數據交換效率採起共享式二級緩存設計，2個核心共享高達4MB的二級緩存。
繼LGA775接口以後，Intel首先推出了LGA1366平臺，定位高端旗艦系列。首顆採用LGA 1366接口的處理器代號爲Bloomfield，採用經改良的Nehalem核心，基於45納米制程及原生四核心設計，內建8-12MB三級緩存。LGA1366平臺再次引入了Intel超線程技術，同時QPI總線技術取代了由Pentium 4時代沿用至今的前端總線設計。最重要的是LGA1366平臺是支持三通道內存設計的平臺，在實際的效能方面有了更大的提高，這也是LGA1366旗艦平臺與其餘平臺定位上的一個主要區別。
做爲高端旗艦的表明，早期LGA1366接口的處理器主要包括45nm Bloomfield核心酷睿i7四核處理器。隨着Intel在2010年買入32nm工藝製程，高端旗艦的表明被酷睿i7-980X處理器取代，全新的32nm工藝解決六核心技術，擁有最強大的性能表現。對於準備組建高端平臺的用戶而言，LGA1366依然佔據着高端市場，酷睿i7-980X以及酷睿i7-950依舊是不錯的選擇。
Intel Core i7是一款45nm
原生四核處理器，處理器擁有8MB
三級緩存，支持
三通道DDR3內存。處理器採用LGA 1366
針腳設計，支持第二代
超線程技術，也就是處理器能以八線程運行。根據網上流傳的測試，同頻Core i7比Core 2 Quad性能要高出不少。
綜合以前的資料來看，英特爾首先會發布三款Intel Core i7處理器，頻率分別爲3.2GHz、2.93GHz和2.66GHz，
主頻爲3.2GHz的屬於Intel Core i7 Extreme，處理器售價爲999美圓，固然這款頂級處理器面向的是發燒級用戶。而頻率較低的2.66GHz的訂價爲284美圓，約合1940元人民幣，面向的是普通消費者。全新一代Core i7處理器將於2013年第四季度推出。
而從英特爾技術峯會2008（IDF2008）上英特爾展現的狀況來看，core i7的能力在core2 extreme qx9770(3.2GHz)的三倍左右。IDF上，intel工做人員使用一顆core i7 3.2GHz處理器演示了CineBench R10
多線程渲染，結果很驚人。渲染開始後，四顆核心的八個
線程同時開始工做，僅僅19秒鐘後完整的畫面就呈如今了屏幕上，得分超過45800。相比之下，core2 extreme qx 9770 3.2GHz只能獲得一萬兩千分左右，
超頻到4.0GHz才勉強超過15000分，不到core i7的3分之一。core i7的超強實力由此可窺見一斑。
Core i5是一款基於Nehalem架構的四核處理器，採用整合內存控制器，三級緩存模式，L3達到8MB，支持Turbo Boost等技術的新處理器電腦配置。它和Core i7（Bloomfield）的主要區別在於總線不採用QPI，採用的是成熟的DMI（Direct Media Interface），而且只支持雙通道的DDR3內存。結構上它用的是LGA1156 接口，Core i7用的是LGA1366。i5有睿頻技術，能夠在必定狀況下超頻。
Core i3可看做是Core i5的進一步精簡版（或閹割版），將有32nm工藝版本（研發代號爲Clarkdale，基於Westmere架構）這種版本。Core i3最大的特色是整合GPU（圖形處理器），也就是說Core i3將由CPU+GPU兩個核心封裝而成。因爲整合的GPU性能有限，用戶想得到更好的3D性能，能夠外加顯卡。值得注意的是，即便是Clarkdale，顯示核心部分的製做工藝仍會是45nm。i3 i5 區別最大之處是 i3沒有睿頻技術。
2010年6月，Intel再次發佈革命性的處理器——第二代Core i3/i5/i7。第二代Core i3/i5/i7隸屬於第二代智能酷睿家族，所有基於全新的Sandy Bridge微架構，相比第一代產品主要帶來五點重要革新：一、採用全新32nm的Sandy Bridge微架構，更低功耗、更強性能。二、內置高性能GPU（核芯顯卡），視頻編碼、圖形性能更強。 三、睿頻加速技術2.0，更智能、更高效能。四、引入全新環形架構，帶來更高帶寬與更低延遲。五、全新的AVX、AES指令集，增強浮點運算與加密解密運算。
