英特尔CPU针脚进化史,多年来的intel处理器历史

半个多世纪以来,英特尔处理器一直处于技术前沿,为当今数字全球经济的创建奠定了基础。

  • 第一个英特尔处理器于 1971 年首次亮相,比万维网提供了一个令人信服的理由将计算机带入我们的家庭和办公室早了 20 年。
  • 英特尔现在提供四个处理器系列,从经济实惠的赛扬到专注于网络的至强。
  • 技术帮助英特尔处理器缩小了尺寸,如今的产品使用仅 10 纳米的工艺技术制造。
  • 本文适用于任何想要详细了解英特尔处理器系​​列、其历史和技术进步速度的人。

在过去的 55 年里,英特尔公司在计算领域发挥了核心作用。早在该州成为科技公司的精神家园之前,英特尔就在加利福尼亚州成立,现在是世界上最大的半导体芯片制造商。然而,围绕这家全球科技巨头(120,000 名员工,2,130 亿美元净资产)的庞大数字是由微型产品——用作计算机处理器的半导体芯片——支撑的。

没有处理器,计算机就无法工作。英特尔一直是全球计算行业发展、互联网发展和现代云服务依赖的主导力量。但是,尽管英特尔的故事广为人知,但其处理器的历史却鲜为人知。

为了庆祝真正改变世界的产品的开发,这里从第一款商用处理器开始介绍英特尔处理器的历史。

你可知道?英特尔和 AMD 占据了全球计算机中央处理器 (CPU) 市场的 99.9% 。

英特尔CPU针脚进化史,多年来的intel处理器历史1971-81 年:4004、8008 和 8800

4004 是第一个完整的单芯片 CPU,采用 16 引脚陶瓷双列直插式封装。4004 最初以 108 kHz 的时钟速度发布(并扩展到 740 kHz)。4004 采用 10 μm(10,000 nm)工艺生产,拥有 2,300 个晶体管,性能为 0.07 MIPS。

8 位 8008 在 1972 年以 0.5 至 0.8 MHz 的时钟速度和 3,500 个晶体管取代了 4004,主要用于 TI 742 计算机。8080 随后于 1974 年推出,具有 4,500 个 6,000 nm 晶体管,频率高达 2 MHz。它因用于 Altair 8800 以及波音公司的 AGM-86 巡航导弹而闻名。

这些芯片都没有大批量销售。

提示 如果您已经对技术术语感到不知所措,请查看我们的关键技术术语指南,了解本文中某些术语的解释。

1978-82:iAPX 86 (8086)、8088 和 80186(16 位)

8086,也称为 iAPX 86,是英特尔第一款商用 16 位 CPU,被认为是开启 x86 处理器时代的芯片。8086 在 3,000 nm 设计中内置 29,000 个晶体管,时钟频率从 5 到 10 MHz,在 IBM PS/2 等计算机中达到了 0.75 MIPS。

第一台 PC IBM 5150 配备了 8088 (5-8MHz),除了其 8 位内部总线外,它与 8086 相同。1982 年,Intel 推出了 80186 CPU,它也是基于 8086,但采用 2,000 nm 制造,在 6 MHz 时钟速度下达到 1 MIPS 以上。Tandy 2000 是首批使用 80186 的个人电脑之一。

1981 年:iAPX 432

iAPX 432 是为数不多的失败的英特尔处理器设计之一,英特尔不再谈论它。其他未来命运多舛的处理器设计包括 1990 年代初期的 i860/i960 和 2000 年高度集成的 Timna 处理器。

432 于 1981 年推出,是英特尔的第一个 32 位设计——在当时是一个非常复杂的设计,它集成了基于硬件的多任务处理和内存管理功能。

专为高端系统设计,4-8 MHz 432 的缺点是生产成本高得多,而且比新兴的 80286 设计速度慢。

虽然 432 最初是为了取代 8086 系列而设计的,但该项目于 1982 年结束。

1982: 80286

Intel 的 80286 以内存管理和广泛的保护能力首次亮相。它在 1991 年达到了高达 25 MHz 的时钟速度,性能超过 4 MIPS。该处理器在 IBM-PC AT 和 AT PC 克隆中很流行。该芯片采用 1,500 nm 工艺制造,包含 134,000 个晶体管。

80286 作为 Intel 处理器而被人们铭记,它比其前身提供了最高的性能增益,并且是 Intel 生产的最具成本效益的处理器之一。2007 年,英特尔强调只有新的 Atom 处理器的成本效益与 25 年前的 80286 差不多。

1985-94:386 和 376

32 位时代始于 1985 年 386DX CPU 的发布。该 CPU 拥有 275,000 个晶体管(1,500 nm)和 16 至 33 MHz 的时钟速度,最高可达 11.4 MIPS。

1988 年,英特尔跟进了 1,000 纳米 386SX,它具有更窄的 16 位总线,用于移动和低成本桌面计算系统。尽管 386SX 内部仍然完全支持 32 位,但数据总线被削减为 16 位以简化电路板布局并降低成本。此外,虽然当时并不重要,但只有 24 个引脚连接到 386SX 的地址总线,这实际上限制了它只能寻址 16 MB 的内存。

这两款芯片都缺少数学协处理器,并且由于 i387 协处理器的早期问题未能及时为 80386 做好生产准备,这两款芯片不得不回退到 80287 作为其数学协处理器,直到 80387 投放市场.

Intel 的第一款笔记本电脑芯片 386SL 于 1990 年问世,采用高度集成的设计,具有片上高速缓存、总线和内存控制器。该处理器有 855,000 个晶体管,运行频率在 20 到 25 MHz 之间。用于嵌入式系统的 376 (1989) 和 386EX (1994) 完善了 376/386 处理器系列。

尽管在 20 世纪 90 年代初期作为个人计算机 CPU 已经过时,但由于市场对用于嵌入式系统的芯片的需求以及该芯片在航空航天工业中的广泛使用,Intel 继续生产 80386 系列直到 2007 年 9 月。英特尔CPU针脚进化史,多年来的intel处理器历史

1989 年:486 和 i860

486 是在 VMware 前 CEO Pat Gelsinger 的指导下设计的,推动英特尔度过了最辉煌的成长阶段。1,000 nm 和 800 nm 设计作为具有 25 至 50 MHz 的 486DX 推出,包括 120 万个晶体管并提供 41 MIPS。低端 486SX(禁用数学协处理器的 486DX)于 1991 年推出,频率为 16 至 33 MHz。

1992 年,英特尔推出了更新版 486DX2 (SX2),频率高达 66 MHz,而 486SL 作为增强型 486SX 为笔记本电脑提供(高达 33 MHz,800 nm,140 万个晶体管)。486 系列的最后阶段是频率高达 100 MHz 的 486DX4,对于那些不想在新奔腾系统上花费更多钱的人来说,这是一种经济的解决方案。DX4 采用 600 纳米工艺制造,拥有 160 万个晶体管,额定速度为 70.7 MIPS。

1989 年也是 i860 的发布年,英特尔试图进入 RISC 处理器竞赛,这是该公司在高端计算机领域的第二次重大尝试。i860 和 i960 从未成功,并在 1990 年代初被取消。

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1993 年:奔腾(P5、i586)

最初的 Pentium 于 1993 年推出。2005 年,有传言称 Intel 将放弃该名称以支持新的 Core 品牌,但 Pentium 品牌仍然存在。该品牌是英特尔历史的重要组成部分,与 286/386/486 处理器编号不同;据报道,英特尔选择了一个词来保护该商标免受 AMD 的侵害,AMD 也提供带有 486 标签的处理器。

P5 Pentium 于 1993 年以 60 MHz 推出,并于 1996 年以高达 200 MHz (P54CS) 的频率推出。最初的 800 nm 设计有 310 万个晶体管,但在 350 nm 1996 设计中增加到 330 万个。P55C 于 1997 年发布,带有 MMX(多媒体扩展)并将处理器设计扩展到 450 万个晶体管和 233 MHz 时钟速度。奔腾 MMX 的移动版本一直可用到 1999 年并达到 300 MHz。

1994-99:道路上的颠簸

多年来,英特尔已经发布了许多成功的处理器和架构系列新产品,但也并非没有遇到偶尔的颠簸。

1994 年,林奇堡学院的一位教授发现了英特尔 P5 奔腾浮点单元中的一个错误,该错误影响了原始奔腾处理器的多个型号。这个被称为奔腾 FDIV 错误的错误会导致处理器在某些除法运算中返回不正确的小数结果,这会导致数学和工程等需要精确结果的领域出现问题。

