CISC

CISC(复杂指令集计算机)和RISC(精简指令集计算机)是当前CPU的两种架构。它们的区别在于不同的CPU设计理念和方法。 早期的CPU全部是CISC架构，它的设计目的是要用最少的机器语言指令来完成所需的计算任务。比如对于乘法运算，在CISC架构的CPU上，您可能需要这样一条指令：MUL ADDRA, ADDRB就可以将ADDRA和ADDRB中的数相乘并将结果储存在ADDRA中。将ADDRA, ADDRB中的数据读入寄存器，相乘和将结果写回内存的操作全部依赖于CPU中设计的逻辑来实现。这种架构会增加CPU结构的复杂性和对CPU工艺的要求，但对于编译器的开发十分有利。比如上面的例子，C程序中的a*=b就可以直接编译为一条乘法指令。今天只有Intel及其兼容CPU还在使用CISC架构。 RISC架构要求软件来指定各个操作步骤。上面的例子如果要在RISC架构上实现，将ADDRA, ADDRB中的数据读入寄存器，相乘和将结果写回内存的操作都必须由软件来实现，比如：MOV A, ADDRA; MOV B, ADDRB; MUL A, B; STR ADDRA, A。这种架构可以降低CPU的复杂性以及允许在同样的工艺水平下生产出功能更强大的CPU，但对于编译器的设计有更高的要求。 

RISC 和CISC 是目前设计制造微处理器的两种典型技术，虽然它们都是试图在体系结构、操作运行、软件硬件、编译时间和运行时间等诸多因素中做出某种平衡，以求达到高效
的目的，但采用的方法不同，因此，在很多方面差异很大，它们主要有：

（1） 指令系统：RISC 设计者把主要精力放在那些经常使用的指令上，尽量使它们具有简单高效的特色。对不常用的功能，常通过组合指令来完成。因此，在RISC 机器上实现特殊功能时，效率可能较低。但可以利用流水技术和超标量技术加以改进和弥补。而CISC 计算机的指令系统比较丰富，有专用指令来完成特定的功能。因此，处理特殊任务效率较高。

（2） 存储器操作：RISC 对存储器操作有限制，使控制简单化；而CISC 机器的存储器操作指令多，操作直接。

（3） 程序：RISC 汇编语言程序一般需要较大的内存空间，实现特殊功能时程序复杂，不易设计；而CISC 汇编语言程序编程相对简单，科学计算及复杂操作的程序社设计相对容易，效率较高。

（4） 中断：RISC 机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断；而CISC 机器是在一条指令执行结束后响应中断。

（5） CPU：RISC CPU 包含有较少的单元电路，因而面积小、功耗低；而CISC CPU 包含有丰富的电路单元，因而功能强、面积大、功耗大。

（6） 设计周期：RISC 微处理器结构简单，布局紧凑，设计周期短，且易于采用最新技术；CISC 微处理器结构复杂，设计周期长。

（7） 用户使用：RISC 微处理器结构简单，指令规整，性能容易把握，易学易用；CISC微处理器结构复杂，功能强大，实现特殊功能容易。

（8） 应用范围：由于RISC 指令系统的确定与特定的应用领域有关，故RISC 机器更适合于专用机；而CISC 机器则更适合于通用机。

Apple Ⅰ

1976年3月，Steve Wozniak和Steve Jobs开发出微型计算机Apple I，4月1日愚人节这天，两个Steve成立了Apple计算机公司。
Apple II

1976年：一些离开了Motorola公司的部分工程人员自组成立MOS Technology公司，并且开发出了6502处理器。它的位宽为8bit，频率只有1MHz，并且无协处理器。但它是IBM PC机问世之前世界上最流行的微型计算机Apple II(苹果机)的CPU。Apple II是第一个带有彩色图形的个人计算机，售价为1300美元。Apple II及其系列改进机型风靡一时，这使Apple成为微型机时代最成功的计算机公司。

Intel 8086

1978年6月，Intel推出4.77MHz的8086微处理器，标志着第三代微处理器问世。它采用16位寄存器、16位数据总线和29000个3微米技术的晶体管，售价360美元。 不过当时由于360美元过于昂贵，大部分人都没有足够的钱购买使用此芯片的电脑，于是 Intel 在1年之后,推出4.77MHz的8位微处理器8088。IBM公司1981年生产的第一台电脑就是使用的这种芯片。这也标志着x86架构和IBM PC 兼容电脑的产生。     

发布的时候，8086的时钟频率有4.77，8和10MHz 三个版本，包括了具有300个操作的指令集。其中8MHz 版本包含了大约28,000个 晶体管，具备0.8 MIPs 的能力。
当Bill Gates崭露头角时，昔日校友正在哈佛上二年级