SNB(
Sandy Bridge）是英特爾在2011年初發布的新一代
處理器微架構，這一構架的最大意義莫過於從新定義了「
整合平臺」的概念，與處理器「無縫融合」的「
核芯顯卡」終結了「
集成顯卡」的時代。這一創舉得益於全新的32nm製造工藝。因爲Sandy Bridge 構架下的處理器採用了比以前的45nm工藝更加先進的32nm製造工藝，理論上實現了CPU功耗的進一步下降，及其
電路尺寸和性能的顯著優化，這就爲將整合圖形核心（核芯顯卡）與CPU封裝在同一塊基板上創造了有利條件。此外，第二代酷睿還加入了全新的
高清視頻處理單元。視頻轉解碼速度的高與低跟處理器是有直接關係的，因爲高清視頻處理單元的加入，新一代
酷睿處理器的視頻處理時間比老款處理器至少提高了30%。新一代Sandy Bridge處理器採用全新LGA1155接口設計，而且沒法無LGA1156接口兼容。Sandy Bridge是將取代Nehalem的一種新的微架構，不過仍將採用32nm工藝製程。比較吸引人的一點是此次Intel再也不是將CPU核心與GPU核心用「膠水」粘在一塊兒，而是將二者真正作到了一個核內心。
在2012年4月24日下午北京天文館，intel正式發佈了
ivy bridge（IVB）處理器。22nm Ivy Bridge會將執行單元的數量翻一番，達到最多24個，天然會帶來性能上的進一步躍進。Ivy Bridge會加入對DX11的支持的
集成顯卡。另外新加入的XHCI USB 3.0控制器則共享其中四條通道，從而提供最多四個USB 3.0，從而支持原生USB3.0。cpu的製做採用3D晶體管技術的CPU耗電量會減小一半。
3組成
微處理器由
算術邏輯單元（ALU，Arithmetic Logical Unit）；
累加器和
通用寄存器組；
程序計數器（也叫
指令指標器）；時序和控制邏輯部件；數據與
地址鎖存器/緩衝器；
內部總線組成。其中
運算器和控制器是其主要組成部分。
[2]
算術邏輯單元
算術邏輯單元ALU主要完成算術運算（+，－、×、÷、比較）和各類邏
輯運算（與、或、非、異或、移位）等操做。ALU是組合
電路，自己無寄存
操做數的功能，於是必須有保存操做數的兩個
寄存器：
暫存器TMP和
累加器AC，累加器既向ALU提供操做數，又接收ALU的運算結果。
寄存器陣列實際上至關於微處理器內部的RAM，它包括
通用寄存器組和專用寄存器組兩部分，通用寄存器（A，B，C，D）用來存放參加運算的數據、中間結果或地址。它們通常都可做爲兩個8位的
寄存器來使用。處理器內部有了這些
寄存器以後，就可避免頻繁地訪問
存儲器，可縮短
指令長度和
指令執行時間，提升機器的運行速度，也給編程帶來方便。專用
寄存器包括
程序計數器PC、堆棧指示器SP和
標誌寄存器FR，它們的做用是固定的，用來存放地址或地址基值。其中：
A）
程序計數器PC用來存放下一條要執行的
指令地址，於是它控制着程序的執行順序。在
順序執行指令的條件下，每取出指令的一個字節，PC的內容自動加1。當程序發生轉移時，就必須把新的
指令地址（目標地址）裝入PC，這一般由轉移指令來實現。
B）堆棧指示器SP用來存放棧頂地址。
堆棧是
存儲器中的一個特定區域
。它按「後進先出」方式工做，當新的數據壓入
堆棧時，棧中原存信息不變，只改變棧頂位置，當數據從棧彈出時，彈出的是棧頂位置的數據，彈出後自動調正棧頂位置。也就是說，數據在進行壓棧、
出棧操做時，老是在棧頂進行。
堆棧一旦初始化（即肯定了棧底在內存中的位置）後，SP的內容（即棧頂位置）使由CPU自動管理。
定時與控制邏輯是微處理器的核心控制部件，負責對整個計算機進行控制、包括從
存儲器中取
指令，分析指令（即指令譯碼）肯定指令操做和
操做數地址，取操做數，執行指令規定的操做，送運算結果到存儲器或I/O端口等。它還向微機的其它各部件發出相應的
控制信號，使CPU內、外各部件間協調工做。
必須指出，微處理器自己並不能單獨構成一個獨立的工做系統，也不能獨立地執行程序，必須配上存 儲器、輸入輸出設備構成一個完整的
