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Intel的由来
引言：
2006年基于新一代微构架Core的处理器逐渐浮出水面。转眼到了7月，新一代基于Core构架的Conroe处理器的发布将意味着Intel终于打破了一直沿用多年的NetBurst架构，从而达到了一个新的历史阶段。为纪念这一具有历史性的时刻，我们ZOL评测室特意搜集、整理了一些资料，为大家简单介绍一下Intel桌面处理器的发展和构架历史。
全新的Intel Logo
值得纪念的三位元老
摩尔（左）和诺宜斯（中）葛洛夫（右）
在1958年，美国德克萨斯州仪器公司的工程师基尔比（Jack Kilby）在一块半导体硅晶片上将电阻、电容等分立元件集成在里面，制成世界上第一片集成电路。也正因为这件事，2000年的诺贝尔物理奖颁发给了已退休的基尔比。1959年，美国仙童公司的诺伊斯用一种平面工艺制成半导体集成电路，从此开启了集成电路比黄金还诱人的时代。其后，摩尔、诺宜斯、葛洛夫这三个“伙伴”离开原来的仙童公司，一起开创事业——筹建一家他们自已的公司。三人一致认为，最有发展潜力的半导体市场是计算机存储器芯片市场，于是一个巨人诞生了！
P5架构带来了第一款与数字无关的处理器
在1993年，英特尔发布了第一款以新商标——Pentium 命名的Pentium（奔腾）处理器。按照以往惯常的命名规律这款处理器应该是80586，但是因为实际上“586”这样的数字不能注册成为商标使用，因此任何竞争对手都可以用586来混淆概念，扰乱市场。事实上在486发展末期，就已经有公司将486等级的产品标识成586来销售了。Pentium的诞生为Intel在处理器上铺开了一条新的道路。
Pentium，第一种不以数字命名的处理器
Pentium的芯片内核
P6架构于与支持多媒体技术的Pentium MMX
新一代的P6架构，得到了专利保护，并且不再向AMD和Cyrix授权。P6架构与Pentium的P5架构最大的不同在于，以前集成在主板上的二级缓存被移植到了CPU内，从而大大地加快了数据读取和命中率，提高了性能。最初推出的处理器初始频率是从60MHz、66MHz，后来一直到200MHz以上。第一代的Pentium代号为P54C，其后又发布了代号为P55C，集成了310万个晶体管，内建MMX（多媒体指令集）的新版Pentium处理器。
最初购买了60MHz、66MHz Pentium的用户比较倒霉，不但其Socket插座与其后推出的Socket 7不同，不能升级以外；更有极大可能是有内部缺陷的产品：早期的几批产品存在浮点运算错误的问题，虽然英特尔开始称这样的错误只是非常小一部分用户才会遇到，但是因为市场反应哗然，一时之间造成了很大的销售停滞。最后，当时的英特尔总裁安迪葛洛夫于1993年11月29日向全球用户诚意道歉，并承诺回收产品而告终。据后来的统计数字表明回收成本高达4亿美金，这在当时是十分冒险的行为，对于公司的资金实力是一个生死存亡的考验；但最终的结果是重新赢得了消费者的信任，Pentium再度成为市场上最畅销的产品。
Pentium MMX，支持多媒体技术的奔腾
为了进一步提高Intel处理器的工作效能，英特尔在Pentium内核基础上改进，在增加了57条MMX指令后，Pentium MMX诞生了。增加的这些指令专门用来处理音视频相关的计算，目的是提高CPU处理多媒体数据的效率。MMX指令非常成功，在之后生产的各型CPU都包括这些指令集。
如同现在的SSE一般，MMX也是多媒体时代的大头先锋，几乎那个时代拥有MMX功能，就是“多媒体”的象征，虽然现在觉得有点可笑，但是看看当时日渐火爆的VCD，CD通过电脑来播放的势头就可以发现，几乎每一个软件都在以自己可以支持MMX指令为卖点，而INTEL也为了这MMX指令煞费苦心的宣传，最终还是收到了不错的效果。在MMX概念建立起来以后，以指令为命名方式的做法就永远退居幕后了。