“让每个家庭每张桌子上都放一台电脑。”

1979年6月1日，Intel推出4.77MHz的准16位微处理器8088,它是8086的廉价版本,价格为大众所接受。在性能方面，它在内部以16位运行，但支持8位数据总线，采用现有的8位设备控制芯片，包含29000个3微米技术的晶体管，可访问1MB内存地址，速度为0.33MIPS。

Intel 8088电路

同年9月，Motorola推出M68000 16位微处理器，它因采用了68000个晶体管而得名。该处理器主要供应Apple公司的Macintosh 和Atari 的ST系列电脑上。后继版本的处理器，包括68020则被使用在Macintosh II 机型。

Microsoft的秘密交易

1980年10月，Microsoft把握了一次绝佳的发展机遇。IBM在秘密进行代号为“跳棋计划”的开发项目（第一台IBM PC）过程中，向Microsoft提出采购一套操作系统。Paul Allen抓住机会与Seattle Computer Products的Tim Patterson签约，向其支付了不到10万美元，获得了其DOS操作系统的版权并进行了一些修改，从而做成了与这个神秘客户（IBM）的大买卖。

今天的Windows系列操作系统仍然兼容DOS，这个系统对于老一代电脑用户来说再熟悉不过了。

IBM PC创造历史
早在1980年7月，一个负责“跳棋计划”的13人小组秘密来到佛罗里达州波克罗顿镇的IBM研究发展中心，开始开发后来被称为IBM PC的产品。一年后的8月12日，IBM公司在纽约宣布第一台IBM PC诞生，这个开创计算机历史新篇章的时刻，迄今正好25年。

第一台IBM PC采用了主频为4.77MHz的Intel 8088，操作系统是Microsoft提供的MS-DOS。IBM将其命名为“个人电脑（Personal Computer）”，不久“个人电脑”的缩写“PC”成为所有个人电脑的代名词。IBM原来预计在一年中售出241683台PC，然而用户的需求被大大低估了，实际上一个月的订货量就超出了预计。　

1981年：80186和80188发布。这两款微处理器内部均以16位工作,在外部输入输出上80186采用16位,而80188和8088一样均是采用8位工作。这是一颗性能介于8088,80286之间的的CPU。但事实上80186从来都没有在PC中应用,它仅仅存在于一个小范围的圈子中,作为一个小型的控制器出现,哪怕是今天。从这个时候起,AMD公司已经开始生产80186 CPU了。

1982年2月1日：在80186发布后的几周，80286就发布了。80286处理器集成了大约13.4万个晶体管,最大主频为20MHz,采用16位资料总线和24位位址总线。与8086相比，80186/80188增强了部分软硬件功能 80286增加了实存(24位地址)和虚拟存储器管理,可以在两种不同的模式下工作,一种叫实模式,另一种叫保护方式。80286开始正式采用一种被称为PGA的正方形包装。

Intel 80386

1985年10月，Intel推出16MHz 80386DX微处理器(最高33MHz 主频)，可以直接访问4G字节的内存,并具有异常处理机制;虚拟86模式可以同时模拟多个8086处理器来加强多任务处理能力。 80386的广泛应用,将PC机从16位时代带入了32位时代。此外它还具有比80286更多的指令集。发布时，80386的最快速版本的主频为20MHz，具备6.0 MIPs ，包含275,000个晶体管。

当时，IBM已经收到大量286机器的订单，不愿立即转向386，同时IBM担心长期受制于Intel芯片，开始暗中开发自己的处理器，所以对是否采用386芯片不置可否。Compaq乘机而上，推出386芯片的电脑，迅速占领了市场。

1988年6月16日：80386SX 发布，它是80386DX的廉价版本，只有16-bit总线宽度。

CPU又叫中央处理器，是英文单词Central Processing Unit的缩写，其内部结构大概可以分为控制单元、算术逻辑单元和存储单元等几个部分。按照其处理信息的字长可以分为：八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。不外乎下面几种情况：优化指令集、提高处理器每个工作单元的效率、配置更多的工作单元或新的运行方式来增加并行处理能力、缩短运行的时钟周期以及增加字长等等。
 
八位微处理器的典型产品为Intel公司的8080处理器、8086处理器、Motorola公司MC6800微处理器和Zilog公司Z80微处理器。

十六位微处理器的典型产品是Intel公司的8086和80286微处理器。如果说8080处理器还不为各位所熟知的话，那么80286则可以说是家喻户晓了，个人电脑――PC机的第一代CPU便是从它开始的。