微型計算機後才能獨立工做。
[2]
存儲器
微型計算機的
存儲器用來存放當前正在使用的或常用的程序和數據。
存儲器按讀、寫方式分爲隨機存儲器RAM（Random Access Memory）和
只讀存儲器ROM（Read only Memory）。RAM也稱爲讀/寫
存儲器，工做過程當中CPU可根據須要隨時對其內容進行讀或寫操做。RAM是
易失性存儲器，即其內容在斷電後會所有丟失，於是只能存放暫時性的程序和數據。ROM的內容只能讀出不能寫入，斷電後其所存信息仍保留不變，是非易失性存儲器。因此ROM經常使用來存放永久件的程序和
數據。如初始導引程序、
監控程序、操做系統中的基本輸入、輸出管理程序BIOS等。
[2]
I/O接口
輸入/輸出接口
電路是
微型計算機的重要組成部件。他是
微型計算機鏈接外部輸入、
輸出設備及各類控制對象並與外界進行信息交換的邏輯控制
電路。因爲外設的結構、工做速度、信號形式和數據格式等各不相同，所以它們不能直接掛接到
系統總線上，必須用輸入/輸出接口
電路來作中間轉換，才能實現與CPU間的信息交換。I/O接口也稱I/O適配器，不一樣的外設必須配備不一樣的I/O適配器。I/O接口
電路是微機應用系統必不可少的重要組成部分。任何一個微機應用系統的研製和設計，實際上主要是I/O接口的研製和設計。所以I/O
接口技術是本課程討論的重要內容之一，咱們將在第八章中詳細介紹。
[2]
總線
總線是
計算機系統中各部件之間傳送信息的公共通道，是
微型計算機的重要組成部件。它由若干條通訊線和起驅動，隔離做用的各類三態門器件組成。
微型計算機在結構形式上老是採用
總線結構，即構成微機的各功能部件（微處理器、
存儲器、I/O接口
電路等）之間經過總線相鏈接，這是微型計算機系統結構上的獨特之處。採用
總線結構以後，使系統中各功能部件間的相互關係轉變爲各部件面向總線的單一關係，一個部件（功能板/卡）只要符合
總線標準，就能夠鏈接到採用這種總線標準的系統中，從而使系統功能擴充或更新容易、結構簡單、可靠性大大提升。在
微型計算機中，根據他們所處位置和應用場合，
總線可被分爲如下四級，如圖1.4所示。
（1）片
內總線：它位於微處理器芯片內部，故稱爲芯片
內部總線。用於微處理器內部ALU和各類寄存器等部件間的互連及信息傳送（如圖1.3中的
內部總線就是片
內總線）。因爲受芯片面積及對外引腳數的限制，片
內總線大多采用單
總線結構，這有利於芯片集成度和成品率的提升，若是要求加快內部數據
傳送速度，也可採用雙總線或三總線結構。
（2）片總線：片總線又稱元件級（芯片級）總線或
局部總線。微機主板、單扳機以及其它一些插件板、卡（如各類I/O接口板/卡），它們自己就是一個完整的子系統，板/卡上包含有CPU，RAM，ROM，I/O接口等各類芯片，這些芯片間也是經過
總線來鏈接的，由於這有利於簡化結構，減小連線，提升可靠性，方便信息的傳送與控制。一般把各類板、卡上實現芯片間相互鏈接的總線稱爲片總線或元件級總線。
相對於一臺完整的
微型計算機來講，各類板/卡只是一個子系統，是一個局部，故又把片總線稱爲
局部總線，而把用於鏈接微機各功能部件插卡的總線稱爲
系統總線。
局部總線是一個重要的概念，咱們將在第七章中討論。
（3）
內總線：內總線又稱
系統總線或板級總線。由於該總線是用來鏈接微機各功能部件而構成一個完整
微機系統的，如圖1.2中所示，因此稱之爲
系統總線。
系統總線是
微機系統中最重要的總線，人們日常所說的微機總線就是指系統總線，如PC總線、AT總線（ISA總線）、PCI總線等。
系統總線是咱們要討論的重點內容之一。
系統總線上傳送的信息包括數據信息、地址信息、控制信息，所以，系統總線包含有三種不一樣功能的總線，即
數據總線DB（Data Bus）、
地址總線AB（Address Bus）和
控制總線CB（Control Bus），如圖1.2中所示。
數據總線DB用於傳送數據信息。
數據總線是雙向三態形式的總線，即他既能夠把CPU的
數據傳送到
存儲器或I/O接口等其它部件，也能夠將其它部件的數據傳送到CPU。
數據總線的位數是
微型計算機的一個重要指標，一般與微處理的字長相一致。例如Intel 8086微處理器