Pentium II、Celeron， PC处理器开始分化
1997年英特尔发布了Pentium II处理器。其内部集成了750万个晶体管，并整合了MMX指令集技术，可以更快更流畅的播放影音Video，Audio以及图像等多媒体数据。Pentium II首次引入了S.E.C封装（Single Edge Contact）技术，将高速缓存与处理器整合在一块PCB板上。通过Pentium II，用户可以透过因特网来捕捉、编辑、共享数码图片给自己的朋友和家人；甚至在影片上加入一些文字、音乐、效果等；可以使用视频电话等最新的多媒体技术。而之前的处理器在效能上就逊色很多了；因此在行销宣传上，英特尔特别凸现Pentium II的多媒体能力，这也很大促进了多媒体技术的流行。
Pentium II，芯片封装有着巨大的改变
Pentium II的芯片内核
为了满足更多低价市场的需求，英特尔不得不推出比奔腾处理器更加低廉的产品，于是就诞生了赛扬处理器。到现在为止赛扬处理器发售还是以面向亚洲、拉丁美洲、非洲的消费者为主要对象。
早期的Celeron
Celeron就是简化版的Pentium，1999年英特尔发布了Celeron（赛扬）处理器。简单的说，Celeron与Pentium II并没有本质上的不同，因为它们的内核是一样的，最大的区别在于高速缓存上。最初的Celeron是没有二级缓存的，目的是降低成本来夺取低端市场的份额，就像当年在386、486上，制造386SX、486SX简化版的做法一样。但是很遗憾的是，完全没有二级缓存的Celeron处理器效能极差，消费者并不买帐，因此很快英特尔就调整战略，将Celeron处理器的二级缓存设定为只有Pentium II的一半（也就是128KB），这样既有合理的效能，又有相对低廉的售价；这样的策略一直延续到今天。
不过很快有人发现，使用双Celeron的系统与双Pentium II的系统差距不大，而价格却便宜很多，结果造成了Celeron冲击高端市场的局面。后来英特尔决定取消Celeron处理器的SMP功能，才解决了这个问题。可以看出，Celeron与Pentium II是英特尔决定将高低产品线用不同的品牌区分的开始，事实也证明这种市场策略的成功。
Pentium II诞生同时新接口也随之而来SLOT 1
SLOT 1是英特尔公司为取代Socket 7而开发的CPU接口，并申请的专利。这样其它厂商就无法生产SLOT 1接口的产品。SLOT1接口的CPU不再是大家熟悉的方方正正的样子，而是变成了扁平的长方体，而且接口也变成了金手指，不再是插针形式。
SLOT 1是英特尔公司为Pentium Ⅱ系列CPU设计的插槽，其将Pentium Ⅱ CPU及其相关控制电路、二级缓存都做在一块子卡上，多数Slot 1主板使用100MHz外频。SLOT 1的技术结构比较先进，能提供更大的内部传输带宽和CPU性能。
P6架构一直沿用到Pentium III
1999年英特尔发布了Pentium III处理器。从Pentium III开始，英特尔又引入了70条新指令（SIMD，SSE），主要用于因特网流媒体扩展（提升网络演示多媒体流、图像的性能）、3D、流式音频、视频和语音识别功能的提升。Pentium III可以使用户有机会在网络上享受到高质量的影片，并以3D的形式参观在线博物馆、商店等。
Pentium III，不断的改进
从Pentium III开始的Socket 370和0.18微米制造工艺
起初的Intel P3处理器仍然采用SLOT 1接口，它采用0.25微米制造工艺，拥有32K一级缓存和512K二级缓存（运行在芯片核心速度的一半下），包含MMX指令和INTEL自己的“ 3D”指令SSE，最初发行的PIII有450和500MHz两种规格，其系统总线频率为100MHz。（奔III的特别 之处就是增加了SSE指令，事实上在运行没有为SSE指令优化过的应用软件时，PIII与PII的速度差不多。
Socket 370接口的P3处理器