三十二位微处理器的代表产品是Intel公司1985年推出的80386，这是一种全三十二位微处理器芯片。1989年Intel公司又推出准三十二位处理器芯片80386SX。它的内部数据总线为三十二位，与80386相同，外部数据总线为十六位。也就是说，80386SX的内部处理速度与80386接近，也支持真正的多任务操作，而它又可以接受为80286开发输入/输出接口芯片。80386SX的性能优于80286，而价格只是80386的三分之一。386处理器没有内置协处理器，因此不能执行浮点运算指令，如果您需要进行浮点运算时，必须额外购买昂贵的80387协处理器芯片。
八十年代末九十年代初，486处理器面市，粗略的说486就是集成了浮点运算单元和8KB高速缓存（说是高速但比现在一般内存的速度也有相当差距）的386。早期的486分为有协处理器的486DX和无协处理器的486SX两种，其价格也相差许多。随着芯片技术的不断发展，CPU的频率越来越快，而PC机外部设备受工艺限制，能够承受的工作频率有限，这就阻碍了CPU主频的进一步提高。在这种情况下，出现了CPU倍频技术，该技术使CPU内部工作频率为处理器外频的2－3倍，486DX2、486DX4的名字便是由此而来。

悄然而至的转折点

九十年代中期，全面超越486的新一代586处理器问世，为了摆脱486时代处理器名称混乱的困扰，最大的CPU制造商Intel公司把自己的新一代产品命名为Pentium（奔腾）以示区别。而AMD和Cyrix也分别推出了K5和6x86处理器。接下来Intel又为冲击服务器市场和争取多媒体制高点相继发布了Pentium Pro 和Pentium MMX。这么多处理器的发布使这一段并不算长的时期充满了戏剧性，技术和市场层面的两层变化交汇在一起，终究构成了山雨欲来风满楼的态势。或许这就是我们所说的转折点吧？

1．技术变迁，RISC取代CISC

在现在来看第五代的微处理器的问世，应该算得上是PC个人电脑发展史上里程碑式的事件。然而这并非是因为它的速度较之以前有了本质的变化，主要原因是，从这里开始传统的X86指令集的CPU开始由CISC复杂指令集设计，转而开始采用部分RISC（简单指令系统计算机）技术。虽然从外观上这些CPU的指令依然复杂而且长度也参差不齐，但实际其内部的微指令已经是整齐化一的简单指令了。而由此也产生了两项全新的技术，超标量和流水线结构。接下来，我们简单介绍下他们的情况。

（1）复杂指令集

随着VLSI技术的发展，计算机的硬件成本不断下降，与此同时，软件成本却越来越高，这使得人们开始热衷于在指令系统中增加更多的指令以及让每条指令完成更复杂的工作，来提高操作系统的效率，并尽量缩短指令系统与高级语言的语义差别，以便于高级语言的编译和降低软件成本。另外，为了做到程序兼容，同一系列计算机的新机器和高档机的指令系统只能扩充而不能减去任意一条，也促使指令系统愈加复杂。于是我们就把这些计算机称为CISC（复杂指令系统计算机）。



（2）简单指令集

在发现了上述弊病以后，科学家们开始寻求解决办法。1975年IBM公司开始研究指令系统的合理性问题。其结果发现，CISC电脑中，各种指令的使用频率相差悬殊，最常使用的一些比较简单的指令，仅占指令总数的20%，但在程序中出现的频率却占80%。于是着眼于减少指令的执行周期数，简化指令使计算机结构更加合理并提高运行速度的RISC电脑开始出现。

三分天下之序幕

虽然Intel已经接连出错，但其市场基础扎实，资金雄厚。短时间内竟不显败象，实在令人佩服，就在这时Intel又要做决定了。我们的故事应该从这里正是开始……

1．万事皆由Intel起，PII拱手让市场

1997年对于所有Wintel体系的兼容CPU生产厂家而言，可算是悲喜交加的一年了。在这一年里的大部分时间里，Intel不但凭借其Pentium MMX（P55C）系列CPU仗剑天下，打得AMD K6和Cyrix M II等芯片毫无还手之力，更有取得专利保护的Slot 1主板的推出。反观，其他的PC系统CPU生产厂家，由于不能继续在CPU接口上同Intel保持兼容，他们被逼上了绝境，前途一片暗淡。就在业界一致认为Intel行将一统江湖之时，Intel却做出了一个令人十分吃惊的决定：退出Socket 7市场，为PC系统开发100MHz的新架构。为什么Intel会在Slot 1市场还未完全成熟，而Socket 7又正当壮年之时宣布退出呢？

