猛犸专栏:那一年,CPU来了

时间:2012-02-09 16:36来源:未知 作者:数据恢复

对于计算机的历史来说,50年就可以算是很长很长的一段时间。所以,我们的这篇文章也许可以这样开头:在很久很久以前……


很久很久以前,在计算机还只能一堆乱七八糟的真空管、电子管和电线的时候,在“软件”这个词还不为大多数人所知的时候,计算机程序并不存在。当要执行特定计算的时候,还需要用人工硬连线的方式把不同的器件连接在一起。而我们今天熟知的CPU这个词,也还没有进入人们的脑海中。


从专用到通用


在计算机发展的早期,硬件和软件是一对一的。在20世纪50年代的时候,机器的硬件和软件都是独立开发的,即使是同一家公司的机器上,程序也不能通用。当时计算机的数量不算多,程序的复杂度也远没有今天高。所以,这并不能算是什么缺点。


CPU——即中央处理单元——这个名词,大概要到20世纪60年代早期才出现。在冯?诺依曼那篇论文的启发下,人们终于把计算机的不同部分分开,让它们能够各司其职:负责计算的、负责存储的、以及专门用来和外界进行数据交换的。这时的计算机拥有了更强的通用性,硬件和软件也终于开始分开。这一设想的开端,大概要算是UNIVAC——由世界上设计制造了公认第一台计算机ENIAC的莫奇莱和埃克特开发,并且作为最早的商用计算机出售,第一台卖给了美国人口调查局。


在整个20世纪50年代,虽然冯?诺依曼的构想影响了整个计算机产业,但是当时的计算机依然是专用计算机的天下。IBM公司那个野心勃勃的System/360计划尝试使用一套相同的指令集来让计算机实现兼容,而这一商业历史上的最大豪赌也的确成功了。他们开发出了复杂指令集计算机——SISC,让所有符合同样标准的计算机都可以运行同样的软件。一次开发,处处使用。复杂指令集说明了一台通用计算机应该能够完成哪些功能,而直到这时,一台通用计算机该做什么才差不多被确定下来,CPU的出现也才顺理成章。


当时的CPU的确是一个“单元”:在当时的计算机上,CPU往往是几块线路板构成的一个整体,而不像今天的个人计算机那样只是一块小小芯片。但是它们的功能,和今天的单芯片CPU并无不同。接下来人们要做的,就是如何缩小它的体积以及降低它的成本,以让它能够走进千家万户。幸好,这个问题很快就被Intel的第十二位雇员解决了。


低调的发明家


马里安?爱德华?霍夫,往往被叫做泰德?霍夫,是世界上第一块集成电路微处理器的发明者。这位低调的研究者于1937年出生在纽约州罗切斯特市,从小就对电子科学充满浓厚的兴趣。1958年大学毕业后,他进入了斯坦福大学攻读硕士和博士,并在毕业之后依然在斯坦福大学工作了六年。


1968年,他加入了刚刚成立的Intel公司,当时Intel公司也刚刚成立,正在着手制造存储芯片;处理器这种东西,还不在Intel的计划之内。


转机出现于1969年。那年夏天,一家日本公司的代表找到了Intel公司,想请他们设计出用于计算器的计算芯片。Intel没有接受这项工作,但是霍夫却从这套方案中得到了启发,“设计一种微型通用计算机芯片”的念头开始变得越来越强烈。


这种大胆的设想得到了Intel公司总裁罗伯特?诺伊斯的支持。霍夫设计出了芯片的结构,并且成功地把它变成了产品。1971年,Intel 4004诞生。


虽然Intel 4004依然是用于手持计算器的微处理器,但是它的性能已经相当引人注目。这种芯片中有2300个晶体管,晶体管的宽度比头发直径略大一些,有10个微米,每秒钟能够完成10万次计算。最重要的,它是一块通用型的处理器。


这种芯片还不算成熟,但是它奠定了Intel在处理器市场的基础。随后,Intel 4040、8008、8080的相继推出,终于催生了大众的兴趣,计算机终于开始进入了个人化的美好时代。


下期预告:CPU开始发展壮大。它拥有的晶体管数越来越多、性能越来越强,也开始逐渐集成越来越多的功能。协处理器、二级缓存、内存控制器,甚至是GPU,都逐渐变成了CPU的一部分。
 


猛犸专栏:那一年,CPU来了 www.jdcok.com/anli/5/1739.html
------分隔线----------------------------
分享到: