2024年9月15日发(作者:郯经国)
4 位和 8 位 处理器
Intel 3101
Intel 3101 并不是严格意义上的中央处理器芯片(CPU),不过它是全世界第一颗固态
内存(solid state memory),也是英特尔第一个产品(当初英特尔只是一家生产内存的公司
而已)。英特尔舍弃了Gold Diffusion Processes,而采用使用了较快的Bipolar Technology来
提高生产速度。当初英特尔同时研发两种产品:3101与1101,不过后来3101赢了这场比赛,
成为英特尔第一个产品。
3101的容量只有64位(Bits),等于现在64bit处理器一个地址的大小,也等于八个8bit
ASCII字母,或是四个中文字。3101有十六个地址,一个地址的容量为4位。简单的说C3101
的容量只可以容纳「Intel310」这八个字母而已。
C3101
Intel 3002
Intel 3002算是微处理器的雏形。严格来说 Intel 3002也不算是中央处理器芯片(CPU),
因为它没有内建指令,他只是一个 2-bit slicer 处理器,实际要运算的时候,是从外部的储
存硬件中将所需要的指令读入3002中,也就是说真正的核心只是用来执行一些最基本的逻
辑运算。而且当时市面上比较热门的是4-bit slicer,两颗3002才能抵的上一颗4-bit slicer,
一样的工作就需要两倍的芯片数量,所以Intel 3002也不是一项热门商品。当然,多颗3002
集合起来就可以处理更多位,比如说,八颗3002可以结合起来一次处理16位。
C3002 D3002
Intel 4004:
第一个单芯片 μP,推出于 1971年 11月15日,时脉速度 740 kHz ,0.06 MIPS总线
宽度 4 位 (由于针脚数量限制,混合地址和资料) PMOS ,晶体管数量 2,300 个,使用 10
μm 制程可寻址内存 640 字节,程序内存 4K 字节,世界第一个微处理器使用在 busicom
计算机。
小记事: 原来的目标是想要与 IBM 1620 时脉速度相当;但是并没有相当符合。
英特尔的4004为世界上第一颗商用中央处理器芯片(CPU),也是第一个用于计算器的
四位微处理器,采用10微米制程,它包含2300个晶体管,由于性能很差,其市场反应十分
不理想。 4004的最高频率有740kHz,能执行4位运算,支持8位指令集及12位地址集。
该款处理器原先是英特尔为一家名为 Busicom 的日本公司而设计,用来生产计算器
(141-PF)。
C4004就是世界上第一颗微处理器(Microprocessor),也是目前已知最珍贵的版本:白色陶
1
瓷带有灰色花纹(Grey Traced or C4004 Grey)。这是目前存世量最少的版本,只有在1971
至1976前半才有这种封装。这应该也是目前全世界最贵的微处理器(也是最慢的),目前最
后一次成交价为US$1425.00,比最新的Pentium 4 EE还贵。右下边纯白色陶瓷的C4004则
是一般的C4004(没注明的话都是指纯白色的,因为有灰色花纹的太少了),目前最后一次
成交价为US$452.00。当年英特尔的单颗报价则是US$69(不过把通货膨胀也算进去的话,
其实也还好)。纯白色的后面并没有印上制造日期,这表示这颗白色C4004是英特尔最早期
的产品(特征就是没有制造日期)。
C4004 C4004
D4004也是跟C4004为同一款,其实内部构造是一样的,不过这是后来量产的版本,最稀
少的当然为之前提到的白色陶瓷带有灰色花纹版,次之为纯白色陶瓷版,再来是就是灰色陶
瓷无镀金版(D4004),就后还有一种塑料封装版(P4004)。P4004还保存在其刚出厂的粉
红色塑料封装里面。
D4004
P4004
其实,F14 CADC(用在F14雄猫战机上)才是全世界第一个微处理器芯片「组」,因为是
六颗芯片组成的,不像晚一年(1970)推出的Intel 4004是全部放在一颗微处理器芯片上,
不过因为它的存在一直到1998年才被美国军方准许公布(之前为军事机密),所以大家就公
认Intel 4004是世界上第一颗微处理器。F14 CADC,由Steve Geller与Ray Holt所设计,拥
有 PMU (Parallel Multiplier Unit)、PDU (Parallel Divider Unit)等六颗24 Pin全镀金IC,工作
温度为摄氏-55~125度,工作频率为9.15Khz(0.0089Mhz,一秒钟运算9370次,约Intel 4004
速度的千分之一)。其电路设计比Intel 4004简单许多,其指令集也非常简单,只能算一些
