秋季IDF：巨人的脚印 观Intel博物馆

        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。 

 

        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。

 

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Intel外景

 

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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

 

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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。  

600)this.style.width=600;" border="0" />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”。 

 

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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10nm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。

 

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计算机实现算术计算的过程 [!--empirenews.page--]

 

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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。

 

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题字：creating growing markets，缔造成长的市场 

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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 

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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，使一个8位处理器，频率为

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（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 内容导航

 

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 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。 

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题字：the PC revolution begins，个人电脑进化开始 

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

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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 内容导航

 

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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。[!--empirenews.page--]

 

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）。

 

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

 

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Intel System 310，1985年，当时intel最先进的产品，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

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Intel 386处理器进入了PC、工作站和服务器，1985年 

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Intel AboveBoard内存扩展卡，1985年 

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IEEE颁发的荣誉奖状，1986年。上面写着：IEEE Corporate Innovation Recogntion，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

 

 

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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。

 

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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最佳投资。

 

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

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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：

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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

 

在20世纪90年代中，Intel已经是世界顶级的半导体生产厂商，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。

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题字：excitement comes to PCs，令人兴奋的个人电脑 

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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。

 

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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 

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（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

 

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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

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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 

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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

 

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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。

 

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

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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

 

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Intel Play toy，1999年，可以供小孩子使用的PC 

 

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Pentium 4处理器，2000年

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Pentium 4处理器＋Intel 850芯片组组成的主机板

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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

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四路至强主机：2001年

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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

 

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世界第一个45nm处理器：Penryn，2007年，作为NetBurst架构的替代，Penryn表现非常良好

 

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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，显然，Nehalem架构仍然会是一段时间内的主角

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