原来，它也有其难言之隐。首先，从386以来，AMD和Cyrix便一直跟跑在后，哪一次技术革新不是Intel出钱出力，最后又让他们来兼容，争夺市场。与其这样不如干脆给他来个连根拔起，断了你兼容的念头。再者说，业界在66MHz的外频下已经停留了很长时间，Socket 7架构已经发展得十分成熟，如果从这里来提升系统外频，不但对新技术的运用有一定限制，而且其利润也不如新东西来得高。所以权衡再三，Intel终于做出了这个现在看来几乎不可思议的决定。由此一场波澜壮阔的"芯"际大战便拉开了序幕。

2．闪电出击，AMD终成大器

AMD这个名字，大家一定再熟悉不过了。打从知道他的那天起，在我印象里他就是篮球队里的最佳第六人，绿荫场上的超级替补。Intel刚宣布退出Socket 7市场，AMD就敏锐地抓住了这一百年不遇的良机，坚定的在 Socket 7架构上推出高频K6。并率先发难，带头提出了Super 7架构，大有要和Intel分庭抗礼之势。于是本来最早由Intel提出的100MHz外频概念，成了AMD反击Intel的主要武器。各大系统芯片开发商也鼎力相助，VIA的MVP3、SIS的5591、ALI的Aladdin Ⅴ等系统芯片组也如雨后春笋一般冒了出来，由于众志成城，开发措施得力，100MHz外频在Super 7架构上比Slot 1的440 BX芯片组早进入市场。且其综合性能比在66MHz下要高出6.8%~15%左右（这主要归功于100MHz主频对前置总线的2级缓存的影响），反观Slot 1架构却只有2%~5%的提升。100MHz外频这柄双刃剑终于砍伤了Intel自己。而AMD也因此声名大震。

3．避而不战，Cyrix的衰落

讲到这里不能不提一下作为CPU三大厂商之一的Cyrix。由于他一直把Intel估计得过于强大，从不犯错。所以，面对Intel的步步紧逼，他几乎不愿和Intel做任何正面交锋，甚至放缓了针对主流CPU市场的6x86MX系列CPU的开发，转而致力于研发多功能合一的Media GX系列处理器。以至在97年底前后的风波中显得措手不及，毫无应变能力。随着AMD市场份额的扩大，而缩小了自己的市场。从486中最cool的"芯"，有些高烧的6x86，再到Media GX，Cyrix一步步衰落了。

主频
即CPU的时钟频率(CPU Clock Speed)，这是我们最关心的，我们所说的3.2GHz、2.0GHz等就是指它，一般说来，主频越高，CPU的速度就越快，整机的就越高。不过现在AMD都采用了更加模糊的命名方式，企图让消费者淡化以主频率计算性能的观念。比如Athlon 3000+，它的频率有可能是2.20GHz，也有可能是2.0GHz 。Intel 则采用了Pentium 643这种更易让人眼花缭乱的命名方式，一般人不查参数，很难记得它的意义。

FSB前端总线

即CPU的外部时钟频率，由电脑主板提供，以前一般是133MHz，目前Intel公司最新的芯片组i925XE芯片组使用1066MHz的FSB。

内部缓存（L1 Cache）
　　
封闭在CPU芯片内部的高速缓存，用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据，存取速度与CPU主频一致，L1缓存的容量单位一般为KB。L1缓存越大，CPU工作时与存取速度较慢的L2缓存和内存间交换数据的次数越少，相对电脑的运算速度可以提高。

外部缓存（L2 Cache）

CPU外部的高速缓存，现在处理器的L2 Cache是和CPU运行在相同频率下的（以前P2 P3的二级缓存运行在相当于CPU频率一半下）。

其它的还有封装技术、接口技术、制造工艺、指令集等。

算一下微处理器的发展史也不过30余年，但在这30余年里微处理器的发展历程却是天翻地覆的变化。从Intel的4004开始，到了Intel，AMD，Cyrix三足鼎立，到Intel一家独大，再到现在Intel，AMD分庭抗衡。时代的进步，科技的发展。30余年，给人带来的回忆是太多太多。

CPU将向速度更快、64位结构、多核心方向前进。CPU的制作工艺将更加精细，将会由现在0.09微米向0.065微米过渡。到2007年时，大部分CPU厂商都将采用0.065微米工艺制造处理器。制造工艺的提高，味着体积更小，集成度更高，耗电更少。

在另一方面，由于CPU的性能已经足够满足个人大多数应用的需要，所以人们在买PC的时候，CPU已经不再是唯一的标准。高速3D处理能力、HDTV视频、高保真音频、大容量硬盘已经成为重要标准。

http://tieba.baidu.com/f?kz=351649282、

http://cpu.zol.com.cn/22/226200.html