Aperçu
Par rapport à l'unité centrale traditionnelle, le microprocesseur présente les avantages d'une petite taille, d'un poids léger et d'une modularisation facile. Les composants de base d'un microprocesseur sont : un fichier de registre, une unité arithmétique, un circuit de contrôle de synchronisation et des bus de données et d'adresses.
Depuis l'invention du transistor en 1947, la technologie des semi-conducteurs a traversé plusieurs générations de transistors au silicium, de circuits intégrés, de circuits intégrés à très grande échelle et de circuits intégrés à très grande échelle au cours des 50 dernières années. La vitesse de développement est sans précédent dans d'autres industries. De. La technologie des semi-conducteurs a eu un impact considérable sur l'ensemble de la société, c'est pourquoi on l'appelle la « graine de l'industrie ». L'unité centrale de traitement fait référence au composant qui traite les données et contrôle le processus de traitement à l'intérieur de l'ordinateur. Avec le développement rapide de la technologie des circuits intégrés à grande échelle, la densité d'intégration de la puce est de plus en plus élevée et le processeur peut être intégré sur une puce semi-conductrice. Les dispositifs à circuits intégrés à grande échelle dotés de fonctions d'unité centrale de traitement sont collectivement appelés "microprocesseurs". Il est à noter que le microprocesseur lui-même n'est pas égal au micro-ordinateur, mais seulement à l'unité centrale de traitement du micro-ordinateur.
Les microprocesseurs sont omniprésents, qu'il s'agisse d'enregistreurs vidéo, de machines à laver intelligentes, de téléphones portables et autres appareils ménagers, ou de commandes de moteurs de voitures, ainsi que de machines-outils CNC, de guidage de précision de missiles, etc., toutes sortes de différents types de microprocesseurs doivent être intégrés Dispositif. Le microprocesseur n'est pas seulement le composant central d'un micro-ordinateur, mais également un composant clé de divers appareils numériques intelligents. Les systèmes informatiques haut de gamme tels que les superordinateurs ultra-rapides et les ordinateurs centraux dans le monde sont également construits avec un grand nombre de microprocesseurs hautes performances à usage général.
Structure interne
Le microprocesseur 16 bits (le microprocesseur 8086 sur la figure) peut être divisé en deux parties, une partie est l'unité d'exécution (EU), c'est-à-dire la partie qui exécute les instructions; L'autre partie est l'unité d'interface de bus (BIU), qui communique avec le bus 8086 et exécute l'opération d'extraction d'instructions à partir de la mémoire. Une fois que le microprocesseur est divisé en EU et BIU, les opérations d'extraction d'instructions et d'exécution d'instructions peuvent se chevaucher. La partie EU a un fichier de registre, qui est composé de 8 registres de 16 bits, qui peuvent être utilisés pour stocker des données, un index et un pointeur de pile, une unité logique d'opération arithmétique (ALU) pour effectuer des opérations arithmétiques et logiques, et marquer le registre pour enregistrer les conditions des résultats de ces opérations. Ces composants du composant d'exécution transfèrent des données via le bus de données. Le composant d'interface de bus a également un fichier de registre, où CS, DS, SS et ES sont des registres segmentés pour la segmentation de l'espace mémoire. IP est le pointeur d'instruction. Le registre de communication interne est également un registre de stockage temporaire de données. La file d'attente d'instructions stocke le flux d'instructions extrait à l'avance. Le composant d'interface de bus a également un additionneur d'adresse, qui ajoute la valeur de registre segmenté et la valeur de décalage pour obtenir une adresse physique de 20 bits. Les données et l'adresse sont connectées au bus système externe 8086 via la logique de contrôle du bus. Le 8086 dispose d'un bus de données 16 bits. Lorsque le processeur et la puce transmettent des données, un nombre binaire de 16 bits est transmis en une leçon. Le 8086 a une structure de pipeline principale, qui peut réaliser le chevauchement des opérations sur puce et des opérations hors puce.
Classification des microprocesseurs
Selon les domaines d'application des microprocesseurs, les microprocesseurs peuvent être grossièrement divisés en trois catégories : les microprocesseurs hautes performances à usage général, les microprocesseurs embarqués et le processeur de signal numérique, le microcontrôleur. De manière générale, les processeurs à usage général recherchent des performances élevées. Ils sont utilisés pour exécuter des logiciels à usage général et sont équipés d'un système d'exploitation complet et complexe ; les microprocesseurs embarqués mettent l'accent sur des performances élevées dans le traitement de problèmes d'application spécifiques et sont principalement utilisés pour exécuter des programmes spéciaux pour des domaines spécifiques. Équipé d'un système d'exploitation léger, principalement utilisé dans les appareils ménagers tels que les téléphones portables et les lecteurs de CD ; les microcontrôleurs sont relativement peu coûteux et ont la plus grande demande sur le marché des microprocesseurs, principalement utilisés dans les automobiles, les climatiseurs, les machines automatiques et d'autres domaines des équipements de contrôle automatique.
CPU est l'abréviation de Central Processing Unit (Central Processing Unit). C'est la partie la plus importante de l'ordinateur et se compose d'une unité arithmétique et d'un contrôleur. Si vous comparez un ordinateur à un humain, alors le processeur est le cerveau humain. Le développement du CPU est très rapide. Il n'a fallu que 21 ans pour que les ordinateurs personnels se développent de l'ère 8088 (XT) à l'ère Pentium 4.
Historique du développement
Le développement des processeurs a une histoire de plusieurs années. Pendant cette période, selon la longueur de mot de ses informations de traitement, les processeurs peuvent être divisés en : microprocesseur 4 bits, microprocesseurs 8 bits, microprocesseurs 16 bits, microprocesseurs 32 bits et les derniers microprocesseurs 64 bits, il On peut dire que le développement des ordinateurs personnels avance avec le développement des processeurs. Le micro-ordinateur désigne les circuits intégrés à grande et très grande échelle comme composants principaux, et le microprocesseur MP (Micro Processor) qui intègre les principaux composants de l'ordinateur - le contrôleur et l'unité arithmétique, comme noyau. Le système de calcul construit après plus de 30 ans Le développement des microprocesseurs peut être grossièrement divisé en :
La première génération
Le premier stade
(1971-1973) Habituellement, la longueur du mot est des microprocesseurs de 4 ou 8 bits, généralement des microprocesseurs américains Intel 4004 et Intel 8008. Intel 4004 est un microprocesseur 4 bits qui peut effectuer des opérations parallèles binaires 4 bits. Il a 45 instructions et une vitesse de 0,05 MIP (Million Instruction Per Second). Intel 4004 a des fonctions limitées et est principalement utilisé dans les appareils électroménagers tels que les calculatrices, les machines à écrire électriques, les appareils photo, les balances plates-formes, les téléviseurs, etc., pour rendre ces appareils électriques intelligents et améliorer leurs performances. Intel 8008 est le premier microprocesseur 8 bits au monde. La mémoire utilise la technologie PMOS. A ce stade, l'ordinateur fonctionne lentement, le système d'instructions du microprocesseur est incomplet, la capacité mémoire est très faible, seulement quelques centaines d'octets, il n'y a pas de système d'exploitation, uniquement du langage assembleur. Principalement utilisé pour l'instrumentation industrielle et le contrôle de processus.