随后英特尔开发出来代替SLOT架构的Socket 370架构，外观上与Socket 7非常像，也采用零插拔力插槽，对应的CPU是370针脚。英特尔公司著名的“铜矿”和”图拉丁”系列CPU就是采用此接口，并且将制造工艺成功专制成0.18微米。
Pentium III的芯片内核
Pentium III处理器集成了950万个晶体管，并且是首个使用0.26微米技术的微处理器。Pentium III处理器也发生过错误的事故，可能使用户储存的数据出错，但是英特尔处理这类问题的措施已经炉火纯青，所以只是帮助部分受影响的客户更换主板或者更新微码就解决了该问题。但是另外一个更严重的事情是：英特尔在Pentium III开始引入了硬件序列号功能，每一片Pentium III处理器都有独特的硬件序列号，这样就有可能区分出具体的某台电脑特征。不过很遗憾的是，世界上大多数人都对这个新特性非常不满；尤其是隐私保护团体不断游说，要求取消这个功能。
抵触情绪到了最严重的时候，一些国家的政府不允许采购带有硬件序列号的Pentium III电脑，理由是有可能危害信息安全。这样，英特尔公司也作出了妥协，允许在硬件设置中关闭该功能，最终在处理器内部取消了这个功能收场。同样，Pentium III也有对应型号的Celeron处理器，来应对低端市场。
NetBurst架构的Pentium 4
NetBurst是Intel沿用时间最长的一代构架，以下是NetBurst结构带来的好处：
1.较快的系统总线(Faster System Bus)；
2.高级传输缓存(Advanced Transfer Cache)；
3.高级动态执行(Advanced Dynamic Execution) (包含执行追踪缓存Execution Trace Cache、高级分支预测Enhanced Branch Prediction)
4.超长管道处理技术(Hyper Pipelined Technology)；
5.快速执行引擎(Rapid Execution Engine)；
6.高级浮点以及多媒体指令集(SSE2)等等。
Pentium 4的功能模块图
当程序指令与数据一开始进入处理时，就会进入系统总线队列。Pentium 3处理器外频FSB设定在133Mhz，每时钟周期传输64位数据，提供8字节*133Mhz=1066MB/s的数据带宽；而Pentium 4处理器的系统总线虽然仅为100Mhz，同样是64位数据带宽，但由于其利用了与AGP4X相同的原理“四倍速”（即FSB400）技术，因此可传输高达3200MB/秒的数据传输速度。因此，Pentium 4处理器传输数据到系统的其他部分比目前所有的x86处理器都快，也打破了Pentium 3处理器受系统总线瓶颈的限制。其后英特尔又不断改进系统总线技术，推出了FSB533、FSB800的新规格，将数据传输速度进一步提升。
Pentium 4还提供的SSE2指令集，这套指令集增加144个全新的指令，在128bit压缩的数据，在SSE时，仅能以4个单精度浮点值的形式来处理，而在SSE2指令集，该资料能采用多种数据结构来处理：
4个单精度浮点数(SSE)
2个双精度浮点数(SSE2)
16字节数(SSE2)
8个字数(word)数(SSE2)
4个双字数(SSE2)
2个四字数(SSE2)
1个128位长的整数(SSE2)
Pentium 4的芯片内核
2000年英特尔发布了Pentium 4处理器，自此Intel来到了一个一统江湖的时代。基于Pentium 4处理器的个人电脑，可以让用户创建专业品质的影片，透过因特网传递电视品质的影像，并进行实时语音、影像通讯，实时3D渲染，快速进行MP3编码解码运算，在连接因特网时运行多个多媒体软件。
423接口的Willamette
