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09秋季IDF:巨人的脚印 观Intel博物馆

  【2009秋季IDF报道】2009年秋季的IDF(Intel Developer Forum,英特尔开发者论坛/英特尔信息技术峰会)将于9月22-24日在美国旧金山的马士孔尼会展中心(Moscone Center West)举行。不过,美国时间和中国时间有些不一样,虽然在中国已经是9月22日了,然而在美国当地还是21日(笔者执笔时是美国当地晚上11点),IDF还要再过一晚才正式开始,之前就让我们到Intel博物馆回溯一下历史的脚步吧。


更多2009年秋季IDF峰会信息请关注IT168报道

  Intel已经拥有着40年的历史,对于一个半导体公司来说已算长寿,Intel博物馆就是一个见证了Intel成长历史的地方。在这里,记录了Intel从1968年到2002年,intel在核心技术领域光辉的发展历程。在这里,你既可以看到历史久远的4004微处理器,也可以看到大家耳熟能详的奔腾系列处理器,一直到最新的Nehalem处理器,通过这些旧日足迹,我们可以见证半导体巨人的过往经历,见证x86处理器是如何一步一步地发展、繁荣和壮大。


Intel外景

 


IT168赴IDF2009秋的现场记者:洪钊峰;背后的建筑物有Robert N. Noyce Building字样,在下一页我们可以知道,Robert N. Noyce是Intel的创始人之一罗伯特·诺顿·诺伊斯的名字

 1968-1972:存储起家及第一个微处理器


Intel:时光开始

  可能知道的人不多,Intel一开始并不是做处理器,而是做内存的,Intel由两位传奇式的人物在1968年7月18日成立。这两人分别叫做Robert Norton Noyce罗伯特·诺顿·诺伊斯和Gordon Earle Moore戈登·厄尔·摩尔。  

1968年,Robert Norton Noyce和Gordon Earle Moore建立Intel
题字:the gamble pays off,赌博得到回报

  Robert Norton Noyce在1953年从MIT拿了物理学博士学位后不久投奔William Shockley(威廉·肖克莱,晶体管发明者之一)门下,四年后的1957年,他率领Shockley Semiconductor Laboratory(Shockley半导体实验室)的另外7名叛逆份子,离开Shockley开创了Fairchild Semiconductor仙童公司,几年后发明集成电路。

  至于Gordon Earle Moore,相信人们都很熟悉了,1965年的一个无意的瞬间,摩尔发现出一个对后来计算机行业极为重大的定律,它发表在当年第35期《电子》杂志上,只有短短3页篇幅。在文章里,摩尔天才地预言说道,集成电路上能被集成的晶体管数目,将会以每18个月翻一番的速度稳定增长,并在今后数十年内保持着这种势头。摩尔所做的这个预言,因后来集成电路的发展而得以证明,并在较长时期保持了它的有效性,被人誉为“摩尔定律”,成为新兴电子电脑产业的“第一定律”。 


Intel 4004

Intel 4004处理器晶体管架构图

  1971年,Intel生产出了第一个商用微处理器4004,可以运行4位或8位指令,外部只有16个针脚(DIP:双列直插封装),采用了10μm工艺制程,在小小的3毫米x4毫米体积内及成了2300个晶体管,运行频率最高740kHz(一开始是108kHz) ,虽然现在看起来很不起眼,却是奠定了Intel大厦的坚实基础。4004最大的历史意义在于,它是一块通用型的处理器,这让它在当年众多为专用功能而专门设计的处理器中卓尔不群。Intel提出了大胆的设想:使用通用的硬件设计作为基础,用软件来实现不同的功能。在今天看来,这只是一般性的常识;但是在当年,却可以称得上是一个创举。


计算机实现算术计算的过程

 

 1973-1977:创造新市场

  在Intel 4004微处理器发布3年之后,Intel推出了8080处理器,提供了更强大的功能和更快的运行速度,并广泛地使用到各个领域,并以低廉的价格创造了多个新兴的市场应用,包括PC市场在内。PC——Personal Computer,个人电脑,正是由于低价和宜用,让个人拥有计算机成为了可能。价格合适,易于开发易于使用,就是Intel微处理器的成功秘诀。


题字:creating growing markets,缔造成长的市场
 

Intellec 4/40计算机,1973,那时候可没有键盘和鼠标,就是靠面板上的多个开关,疯狂的玩家们开始了计算
 

明星Altair 8800,1975,它使用了8080处理器,售价仅为$439,这在当时已经是一个不可思议的低价格。8080处理器1974年4月发布,是一个8位的处理器,频率为2MHz
 

(左)多路处理器雏形:多总线主板,1975
(右)交通灯上的Intel处理器:单板机,1976

 1978-1982:PC市场发展和IBM PC的崛起

   在1978年的时候,市场上已经有了多种微处理器产品,如Motoroa的68000就很著名。同时存在的还有大量不同标准的个人电脑,1981年,蓝色巨人IBM推出了IBM PC系列并进行了一个前无古人的创举,它公开了除BIOS之外的全部技术资料,从而形成了一个PC的开放标准,使不同厂商的标准部件可以互换。开放标准聚拢了大量板卡生产商和整机生产商,大大促进了PC机的产业化发展速度。到了90年代初期,PC市场上只剩下了IBM PC兼容机和Apple Macintosh两个主要系统,并一直演化到现在。 


题字:the PC revolution begins,个人电脑进化开始
 

一台IBM PC样机,1981年,造就了Intel和Microsoft两家大型公司
 

8088主板,1979年。Intel 8088是以8086为基础的处理器,拥有16位寄存器和8位数据总线。因为采用16位数据总线的8086需要的大资料总线宽度的电路板还是相当地昂贵。8088的prefetch queue(预取序列)是4个字节,8086是6个字节。8088 的后代包括到现在还在使用的Intel 80188、80288(不再制造或使用)、和80388

 1983-1987:技术铸造经典:386处理器

  1980年,半导体业界——特别是内存相关,由于过度竞争,导致利润降低(看看,直到现在,内存厂商们活得还是比较惨淡),Intel停止了内存产品线并转向了处理器制造,专注让Intel更为专业,在1985年10月17日,Intel发布了最初的80386处理器,80386处理器是一个里程碑式的产品,不仅仅是因为它将PC机从16位带入了32位,它还建立了一个新的系统性的结构。

  在1982年的80286处理器上,Intel引入了保护模式(Protected Mode),老的8086模式被称为实模式。实模式下只能访问1MB的空间,进入保护模式后访问空间扩大到16MB。然而,到80286为止,每个段的大小都被限制为64KB,程序规模受到了很大的限制。

  在80386上,Intel在段寄存器的基础上构筑新的保护模式,并且保留段寄存器为16位。在保护模式下,它的段范围不再受限于64KB,而是可以达到4GB。这个改变真正解放了编程人员,不必再费尽心思去压缩程序规模,软件功能也因此迅速提升。虽然32位的应用仍嫌为时过早,不过80386——保护模式迅速得到了广泛的应用,实模式很快消失至看不见。

  从80286到80386,看起来只是处理器位数的变化,但实质上是处理器体系结构的变化,从寻址方式上说,就是从“实模式”到“保护模式”的变化。从80386开始之后的处理器,虽然速度和功能不断提升,然而基本上属于同一种系统结构的改进与加强,而无本质的变化,所以人们把80386以后的处理器统称为IA32(32 Bit Intel Architecture)。


题字:the industry changes, and so does Intel,工业变迁,Intel也一样
 
 

Intel System 310,1985年,当时intel非常先进的产品,通过多总线架构集成了一个80286和一个80287协处理器,80x87系列就是Intel的浮点处理器,后代还有80387;从486DX开始,Intel的处理器就集成了浮点运算器
 
 

Intel 386处理器进入了PC、工作站和服务器,1985年
 

Intel AboveBoard内存扩展卡,1985年
 

IEEE颁发的荣誉奖状,1986年。上面写着:IEEE Corporate Innovation Recognition,Presented to Intel Corporation for Innovation in the development of the microprocessor and related integrated circuit technologies,IEEE企业创新肯定,颁发与Intel公司因为其微处理器和集成电路技术上的发展创新

 1988-1992年:家喻户晓的Intel Inside

  Intel的处理器技术获得了专家们的肯定, 但是却无法做到麦当劳肯德基那样深入人心,在1984年的16位微处理器市场中,IA构架芯片占据了59%的份额,在市场中占主导地位,但是Intel的芯片在市场占有率上却不到20%。当时市场上最大的受益者是AMD公司,其芯片在IA构架芯片市场上的市场占有率超过50%。很多公司都推出了基于IA架构的兼容处理器产品,Intel最初试图通过法律手段保护使自己不至于受到竞争对手的侵犯,结果却遭到联邦法院的驳回。Intel必须把竞争对手的产品和自己的产品区分开来,同时还要保护研发投资与知识产权,在这种背景下,Intel公司于1991年开始启动Intel Inside计划。


计算机面前的你一定听说过Intel Inside

  Intel Inside计划的目的一方面是要在最终用户当中建立强大的品牌形象;另一方面,还要通过英特尔的品牌效果限制计算机生产商在最终用户中的影响,使CPU成为消费者的关注对象,而非计算机的品牌。在Intel以前,还从来没有一个非终端产品能够成功地创建自己的品牌。