字長16位，其
數據總線寬度也是16位。須要指出的是，數據的含義是廣義的，它能夠是真正的數據，也能夠
指令代碼或狀態信息，有時甚至是一個控制信息，所以，在實際工做中，
數據總線上傳送的並不必定僅僅是真正意義上的數據。
地址總線AB是專門用來傳送地址的，因爲地址只能從CPU傳向外部
存儲器或I/O端口，因此地址總線老是單向三態的，這與
數據總線不一樣。
地址總線的位數決定了CPU可
直接尋址的內存空間大小，好比8位微機的地址總線爲16位，則其最大可
尋址空間爲2^16=64KB，16位微型機的地址總線爲20位，其可尋址空間爲2^20=1MB。通常來講，若
地址總線爲n位，則可
尋址空間爲2^n字節。
控制總線CB用來傳送
控制信號和
時序信號。
控制信號中，有的是微處理器送往
存儲器和I/O接口
電路的，如讀/寫信號，
片選信號、
中斷響應信號等；也有是其它部件反饋給CPU的，好比：中斷申請信號、
復位信號、總線請求信號、限備就緒信號等。所以，
控制總線的傳送方向由具體
控制信號而定，通常是雙向的，控制總線的位數要根據系統的實際控制須要而定。實際上
控制總線的具體狀況主要取決於CPU。
（4）外總線：也稱通訊總線。用於兩個系統之間的鏈接與通訊，如兩臺
微機系統之間、微機系統與其餘電子儀器或
電子設備之間的通訊。經常使用的通訊總線有
IEEE-488總線，VXI總線和RS-232串行總線等。外總線不是
微機系統自己固有的，只有微型機應用系統中才有。
CPU是Central Processing Unit（
中央微處理器）的縮寫，它是計算機中最重要的一個部分，由
運算器和控制器組成。若是把計算機比做人，那麼CPU就是人的大腦。CPU的發展很是迅速，我的電腦從8088(XT)發展到Pentium 4時代，只通過了不到二十年的時間。
4AMD CPU
K5
K5是AMD公司第一個獨立生產的x86級
CPU，發佈時間在1996年。因爲K5在開發上遇到了問題，其上市時間比
英特爾的Pentium晚了許多，再加上性能很差，這個不成功的產品一度使得AMD的市場份額大量喪失。K5的性能很是通常，整數運算能力不如
Cyrix的6x86，可是仍比Pentium略強，
浮點運算能力遠遠比不上Pentium，但稍強於Cyrix。綜合來看，K5屬於實力比較平均的那一種產品。K5低廉的價格顯然比其性能更能吸引消費者，低價是這款CPU最大的賣點。 AMD 天然不甘心Pentium在CPU市場上呼風喚雨，所以它們在1997年又推出了K6。K6這款CPU的設計指標是至關高的，它擁有全新的MMX
指令以及64KB L1 Cache（比
奔騰MMX多了一倍），總體性能要優於奔騰MMX，接近同
主頻PⅡ的水平。K6與K5相比，能夠平行地處理更多的
指令，並運行在更高的
時鐘頻率上。AMD在整數運算方面作得很是成功，K6稍微落後的地方是在運行須要使用到MMX或
浮點運算的應用程序方面，比起一樣頻率的Pentium 要差許多。
K6
K6擁有32KB數據L1 Cache,32KB
指令L1 Cache,集成了880萬個晶體管,採用0.35微米技術,五層CMOS,C4工藝反裝晶片,
內核面積168平方毫米(新產品爲68平方毫米),使用Socket7架構。 Cyrix 也算是一家老資格的CPU開發商了，早在x86時代，它和英特爾，AMD就造成了三雄並立的局面。
K6－2
AMD於1998年4月正式推出了K6－2微處理器。它採用0.25微米工藝製造，芯片面積減少到了68平方毫米，晶體管數目也增長到930萬個。另外，K6－2具備64KB L1 Cache，二級緩存集成在
主板上，容量從512KB到2MB之間，速度與
系統總線頻率同步，工做電壓爲2.2V，支持Socket 7架構。
K6－2是一個K6芯片加上100MHz
總線頻率和支持3D Now！浮點
指令的「結合物」。3D Now！技術是對x86體系的重大突破，它大大增強了處理3D圖形和多媒體所須要的密集
浮點運算性能。此外，K6－2支持
超標量MMX技術，支持100MHz