La deuxième génération
(1974-1977) Les microprocesseurs typiques incluent Intel 8080/8085, Zilog Z80 et Motorola M6800. Par rapport à la première génération de microprocesseurs, le niveau d'intégration est augmenté de 1 à 4 fois, la vitesse de calcul est augmentée de 10 à 15 fois, le système d'instructions est relativement complet, et il a une architecture informatique typique et des fonctions telles que les interruptions et Accès direct à la mémoire. .
Étant donné que le microprocesseur peut être utilisé pour effectuer de nombreuses tâches de calcul qui nécessitaient auparavant un équipement plus important et que le prix est bon marché, diverses sociétés de semi-conducteurs ont commencé à se faire concurrence pour produire des puces de microprocesseur. La société Zilog a produit le Z80 8080 amélioré, Motorola a produit le 6800 et Intel a produit le 8085 amélioré en 1976, mais ces puces n'ont fondamentalement pas modifié les caractéristiques de base du 8080 et appartiennent à la deuxième génération de microprocesseurs. Ils utilisent tous la technologie NMOS, l'intégration est d'environ 9000 transistors, le temps d'exécution moyen des instructions est de 1μS～2μS, ils utilisent le langage assembleur, BASIC, la programmation Fortran et utilisent un système d'exploitation mono-utilisateur.
La troisième génération
Le troisième étage (1978-1984) est le microprocesseur 16 bits. En 1978, Intel a introduit pour la première fois le microprocesseur 16 bits 8086. Dans le même temps, pour la commodité des utilisateurs d'ordinateurs 8 bits d'origine, Intel Corporation a également proposé un microprocesseur quasi 16 bits 8088.
Le microprocesseur 8086 a une vitesse d'horloge maximale de 8 MHz, un canal de données de 16 bits et une capacité d'adressage mémoire de 1 Mo. Dans le même temps, Intel a également produit le coprocesseur mathématique i8087 pour lui correspondre. Les deux puces utilisent des jeux d'instructions mutuellement compatibles, mais le jeu d'instructions i8087 ajoute des instructions spécifiquement pour les calculs mathématiques tels que les logarithmes, les exposants et les fonctions trigonométriques. Les gens appellent ces jeux d'instructions le jeu d'instructions x86. Bien qu'Intel ait successivement produit de nouveaux processeurs plus avancés et plus rapides tels que les deuxième et troisième générations, ils sont toujours compatibles avec les instructions x86 d'origine, et Intel a continué à utiliser la séquence x86 d'origine dans la dénomination des processeurs suivants jusqu'à plus tard En raison de l'enregistrement de la marque problèmes, la dénomination en chiffres arabes a été abandonnée.
En 1979, Intel a développé le 8088. Les 8086 et 8088 utilisent tous deux une transmission de données 16 bits à l'intérieur de la puce, ils sont donc appelés microprocesseurs 16 bits, mais le 8086 peut transmettre ou recevoir 16 bits par cycle. Bit de données, et 8088 n'utilise que 8 bits par cycle. Parce que la plupart des appareils et puces d'origine sont à 8 bits, et que la transmission et la réception de données externes à 8 bits du 8088 peuvent être compatibles avec ces appareils. 8088 adopte un boîtier DIP à 40 broches, la fréquence de fonctionnement est de 6,66 MHz, 7,16 MHz ou 8 MHz, le microprocesseur intègre environ 29 000 transistors.
Après qu'Intel ait introduit les processeurs 8086 et 8088, diverses sociétés ont également lancé des produits similaires, tels que le Z8000 de Zilog et le M68000 de Motorola. Les microprocesseurs 16 bits ont un espace d'adressage plus grand, une puissance de calcul plus élevée, une vitesse de traitement plus rapide et un système d'instructions plus complet que les microprocesseurs 8 bits. Par conséquent, les microprocesseurs 16 bits ont pu remplacer les fonctions de certains mini-ordinateurs. En particulier dans les systèmes à tâche unique et à utilisateur unique, les microprocesseurs 16 bits tels que le 8086 ont été largement utilisés.
En 1981, la société américaine IBM Corporation a utilisé la puce 8088 dans la machine IBM-PC qu'elle a développée, créant ainsi une nouvelle ère de micro-ordinateurs. C'est également à partir des années 8088 que le concept d'ordinateurs personnels (PC) a commencé à se développer dans le monde. De l'application 8088 au PC IBM, l'ordinateur personnel est véritablement entré dans le travail et la vie des gens, et il a également marqué le début d'une nouvelle ère.
En 1982, Intel a développé le microprocesseur 80286 sur la base du 8086. La fréquence maximale du microprocesseur est de 20MHz. La transmission de données interne et externe est à la fois 16 bits et 24 bits sont utilisés. L'adressage de la mémoire interne, la capacité d'adressage de la mémoire est de 16 Mo. 80286 peut fonctionner dans deux modes, l'un est appelé mode réel et l'autre est appelé mode de protection.
En mode réel, la quantité totale de mémoire à laquelle le microprocesseur peut accéder est limitée à 1 mégaoctet ; tandis qu'en mode de protection, le 80286 peut accéder directement à 16 mégaoctets de mémoire. De plus, le 80286 fonctionne en mode protection, ce qui peut protéger le système d'exploitation, contrairement aux microprocesseurs en mode réel ou 8086 non protégés, qui arrêtent le système en cas d'applications anormales.
L'utilisation par IBM de microprocesseurs 80286 dans des micro-ordinateurs de technologie de pointe, à savoir des machines AT, a fait sensation. 80286 présente des améliorations significatives par rapport à ses prédécesseurs dans les quatre aspects suivants : prise en charge d'une mémoire plus importante ; peut simuler l'espace mémoire; peut exécuter plusieurs tâches en même temps ; améliorer la vitesse de traitement.
La vitesse du premier PC était de 4 MHz et la première machine AT basée sur 80286 fonctionnait entre 6 MHz et 8 MHz. Certains fabricants ont également augmenté la vitesse pour que le 80286 atteigne 20 MHz, ce qui signifie que les performances sont Des progrès significatifs ont été réalisés.
Le package de 80286 est un package carré appelé PGA. PGA est un package bon marché dérivé de PLCC. Il a une goupille solide interne et externe. Dans ce boîtier, le 80286 intègre environ 130 000 transistors.
Le bus du micro-ordinateur IBM PC/AT conserve la structure de bus à trois niveaux de XT et ajoute une logique de conversion de pilote de bus à octets hauts et bas et un bus à octets hauts. Comme la machine XT, le CPU est également soudé sur la carte mère.
La quatrième génération
Le quatrième étage (1985-1992) est un microprocesseur 32 bits. Le 17 octobre 1985, le produit phare d'Intel, le 80386DX, a été officiellement lancé. Il contenait 275 000 transistors avec une fréquence d'horloge de 12,5 MHz, puis est progressivement passé à 20 MHz, 25 MHz, 33 MHz et enfin un petit nombre de produits à 40 MHz.
Le bus de données interne et externe du 80386DX est de 32 bits, et le bus d'adresse est également de 32 bits. Il peut adresser 4 Go de mémoire et peut gérer 64 To d'espace de stockage virtuel. En plus de son mode de fonctionnement, il dispose d'un mode réel et d'un mode protégé, il ajoute également un mode de fonctionnement « 86 virtuel », qui peut fournir des capacités multitâches en simulant plusieurs microprocesseurs 8086 en même temps.
Le 80386DX a plus d'instructions que le 80286. Le 80386 avec une fréquence de 12,5MHz peut exécuter 6 millions d'instructions par seconde, ce qui est 2,2 fois plus rapide que le 80286 avec une fréquence de 16MHz. Le produit le plus classique du 80386 est le 80386DX-33MHz. D'une manière générale, 80386 y fait référence.
En raison de la puissance de calcul puissante des microprocesseurs 32 bits, les applications PC se sont étendues à de nombreux domaines, tels que le bureau commercial et l'informatique, la conception technique et l'informatique, les centres de données et le divertissement personnel. Le 80386 a fait des processeurs 32 bits un standard dans l'industrie des PC.
En 1989, Intel a introduit la puce de microprocesseur quasi-32 bits 80386SX. Il s'agit d'un processeur moins cher et populaire lancé par Intel pour étendre sa part de marché. Son bus de données interne est de 32 bits et le bus de données externe est de 16 bits. Il peut accepter la puce d'interface d'entrée/sortie 16 bits développée pour le 80286. Réduisez le coût de l'ensemble de la machine. Après le lancement du 80386SX, il a été largement salué par le marché, car les performances du 80386SX étaient bien meilleures que celles du 80286, et le prix n'était qu'un tiers du 80386.
En 1989, la puce 80486, que nous connaissons tous, a été lancée par Intel. L'atout de cette puce développée depuis quatre ans et investie 300 millions de dollars US, c'est qu'elle a franchi pour la première fois la limite du million de transistors, intègre 1,2 million de transistors et utilise un procédé de fabrication de 1 micron. La fréquence d'horloge du 80486 a été progressivement augmentée de 25MHz à 33MHz, 40MHz et 50MHz.
80486 est l'intégration du 80386 et du co-microprocesseur mathématique 80387 et d'un cache de 8 Ko dans une seule puce. La vitesse de fonctionnement numérique du 80487 intégré dans le 80486 est le double de celle du 80387 précédent, et le cache interne raccourcit le temps d'attente du microprocesseur et de la DRAM lente. De plus, la technologie RISC (reduced instruction set) est utilisée pour la première fois dans la série 80x86, qui peut exécuter une instruction en un cycle d'horloge. Il utilise également un mode de bus en rafale, ce qui améliore considérablement la vitesse d'échange de données avec la mémoire. Grâce à ces améliorations, les performances du 80486 sont 4 fois supérieures à celles du 80386 DX avec le coprocesseur mathématique 80387.
La cinquième génération
La cinquième étape (1993-2005) est l'ère de la série de microprocesseurs pentium, généralement appelée la cinquième génération. Les produits typiques sont la série de puces Pentium d'Intel et la série de puces de microprocesseur compatibles K6 d'AMD. La structure de pipeline d'instructions superscalaire est adoptée en interne, et les caches d'instructions et de données sont indépendants les uns des autres. Avec l'émergence des microprocesseurs MMX (MultiMediaeXtended), le développement des micro-ordinateurs a atteint un niveau supérieur en termes de mise en réseau, de multimédia et d'intelligence.
Le premier Pentium 75MHz～120MHz utilisait un processus de fabrication de 0,5 micron, et le dernier Pentium au-dessus de la fréquence 120MHz est passé à un processus de 0,35 micron. Les performances du Pentium classique sont assez moyennes, avec une bonne arithmétique en nombres entiers et en virgule flottante. Afin d'améliorer les capacités d'application des ordinateurs en multimédia et en graphisme 3D, de nombreux nouveaux jeux d'instructions ont vu le jour. Les trois plus célèbres sont le MMX, le SSE d'Intel et le 3D NOW! d'AMD. MMX (MultiMedia Extensions, multimedia extension instruction set) est une technologie d'amélioration des instructions multimédia inventée par Intel en 1996. Elle comprend 57 instructions multimédia. Ces instructions peuvent traiter plusieurs données à la fois. La technologie MMX peut être obtenue avec la coopération d'un logiciel. Meilleure performance.
Le nom officiel du Pentium MMX est "Pentium with MMX technology", qui est sorti fin 1996. Depuis le Pentium multi-power, Intel a commencé à verrouiller le multiplicateur de son CPU, mais le CPU du MMX a un très fort sur- capacité de fréquence, et il peut également surmultiplier en augmentant la tension de base, donc l'overclocking était très à la mode à cette époque. Le terme overclocking est également devenu populaire depuis cette époque.
Le Duo Neng Pentium est un autre produit à succès d'Intel après le Pentium, et sa vitalité est également assez tenace. Le Pentium multi-énergie a apporté des améliorations significatives sur la base du Pentium d'origine, en ajoutant un cache de données sur puce de 16 Ko et un cache d'instructions de 16 Ko, un cache d'écriture à 4 voies, une unité de prédiction de branchement et une technologie de pile de retour. Surtout avec les 57 instructions multimédia MMX nouvellement ajoutées, le Pentium Multi peut être beaucoup plus rapide que le CPU Pentium de la même fréquence, même lors de l'exécution de programmes non optimisés MMX.
Le processeur Pentium II, lancé en 1997, combine la technologie Intel MMX pour traiter la vidéo, les effets sonores et les données graphiques avec une efficacité extrêmement élevée. Pour la première fois, il utilise un boîtier de boîtier Single Edge Contact (SEC) avec une mémoire cache haute vitesse intégrée. Cette puce permet aux utilisateurs d'ordinateurs de capturer, d'éditer et de partager des photos numériques avec des parents et amis via Internet, d'éditer et d'ajouter du texte, de la musique ou de créer des effets de transition de film à domicile, d'utiliser des téléphones vidéo et d'utiliser des lignes téléphoniques standard pour communiquer avec Internet. . Le réseau transmet la vidéo, le nombre de transistors du processeur Intel Pentium II est de 7,5 millions.
Le processeur Pentium III ajoute 70 nouvelles commandes et l'ensemble d'extension SIMD de streaming Internet s'appelle MMX, ce qui peut grandement améliorer les performances de l'imagerie avancée, de la 3D, de la musique en streaming, de la vidéo, de la reconnaissance vocale et d'autres applications. Il peut grandement améliorer l'expérience d'utilisation d'Internet, permettant aux utilisateurs de parcourir des musées et des magasins en ligne réalistes et de télécharger des vidéos de haute qualité. Intel a introduit pour la première fois la technologie 0,25 micron et le nombre de transistors Intel Pentium III est d'environ 9,5 millions.
La même année, Intel a également lancé le processeur Pentium III Xeon. En tant que successeur du Pentium II Xeon, en plus d'adopter une nouvelle conception dans l'architecture de base, il hérite également des 70 nouveaux jeux d'instructions du processeur Pentium III pour mieux exécuter les logiciels d'application multimédia et multimédia en continu. En plus de faire face au marché des entreprises, le Pentium III Xeon renforce les capacités des applications de commerce électronique et de l'informatique d'entreprise haut de gamme. De nombreuses améliorations ont également été apportées à la vitesse du cache et à la structure du bus système, ce qui améliore considérablement les performances et les conceptions pour une meilleure coordination multiprocesseur.