虽然很少见,但 Byte 杂志估计约有 90 亿分之一的除法会产生错误的结果。英特尔将此缺陷归因于浮点除法电路使用的处理器查找表中缺少条目。

1999 年,英特尔发布了奔腾 III 处理器,这是第一款具有唯一 ID 号(称为 PSN,即处理器序列号)的 x86 处理器。如果用户没有通过使用 CPUID 指令在 BIOS 中禁用 PSN,则软件可以轻松访问 PSN。

PSN 被发现后,导致英特尔受到包括欧洲议会在内的多个团体的抨击,欧洲议会以隐私问题为由担心 PSN 被监视团体用来识别个人的能力。英特尔随后从其未来的处理器中删除了 PSN 功能,包括基于 Tualatin 的奔腾 III。

1995 年:奔腾 Pro(P6、i686)

Pentium Pro 刚发布时就被广泛误解为处理器。许多人认为 Pro 旨在取代 P5。然而,作为 Pentium II Xeon 的前身,Pentium Pro 专为处理服务器和工作站的典型工作负载而量身定制。

除了顾名思义之外,Pentium Pro 的架构与常规的 Pentium 不同,例如支持乱序执行。除了不同的架构外,Pentium Pro 还具有 36 位地址总线,支持高达 64 GB 的内存。

Pentium Pro 采用 350 nm 工艺制造,拥有 550 万个晶体管,并有多种型号,时钟速度从 150 到 200 MHz 不等。其最著名的应用是在 ASCI Red 超级计算机中的集成,它率先突破了 1 teraflop 的性能障碍。

关键要点 英特尔至强系列专为服务器和工作站等非消费产品而设计。因此,Xeon 产品往往具有更高的核心数、更大的高速缓存以及额外的可靠性、可用性和可服务性 (RAS) 功能,以实现稳定运行。

1997 年:奔腾 II 和奔腾 II 至强

Pentium II 是在第六代 P6 架构之上开发的以消费者为中心的处理器。这是第一个在类似盒式插槽模块而不是插槽设备中交付的英特尔 CPU。Pentium II 比 P6 多了 200 万个晶体管(750 万),显着提高了 16 位执行能力,这是最初 P6 版本中的一个问题,并继承了 Pentium 引入的 MMX 指令集。

Pentium II 发布时带有 350 nm Klamath 内核(233 和 266 MHz)。Deschutes 在 1998 年以缩小到 250 nm 和时钟速度高达 450 nm 的形式出现。它也作为 Pentium II Overdrive 作为 Pentium Pro 的升级选项提供。移动奔腾 II 处理器采用 250 nm Tonga 以及 250 nm 和 250 nm/180 nm Dixon 内核。

同年,英特尔还提供 Deschutes 内核作为具有更大缓存和双处理器支持的 Pentium II Xeon。

1998:赛扬

虽然 Celerons 基于公司当前的处理器技术,但它们通常会进行大幅降级,例如更少的高速缓存,这使它们成为对最基本的 PC 应用程序“足够好”的处理器。他们的存在使英特尔能够在 PC 市场的低端竞争。

第一个 Celeron 系列基于用于台式机的 250 nm Covington 内核和用于笔记本电脑的 250 nm Mendocino 内核(1900 万个晶体管,包括 L2 片上缓存)。这些处理器在台式机上的可用频率为 266 至 300 MHz,在移动端最高可达 500 MHz。它们在随后的 Pentium III 时代得到了很好的更新。今天的赛扬基于 Sandy Bridge 架构。

关键要点 Intel 的低端消费处理器 Celeron 于 1998 年作为 Pentium II 处理器的变体推出,并且在将近 25 年后仍然很受欢迎。

1999 年:奔腾 III 和奔腾 III 至强

Pentium III 于 1999 年发布,是 Intel 在与 AMD 的千兆赫兹竞赛中的最初竞争者。该 CPU 还应对了 2000 年初来自 Transmeta 的低功耗挑战。该芯片最初发布时采用 250 nm Katmai 内核,并迅速缩小到 180 nm 的 Coppermine 和 Coppermine T 以及 130 nm 的 Tualatin 内核。

由于集成的 L2 缓存,晶体管数量从 Katmai 的 950 万个跃升至以下内核的 2810 万个。初始时钟速度为 450 MHz,最终使用 Tualatin 达到 1,400 MHz。英特尔因匆忙推出第一个千兆赫兹版本以与 AMD 的 Athlon 竞争而受到批评,这迫使该公司召回其千兆赫兹处理器并在以后重新发布。

在消费者方面也值得注意的是 2000 年 Mobile Pentium III 的发布,它引入了 SpeedStep 和处理器时钟速度缩放能力,具体取决于其操作模式。Mobile Pentium III 是在 Transmeta Crusoe 处理器发布前一天发布的,许多人仍然认为,如果没有 Transmeta 的压力,Mobile Pentium III 不会发布,因为 Transmeta 以聘用 Linux 发明者 Linus Torvalds 而闻名。

Pentium III Xeon 是最后一款与 Pentium 品牌绑定的 Xeon 处理器。该芯片于 1999 年与 Tanner 核心一起发布。有争议的是,英特尔在 Pentium III 中推出了 PSN。该功能引起了多起隐私投诉,英特尔最终删除了该功能,并且没有将其应用到未来的 CPU 中。

2000 年:奔腾 4

可以说,奔腾 4 使英特尔走上了公司历史上最引人注目的转型之路。该芯片于 2000 年推出 180 nm Willamette 内核(4200 万个晶体管),其 Netburst 架构旨在随时钟速度扩展;英特尔设想,到 2010 年,该基金会将使公司能够达到超过 20 GHz 的频率。然而,Netburst 比最初想象的要有限,到 2003 年,英特尔知道电流泄漏和功耗随着更高的时钟而增加得太快速度。

Netburst 以 1.3 和 1.4 GHz 推出,2002 年使用 130 nm Northwood 内核(5500 万个晶体管)增加到 2.2 GHz,2005 年使用 90 nm Prescott 内核(1.25 亿个晶体管)增加到 3.8 GHz。Intel 还推出了第一个 Extreme 2003 年推出带有 Gallatin 内核的版本处理器。

随着时间的推移,Pentium 4 系列变得越来越混乱,包括 Mobile Pentium 4-M 处理器、支持虚拟第二核心的 Pentium 4E HT(超线程)处理器和具有 65 nm Cedar Mill 核心的 Pentium 4F 处理器(Pentium 4 600 系列) 2005年。

Intel 计划用 Tejas 处理器取代 Pentium 4 系列,但在很明显 Netburst 无法达到超过 3.8 GHz 的时钟速度时取消了该项目。核心,以下架构,是一个戏剧性的转变,转向更高效的 CPU,具有严格的功率上限,使英特尔的千兆赫机器倒退。

2001:至强

第一个没有带来 Pentium 品牌的 Xeon 是基于 Pentium 4 的 Netburst 架构,并以 180 nm Foster 核心首次亮相。它具有 1.4 到 2 GHz 的时钟速度。

Netburst 架构一直持续到 2006 年,当时英特尔将 Xeon 扩展到具有 90 nm Nocona、Irwindale、Cranford、Potomac 和 Paxville 内核以及 65 nm Dempsey 和 Tulsa 内核的全系列 UP 和 MP 处理器。

与其台式机处理器类似,Netburst 处理器也遭受过高功耗,这迫使英特尔修改其处理器架构和战略。Netburst Xeons 死于双核 Dempsey CPU,时钟速度高达 3.73 GHz 和 3.76 亿个晶体管。

今天的 Xeons 仍然基于也用于台式机和移动处理器的技术基础,但英特尔将它们保持在紧凑的功率范围内。2006 年的双核 Woodcrest 芯片是桌面版 Conroe 芯片的变体,是这一新理念的第一个代表。

当前的 Xeons 基于 32 nm Sandy Bridge 和 Sandy Bridge EP 架构,以及 Westmere 处理器设计。这些 CPU 拥有多达 10 个内核和高达 3.46 GHz 的时钟速度,以及多达 26 亿个晶体管。

2001 年:安腾

Itanium 一直是 Intel 最容易被误解的处理器,但它仍然存在了很长一段时间。虽然它沿袭了 i860 和 iAPX 432 的理念,但它已经找到了一些强大的支持者并且尚未被削减。该处理器作为英特尔首款 64 位处理器推出,被认为是英特尔对 64 位平台的总体构想。然而,Itanium 在 32 位部门遭受重创,并因其在该领域缺乏性能而受到严厉批评。

Itanium 于 2001 年推出,采用 180 nm Merced 内核作为大型机处理器,具有 733 MHz 和 800 MHz 时钟速度以及 3.2 亿个晶体管——是当时台式机 Pentium 数量的六倍多。