尽管如今的Pentium4已经是众人皆知的产品，但是在其发展初期可并不是一帆风顺，第一代Willamette核心就饱受批评。对于全新的NetBurst结构而言，发挥强大的性能需要更高的主频以及强大的缓存结构，而这些都是Willamette核心所不具备的。起初P4处理器集成了4200万个晶体管，并设计有256KB二级缓存，此时的整体性能受到很大影响。然而最让Intel尴尬的是，Willamette核心的Pentium4 1.5G甚至不如Tualatin核心的Pentium III。
Socket 423与Willamette一同消亡
最初Pentium 4处理器的标准接口为Socket 423插槽，Socket 423的外形和前几种Socket类的插槽类似，对应的CPU针脚数为423。Socket 423插槽多是基于Intel 850芯片组主板，支持1.3GHz～1.8GHz的Pentium 4处理器。不过随着DDR内存的流行，英特尔又开发了支持SDRAM及DDR内存的i845芯片组，CPU插槽也改成了Socket 478，Socket 423接口也就销声匿迹了，850+Rambus成为当时最为失败的产品。
Northwood与Socket478让Intel挽回面子
Pentium 4 2.2GHz
很快改进版的Pentium 4（Northwood）出现了，新款处理器集成了5500百万个晶体管；采用0.18微米进行制造，初始速度就达到了1.5GHz(gigahertz)，相当于从旧金山到纽约只花了13秒的车程（当然，没人有这么快的汽车）。当然Pentium 4也有对应型号的Celeron处理器，来应对低端市场。
Socket 478接口是目前Pentium 4系列处理器所采用的接口类型，针脚数为478针。Socket 478的Pentium 4处理器面积很小，其针脚排列极为紧密。英特尔公司的Pentium 4系列和P4 赛扬系列都采用此接口。
Prescott核心处理器诞生，让IntelNetBurst结构再度升温
随着制造工艺的进步，Intel将取代Northwood核心的新Prescot （普雷斯科特）核心处理器的制造工艺全面转移到了90纳米，Prescot 核心处理器已经将晶体管数量由原来的5500万个提升到现在的1．25亿个晶体管，晶体管数量的增加能够使芯片存储量增至原来的两倍。另外，由于英特尔公司采用了先进技术，芯片的体积将会更小，可大幅提高芯片运行速度。
Prescot处理器外观
Prescott处理器内部核心
从上图可以看到，在核心的中间部分，上下分布的两块区域就是能够决定Prescott能够支持64位运算的两组32位的算术逻辑单元(ALU)以及两组32位的寄存器。不得不承认Intel 也确实在新的处理器使用缓存中下了一番功夫，不过与Northwood 相比，带来的负面影响是访问延迟的时间也增加了；Intel 为了提升处理器的主频率，转移到Prescot 核心，不过也付出了昂贵的代价，那就是使用了更长的管线，基于Prescott 核心的处理器使用了31层管线，而Northwood 核心的处理器则为20层。
LGA 775+PCI-E让平台换代成本变得昂贵
LGA775接口的P4 506
为了促进整个IT产业的发展，Intel又推出了新的组合，即LGA 775+PCI-E。起初Intel从478到LGA 775接口的过渡并不顺利，起码远没有Intel计划中那么顺利。在LGA 775接口标准及芯片组发布后一年，Intel LGA 775市场占有率依旧不容乐观，新接口加上老的构架与制成并为让消费者尝到甜头，因此消费者也不愿意去花费更多钱去升级不同接口的显卡和处理器买单。但随着时间的推移，平台的整体迁移已经成为大势所趋，但直到现在478接口CPU销量远远胜过LGA 775。
总结：
事实上Intel处理器和构架的发展历史远远要比笔者介绍的还要复杂，新一代Core构架的处理器将会是Intel的一个新的起点，由于时间原因我们的介绍到此告一段落，希望您能够在回顾历史的同时对Intel处理器有一个深入的了解，达到温故知新的目的，文章如果有错误之处恳请赐教！