  不过,Intel Inside计划的执行效果很快证明了其计划是成功的。从1991年Intel Inside计划启动到2002年,Intel为这一计划打出的广告费超过了70亿美元,却也因此而铸就了将近400亿美元的品牌价值,现在,就连不懂电脑的老人小孩,也都知道Intel公司。Andy S. Grove安迪·葛鲁夫在回顾过去时谈到,这是该公司有史以来的一项非常好的投资。


题字:Intel's marketing is as bold as its technology,Intel的市场和其技术一样刚劲
 

Intel的Flash Memory,1988年。到现在我们可以看到Intel在固态硬盘上的活跃:

巨大进步 Intel第二代34nm SSD权威评测
 
 

停止使用286:1989年,286已经成为过去,386带来的新架构统治了x86处理器

1993-1997:经典再现:Pentium和浮点缺陷

  在20世纪90年代中,Intel已经是世界优异的半导体生产厂商,通过Intel发明的种种技术,用户通过PC得到了如多媒体这样的多种应用。


题字:excitement comes to PCs,令人兴奋的个人电脑
 

 

  1998年,Intel出货其第五代x86架构微处理器,它的名字不再叫作80586,而是起名为Pentium(通常认为“pentium”是希腊文“五(penta)”加拉丁文中代表名词的接尾语“ium”的造词),这是因为阿拉伯数字无法被用作注册商标。经典的Pentium品牌助力Intel Inside计划,并一直沿用到现在,如Pentium Dual Core处理器,等等。


1994年还发生了一件大事:Pentium处理器在执行一个少见的浮点运算的时候会得出错误的结果,其先Intel声称Pentium处理器出现这一问题的可能性微乎其微,因为即使是经常用到浮点运算的用户,也要每两万七千年才会遇上一次计算错误。但是,英特尔的技术性解释却引来媒体和公众更多的口诛笔伐。Intel终于意识到试图从技术的角度对抗消费者是徒劳无益和危险的做法,最终Intel当时的CEO Andy S. Grove安迪·格鲁夫向公众道歉,并承诺为所有的用户无条件更换处理器。该浮点缺陷给Intel最终造成了4亿7千5百万的损失,但换来的信用却是无价的
 

(左)ProShare Video Conferencing Camera,一个视频会议系统,1994年
(右)Intel StrataFlash内存极大地扩展了闪存芯片的容量、性能,并应用到大量移动设备上,1997年

 
TeraFLOPS,1996年,集成了7264个1995年发布的Pentium Pro高能奔腾处理器,提供了里程碑式的计算能力:1 tera的FLOPS,1 T(tera) = 1024 G(Giga),有时也用1T = 1000 G


MMX技术,1997年,MMX技术提升了PC的多媒体体验,也开始了x86处理器不停扩充指令集的历程
 

Pentium II主机板,1997年,Pentium II是Pentium Pro的后代,很奇怪为什么没有Pentium Pro这个里程碑式的作品的展示

 

 1998-2002:繁荣壮大的X86市场

  从90年代末开始,Intel开始从一个微处理器厂商转变为一个具有更多相关产品线的厂商:互联网相关。


题字:Intel supplies the Internet,Intel支撑着互联网

 
Pentium III处理器主机板,1999年,第一个基于提升互联网应用性能设计的处理器


Intel Play toy,1999年,可以供小孩子使用的PC
 

Pentium 4处理器,2000年

Pentium 4处理器+Intel 850芯片组组成的主机板

基于Pentium 4处理器的PC,2000年。尽管NetBurst架构是个会走进死胡同的产品,然而Intel仍然让其支撑了多年

四路至强主机:2001年

Itanium处理器,2001年,它是原生设计的64位处理器,不再基于传统的IA32架构,而是独创了一个新的IA64架构

 

 2003-现在?


世界靠前个45nm处理器:Penryn,2007年,作为NetBurst架构的替代,Penryn表现非常良好


45nm Nehalem-EP处理器,2009年,Penryn的下一代,45nm制程,崭新的处理器架构,里程碑式的作品

    Nehalem-EP是一个成功的服务器处理器,我们在Nehalem-EP的发布当天就发布了我们的测试报告:Intel Nehalem-EP处理器首发深度评测。显然,Nehalem架构仍然会是一段时间内的主角

 

32nm Westmere桌面版本Gulftown,对应的服务器版本代号Westmere-EP,2009年9月

  接下来我们将会看到什么产品呢?请继续期待我们的IDF2009秋季专题:)

 
更多2009年秋季IDF峰会信息请关注IT168报道

(完)

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