Itanium 2 随后于 2002 年推出(180 nm McKinley 内核,以及 130 nm Madison、Deerfield、Hondo、Fanwood 和 Madison 内核),直到 2010 年英特尔推出具有 90 nm Montecito 和 Montvale 内核的 Itanium 9000 时才进行更新,以及 65 nm Tukwila 内核,具有 24 MB 的巨大片上缓存和超过 20 亿个晶体管。

2002 年:超线程

2002 年,英特尔发布了第一款采用同步多线程技术 (SMT) 的现代台式机处理器,即英特尔超线程 (HT) 技术。超线程技术首先出现在英特尔基于 Prestonia 的至强处理器中,后来出现在基于 Northwood 的奔腾 4 处理器中。操作系统可以通过允许一个线程运行而另一个线程停滞(通常是由于数据依赖性)来同时执行两个线程。

当时,Intel 声称与非超线程 Pentium 4 相比性能提升高达 30%。在我们之前的测试中,我们已经证明超线程 3 GHz 芯片可以超过非超线程 3.6 GHz 芯片的速度。一定条件下。Intel 继续在各种处理器中包含超线程,包括 Itanium、Pentium D、Atom 和 Core i 系列 CPU。

2003 年:奔腾 M

Pentium M 700 系列于 2003 年推出,采用 130 nm Banias 内核,主要面向移动计算机。它秉承了英特尔品牌的理念,即不再将处理器的重点放在时钟速度上,而是放在能效上。该处理器由英特尔在以色列的设计团队开发,该团队由 Mooly Eden 领导,他在公司担任重要执行职务多年。

Banias 将其时钟速度从 Pentium 4 Mobile 的 2.6 GHz 降至 900 MHz 至 1.7 GHz 之间。然而,该处理器的额定 TDP 仅为 24.5 瓦,而奔腾 4 芯片为 88 瓦。90 纳米缩小称为 Dothan,并将其热设计功率降至 21 瓦。Dothan 拥有 1.4 亿个晶体管和高达 2.13 GHz 的时钟速度。

Dothan 的直接继承者是 Yonah,它于 2006 年作为 Core Duo 和 Core Solo 发布,但与 Intel Core 微架构无关。Banias 内核及其对 Intel 的影响与 4004、8086 和 386 一样。

2005 年:奔腾 D

奔腾 D 是英特尔的第一款双核处理器。仍然基于 Netburst,第一个版本具有 90 nm Smithfield 核心(两个 Northwood 核心)并作为 Pentium D 800 系列发布。它由 65 nm Presler(具有两个 Cedar Mill 内核)双内核取代。

英特尔还发布了这两款处理器的至尊版,并将最大时钟速度限制在 3.73 MHz,功耗为 130 瓦——这是英特尔消费台式机处理器有史以来最高的(一些服务器处理器高达 170 瓦)。史密斯菲尔德拥有 2.3 亿个晶体管;普雷斯科特,3.76 亿。

2005-09:万亿级计算研究计划

英特尔的万亿级计算研究 (TSCR) 计划始于 2005 年左右的某个时间,旨在解决将芯片扩展到四核以上时所面临的各种挑战,并尝试改进处理器内部的通信。TSCR 计划已经产生了几个著名的设备,包括 Teraflops 研究芯片和单芯片云计算机 (SCC),它们都成为英特尔 Xeon Phi 协处理器系列的重要贡献者。

Teraflops Research Chip,代号为 Polaris,是通过 TSCR 计划开发的 80 核处理器。该芯片具有双浮点引擎、休眠核心技术和 3D 内存堆叠等功能。该芯片的目的是试验如何在单个芯片上有效地扩展到超过四个内核,并构建一个能够产生万亿次浮点计算性能的芯片。

SCC 是通过 TSCR 计划开发的 48 核处理器。SCC 芯片背后的想法是拥有一个芯片,其中几组独立的内核可以相互直接通信,类似于数据中心服务器的通信方式。

该芯片在一个 4 x 6 的二维网格中包含 48 个奔腾内核,该网格由 24 个分片组成,每个分片共享两个内核和 16 KB 缓存。这些块允许内核相互通信,而不是从主内存发送和检索数据,从而显着提高性能。

2006 年:酷睿 2 双核

Core 2 Duo 是 Intel 对当时非常成功的 AMD 的 Athlon X2 和 Opteron 处理器的反击。Core微架构推出的有桌面端的65nm Conroe(酷睿2双核E-6000系列)、移动端的Merom(酷睿2双核T7000系列)和服务器市场的Woodcrest(至强5100系列)。英特尔很快推出了四核版本(用于台式机的 Kentsfield Core 2 Quad 系列,用于服务器的 Clovertown Xeon 5300 系列)。

Core 微架构之前是英特尔最重要的重组之一,也是公司的重大重新定位。在开发 Conroe 的同时,Intel 将其剩余的 Pentium 和 Pentium D 处理器定位在 2005 年和 2006 年将 AMD 推入了前所未有的价格战,而 Core 2 Duo 处理器在 2006 年重新获得了对 AMD 的性能领先优势。Conroe 以 1.2 GHz 至 3 GHz 时钟速度和作为具有 2.91 亿个晶体管的芯片。CPU 在 2008 年更新为 45 nm Penryn 收缩(四核约克菲尔德)。

虽然英特尔一直试图每两年推出一次芯片缩小,但 Core 2 Duo 的到来也标志着该公司引入了滴答作响的节奏,即在不平衡的年份缩小芯片,在偶数的年份采用新架构。

2007 年:英特尔博锐

大约在 2007 年,英特尔推出了博锐技术,这只不过是一个营销术语,指的是自那时以来生产的部分英特尔处理器中包含的一套基于硬件的技术。

vPro 主要针对企业市场,经常与英特尔的主动管理技术 (AMT) 相混淆,它在单个封装中包含英特尔技术,例如超线程、AMT、Turbo Boost 2.0 和 VT-x。对于使用 vPro 技术的计算机,它必须具有支持 vPro 的处理器、支持 vPro 的芯片组和支持 vPro 技术的 BIOS。

以下是 vPro 包括的一些主要技术:

  • 英特尔主动管理技术 (AMT)是一组硬件功能,允许系统管理员远程访问和管理计算机,即使计算机处于关闭状态。AMT 的远程配置技术允许在尚未安装操作系统或其他管理工具的系统上执行基本配置。
  • 英特尔可信执行技术 (TXT)使用可信平台模块 (TPM) 验证计算机的真实性。然后,TXT 使用来自 TPM 的各种测量值构建信任链,这些测量值用于做出关于哪些软件可以运行的基于信任的决策。这允许系统管理员确保敏感数据仅在受信任的平台上处理。
  • 英特尔虚拟化技术 (VT)是一种基于硬件的虚拟化技术,允许多个工作负载完全隔离地共享一组公共资源。此外,VT 消除了仅使用软件虚拟化产生的一些性能开销。

2008 年:酷睿 i 系列

英特尔的酷睿 i3、i5 和 i7 处理器于 2008 年推出,采用 Nehalem 微架构和该公司的 45 纳米生产工艺。该架构于 2010 年扩展到 32 纳米(Westmere),并为涵盖赛扬、奔腾酷睿和至强的英特尔处理器奠定了基础品牌。Westmere 扩展到多达八个内核、高达 3.33 GHz 的时钟速度和多达 23 亿个晶体管。

2008 年:原子

Atom 于 2008 年推出,是一款旨在为移动互联网设备和上网本提供动力的处理器。最初的 45 nm 单芯片以带有芯片组和低至 0.65 瓦的热设计功率的封装形式出售。随着上网本在 2008 年开始流行,低能效的 Diamondville(N200 和 N300 系列)内核的销量远高于 Silverthorne 内核(Z500 系列),英特尔曾将其视为超移动市场的竞争者。

最初的 Atom 缺乏集成,在上网本以外的市场上没有取得成功。即使是更新后的 Lincroft(2010 年作为 Z600 发布)也无法改变这种情况。当前用于台式机和上网本应用程序的 Atom 一代是 32 nm Cedarview 一代(D2000 和 N2000 系列,2011 年发布)。英特尔试图将 Atom 扩展到其他应用领域,例如电视,但失败的主要原因是 Atom 缺乏集成。

Atom SoC 于 2012 年与 Medfield 核心一起发布。Z2000 系列是英特尔自 2002 年至 2005 年推出基于 ARMv5 的 Xscale 内核以来,首次为手机和平板电脑等设备提供产品。

2010:高清显卡

2010 年,英特尔推出了具有片上图形的 Westmere 架构,称为英特尔高清显卡。以前,任何不使用独立显卡的计算机都使用位于主板北桥芯片上的英特尔集成显卡。

随着英特尔继续从其集线器架构设计转向新的平台控制器集线器 (PCH) 设计,北桥芯片被完全淘汰,集成图形硬件被移至与 CPU 相同的芯片上。与之前因缺乏性能和功能而声名狼藉的集成显卡解决方案不同,英特尔的 HD Graphics 通过大幅提升性能和降低功耗,再次使集成显卡与独立显卡制造商竞争。

英特尔高清显卡开始主导中低端设备市场,在移动设备领域占据了更大的份额。Intel HD Graphics 5000 (GT3) 具有 15 瓦的 TDP、40 个执行单元和高达 704 GFLOPS 的性能输出。

2013 年,英特尔在有限的 Haswell 处理器上推出了 Iris Graphics 和 Iris Pro Graphics,作为 HD Graphics 的高性能版本。Iris Graphics 5100 与 HD Graphics 5000 基本相同,但 TDP 增加了 28 瓦,最大频率增加了 1.3 GHz,性能小幅增加至 832 GFLOPS。

Iris Pro Graphics 5200,被英特尔称为 Crystalwell,是英特尔首款拥有自己的嵌入式 DRAM 的集成解决方案,具有 128 MB 缓存,可提高带宽受限任务的性能。2013 年底,英特尔宣布 Broadwell-K 系列处理器将采用 Iris Pro Graphics 代替 HD Graphics。

2010 年:许多集成核心架构和 Xeon Phi

英特尔集成众核 (MIC) 架构的初步工作始于 2010 年左右,借鉴了几个早期项目的技术,例如 Larrabee 微架构、SCC 项目和 Teraflops 研究芯片。英特尔的各种 MIC 架构产品(后来被称为 Xeon Phi)是协处理器,它们是专门的处理器,旨在通过从 CPU 卸载处理器密集型任务来提高计算性能。

2010 年 5 月,英特尔推出了其首款 MIC 架构原型板,代号为 Knights Ferry,这是一款 PCIe 卡,具有 1.2 GHz 的 32 个内核和每个内核四个线程。该开发板还配备了 2 GB 的 GDDR5 内存、8 MB 的二级缓存,功耗约为 300 瓦,性能超过 750 GFLOPS。

2011 年,英特尔宣布改进其 MIC 架构,代号为 Knights Corner。它是使用 22 纳米工艺和英特尔的三栅极晶体管技术制造的,每个芯片有超过 50 个内核。Knights Corner 是英特尔的第一个商用 MIC 架构产品,并迅速被超级计算机行业的许多公司采用,包括 SGI、德州仪器和 Cray。Knights Corner 在 2012 年汉堡国际超级计算大会上被 Intel 正式更名为 Xeon Phi。

英特尔于 2013 年 6 月公布了其第二代 MIC 架构,称为 Knights Landing。英特尔宣布 Knights Landing 产品将使用 14 纳米工艺构建多达 72 个 Airmont 内核,每个内核有四个线程。此外,英特尔表示,每张卡将支持高达 384 GB 的 DDR4 RAM,包括 8 至 16 GB 的 3D MCDRAM,TDP 范围为 160 至 215 瓦。

Xeon Phi产品包括Xeon Phi 3100、Xeon Phi 5110P和Xeon Phi 7120P,均基于22nm工艺。Xeon Phi 3100 具有超过 1 teraflop 的双精度浮点性能,内存带宽为 320 Gbps,建议价格低于 2,000 美元。在频谱的高端,Xeon Phi 7120P 能够提供超过 1.2 teraflops 的双精度浮点性能、352 Gbps 内存带宽和 4,100 美元以上的价格标签。

2012:英特尔 SoC

英特尔进军片上系统 (SoC) 市场大约始于 2012 年年中,当时该公司推出了 Atom SoC 系列,其中最早的产品只是对早期 Atom 处理器的低功耗改编,并没有取得太大成功针对基于 ARM 的 SoC。随着基于 22 纳米 Silvermont 架构的 Baytrail Atom SoC 的发布,英特尔 SoC 于 2013 年底开始腾飞。

与新发布的用于服务器的 Avoton 芯片一样,Baytrail 芯片是真正的 SoC,具有平板电脑和笔记本电脑所需的所有组件。它们的 TDP 低至 4 瓦。除了基于 Atom 的 SoC 之外,大约在 2014 年初,英特尔开始大力推动其更受欢迎的桌面架构进入高端平板电脑市场,推出了 Haswell 架构 Y SKU 后缀的超低功耗处理器,TDP 约为 10 瓦。