Le processeur Pentium 4 lancé en 2000 intègre 42 millions de transistors et utilise un circuit de 0,18 micron. La vitesse de la version initiale du Pentium 4 atteint 1,5 GHz et le nombre de transistors est d'environ 42 millions. En août de l'année suivante, le processeur Pentium 4 a atteint le cap des 2 GHz. En 2002, Intel a présenté le nouveau processeur Intel Pentium 4 doté de la technologie innovante Hyper-Threading (HT). La technologie d'hyper-threading crée un nouveau niveau d'ordinateurs de bureau hautes performances capables d'exécuter rapidement plusieurs applications informatiques en même temps ou d'améliorer les performances des logiciels prenant en charge plusieurs threads. La technologie hyper-threading augmente les performances de l'ordinateur de 25 %. En plus de fournir une technologie d'hyper-threading aux utilisateurs d'ordinateurs de bureau, Intel a également franchi une autre étape informatique. C'est le lancement du processeur Pentium 4 avec une fréquence de fonctionnement de 3,06 GHz. C'est le premier micro-ordinateur commercial à effectuer 3 milliards de cycles de calcul par seconde. Les excellentes performances du processeur ont été attribuées à la technologie de traitement de 0,13 micron la plus avancée de l'industrie à l'époque. L'année suivante, le processeur Intel Pentium 4 avec technologie hyper-threading intégrée a atteint une fréquence de 3,2 GHz.
PentiumM : Un nouveau type de CPU mobile spécialement conçu par l'équipe israélienne. Le Pentium M est le microprocesseur d'architecture x86 d'Intel pour les ordinateurs portables. Il est également utilisé dans le cadre de Centrino en mars 2003. Lancé dans le mois. Les fréquences principales suivantes ont été annoncées : standard 1,6 GHz, 1,5 GHz, 1,4 GHz, 1,3 GHz, basse tension 1,1 GHz, ultra-basse tension 900 MHz. Afin d'obtenir des performances élevées aux basses fréquences principales, Banias a effectué des optimisations pour augmenter le nombre d'instructions pouvant être exécutées par horloge et réduit le taux d'erreurs de prédiction grâce à la prédiction de branchement avancée. De plus, l'amélioration la plus importante est que le cache L2 est augmenté à 1 Mo (les deux P3-M et P4-M ne font que 512 Ko). On estime que la plupart des 77 millions de transistors de Banias sont utilisés ici.
De plus, il existe une série de conceptions liées à la réduction de la consommation d'énergie : La technologie Speedstep améliorée est essentielle, avec plusieurs tensions d'alimentation et fréquences de calcul, afin que les performances puissent mieux répondre aux exigences des applications.
La distribution intelligente de l'alimentation peut distribuer de manière centralisée l'alimentation du système là où le processeur en a besoin et fermer les applications inactives ; la technologie de positionnement de tension mobile (MVPIV) peut réduire dynamiquement la tension en fonction de l'activité du processeur, prenant ainsi en charge une puissance de conception de dissipation thermique plus faible et une conception de forme plus petite ; Bus système 400MHz avec puissance optimisée ; Technologie de fusion d'instructions de micro-opérations micro-opsfusion, lorsqu'il y a plusieurs instructions qui peuvent être exécutées en même temps, ces instructions sont combinées en une seule instruction pour améliorer les performances et l'efficacité énergétique. Gestionnaire de pile dédié, utilisant un matériel dédié qui enregistre les conditions de fonctionnement internes, le processeur peut exécuter des programmes sans interruption.
Le chipset correspondant de Banias est la série 855. Le chipset 855 se compose de la puce pont nord 855 et de la puce pont sud ICH4-M. La puce North Bridge est divisée en 855PM (nom de code Odem) sans carte graphique intégrée et avec la carte graphique intégrée 855GM (nom de code Montara-GM) prend en charge jusqu'à 2 Go de mémoire DDR266/200, AGP4X, USB2. 0, deux ensembles d'ATA-100, d'audio AC97 et de modem. Parmi eux, 855GM optimise InternalClockGating pour le moteur 3D et d'affichage. Il peut alimenter le moteur d'affichage 3D en cas de besoin, réduisant ainsi la puissance du chipset.
En 2005, Intel a lancé les processeurs dual-core Pentium D et Pentium Extreme Edition, et a introduit le chipset 945/955/965/975 pour prendre en charge les processeurs dual-core nouvellement lancés, produits par le processus 90nm. l'interface LGA 775 sans broches, mais le nombre de condensateurs à puce au bas du processeur a augmenté et la disposition est également différente.
Le processeur portant le nom de code principal de la plate-forme de bureau Smithfield est officiellement nommé processeur Pentium D. En plus de se débarrasser des chiffres arabes et d'utiliser des lettres anglaises pour indiquer l'alternance générationnelle de ce processeur dual-core, la lettre D est également modifiée. Rappelle facilement la signification du dual core Dual-Core.
L'architecture dual-core d'Intel ressemble davantage à une plate-forme à double processeur, et le processeur Pentium D continue d'être produit à l'aide de l'architecture Prescott et de la technologie de production 90 nm. Le cœur du Pentium D est en fait composé de deux cœurs Prescott indépendants 2 indépendants, chaque cœur a un cache L2 indépendant de 1 Mo et une unité d'exécution, les deux cœurs ensemble ont un total de 2 Mo, mais parce que les deux cœurs du processeur ont un cache indépendant, il est nécessaire pour s'assurer que les informations dans chaque cache de deuxième niveau sont exactement les mêmes, sinon il y aura des erreurs opérationnelles.
Afin de résoudre ce problème, Intel a confié la coordination entre les deux cœurs à la puce externe MCH (North Bridge). Bien que la transmission et le stockage de données entre les caches ne soient pas énormes, cela est nécessaire. La coordination du traitement via la puce MCH externe entraînera sans aucun doute un certain retard dans la vitesse de traitement globale, affectant ainsi les performances globales du processeur.
En raison du noyau Prescott, le Pentium D prend également en charge la technologie EM64T et la technologie de sécurité binaire XD. Il convient de mentionner que le processeur Pentium D ne prendra pas en charge la technologie Hyper-Threading. La raison est évidente : il n'est pas facile de répartir correctement les flux de données et d'équilibrer les tâches de calcul entre plusieurs processeurs physiques et plusieurs processeurs logiques. Par exemple, si l'application nécessite deux threads de calcul, il est évident que chaque thread correspond à un cœur physique, mais que faire s'il y a 3 threads de calcul ? Par conséquent, afin de réduire la complexité de l'architecture Pentium D dual-core, Intel a décidé d'annuler la prise en charge de la technologie Hyper-Threading dans le Pentium D pour le marché grand public.
La même chose vient d'Intel, et la différence dans les noms des deux processeurs dual-core, Pentium D et Pentium Extreme Edition, indique également que les deux processeurs ne sont pas les mêmes dans les spécifications. La plus grande différence entre eux est la prise en charge de la technologie Hyper-Threading. Le Pentium D ne prend pas en charge la technologie Hyper-Threading, tandis que le Pentium Extreme Edition n'a pas cette limitation. Lorsque la technologie Hyper-Threading est activée, le processeur bicœur Pentium Extreme Edition peut simuler deux autres processeurs logiques, qui peuvent être reconnus par le système comme un système quadricœur.
