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Intel的Intanium(安腾)处理器和AMD的Athlon(速龙)处理器均属于64位的EPIC微处理器,两者均采用0.18微米的CMOS制造工艺。不同的是IA- 64的奔腾处理器与IA-32应用程序不能完全兼容,而AMD的x86- 64可以运行IA-32的应用程序。因此在64位的EPIC处理器战场上,Intel和AMD两大厂商展开了激烈的竞争。
过去的微处理器主频大多比较低,不断提高主频、降低线宽、采用超流水、多发射等技术是提高处理器性能的主要设计方法,处理器主频高低几乎成为微处理器性能强弱的代名词。随着主频持续增长在物理设计上出现了一些困难。特别是处理器性能增长速度远低于处理器主频的增长速度。以Intel公司微处理器发展历史为例,从I486发展到Pentium 4,处理器主频增长了15倍,但性能才提高5倍。另外传统的提方法易导致芯片面积增大、功耗过大、晶体管数量过多等一系列问题。随着处理器设计技术和生产工艺的发展,处理器突破性的性能提升还依赖处理器的结构更新。
功耗过高可以说是目前X86处理器所遇到的大问题。Pre Scott核心的Pentium 4处理器功耗突破100瓦大关,而Pentium 4 600系列更将达到130瓦的惊人水平,这不仅仅意味着大量的能源消耗,系统稳定性也成问题。
然而,CPU所消耗的这些能源绝大多数都没有得到利用,其有效利用率竟然只有0.1%的低水平。在去年2月份召开的“国际固态电路年会”上,与会对此问题提出许多积极的意见。
其中,东京大学的Takayasau Sakurai在会上发表一项电压和频率缩放技术,该技术可根据软件的负载情况来直接调整晶体管的阂值电压,如果系统执行的是需要大量计算的任务,处理器便会以快的时钟频率和高的电压运行。如果该技术能被未来的微处理器所采纳,能源浪费现象将可得到很大程度的缓解。
CPU发展已经有多年的历史了,这期间,按照其处理信息的字长,CPU可以分为:4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以及新的64位微处理器,可以说个人电脑的发展是随着CPU的发展而前进的。微机是指以大规模、超大规模集成电路为主要部件,以集成了计算机主要部件——控制器和运算器的微处理器MP(Micro Processor)为核心,所构造出的计算系经过30多年的发展,微处理器的发展大致可分为:
低性能单片机阶段。 以1976年Intel公司推出的MCS—48系列为代表, 采用将8位CPU、 8位并行I/O接口、8位定时/计数器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构, 虽然其寻址范围有限(不大于4 KB), 也没有串行I/O, RAM、 ROM容量小, 中断系统也较简单, 但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。
到目前为止,中国的单片机应用和嵌入式系统开发走过了二十余年的历程,随着嵌入式系统逐渐深入社会生活各个方面,单片机课程的教学也有从传统的8位处理器平台向32位RISC处理器平台转变的趋势,但8位机依然难以被取代。国民经济建设、军事及家用电器等各个领域,尤其是手机、汽车自动导航设备、PDA、智能玩具、智能家电、医疗设备等行业都是国内急需单片机人才的行业。行业目前有超过10余万名从事单片机开发应用的工程师,但面对嵌入式系统工业化的潮流和我国大力推动建设“嵌入式软件工厂”的机遇,我国的嵌入式产品要融入国际市场,形成产业,则必将急需大批单片机应用型人才,这为高职类学生从事这类高技术行业提供了机会。
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