總線頻率，這意味着系統與L2緩存和內存的傳輸率提升近50%，從而大大提升了整個系統的表現。 做爲Cyrix公司獨自研發的最後一款微處理器，Cyrix MⅡ是於1998年3月開始生產的。除了具備6x86自己的特性外,該微處理器還支持MMX
指令，其核心電壓爲2.9V，具備256
字節指令;3.5X
倍頻;核心內集成650萬個晶體管,功耗20.6瓦；64KB
一級緩存。
K6－Ⅲ
AMD於1999年2月推出了代號爲「Sharptooth」(利齒)的K6－Ⅲ，它是該公司最後一款支持Super 7架構和CPGA封裝形式的CPU，採用0.25微米
製造工藝、內核面積是135平方毫米，集成了2130萬個晶體管，工做電壓爲2.2V/2.4V。
Athlon（K7）
相對於K6－2而言，K6－Ⅲ最大的變化就是內部集成了256KB二級緩存（新賽揚只有128KB），並以CPU的
主頻速度運行。K6－Ⅲ的這一變化將可以更大限度發揮高
主頻的優點。此外，該微處理器還帶有64KB
一級緩存（32KB用於
指令，另32KB用於數據），並且在
主板上還集成了以
系統總線頻率同步運行的
三級緩存，其容量大小從512KB到2MB之間。 1999年6月23日，AMD公司推出了具備重大戰略意義的K7微處理器，並將其正式命名爲Athlon。K7有兩種規格的產品：第一種採用0.25微米工藝製造，使用K7核心，工做電壓爲1.6V(其
緩存以
主頻速度的一半運行)；第二種採用0.18微米工藝製造，使用K75核心；工做電壓有1.7V和1.8V兩種。上述兩種類型的K7微處理器內部都集成了2130萬個晶體管，
外頻均爲200MHz。
Athlon包含128KB的L1 Cache(PⅡ/PⅢ只有32KB)；512KB～1MB L2 Cache的片外
緩存。同時，它還採用了全新的宏處理結構，擁有三個並行的x86
指令譯碼器，能夠動態推測時序，
亂序執行；K7擁有一個強勁的浮點處理單元，在3DNOW！指令的幫助下會有更進一步的3D和多媒體處理能力，這個先進的FPU使K7擁有超越其餘x86微處理器2倍的性能！另外，K7採用了一種相似於Slot 1的全新的Slot A架構，從
物理結構上二者能夠互換，但後者的電器性能和前者徹底不兼容。在
總線方面，使用的是Digital公司的Alpha
系統總線協議EV6，
外頻達200MHz；Athlon是AMD第一個具備SMP（對稱多微處理器技術）能力的桌面CPU，即便用者能夠用Athlon構建雙微處理器甚至4微處理器系統！ AMD公司在2000年6月份連續推出了新款的Thunderbird（雷鳥）、Duron（
毒龍）微處理器，再次向英特爾Coppermine（銅礦）核心的微處理器發出了強有力的挑戰。
Thunderbird（雷鳥）
Thunderbird是AMD面向高端的Athlon系列延續產品，採用0.18微米的製造工藝，共有Slot A和Socket A兩種不一樣的架構，但它們在設計上大體相同：均內置128KB的
一級緩存和256KB的二級緩存，其二級緩存與CPU
主頻速度同步運行；工做電壓爲1.70V～1.75V，相應的功耗也比老的Athlon要小;集成3700萬個晶體管，核心面積達到120平方毫米。
Duron（毒龍）
Duron微處理器是AMD首款基於Athlon核心改進的低端微處理器，它原來的研發代號稱爲「Spitfire」。Duron
外頻也是200MHz，內置128KB的
一級緩存和64KB的全速二級緩存，它的工做電壓爲1.5V，於是功耗要較Thunderbird小。並且它核心面積是100平方毫米，內部集成的晶體管數量爲2500萬個，比K7核心的Athlon多300萬個。這些特色符合了AMD面對低端市場的策略，即低成本低功耗而又高性能。在浮點性能上，基於K7體系的Duron明顯優於採用P6核心設計的Intel系列微處理器，它具備三個全流水
亂序執行單元，一個用於加/減運算，一個用於複合
指令還有一個是浮點
存儲單元。
5其餘微處理器發展
[3]
1975年，IBM公司生產了幾款基於RISC 設計的處理器。其中801就是RISC之父John Cocke的傑做。最終15年後設計出Power 架構系列產品,若干年後更出出現一個影響深遠的RISC結構的芯片系列ARM
這是八十年代後，
