輝煌奔騰微處理器：750萬晶體管 1.8GHz主頻

　　1994年，英特爾發(fā)布了一款名為Pentium的處理器芯片。奔騰處理器采用了0.60微米工藝技術(shù)制造，核心由320萬個晶體管組成。支持計算機集成語音、圖片、文字等數(shù)據(jù)。工作電壓也降至3.3V。

　　1997年，英特爾推出了改進型Pentium II處理器。它采用了0.35微米工藝技術(shù)，核心提升到750萬個晶體管，主頻最高可達300MHz。隨后的一年中，英特爾推出采用0.25微米制程工藝設(shè)計的Pentium II 450MHz處理器，不過其晶體管數(shù)仍為750萬個。

　　1999年，英特爾發(fā)布Pentium III 450MHz、Pentium III 500MHz處理器，這兩款處理器采用了0.25微米工藝技術(shù)，核心由950萬個晶體管組成。

　　英特爾Pentium 4處理器

　　2000年，英特爾再接再厲推出P4奔騰4處理器系列。該系列包括有Willamette、Northwood和Prescott三種不同的核心。不同核心，其制程工藝和主頻也不盡相同。其中Willamette核心屬于Pentium 4最早期的產(chǎn)品，采用0.18微米工藝制造，主頻最高為1.8GHz。Northwood核心的Pentium 4采用0.13微米工藝制造。而Prescott則代表這處理器制程工藝跨入到nm納米級領(lǐng)域，其制程工藝為90nm?；赑rescott處理器的最快處理器，其主頻高達3.8GHz。

　　時隔兩年，英特爾推出可模擬出雙核心的奔騰4處理器產(chǎn)品，也就是超線程（HT）奔騰4。除了為用戶引入超線程（HT）技術(shù)外，英特爾推出的奔騰4處理器頻率也達到了3.06GHz之多，可以說這么高的主頻在整個處理器發(fā)展史上都占有重要地位（目前的處理器主頻也就是3GHz左右）。

　　雙核/多核微處理器：摩爾定律下的逆襲

　　進入二十一世紀，微處理器工程師開始意識到，如果不采用全新設(shè)計，摩爾定律將會走向沒落。其中一種設(shè)計就是通過搭建多核心來大幅提升處理器性能。在這種背景下，我們?nèi)匀荒芸吹侥柖稍诎l(fā)揮作用。

　　2005年，英特爾開始推出雙核處理器Pentium-D，它采用英特爾955X高速芯片組，主頻為3.2GHz。該處理器的推出預(yù)示著雙核處理器時代的來臨。

　　次年，英特爾推出了以“Core”酷睿為命名的新型雙核微架構(gòu)。該架構(gòu)包含有服務(wù)器、桌面版和移動版產(chǎn)品。

　　酷睿2雙核處理器

　　酷睿處理器采用800MHz-1333MHz的前端總線速率，45nm/65nm制程工藝。雙核酷睿處理 器通過SmartCache技術(shù)兩個核心共享12MB L2資源。

　　同樣是在2006年，英特爾展示了四核心微處理器至強5300產(chǎn)品系列，該處理器主要應(yīng) 用在服務(wù)器和工作站。一直到2011年，英特爾的i3/i5/i7 Sandy Bridge架構(gòu)四核處理 器一直成為中端臺式機和筆記本的配置。另外，八核、甚至16核處理器也在這兩年不 斷涌現(xiàn)。比如AMD于2011年推出的皓龍6200系列，就是基于16核微架構(gòu)設(shè)計的面向服務(wù) 器和工作站的處理器。

　　英特爾Tick-Tock戰(zhàn)略（來自：英特爾）

　　另外，在介紹英特爾處理器發(fā)展符合摩爾定律的同時，就不能不提其Tick-Tock戰(zhàn)略。在Intel的處理器發(fā)展戰(zhàn)略上，每一個輪換代表著2年一次的工藝制程進步。Tick-Tock中的“Tick”，代表著工藝的提升、晶體管變小，并在此基礎(chǔ)上增強原有的微架構(gòu)，而Tick-Tock中的“Tock”，則在維持相同工藝的前提下，進行微架構(gòu)的革新。

　　2009年，英特爾處理器邁入Tick升級制程至32nm，2010年則為Tock，英特爾推出代號為Sandy Bridge。2011年Tick升級至22nm，并于2012年推進至Ivy Bridge架構(gòu)。今年開始，將步入Haswell架構(gòu)平臺。從這些架構(gòu)制程的交替更新我們就不難看出，其處理器性能、能效不斷得到優(yōu)化，并且不斷印證著摩爾定律的科學(xué)嚴謹性。

　　編后語：早期處理器改良及未來芯創(chuàng)新

　　早期出現(xiàn)的一批微處理器中，有些會被認為是先驅(qū)，但也有其他被認為是先驅(qū)的。比如，在1990年一名叫Gilbert Hyatt的工程師，為1968年單片微處理器的發(fā)明而最終贏得了專利。這一舉動意味著，Hyatt的專利要早于德州儀器和英特爾。德州儀器迅速對當局的專利裁決提出質(zhì)疑，認為Hyatt的發(fā)明并沒有付諸實施，以1968年當時的技術(shù)也不可能來實現(xiàn)。最終，這名工程師的專利被裁定為無效。

　　Gilbert Hyatt單片微處理器設(shè)計圖紙

　　同樣地，四相系統(tǒng)公司在1969年設(shè)計了一個名為AL1的8位芯片，作為一個9芯片的24位處理器的一部分使用（一式三份）。在1969年，AL1不被稱為微處理器，但之后它在上世紀九十年代德州儀器試圖維護其專利的一個法庭展示中被叫作微處理器。

　　四相系統(tǒng)公司8位芯片AL1

　　通過前面這些簡短內(nèi)容的介紹，我們發(fā)現(xiàn)短短48年時間（1965年摩爾定律問世開始），半導(dǎo)體芯片制造工藝水平發(fā)展速度十分驚人。目前不僅多核，還出現(xiàn)了MIC眾核架構(gòu)芯片（至強融核協(xié)處理器），制程工藝也逐漸朝向14nm、7nm、5nm推進。

　　在摩爾定律這個“神之手”指引處理器發(fā)展方向的同時，近年來也涌現(xiàn)出不少質(zhì)疑聲音。比如技術(shù)發(fā)展瓶頸、經(jīng)濟危機的影響等等。芯片上元件的幾何尺寸總不可能無限制地縮小下去，芯片單位面積上可集成的元件數(shù)量會達到極限。

　　但正如我們文章開頭所述，新型材料比如碳納米管的出現(xiàn)，將有望繼續(xù)推進晶體管性能的提升。2013年，摩爾定律將仍然是計算技術(shù)創(chuàng)新的指引，進一步帶動性能的提升、功耗的降低和成本的節(jié)省。