伟德体育:计算生态导论│中央处理器的发展史

发布时间:2022-10-06 10:16:13 来源:伟德体育平台 作者:伟德体育投注

  在计算机中扮演了像“大脑”一般的角色,负责执行程序,是计算系统的运算和控制核心。本文介绍传统处理器的发展阶段、奔腾系列微处理器时代、酷睿系列微处理器时代以及国产中央处理器。

  CPU的发展史简单来说就是英特尔(Intel)公司和高级微型仪器公司(AMD)的发展历史。谈起这两个公司,它们的渊源可以从了解仙童半导体公司开始。仙童半导体公司因发明集成电路闻名,公司营业额不断攀升,但由于仙童公司所盈利润不断被挪用于支持母公司的盈利水平,因此人才纷纷离开仙童公司,继而掀起了半导体工业领域的创业狂潮,大名鼎鼎的英特尔公司和AMD公司也是由从仙童“叛逃”出来的员工创立的。

  CPU发展的初始阶段可以被称为传统处理器阶段,其发展过程如图2-4所示。

  1993—2005年是奔腾(Pentium)系列微处理器时代,其发展过程如图2-8所示。这一时期的芯片已经具有相互独立的指令和数据高速缓存,而采用超标量指令流水线结构是它们典型的共同特征。

  这一时代的典型产品是英特尔公司的奔腾系列芯片和与其兼容的AMD公司的K6、K7系列微处理器芯片。

  从2005年开始,英特尔公司就制订了一套“钟摆计划”(Tick-Tock战略)。这套计划中,每一个“嘀嗒”代表着两年一次的工艺制程的进步,希望以时间“嘀嗒”为名,Intel能够紧跟时间脚步,不断改进工艺制程,满足时代和市场的需求。这套计划的实施,让英特尔步步紧逼AMD公司,并在2006年之后逆转了市场局面,将AMD公司逼退。

  2006年,英特尔公司启用全新的名称——酷睿(Core)并发布了酷睿架构处理器,首次针对移动、台式机和服务器这3个平台采用了相同的核心架构模型,这代表酷睿系列微处理器时代的来临,其发展过程如图2-13所示。

  CPU发展史上的刀光剑影大多来自英特尔和AMD 两家公司,他们相互竞争,互相促进,引领着CPU市场乃至IT行业的发展方向,恩恩怨怨不止十年。

  当今世界,IC(集成电路)产业必将成为各个发达国家发展的战略重点,并且将投入大量的研发资金。为了确保技术领先和快速发展,国家政府将实施积极的产业政策。CPU作为一种能够进行大规模数据处理的集成电路,在信息技术领域中占有非常重要的核心地位。

  近年来,得益于国家和地方对集成电路产业的各种投资基金的支持,中国从事高性能CPU设计的公司数量也在不断增长。其中有龙芯、飞腾、申威和其他具有深厚基础和技术的IC设计单位;也有新兴公司,例如君正、兆芯和宏芯等。按照是否为国有,可分为展讯等国有控股公司和海思等非国有控股公司。根据企业控制的权利大小以及市场化经营的难易,这些企业可以分为以下3种类型。

  其中,难度最大的是走自主发展路线,原因很明显:一是由于起步较晚导致的技术门槛相对高,产业化难度大;二是市场化经营难度大。但这一发展模式的优势相对来说非常大,主要体现在以下几个方面:我国拥有完全的自主发展权;过程安全可控;利润全部在中国。

  随着信息技术的飞速发展,各行业领域的关键系统逐渐向信息化方向转型。近年来,计算生态中平台组成要素的发展成为了趋势,事关社会经济、政治、军事等各个方面,与国家安全紧密联系。倘若依托国外掌握的核心科技,国内的计算生态将始终存在“受制于人”的巨大隐患,因此,推动计算生态平台国产化迫在眉睫,刻不容缓。

  本书立足于学术界和国内外商业市场,对计算平台生态组成要素的发展状况进行了较为充分的调研,并以整体视角对计算平台生态进行了全面介绍,既普及了计算平台生态组成要素的相关基础理论,又以计算平台生态组成要素的发展为基本脉络,梳理各时期的代表产品,供读者学习了解。

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  高英:博士,教授,华南理工大学计算机科学与工程学院副院长;主要研究方向包括软件开发环境与信息集成、人工智能应用技术、网络空间安全,发表SCI或EI收录的学术论文70多篇,授权国家发明专利22项,曾获广东省科学技术一等奖、三等奖,中国爆破行业协会科技进步奖一等奖、特等奖,广东省教学成果二等奖等多项省部级教学科研成果。

  汤庸:学者网创始人,博士,教授,华南师范大学校学术委员会副主任、校教学指导委员会主任,中国计算机学会协同计算专委主任,广东省服务计算工程研究开发中心主任,广东省计算机学会常务副理事长。获国务院政府特殊津贴、教育部新世纪优秀人才计划、宝钢教育奖、丁颖科技奖、CCF杰出演讲者,广东省科学技术一等奖、教育部科技进步二等奖、广东省教学成果一等奖等10多项省部级成果。

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