RISC架構被工業界承認後發展起的一種，HP的HPPA-RISC
1975年，摩托羅拉推出 6800 ，該款處理器擁有78條指令集。摩托羅拉不少款單片裝處理器和微處理器的設計思想都來源於6800 ，即便曾經很流行功能強大的6809 也是繼承了6800 血統。1985年，摩托羅拉推出MC68010和已經命名爲88000的32位RISC處理器系列。但1990年因爲要全力研製PowerPC而被迫停產。
Z-80是由從Intel離走的Frederico Faggin設計的8位微處理器，被認爲是8080的加強版，------是也是當年很牛的一款單片機，比後來風光無限的51系列更早進入中國，八十年代初學校都是以Z80爲基礎教學，那種須要用電視做顯示器的單板電腦就是用的這種芯片。
不過最早推出的單芯片16位處理器當數TI TMS 9900。雖然出道後勢頭強勁，但TI爲了發展DSP業務，不得不在1982年縮小9900的產量
半導體行業另外一巨頭，美國國家半導體公司，就是後來收購了設計X86系列處理器的Cyrix公司的，這是1983年由國家半導體（National Semiconductor）推出NS32032，也是一款
RISC處理器，可是惋惜的是
RISC架構的處理器在我的電腦應用中只有POWERPC芯片的市場還算比較成功，其它的均可以說很失敗，不過在另外一領域：嵌入式應用中，RISC架構的處理器確是風光無限。
1982年，由美國伯克利大學研製的RISC-I，只有32條指令，而且具備流水線操做和使用寄存器窗口，性能比同時代單芯片設計都優越
ARM是一家芯片設計公司，本身不生產芯片，而是經過受權生產來發展
ARM系列處理器 。ARM公司在1990年11月英國劍橋的一個穀倉裏成立，最初只有12人，通過11年多的發展，今日的ARM公司已經擁有700多名員工，其中60%以上都從事研發工做，
ARM公司是一家既不生產芯片（fabless）也不銷售芯片（chipless）的公司，它經過出售芯片技術受權，創建起新型的微處理器設計、生產和銷售商業模式。更重要的是，這種商業模式取得極大的成功，採用ARM技術IP核的微處理器遍佈各種電子產品：汽車、消費電子、成像、工業控制、海量存儲、網絡、安保和無線等市場，ARM技術幾乎無處不在。ARM將其技術受權給世界上許多著名的半導體、軟件和OEM廠商，每一個廠商獲得的都是一套獨一無二的ARM相關技術及服務。利用這種合夥關係，ARM很快成爲許多全球性RISC標準的締造者。目前，總共有30家半導體公司與ARM簽定了硬件技術使用許可協議，其中包括Intel、IBM、LG半導體、NEC、SONY、菲利浦和國民半導體這樣的大公司。至於軟件系統的合夥人，則包括微軟、昇陽和MRI等一系列知名公司。
6中國研發
2004年2月18日，由清華大學自主研發的32位微處理器THUMP芯片終於領到了由國家教育部頒發的「身份證」：典型
工做頻率400MHz，功耗1.17mW/MHz，芯片顆粒40片，最高工做頻率可達500MHz，是目前國內工做頻率最高的微處理器。 「這標誌着我國在自主研發CPU芯片領域邁開了實質性的一大步。」教育部對THUMP的誕生給予了較高評價。
在
龍芯1號、龍芯2號的基礎上，中國正在自主研發新一代的龍芯3號。
龍芯3A的
工做頻率爲900MHz～1GHz，功耗約15W，頻率爲1GHz時雙精度浮點運算速度峯值達到每秒160億次，單精度浮點運算速度峯值每秒320億次。龍芯3A採用意法半導體公司（STMicro）65納米CMOS工藝生產，晶體管數目達4.25億個，芯片採用BGA封裝，引腳的數目爲1121個，功耗小於15瓦。 龍芯3A集成了四個64位
超標量處理器核、4MB的二級Cache、兩個DDR2/3
內存控制器、兩個高性能HyperTransport控制器、一個PCI/PCIX控制器以及LPC、SPI、UART、GPIO等低速I/O控制器。龍芯3A的
指令系統與MIPS64兼容並經過指令擴展支持X86
二進制翻譯。
龍芯3號在包括服務器、高性能計算機、低能耗
數據中心、我的高性能計算機、高端
桌面應用、高吞吐計算應用、工業控制、
數字信號處理、高端嵌入式應用等產品中具備廣闊的市場應用前景。