非常基本的逻辑计算(例如:A如果大于B则选B或是一些加减乘除)。F14 CADC实际上
连乘与除都要分开两颗芯片,暂存跟指令也都是在不同芯片。F14 CADC充其量不过是有固
定指令的逻辑运算器(ALU)而已,而这种比现在热水瓶微电脑还基本的芯片居然可以当
一架F14战斗机的主控计算机,真是非常了不起。
4040
推出于 1974年 第四季 ,时脉速度 500 kHz 到 740 kHz 使用 4 到 5.185 MHz 石英震荡
器,0.06 MIPS总线宽度 4 位 (由于针脚数量限制,混合地址和资料),PMOS 晶体管数量
3,000 个, 使用 10 μm 制程,可寻址内存 640 字节,程序内存 8K 字节,中断例程4004
的增强版本。
2
C4040
Intel 4040为4004的增强版中央处理器芯片(CPU),虽然他们的速度一样,不过4040拥有
双倍的内存寻址、增加堆栈空间、多了八个四位缓存器(registers),其中包括了中断功能、
还有增加了十四个新的指令。
D4040
Intel 4040主要还是用在游戏、测试、研究以及机件控制,比如说 Intel iUPP 103 PROM
Programmer 里面的控制器就是使用Intel 4040。Intel 4040出现的时间比8008还晚,所以它
的存在一直没有受到很大的重视,也是因为如此,市面上很难找到Intel 4040(尤其C4040)。
P4040
8008
推出于 1972年 4月1日,时脉速度 500 kHz (8008-1: 800 kHz)0.05 MIPS,总线宽度 8 位
(由于针脚数量限制,地址和资料混合使用针脚)PMOS,晶体管数量 3,500 个,使用 10 μ
m 制程,可寻址内存 16 KB。一般用在终端机、通用计算机、装瓶机器上,在 4004 之后
发展,原本想要在 datapoint 2200 终端机上使用。
C8008
Intel 8008为世界上第一款八位中央处理器芯片(CPU)。8008共推出两种速度,0.5 Mhz以
及0.8 Mhz,虽然比4004的工作频率慢,不过因为是八位处理器(比起4004的四位),整
体效能要比4004好上许多。8008可以支持到16KB的内存。
3
D8008
Intel 8008原本是英特尔为 Computer Terminal Corporation(CTC)的Datapoint 2200所制造
的微处理器(原本叫Intel 1201),不过因为交货延迟而效能又比原本宣称的差,所以惨遭退
货,不过CTC允许Intel将8008出售给其它客户。
Intel C8008是比较珍贵的紫色陶瓷镀金接角版本(C8008-1为0.8Mhz版),D8008则是后期
出的量产版。
C8008-1
8080
推出于 1974年 4月1日,时脉速度 2MHz,0.64 MIPS,总线宽度 8 位 资料, 16 位 地址
NMOS,晶体管数量 6,000 个,使用 6 μm 制程,可寻址内存 64 KB,10 倍于 8008 的
效能,使用于 Altair 8800、交通灯号控制、巡航导弹,需要六个支持芯片,相较于 8008 需
要 20 个。
C8080A-1
Intel 8080为8008的加强版中央处理器芯片(CPU),其运算速度达到2 Mhz,有直接内存
寻址、支持超过七层堆栈、并支持到64KB的内存的特点。
D8080A-2
8080被用于当时一种品牌为Altair(牵牛星,这个名字来源于当时电视剧「星际奇航」的企
业号宇宙飞船的最终目的地)的计算机上。这也是有史以来第一个知名的个人计算机。当时
这种计算机的套件售价是395美元,短短数月的时间里面,销售业绩达到了数万部,创造了
个人计算机销售历史的一个里程碑。比尔‧盖兹(Bill Gates)当初就是在杂志上看到使用Intel
8080当中央处理器芯片(CPU)的Altair 8080计算机才决定来帮这款计算机设计BASIC程
序语言,当然后来的微软霸业也就是从这台计算机开始的。
4
P8080A
Intel C8080A为Intel C8080的改良版。右边这颗紫色陶瓷C8080A为同型号里面最稀有的版
本,全世界目前已知只有五颗(都是同一批)。这款紫色陶瓷C8080A的生产日期比一般的
白色陶瓷C8080A要晚很多,而且比后来推出的C8080B还要晚,应该是英特尔陶瓷版8080
最后一批产品(说不定是因为白色陶瓷封装用完了?)。
P8080A-1
P8080A为8008的量产版。实际上,由于这款处理器的成功,很多厂商也投入生产这款处理