2014 年底,英特尔开始发布基于 Broadwell 架构的芯片,进一步将其业务扩展到 SoC 市场,推出 TDP 低至 3.5 瓦并支持高达 8 GB LPDDR3-1600 RAM 的四核芯片。

2013:Core-i 系列 – Haswell

英特尔在 2013 年更新了其 Core-i 系列处理器,推出了 22 纳米 Haswell 微架构,取代了 2011 年的 Sandy Bridge 架构。

随着 Haswell 的推出,英特尔还为其专为超极本和高端平板电脑(10 至 15 瓦 TDP)设计的新型低功耗处理器引入了 Y SKU 后缀。Haswell 使用至强处理器的 Haswell-EP 系列扩展到多达 18 个内核,该处理器具有多达 56.9 亿个晶体管和高达 4.4 GHz 的时钟速度。

2014 年,英特尔发布了名为 Devil’s Canyon 的 Haswell 系列的更新版,具有适度的时钟速度提升和改进的热界面材料,以缓解发烧友和超频者面临的散热问题。2014 年的 Broadwell die shrink 将架构缩小到 14 nm,但并没有取代整个 Haswell CPU 系列,而是放弃了低端桌面 CPU 的包含。

2015:布罗德韦尔

凭借其第四代现代处理器,2015 年是 14 纳米架构成为默认架构的一年。在与 Haswell 合作从 2010 年的 45 nm 缩小到 22 nm 一段时间之后,Broadwell 比其前身小了 37%。电池寿命也可以延长 1.5 小时,唤醒时间更快。

Broadwell 的其他优势包括通过 1150 LGA 插槽使用双通道 DDR3L-1333/1600 RAM 提高图形性能。

2015:天湖

就像 Android 曾经有以甜点为主题的品牌一样,自 2015 年以来发布的每一代英特尔处理器都有一个以湖为主题的名称。Skylake 是第一个,在 Broadwell 推出仅七个月后推出,但由于微体系结构的改进,每时钟指令 (IPC) 提高了 10%。

这些芯片相当昂贵,限制了它们的吸引力,而且它们的缓存比 Broadwell 略小,尽管速度可以达到 4 GHz。它们专门用于 Xeon 处理器,而 Broadwell 曾用于 Celeron、Pentium、Xeon 和 Core M 芯片。

2016:卡比湖

Kaby Lake 是第一个背弃公司标志性的“滴答”制造和设计模型的英特尔微处理器,也是第一个与 Windows 8 或更早版本不兼容的英特尔硬件。

对 Skylake 的改进包括更快的 CPU 时钟速度和时钟速度变化,尽管 IPC 数字没有变化。它提供了卓越的 4K 视频处理能力,并用于 Core、Pentium 和 Celeron 处理器——但重要的是,Xeon 没有。2017 年初更新的 Kaby Lake 引入了 R 模型,支持 DDR4-2666 RAM。

2017:冰湖

在基于酷睿的 Coffee Lake 一代之后,2017 年的第三款处理器是第十代 Ice Lake。引入 10 纳米工艺,这是第一个配备 Wi-Fi 6 和 Thunderbolt 3 支持的 CPU 架构,反映了向更快的传输速度和连接性迈进的趋势。

Ice Lake 适用于 Core 和 Xeon 处理器,SP 变体于 2021 年 4 月推出,具有 3.7GHz 的最大 CPU 时钟速率和多达 40 个内核。它能够执行超过 1 teraflop 的计算性能,使用 BGA1526 插槽。

Xeon Silver、Gold 和 Platinum 机型已于 2021 年推出,而 2019 年的原始系列 Intel Core i3/i5/i7 处理器仍然大部分可用。

2020:老虎湖

最新的第 11 代英特尔酷睿移动处理器被命名为 Tiger Lake。他们取代了 Ice Lake 移动处理器,提供双核和四核型号。这是自 Skylake 以来第一款同时以赛扬、奔腾、酷睿和至强品牌上市的处理器。

作为第三代 10 纳米处理器,Tiger Lake 芯片专为轻量级游戏本设计。它们提供 100 fps 的刷新率,而 Core i9-11980HK 提供 5 GHz 的最大提升时钟速度。

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