Les séries Pentium EE sont marquées de trois chiffres sous la forme de Pentium EE8xx ou 9xx, tels que Pentium EE840, etc. Plus le nombre est grand, plus la spécification est élevée ou plus elle prend en charge de fonctionnalités.
Pentium EE8x0 : il s'agit d'un produit avec un cœur Smithfield, 1 Mo de cache L2 par cœur et un FSB à 800 MHz. La seule différence entre elle et la série Pentium D8x0 est qu'elle n'ajoute que la prise en charge de la technologie hyper-threading, entre autres. Les caractéristiques techniques et les paramètres sont exactement les mêmes.
Pentium EE9x5 : Cela signifie qu'il s'agit d'un produit avec un cœur Presler, 2 Mo de cache L2 par cœur et 1066MHzFSB. La différence avec la série PentiumD9x0 est qu'elle ajoute la prise en charge de la technologie hyper-threading et augmente le bus frontal à 1066MHzFSB. De plus, les autres caractéristiques et paramètres techniques sont complètement identiques.
Les processeurs monocœur Pentium 4, Pentium 4 EE, Celeron D et dual-core Pentium D et Pentium EE sont conditionnés en LGA775. Contrairement au processeur d'interface Socket 478 précédent, le bas du processeur d'interface LGA 775 n'a pas de broches traditionnelles. Au lieu de cela, 775 contacts sont utilisés à la place, ce qui n'est pas un type de broche mais un type de contact. La broche de contact racine touche pour transmettre le signal. L'interface LGA 775 peut non seulement augmenter efficacement la force du signal et la fréquence du processeur, mais également augmenter le taux de rendement du processeur et réduire les coûts de production.
La sixième génération
La sixième étape (de 2005 à aujourd'hui) est l'ère de la série centrale de microprocesseurs, généralement appelée la sixième génération. "Core" est un nouveau type de microarchitecture à la pointe des économies d'énergie. Le point de départ de la conception est de fournir des performances et une efficacité énergétique exceptionnelles, et d'améliorer les performances par watt, ce que l'on appelle le rapport d'efficacité énergétique. Les premiers Core Duo étaient basés sur des processeurs pour ordinateurs portables. Core 2 : Le nom anglais est Core 2 Duo, qui est le nom d'une nouvelle génération de produits basés sur la micro-architecture Core lancée par Intel en 2006. Sorti le 27 juillet 2006. Core 2 est un système d'architecture multiplateforme , comprenant trois domaines principaux : la version serveur, la version de bureau et la version mobile. Parmi eux, le nom de code de développement de la version serveur est Woodcrest, le nom de code de développement de la version de bureau est Conroe et le nom de code de développement de la version mobile est Merom.
La microarchitecture Core du processeur Core 2 est une nouvelle génération d'architecture Intel améliorée par l'équipe de conception israélienne d'Intel basée sur la microarchitecture Yonah. Le changement le plus important réside dans l'amélioration de chaque partie clé. Afin d'améliorer l'efficacité de l'échange de données internes entre les deux cœurs, une conception de cache secondaire partagé est adoptée et les deux cœurs partagent jusqu'à 4 Mo de cache secondaire.
Après l'interface LGA775, Intel a d'abord lancé la plate-forme LGA1366, positionnant la série phare haut de gamme. Le premier processeur avec l'interface LGA 1366 porte le nom de code Bloomfield, utilisant un noyau Nehalem amélioré, basé sur un processus de 45 nanomètres et une conception quad-core native, avec un cache L3 intégré de 8 à 12 Mo. La plate-forme LGA1366 introduit à nouveau la technologie Intel Hyper-Threading, et la technologie de bus QPI remplace la conception de bus frontale utilisée à l'époque du Pentium 4. La chose la plus importante est que la plate-forme LGA1366 est une plate-forme qui prend en charge la conception de mémoire à trois canaux. Il a une plus grande amélioration des performances réelles. C'est également une différence majeure entre la plate-forme phare LGA1366 et les autres plates-formes.
En tant que représentant des produits phares haut de gamme, les premiers processeurs d'interface LGA1366 incluent principalement le processeur quad-core Bloomfield Core i7 45 nm. Comme Intel a acheté le processus 32 nm en 2010, le représentant du produit phare haut de gamme a été remplacé par le processeur Core i7-980X. Le nouveau processus 32 nm résout la technologie à six cœurs et offre les performances les plus puissantes. Pour les utilisateurs qui se préparent à construire une plate-forme haut de gamme, LGA1366 occupe toujours le marché haut de gamme, et Core i7-980X et Core i7-950 sont toujours de bons choix.
Intel Core i7 est un processeur quad-core natif de 45 nm avec 8 Mo de cache L3 et prend en charge la mémoire DDR3 à trois canaux. Le processeur utilise la conception à broches LGA 1366 et prend en charge la technologie hyper-threading de deuxième génération, ce qui signifie que le processeur peut fonctionner avec huit threads. D'après les tests qui circulent sur Internet, le Core i7 à même fréquence a des performances bien supérieures à celles du Core 2 Quad.
Sur la base des informations précédentes, Intel lancera d'abord trois processeurs Intel Core i7 avec des fréquences de 3,2 GHz, 2,93 GHz et 2,66 GHz. Le cadencé à 3,2 GHz appartient à Intel Core i7 Extreme. Le processeur est au prix de 999 $ US, et bien sûr, ce processeur haut de gamme s'adresse aux utilisateurs passionnés. La fréquence inférieure 2,66 GHz est au prix de 284 $ US, soit environ 1940 yuans, et s'adresse aux consommateurs ordinaires. Une nouvelle génération de processeurs Core i7 sera lancée au quatrième trimestre 2013.
From the situation shown by Intel at the Intel Technology Summit 2008 (IDF2008), the capability of core i7 is about three times that of core2 extreme qx9770 (3.2GHz). On IDF, intel staff used a core i7 3.2GHz processor to demonstrate CineBench R10 multi-threaded rendering, and the results were amazing. After the rendering started, the eight threads of the four cores started working at the same time, and the complete picture was presented on the screen after only 19 seconds, with a score of over 45800. In contrast, core2 extreme qx 9770 3.2GHz can only get about 12,000 points, and the overclocking to 4.0GHz barely exceeds 15,000 points, which is less than one-third of core i7. The super strength of core i7 can be seen from this.
Core i5 is a quad-core processor based on the Nehalem architecture. It adopts an integrated memory controller, a three-level cache mode, L3 reaches 8MB, and supports Turbo Boost and other technologies for the new processor computer configuration. The main difference between it and Core i7 (Bloomfield) is that the bus does not use QPI, it uses a mature DMI (Direct Media Interface), and only supports dual-channel DDR3 memory. Structurally, it uses the LGA1156 interface, and Core i7 uses the LGA1366. i5 has turbo frequency technology, which can be overclocked under certain circumstances.
Core i3 can be seen as a further streamlined version (or castrated version) of Core i5. There will be a 32nm process version (the development code is Clarkdale, based on Westmere architecture). The biggest feature of Core i3 is the integration of GPU (graphics processing unit), which means that Core i3 will be packaged with two cores, CPU+GPU. Due to the limited performance of the integrated GPU, users who want better 3D performance can add a graphics card. It is worth noting that even for Clarkdale, the manufacturing process of the core part of the display will still be 45nm. The biggest difference between i3 and i5 is that i3 does not have turbo technology.
In June 2010, Intel once again released a revolutionary processor-the second generation Core i3/i5/i7. The second-generation Core i3/i5/i7 belong to the second-generation Smart Core family, all based on the new Sandy Bridge micro-architecture, which brings five important innovations compared to the first-generation products: 1. The use of the new 32nm Sandy Bridge micro-architecture Architecture, lower power consumption, stronger performance. 2. Built-in high-performance GPU (core graphics card), video encoding and graphics performance is stronger. 3. Turbo Boost Technology 2.0, smarter and more efficient. 4. The introduction of a new ring architecture brings higher bandwidth and lower latency. 5. Brand new AVX and AES instruction set, strengthen floating point operation and encryption and decryption operation.
SNB (Sandy Bridge) is a new generation of processor microarchitecture released by Intel in early 2011. The greatest significance of this architecture is to redefine the concept of "integrated platform", which is "seamlessly" with the processor. The "integrated" "core graphics card" put an end to the era of "integrated graphics". This initiative benefited from a new 32nm manufacturing process. Because the processor under the Sandy Bridge architecture uses a 32nm manufacturing process that is more advanced than the previous 45nm process, theoretically achieves a further reduction in CPU power consumption, and significant optimization of circuit size and performance, which will integrate the graphics core (HD Graphics) and the CPU are packaged on the same substrate, creating favorable conditions. In addition, the second-generation Core Duo also added a new high-definition video processing unit. The speed of video conversion and decoding is directly related to the processor. Due to the addition of the high-definition video processing unit, the video processing time of the new generation of Core processors is at least 30% higher than that of the old processors. The new generation of Sandy Bridge processor adopts the new LGA1155 interface design, and cannot be compatible without the LGA1156 interface. Sandy Bridge is a new micro-architecture that will replace Nehalem, but it will still use a 32nm process. The more fascinating thing is that this time Intel is no longer sticking the CPU core and GPU core together with "glue", but has truly integrated the two into one core.
On the afternoon of April 24, 2012, Beijing Planetarium, Intel officially released the ivy bridge (IVB) processor. The 22nm Ivy Bridge will double the number of execution units to a maximum of 24, which will naturally bring a further leap in performance. Ivy Bridge will add integrated graphics that support DX11. In addition, the newly added XHCI USB 3.0 controller shares four of the channels to provide up to four USB 3.0, thereby supporting native USB 3.0. CPU production using 3D transistor technology CPU power consumption will be reduced by half.
Composition
The microprocessor is composed of arithmetic logic unit (ALU, Arithmetic Logical Unit); accumulator and general register group; program counter (also called instruction indicator); timing and control Logic components; data and address latch/buffer; internal bus composition. Among them, the arithmetic unit and the controller are its main components.
Arithmetic logic unit
The arithmetic logic unit ALU mainly completes arithmetic operations (+, -, ×, ÷, comparison) and various logic operations (and, or, NOT, XOR) , Shift) and other operations. ALU is a combinational circuit and has no function of registering operands. Therefore, it must have two registers to save operands: temporary storage TMP and accumulator AC. The accumulator provides operands to ALU and receives the results of ALU operations.
The register array is actually equivalent to the RAM inside the microprocessor. It includes two parts: general register group and special register group. General registers (A, B, C, D) are used to store the data participating in the operation. , Intermediate results or addresses. They can generally be used as two 8-bit registers. With these registers inside the processor, frequent access to the memory can be avoided, instruction length and instruction execution time can be shortened, the operating speed of the machine is improved, and programming is also convenient. Special registers include the program counter PC, stack indicator SP, and flag register FR. Their functions are fixed and used to store addresses or address base values. Among them:
A) The program counter PC is used to store the address of the next instruction to be executed, so it controls the execution sequence of the program. Under the condition of sequential execution of instructions, every time a byte of the instruction is fetched, the content of the PC is automatically incremented by 1. When the program is transferred, the new instruction address (target address) must be loaded into the PC, which is usually realized by the transfer instruction.
B) The stack pointer SP is used to store the top address of the stack. The stack is a specific area in memory.它按“后进先出”方式工作，当新的数据压入堆栈时，栈中原存信息不变，只改变栈顶位置，当数据从栈弹出时，弹出的是栈顶位置的数据，弹出后自动调正栈顶位置。也就是说，数据在进行压栈、出栈操作时，总是在栈顶进行。堆栈一旦初始化（即确定了栈底在内存中的位置）后，SP的内容（即栈顶位置）使由CPU自动管理。
C）标志寄存器也称程序状态字（PSW）寄存器，用来存放算术、逻辑运算指令执行后的结果特征，如结果为0时，产生进位或溢出标志等。
定时与控制逻辑是微处理器的核心控制部件，负责对整个计算机进行控制、包括从存储器中取指令，分析指令（即指令译码）确定指令操作和操作数地址，取操作数，执行指令规定的操作，送运算结果到存储器或I/O端口等。它还向微机的其它各部件发出相应的控制信号，使CPU内、外各部件间协调工作。
内部总线用来连接微处理器的各功能部件并传送微处理器内部的数据和控制信号。
必须指出，微处理器本身并不能单独构成一个独立的工作系统，也不能独立地执行程序，必须配上存 储器、输入输出设备构成一个完整的微型计算机后才能独立工作。
存储器
微型计算机的存储器用来存放当前正在使用的或经常使用的程序和数据。存储器按读、写方式分为随机存储器RAM（Random Access Memory）和只读存储器ROM（Read only Memory）。 RAM也称为读/写存储器，工作过程中CPU可根据需要随时对其内容进行读或写操作。 RAM是易失性存储器，即其内容在断电后会全部丢失，因而只能存放暂时性的程序和数据。 ROM的内容只能读出不能写入，断电后其所存信息仍保留不变，是非易失性存储器。所以ROM常用来存放永久件的程序和数据。如初始导引程序、监控程序、操作系统中的基本输入、输出管理程序BIOS等。
I/O接口
输入/输出接口电路是微型计算机的重要组成部件。他是微型计算机连接外部输入、输出设备及各种控制对象并与外界进行信息交换的逻辑控制电路。由于外设的结构、工作速度、信号形式和数据格式等各不相同，因此它们不能直接挂接到系统总线上，必须用输入/输出接口电路来做中间转换，才能实现与CPU间的信息交换。 I/O接口也称I/O适配器，不同的外设必须配备不同的I/O适配器。 I/O接口电路是微机应用系统必不可少的重要组成部分。任何一个微机应用系统的研制和设计，实际上主要是I/O接口的研制和设计。因此I/O接口技术是本课程讨论的重要内容之一，我们将在第八章中详细介绍。
总线
总线是计算机系统中各部件之间传送信息的公共通道，是微型计算机的重要组成部件。它由若干条通信线和起驱动，隔离作用的各种三态门器件组成。微型计算机在结构形式上总是采用总线结构，即构成微机的各功能部件（微处理器、存储器、I/O接口电路等）之间通过总线相连接，这是微型计算机系统结构上的独特之处。采用总线结构之后，使系统中各功能部件间的相互关系转变为各部件面向总线的单一关系，一个部件（功能板/卡）只要符合总线标准，就可以连接到采用这种总线标准的系统中，从而使系统功能扩充或更新容易、结构简单、可靠性大大提高。在微型计算机中，根据他们所处位置和应用场合，总线可被分为以下四级，如图1.4所示。
（1）片内总线：它位于微处理器芯片内部，故称为芯片内部总线。用于微处理器内部ALU和各种寄存器等部件间的互连及信息传送（如图1.3中的内部总线就是片内总线）。由于受芯片面积及对外引脚数的限制，片内总线大多采用单总线结构，这有利于芯片集成度和成品率的提高，如果要求加快内部数据传送速度，也可采用双总线或三总线结构。
（2）片总线：片总线又称元件级（芯片级）总线或局部总线。微机主板、单扳机以及其它一些插件板、卡（如各种I/O接口板/卡），它们本身就是一个完整的子系统，板/卡上包含有CPU，RAM，ROM，I/O接口等各种芯片，这些芯片间也是通过总线来连接的，因为这有利于简化结构，减少连线，提高可靠性，方便信息的传送与控制。通常把各种板、卡上实现芯片间相互连接的总线称为片总线或元件级总线。
相对于一台完整的微型计算机来说，各种板/卡只是一个子系统，是一个局部，故又把片总线称为局部总线，而把用于连接微机各功能部件插卡的总线称为系统总线。局部总线是一个重要的概念，我们将在第七章中讨论。
（3）内总线：内总线又称系统总线或板级总线。因为该总线是用来连接微机各功能部件而构成一个完整微机系统的，如图1.2中所示，所以称之为系统总线。系统总线是微机系统中最重要的总线，人们平常所说的微机总线就是指系统总线，如PC总线、AT总线（ISA总线）、PCI总线等。系统总线是我们要讨论的重点内容之一。
系统总线上传送的信息包括数据信息、地址信息、控制信息，因此，系统总线包含有三种不同功能的总线，即数据总线DB（Data Bus）、地址总线AB（Address Bus）和控制总线CB（Control Bus），如图1.2中所示。
数据总线DB用于传送数据信息。数据总线是双向三态形式的总线，即他既可以把CPU的数据传送到存储器或I/O接口等其它部件，也可以将其它部件的数据传送到CPU。数据总线的位数是微型计算机的一个重要指标，通常与微处理的字长相一致。例如Intel 8086微处理器字长16位，其数据总线宽度也是16位。需要指出的是，数据的含义是广义的，它可以是真正的数据，也可以指令代码或状态信息，有时甚至是一个控制信息，因此，在实际工作中，数据总线上传送的并不一定仅仅是真正意义上的数据。
地址总线AB是专门用来传送地址的，由于地址只能从CPU传向外部存储器或I/O端口，所以地址总线总是单向三态的，这与数据总线不同。地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小，比如8位微机的地址总线为16位，则其最大可寻址空间为2^16=64KB，16位微型机的地址总线为20位，其可寻址空间为2^20=1MB。一般来说，若地址总线为n位，则可寻址空间为2^n字节。
控制总线CB用来传送控制信号和时序信号。控制信号中，有的是微处理器送往存储器和I/O接口电路的，如读/写信号，片选信号、中断响应信号等；也有是其它部件反馈给CPU的，比如：中断申请信号、复位信号、总线请求信号、限备就绪信号等。因此，控制总线的传送方向由具体控制信号而定，一般是双向的，控制总线的位数要根据系统的实际控制需要而定。实际上控制总线的具体情况主要取决于CPU。
（4）外总线：也称通信总线。用于两个系统之间的连接与通信，如两台微机系统之间、微机系统与其他电子仪器或电子设备之间的通信。常用的通信总线有IEEE-488总线，VXI总线和RS-232串行总线等。外总线不是微机系统本身固有的，只有微型机应用系统中才有。
AMD CPU
K5
K5是AMD公司第一个独立生产的x86级CPU，发布时间在1996年。由于K5在开发上遇到了问题，其上市时间比英特尔的Pentium晚了许多，再加上性能不好，这个不成功的产品一度使得AMD的市场份额大量丧失。 K5的性能非常一般，整数运算能力不如Cyrix的6x86，但是仍比Pentium略强，浮点运算能力远远比不上Pentium，但稍强于Cyrix。综合来看，K5属于实力比较平均的那一种产品。 K5低廉的价格显然比其性能更能吸引消费者，低价是这款CPU最大的卖点。 AMD 自然不甘心Pentium在CPU市场上呼风唤雨，因此它们在1997年又推出了K6。 K6这款CPU的设计指标是相当高的，它拥有全新的MMX指令以及64KB L1 Cache（比奔腾MMX多了一倍），整体性能要优于奔腾MMX，接近同主频PⅡ的水平。 K6与K5相比，可以平行地处理更多的指令，并运行在更高的时钟频率上。 AMD在整数运算方面做得非常成功，K6稍微落后的地方是在运行需要使用到MMX或浮点运算的应用程序方面，比起同样频率的Pentium 要差许多。