器,包括日本、俄罗斯、匈牙利、罗马尼亚以及波兰都有生产这款微处理器。
8085
推出于 1976年 3月,时脉速度 5MHz,0.37 MIPS,总线宽度 8 位 资料, 16 位 地址,晶
体管数量 6,500 个,使用 3 μm 制程,使用于 Toledo scale CMOS 80C85 in Radio Shack
Model 100 portable. 高度的整合,第一次以单一个 5 伏特电源供应运作,先前需要 12 伏
特。
Intel 8085为8080的单一工作电压版(以前的英特尔8080微处理器芯片需要 +5V, -5V, 以
及 +12V三种电压才能运作)。Intel 8085与8080兼容,但是因为单一工作电压以及更多周
边芯片整合的关系,所以8085完全取代了8080。一直到二十一世纪初的今天,8085芯片还
是被运用在各种小型计算机上。
右边这颗紫色陶瓷的Intel C8085A 是非常少见的版本。这种紫色陶瓷版本来产量就非常少,
加上黑色盖子上的银色印刷(有点像是粉笔)非常容易被污损,品相好的几乎是可遇而不可
求。右下边这颗Intel MD8085AH/B为真正的军用中央处理器芯片(CPU),取得并不容易。
这颗芯片运来的时候还被放在一个非常特别的抗撞击防静电容器里。其它D字头以及P字
头都是量产之后比较便宜的封装。最右下角的P8085AH制造于1998年12月,距离第一颗
C8085将近二十一年,这也证明了Intel 8085为英特尔微处理器产品中生命周期最长的一款。
Intel 8085 (C8085A)
C8085A
5
Intel 8085 (C8085AH-2)
C8085AH-2
Intel 8085 Military Spec (MD8085AH/B)
MD8085AH/B
Intel 8085 (D8085A)
D8085A
Intel 8085 (P8085AH)
P8085AH
Intel 8085 (P8085AH-1)
P8085AH-1
Intel 8085 (P8085A-2)
P8085A-2
Intel 8085 (TD8085A-2)
6
TD8085A-2
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2024年9月15日发(作者:郯经国)
4 位和 8 位 处理器
Intel 3101
Intel 3101 并不是严格意义上的中央处理器芯片(CPU),不过它是全世界第一颗固态
内存(solid state memory),也是英特尔第一个产品(当初英特尔只是一家生产内存的公司
而已)。英特尔舍弃了Gold Diffusion Processes,而采用使用了较快的Bipolar Technology来
提高生产速度。当初英特尔同时研发两种产品:3101与1101,不过后来3101赢了这场比赛,
成为英特尔第一个产品。
3101的容量只有64位(Bits),等于现在64bit处理器一个地址的大小,也等于八个8bit
ASCII字母,或是四个中文字。3101有十六个地址,一个地址的容量为4位。简单的说C3101
的容量只可以容纳「Intel310」这八个字母而已。
C3101
Intel 3002
Intel 3002算是微处理器的雏形。严格来说 Intel 3002也不算是中央处理器芯片(CPU),
因为它没有内建指令,他只是一个 2-bit slicer 处理器,实际要运算的时候,是从外部的储
存硬件中将所需要的指令读入3002中,也就是说真正的核心只是用来执行一些最基本的逻
辑运算。而且当时市面上比较热门的是4-bit slicer,两颗3002才能抵的上一颗4-bit slicer,
一样的工作就需要两倍的芯片数量,所以Intel 3002也不是一项热门商品。当然,多颗3002
集合起来就可以处理更多位,比如说,八颗3002可以结合起来一次处理16位。
C3002 D3002
Intel 4004:
第一个单芯片 μP,推出于 1971年 11月15日,时脉速度 740 kHz ,0.06 MIPS总线
宽度 4 位 (由于针脚数量限制,混合地址和资料) PMOS ,晶体管数量 2,300 个,使用 10
μm 制程可寻址内存 640 字节,程序内存 4K 字节,世界第一个微处理器使用在 busicom
计算机。
小记事: 原来的目标是想要与 IBM 1620 时脉速度相当;但是并没有相当符合。
英特尔的4004为世界上第一颗商用中央处理器芯片(CPU),也是第一个用于计算器的
四位微处理器,采用10微米制程,它包含2300个晶体管,由于性能很差,其市场反应十分
