1.1.1　微型計算機的發展概況

微型計算機的核心部分是微處理器，通常人們以Intel公司生產的微處理器為主線介紹微型計算機系統的發展過程。以下以計算機的誕生到當前的發展水平為參照，簡單介紹Intel微處理器的發展歷程。

1. 第一代（1971—1973年）：4位或8位微處理器和微型計算機

第一代微處理器和微型計算機以4位微處理器和低檔8位微處理器為代表。1971年，美國Intel公司推出第一款4位微處理器4004，其運算速度為50KI/s（千指令/秒），指令周期為20μs，時鐘頻率為1MHz，其內部集成度大約2000管/片。尋址能力為4KB，有45條指令。另一款4位微處理器是4040。同年，出現了4004的低檔8位擴展型產品8008，其尋址能力為16KB，有48條指令。1972年，第一款8位微處理器Intel 8080面世。

2. 第二代（1974—1977年）：8位中、高檔微處理器和微型計算機

自Intel公司第一款微處理器問世以來，眾多公司開始研制微處理器，形成了以Intel、Motorola、Zilog等公司產品為主導的微處理器時代。1973年，Intel公司發布8位中檔微處理器8008，其運算速度約500KI/s，指令周期為2μs，尋址空間為64KB。同期，Motorola公司的MC6800也為中檔微處理器。Zi1og公司的Z80和Intel公司1977年發布的最后一款8位微處理器8085屬于8位高檔微處理器。8085微處理器的運算速度為770KI/s，指令周期為1.3μs。這期間，Intel 8080被許多人視為第一款真正的通用微處理器，并被用于停車燈和收銀機等多個市場領域。

3. 第三代（1978—1984年）：16位微處理器和微型計算機

第三代的微處理器及微型計算機在超大規模集成電路技術日臻成熟的基礎上向更高層次發展，以16位微處理器為主流。1978年，Intel公司首次推出16位微處理器8086（集成度為29 000管/片，時鐘頻率達到4～8MHz），8086微處理器的內部和外部數據總線都是16位，地址總線為20位，可直接訪問1MB內存。該款微處理器隨后成為了“行業標準”配置。1979年，Intel公司又推出8088微處理器（時鐘頻率可達到4～8MHz），集成度為2萬～6萬管/片。它與8086微處理器不同的是，外部數據總線為8位。1981年，IBM公司選用Intel 8086微處理器作為其第一款計算機的組件。1982年，Intel公司推出了80286微處理器（時鐘頻率為10MHz），該芯片仍然為16位結構，但地址總線擴展到24位，可訪問16MB內存，其工作頻率也較8086微處理器提高了許多。80286微處理器向下兼容8086微處理器的指令集和工作模式，并增加了部分新指令和一種新的工作模式——保護模式。

4. 第四代（1985—1989年）：32位微處理器和微型計算機

第四代以32位微處理器和微型計算機為主流。1986年，Intel公司推出了32位微處理器80386（時鐘頻率為20MHz），可同時運行多個軟件程序。該芯片的內外部數據線及地址總線都是32位，可訪問4GB內存，并支持分頁存儲機制。除了實模式和保護模式，80386微處理器又增加了一種“虛擬8086”工作模式，可以在操作系統控制下模擬多個8086微處理器同時工作。1989年，Intel公司推出了80486微處理器（時鐘頻率為30～40MHz），集成度為15萬～100萬管/片（外部引腳168個）。早期的80486微處理器相當于把80386微處理器和完成浮點運算的數學協處理器80387及8KB的高速緩存集成到一起，這種片內高速緩存被稱為“一級緩存”，80486微處理器還支持主板上加裝二級緩存。后期推出的80486 DX2微處理器首次引入了倍頻的概念，有效緩解了外部設備的制造工藝與CPU主頻發展速度的矛盾。

5. 第五代（1993—1995年）：超級32位Pentium微處理器和微型計算機

1993年，Intel公司推出了新一代高性能處理器Pentium（奔騰），俗稱586，有效助力了“多媒體革命”。其內部集成了310萬個晶體管。Pentium微處理器最大的改進是，它擁有超標量結構（支持在一個時鐘周期內執行多條指令），且一級緩存的容量增加到了16KB，這些改進大大提升了CPU的性能，使得Pentium微處理器的速度比80486微處理器快數十倍。除此之外，Pentium微處理器還具有良好的超頻性能，把一個低主頻CPU當作高主頻CPU來使用，付出較低的代價可獲得較高的性能。這一時期的典型產品有IBM公司、Motorola公司、Apple公司聯合推出的PowerPC微處理器和AMD公司推出的K5微處理器。

1995年2月，Intel公司推出了第六代微處理器高能奔騰（Pentium Pro），它集成了550萬個晶體管。1996年年底，Intel公司又推出了微處理器多能奔騰（Pentium MMX），MMX（Multi Media eXtension）技術是Intel公司發明的一項多媒體增強指令集技術，它為微處理器增加了57條MMX指令，此外，還將微處理器芯片內的高速緩沖存儲器（Cache）由原來的16KB增加到32KB。1997年5月，Intel公司推出了微處理器Pentium Ⅱ。Pentium Ⅱ是對高能奔騰的改進，其內部集成了約750萬個晶體管，加快了16位指令的執行速度，且支持MMX指令集，時鐘頻率達450MHz，二級高速緩沖存儲器達到512KB，它的浮點運算性能、MMX性能都有了很大的提高。1999年2月，Intel公司又推出了Pentium Ⅲ，它集成了950萬個晶體管，時鐘頻率為500MHz。隨后，Intel公司又推出了新一代高性能32位微處理器Pentium Ⅳ，它采用了NetBurst的新式處理器結構，可以更好地適應互聯網用戶的各種需求。盡管高能奔騰和Pentium Ⅱ/Ⅲ芯片的數據總線引腳是64位，但嚴格來說其內核結構仍屬于32位微處理器。

6. 第六代（1995年以后）：新一代64位微處理器和微型計算機

64位微處理器和微型計算機是目前芯片生產廠商競相開發的產品。其中，較為著名的當屬Intel公司與HP公司聯手開發的64位微處理器——Merced。Merced采用全新的結構設計，這種結構稱為IA-64（Intel Architecture-64），IA-64不是Intel公司的32位x86結構的64位擴展，也不是HP公司的64位PA-RISC結構的改造。相信64位微處理器會將微型計算機不斷推向更高的階段。

第六代微處理器的大事年鑒為：

1995年，Intel公司推出高性能Pentium微處理器，支持32位工作站和服務器。

1999年，Intel Pentium Ⅲ和Pentium Ⅲ至強微處理器面世，性能更上一層樓。

2001年，Intel安騰微處理器和Intel至強微處理器上市，進一步提升服務器和工作站的性能。

2003年，Intel迅馳移動計算技術面世，該技術具備卓越的性能、耐久的電池使用時間和集成無線局域網功能，支持更加纖巧、輕薄的便攜式計算機。其中，集成無線局域網功能簡化了無線互聯網連接，被業界廣泛采用。

2006年，Intel公司推出四核Intel至強5300系列微處理器和Intel酷睿-至尊微處理器，開啟多核CPU時代大幕。

2007年，Intel推出代表性的Intel酷睿2（Core 2 Duo）至尊微處理器，其突破性的Intel 45nm制程和高-K金屬柵極硅制程技術重新定義了晶體管概念。