K6
K6拥有32KB数据L1 Cache,32KB指令L1 Cache,集成了880万个晶体管,采用0.35微米技术,五层CMOS,C4工艺反装晶片,内核面积168平方毫米(新产品为68平方毫米),使用Socket7架构。 Cyrix 也算是一家老资格的CPU开发商了，早在x86时代，它和英特尔，AMD就形成了三雄并立的局面。
K6－2
AMD于1998年4月正式推出了K6－2微处理器。它采用0.25微米工艺制造，芯片面积减小到了68平方毫米，晶体管数目也增加到930万个。另外，K6－2具有64KB L1 Cache，二级缓存集成在主板上，容量从512KB到2MB之间，速度与系统总线频率同步，工作电压为2.2V，支持Socket 7架构。
K6－2是一个K6芯片加上100MHz总线频率和支持3D Now！浮点指令的“结合物”。 3D Now！技术是对x86体系的重大突破，它大大加强了处理3D图形和多媒体所需要的密集浮点运算性能。此外，K6－2支持超标量MMX技术，支持100MHz总线频率，这意味着系统与L2缓存和内存的传输率提高近50%，从而大大提高了整个系统的表现。 作为Cyrix公司独自研发的最后一款微处理器，Cyrix MⅡ是于1998年3月开始生产的。除了具有6x86本身的特性外,该微处理器还支持MMX指令，其核心电压为2.9V，具有256字节指令;3.5X倍频;核心内集成650万个晶体管,功耗20.6瓦；64KB一级缓存。
K6－Ⅲ
AMD于1999年2月推出了代号为“Sharptooth”(利齿)的K6－Ⅲ，它是该公司最后一款支持Super 7架构和CPGA封装形式的CPU，采用0.25微米制造工艺、内核面积是135平方毫米，集成了2130万个晶体管，工作电压为2.2V/2.4V。
Athlon（K7）
相对于K6－2而言，K6－Ⅲ最大的变化就是内部集成了256KB二级缓存（新赛扬只有128KB），并以CPU的主频速度运行。 K6－Ⅲ的这一变化将能够更大限度发挥高主频的优势。此外，该微处理器还带有64KB一级缓存（32KB用于指令，另32KB用于数据），而且在主板上还集成了以系统总线频率同步运行的三级缓存，其容量大小从512KB到2MB之间。 1999年6月23日，AMD公司推出了具有重大战略意义的K7微处理器，并将其正式命名为Athlon。 K7有两种规格的产品：第一种采用0.25微米工艺制造，使用K7核心，工作电压为1.6V(其缓存以主频速度的一半运行)；第二种采用0.18微米工艺制造，使用K75核心；工作电压有1.7V和1.8V两种。上述两种类型的K7微处理器内部都集成了2130万个晶体管，外频均为200MHz。
Athlon包含128KB的L1 Cache(PⅡ/PⅢ只有32KB)；512KB～1MB L2 Cache的片外缓存。同时，它还采用了全新的宏处理结构，拥有三个并行的x86指令译码器，可以动态推测时序，乱序执行；K7拥有一个强劲的浮点处理单元，在3DNOW！指令的帮助下会有更进一步的3D和多媒体处理能力，这个先进的FPU使K7拥有超越其他x86微处理器2倍的性能！另外，K7采用了一种类似于Slot 1的全新的Slot A架构，从物理结构上两者可以互换，但后者的电器性能和前者完全不兼容。在总线方面，使用的是Digital公司的Alpha系统总线协议EV6，外频达200MHz；Athlon是AMD第一个具有SMP（对称多微处理器技术）能力的桌面CPU，即使用者可以用Athlon构建双微处理器甚至4微处理器系统！ AMD公司在2000年6月份连续推出了新款的Thunderbird（雷鸟）、Duron（毒龙）微处理器，再次向英特尔Coppermine（铜矿）核心的微处理器发出了强有力的挑战。
Thunderbird（雷鸟）
Thunderbird是AMD面向高端的Athlon系列延续产品，采用0.18微米的制造工艺，共有Slot A和Socket A两种不同的架构，但它们在设计上大致相同：均内置128KB的一级缓存和256KB的二级缓存，其二级缓存与CPU主频速度同步运行；工作电压为1.70V～1.75V，相应的功耗也比老的Athlon要小;集成3700万个晶体管，核心面积达到120平方毫米。
另外，Thunderbird微处理器支持200MHz系统总线频率，提供巨大的带宽，且支持Alpha EV6总线协议，具有多重并行x86指令解码器。
Duron（毒龙）
Duron微处理器是AMD首款基于Athlon核心改进的低端微处理器，它原来的研发代号称为“Spitfire”。 Duron外频也是200MHz，内置128KB的一级缓存和64KB的全速二级缓存，它的工作电压为1.5V，因而功耗要较Thunderbird小。而且它核心面积是100平方毫米，内部集成的晶体管数量为2500万个，比K7核心的Athlon多300万个。这些特点符合了AMD面对低端市场的策略，即低成本低功耗而又高性能。在浮点性能上，基于K7体系的Duron明显优于采用P6核心设计的Intel系列微处理器，它具有三个全流水乱序执行单元，一个用于加/减运算，一个用于复合指令还有一个是浮点存储单元。
其他微处理器发展
1975年，IBM公司生产了几款基于RISC 设计的处理器。其中801就是RISC之父John Cocke的杰作。最终15年后设计出Power 架构系列产品,若干年后更出出现一个影响深远的RISC结构的芯片系列ARM
这是八十年代后，RISC架构被工业界认可后发展起的一种，HP的HPPA-RISC
1975年，摩托罗拉推出 6800 ，该款处理器拥有78条指令集。摩托罗拉很多款单片装处理器和微处理器的设计思想都来源于6800 ，即使曾经很流行功能强大的6809 也是继承了6800 血统。 1985年，摩托罗拉推出MC68010和已经命名为88000的32位RISC处理器系列。但1990年由于要全力研制PowerPC而被迫停产。
Z-80是由从Intel离走的Frederico Faggin设计的8位微处理器，被认为是8080的增强版，------是也是当年很牛的一款单片机，比后来风光无限的51系列更早进入中国，八十年代初学校都是以Z80为基础教学，那种需要用电视作显示器的单板电脑就是用的这种芯片。
不过最先推出的单芯片16位处理器当数TI TMS 9900。虽然出道后势头强劲，但TI为了发展DSP业务，不得不在1982年缩小9900的产量
半导体行业另一巨头，美国国家半导体公司，就是后来收购了设计X86系列处理器的Cyrix公司的，这是1983年由国家半导体（National Semiconductor）推出NS32032，也是一款RISC处理器，但是可惜的是RISC架构的处理器在个人电脑应用中只有POWERPC芯片的市场还算比较成功，其它的都可以说很失败，不过在另一领域：嵌入式应用中，RISC架构的处理器确是风光无限。
1981年，由斯坦福大学和部分研究者研制出MIPS。处理器利用了深度流水线技术。它通过简化指令的操作周期，解决了流水线的瓶颈－联锁问题，促成RISC思想的重要转变。
1982年，由美国伯克利大学研制的RISC-I，只有32条指令，并且具有流水线操作和使用寄存器窗口，性能比同时代单芯片设计都优越
ARM是一家芯片设计公司，自己不生产芯片，而是通过授权生产来发展ARM系列处理器 。 ARM公司在1990年11月英国剑桥的一个谷仓里成立，最初只有12人，经过11年多的发展，今日的ARM公司已经拥有700多名员工，其中60%以上都从事研发工作，ARM公司是一家既不生产芯片（fabless）也不销售芯片（chipless）的公司，它通过出售芯片技术授权，建立起新型的微处理器设计、生产和销售商业模式。更重要的是，这种商业模式取得极大的成功，采用ARM技术IP核的微处理器遍及各类电子产品：汽车、消费电子、成像、工业控制、海量存储、网络、安保和无线等市场，ARM技术几乎无处不在。 ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。总共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议，其中包括Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、菲利浦和国民半导体这样的大公司。至于软件系统的合伙人，则包括微软、升阳和MRI等一系列知名公司。
中国研发
2004年2月18日，由清华大学自主研发的32位微处理器THUMP芯片终于领到了由国家教育部颁发的“身份证”：典型工作频率400MHz，功耗1.17mW/MHz，芯片颗粒40片，最高工作频率可达500MHz，是目前国内工作频率最高的微处理器。 “这标志着我国在自主研发CPU芯片领域迈开了实质性的一大步。”教育部对THUMP的诞生给予了较高评价。
在龙芯1号、龙芯2号的基础上，中国正在自主研发新一代的龙芯3号。
龙芯3A的工作频率为900MHz～1GHz，功耗约15W，频率为1GHz时双精度浮点运算速度峰值达到每秒160亿次，单精度浮点运算速度峰值每秒320亿次。龙芯3A采用意法半导体公司（STMicro）65纳米CMOS工艺生产，晶体管数目达4.25亿个，芯片采用BGA封装，引脚的数目为1121个，功耗小于15瓦。龙芯3A集成了四个64位超标量处理器核、4MB的二级Cache、两个DDR2/3内存控制器、两个高性能HyperTransport控制器、一个PCI/PCIX控制器以及LPC、SPI、UART、GPIO等低速I/O控制器。龙芯3A的指令系统与MIPS64兼容并通过指令扩展支持X86二进制翻译。龙芯3号在包括服务器、高性能计算机、低能耗数据中心、个人高性能计算机、高端桌面应用、高吞吐计算应用、工业控制、数字信号处理、高端嵌入式应用等产品中具有广阔的市场应用前景。