不理想。 4004的最高频率有740kHz,能执行4位运算,支持8位指令集及12位地址集。
该款处理器原先是英特尔为一家名为 Busicom 的日本公司而设计,用来生产计算器
(141-PF)。
C4004就是世界上第一颗微处理器(Microprocessor),也是目前已知最珍贵的版本:白色陶
1
瓷带有灰色花纹(Grey Traced or C4004 Grey)。这是目前存世量最少的版本,只有在1971
至1976前半才有这种封装。这应该也是目前全世界最贵的微处理器(也是最慢的),目前最
后一次成交价为US$1425.00,比最新的Pentium 4 EE还贵。右下边纯白色陶瓷的C4004则
是一般的C4004(没注明的话都是指纯白色的,因为有灰色花纹的太少了),目前最后一次
成交价为US$452.00。当年英特尔的单颗报价则是US$69(不过把通货膨胀也算进去的话,
其实也还好)。纯白色的后面并没有印上制造日期,这表示这颗白色C4004是英特尔最早期
的产品(特征就是没有制造日期)。
C4004 C4004
D4004也是跟C4004为同一款,其实内部构造是一样的,不过这是后来量产的版本,最稀
少的当然为之前提到的白色陶瓷带有灰色花纹版,次之为纯白色陶瓷版,再来是就是灰色陶
瓷无镀金版(D4004),就后还有一种塑料封装版(P4004)。P4004还保存在其刚出厂的粉
红色塑料封装里面。
D4004
P4004
其实,F14 CADC(用在F14雄猫战机上)才是全世界第一个微处理器芯片「组」,因为是
六颗芯片组成的,不像晚一年(1970)推出的Intel 4004是全部放在一颗微处理器芯片上,
不过因为它的存在一直到1998年才被美国军方准许公布(之前为军事机密),所以大家就公
认Intel 4004是世界上第一颗微处理器。F14 CADC,由Steve Geller与Ray Holt所设计,拥
有 PMU (Parallel Multiplier Unit)、PDU (Parallel Divider Unit)等六颗24 Pin全镀金IC,工作
温度为摄氏-55~125度,工作频率为9.15Khz(0.0089Mhz,一秒钟运算9370次,约Intel 4004
速度的千分之一)。其电路设计比Intel 4004简单许多,其指令集也非常简单,只能算一些
非常基本的逻辑计算(例如:A如果大于B则选B或是一些加减乘除)。F14 CADC实际上
连乘与除都要分开两颗芯片,暂存跟指令也都是在不同芯片。F14 CADC充其量不过是有固
定指令的逻辑运算器(ALU)而已,而这种比现在热水瓶微电脑还基本的芯片居然可以当
一架F14战斗机的主控计算机,真是非常了不起。
4040
推出于 1974年 第四季 ,时脉速度 500 kHz 到 740 kHz 使用 4 到 5.185 MHz 石英震荡
器,0.06 MIPS总线宽度 4 位 (由于针脚数量限制,混合地址和资料),PMOS 晶体管数量
3,000 个, 使用 10 μm 制程,可寻址内存 640 字节,程序内存 8K 字节,中断例程4004
的增强版本。
2
C4040
Intel 4040为4004的增强版中央处理器芯片(CPU),虽然他们的速度一样,不过4040拥有
双倍的内存寻址、增加堆栈空间、多了八个四位缓存器(registers),其中包括了中断功能、
还有增加了十四个新的指令。
D4040
Intel 4040主要还是用在游戏、测试、研究以及机件控制,比如说 Intel iUPP 103 PROM
Programmer 里面的控制器就是使用Intel 4040。Intel 4040出现的时间比8008还晚,所以它
的存在一直没有受到很大的重视,也是因为如此,市面上很难找到Intel 4040(尤其C4040)。
P4040
8008
推出于 1972年 4月1日,时脉速度 500 kHz (8008-1: 800 kHz)0.05 MIPS,总线宽度 8 位
(由于针脚数量限制,地址和资料混合使用针脚)PMOS,晶体管数量 3,500 个,使用 10 μ
m 制程,可寻址内存 16 KB。一般用在终端机、通用计算机、装瓶机器上,在 4004 之后
发展,原本想要在 datapoint 2200 终端机上使用。
C8008
Intel 8008为世界上第一款八位中央处理器芯片(CPU)。8008共推出两种速度,0.5 Mhz以
及0.8 Mhz,虽然比4004的工作频率慢,不过因为是八位处理器(比起4004的四位),整
体效能要比4004好上许多。8008可以支持到16KB的内存。
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D8008
Intel 8008原本是英特尔为 Computer Terminal Corporation(CTC)的Datapoint 2200所制造
的微处理器(原本叫Intel 1201),不过因为交货延迟而效能又比原本宣称的差,所以惨遭退
货,不过CTC允许Intel将8008出售给其它客户。
Intel C8008是比较珍贵的紫色陶瓷镀金接角版本(C8008-1为0.8Mhz版),D8008则是后期
出的量产版。
C8008-1
8080
推出于 1974年 4月1日,时脉速度 2MHz,0.64 MIPS,总线宽度 8 位 资料, 16 位 地址
NMOS,晶体管数量 6,000 个,使用 6 μm 制程,可寻址内存 64 KB,10 倍于 8008 的
效能,使用于 Altair 8800、交通灯号控制、巡航导弹,需要六个支持芯片,相较于 8008 需
要 20 个。
C8080A-1
Intel 8080为8008的加强版中央处理器芯片(CPU),其运算速度达到2 Mhz,有直接内存
寻址、支持超过七层堆栈、并支持到64KB的内存的特点。
D8080A-2
8080被用于当时一种品牌为Altair(牵牛星,这个名字来源于当时电视剧「星际奇航」的企
业号宇宙飞船的最终目的地)的计算机上。这也是有史以来第一个知名的个人计算机。当时
这种计算机的套件售价是395美元,短短数月的时间里面,销售业绩达到了数万部,创造了
个人计算机销售历史的一个里程碑。比尔‧盖兹(Bill Gates)当初就是在杂志上看到使用Intel
8080当中央处理器芯片(CPU)的Altair 8080计算机才决定来帮这款计算机设计BASIC程
序语言,当然后来的微软霸业也就是从这台计算机开始的。
4
P8080A
Intel C8080A为Intel C8080的改良版。右边这颗紫色陶瓷C8080A为同型号里面最稀有的版
本,全世界目前已知只有五颗(都是同一批)。这款紫色陶瓷C8080A的生产日期比一般的
白色陶瓷C8080A要晚很多,而且比后来推出的C8080B还要晚,应该是英特尔陶瓷版8080
最后一批产品(说不定是因为白色陶瓷封装用完了?)。
P8080A-1
P8080A为8008的量产版。实际上,由于这款处理器的成功,很多厂商也投入生产这款处理
器,包括日本、俄罗斯、匈牙利、罗马尼亚以及波兰都有生产这款微处理器。
8085
推出于 1976年 3月,时脉速度 5MHz,0.37 MIPS,总线宽度 8 位 资料, 16 位 地址,晶
体管数量 6,500 个,使用 3 μm 制程,使用于 Toledo scale CMOS 80C85 in Radio Shack
Model 100 portable. 高度的整合,第一次以单一个 5 伏特电源供应运作,先前需要 12 伏
特。
Intel 8085为8080的单一工作电压版(以前的英特尔8080微处理器芯片需要 +5V, -5V, 以
及 +12V三种电压才能运作)。Intel 8085与8080兼容,但是因为单一工作电压以及更多周
边芯片整合的关系,所以8085完全取代了8080。一直到二十一世纪初的今天,8085芯片还
是被运用在各种小型计算机上。
右边这颗紫色陶瓷的Intel C8085A 是非常少见的版本。这种紫色陶瓷版本来产量就非常少,
加上黑色盖子上的银色印刷(有点像是粉笔)非常容易被污损,品相好的几乎是可遇而不可
求。右下边这颗Intel MD8085AH/B为真正的军用中央处理器芯片(CPU),取得并不容易。
这颗芯片运来的时候还被放在一个非常特别的抗撞击防静电容器里。其它D字头以及P字
头都是量产之后比较便宜的封装。最右下角的P8085AH制造于1998年12月,距离第一颗
C8085将近二十一年,这也证明了Intel 8085为英特尔微处理器产品中生命周期最长的一款。
Intel 8085 (C8085A)
C8085A
5
Intel 8085 (C8085AH-2)
C8085AH-2
Intel 8085 Military Spec (MD8085AH/B)
MD8085AH/B
Intel 8085 (D8085A)
D8085A
Intel 8085 (P8085AH)
P8085AH
Intel 8085 (P8085AH-1)
P8085AH-1
Intel 8085 (P8085A-2)
P8085A-2
Intel 8085 (TD8085A-2)
6
TD8085A-2
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