经验：非权威家用CPU的发展历史

最近进行了一些国产化相关工作
趁着周末有时间，自己整理一下这段时间的学习内容。
毕竟不是处理器和芯片的业内人士，里面多有纰漏，请谅解。
希望可以作为入门学习的简单知识。

1.0古代Unix

世界上CPU的开发过程可以追溯到1970年代英特尔的4004

当时，世界上还没有PC的概念。所有主要制造商均自行生产大型服务器，但几乎不兼容。

主要制造商包括IBM，Wangan Computer，SGI等。主要制造存储芯片的英特尔等半导体制造商将其出售给主机制造商。

主机制造商不仅需要开发CPU，还需要生产相应的操作系统，编译器和其他软件。

当时，主机非常昂贵，并且操作系统和软件都作为奖励包含在内。

1960年代末，贝尔实验室与许多主机制造商合作，希望开发新一代的操作系统，但是经过多年的努力，人们发现设定的目标太高了，无法完成

结果，Unix的创建者在不到一个月的假期后，用B语言编写了一个简单的Unix版本。

在1970年代初，他们重写了B语言，然后重命名了C语言，并用C语言重写了unix，并将其提供给所有人。由于当时AT＆T根据反托拉斯法禁止销售计算机软件，因此Bell实验室可供学校和制造商免费使用。

1980年代以后，由于AT＆T分裂，试图通过Unix赚钱时发生了很多利益争议和诉讼。

还给了Windows和Linux机会，然后它们取得了长足的进步。

2.0个窗口和智能机会

在1970年代初，英特尔自己制造内存芯片。因为这给日本制造商提供了开发集成电路板的机会，所以他们开发了4004芯片。也是因为设定的目标太高，进度严重延迟。最终，英特尔支付了50,000美元。收回了4004系列芯片的所有所有权。

在1970年代后期，IBM希望改善低端计算机市场的发展并开发PC标准。那时，它还为Microsoft提供了使用Microsoft操作系统的机会。

但是Windows当时没有自己的操作系统，购买一套PC-DOS系统源代码并将其修改为MS-DOS可能花费不到50,000元。

该硬件与IBM PC机捆绑在一起，当时采用Intel的8086型芯片。实际上，当时最好的芯片应该是摩托罗拉，但是由于摩托罗拉的地位比当时的英特尔高得多，因此它基于无法支持重要对手的原则。 IBM选择intel作为第一供应商，并且出于供应链安全的考虑，它选择了AMD作为第二供应商，并且AMD后来开发了intel的备用轮胎。

IBM没想到PC市场会如此蓬勃发展，并且由于使用廉价的通用硬件，每个制造商都可以开发自己的硬件，而Microsoft也可以直接销售自己的操作系统。逐渐发展成为全球最大的软件公司。

离题。微软的第一个产品是编译器。 c＃的创始人Heelsberg与Borand Paulland具有相同的产品线，当时在Paulland开发了turbo c编译器。

英特尔向各种制造商提供了8086系列芯片，然后同时改进了芯片制造工艺，这已经取得了长足的进步，但是当时最赚钱的存储器业务应该是。在1980年代，日本的记忆体非常便宜且品质卓越。英特尔遭受了巨大损失。为了阻止损失，英特尔放弃了内存产品线，而专注于CPU。后来，英特尔的发展进入了快车道。

3.0条指令集兴旺的时间

从CPU的角度来看，二十一世纪的第二个十年，看起来就像是英特尔的世界

但是在上个世纪80年代，那是一百朵花盛开的时期，并且指令集有了长足发展。

在1980年代初期，学术界对Intel的CISC指令集感到非常不满，认为它太慢且不够优雅（Unix也认为最好只对一件事情做一个过程）

当时有很多指令集：

1.IBM自己的电源指令集和IBM的i指令集，以及最高端的IBM Z系列处理器。

要注意的一件事是POWER是1980年发的i系列。没有太多信息。 Z系列应该是大型机时代的产物，并且一直在发展。

POWER指令集曾经是与Apple和Motorola组件组成的AIM联盟，以与WinIntel联盟作斗争。结果，2003年乔的反水联盟的落入了英特尔的怀抱。

它已于2019年开源。2013年，它是openpower联盟的组成部分。 2017年，浪潮在地区全面代表了POWER产品线，并整合了浪尚公司。

估计将来将有一个幂级数的国内说明集。因为这是开源的性能最高，商业性质最高的处理器。

2.HP的VLIW指令集。

在1990年代后期，惠普以10亿美元的价格将指令集和相关开发者卖给了英特尔，但请注意，惠普给了英特尔10亿美元，而不是英特尔。

为了开发64位指令集，英特尔通过开发VLIW指令开发了IA64 Itanium处理器。但是，由于x86 32位指令集的不兼容性，它在Itanium 1和Itanium 2的开发之后已完全消失。

主机制造商是hp和inspur。最后，没有开源，因为它太昂贵了。它也没有本地化的价值。 （看起来有些制造商以前已经进行过本地化）

3.SUN（Oracle）SPARC指令集。

SUN忘记了哪个大学教室开设了公司。据说当时的创始人花了几周的时间来实现TCP / IP协议栈，只是因为他认为一家公司想要合并代码的代码太垃圾了。

他在2003年左右离开了公司（已经免费提供财务服务）。失去创始人的公司也未能幸免于互联网时代的发展。 2009年，它被甲骨文以74亿美元的价格收购。

说到哪。 Sun公司当时具有很强的技术实力，并且实现了与IBM的全方位竞争。

在语言方面，2006年有Java语言开源

在方面，有mysql，它也是最大的开源（另一个是postgresql）

指令集中有SPARC指令集。 2006年之后，由于开发难度越来越大，第一代和第二代指令集被开源。

过去，飞腾开发了带有SPARC指令集的FT1000和FT1500处理器。

除了甲骨文，日本富士通还开发了SPARC指令集。浪潮K1表示，这是继美国和日本推广以来具有能力的第三个大型机。它基于日本的Fujitsu SPARC大型机。

但是，富士通最新的超级服务器北京似乎已切换到ARM体系结构。

SUN还开发了自己的存储和服务器，并且似乎具有网络产品。

但是，Oracle最近裁员了所有硬件人员。将来，Oracle的Exadata也将使用x86架构。

4.MIPS

1980年代，MIPS还是一家非常繁荣的公司。他的指令集曾经在嵌入式和网络设备中占有很高的份额。只是在21世纪之后，它被x86攻击削弱了，并被两次收购。

它现在可能属于SGI。

中国科学院龙芯公司曾于2006年左右购买了一套完整的指令集，成本应在10​​00万美元以内，然后龙芯公司在MIPS指令集的基础上进行了扩展。指令集的名称是MIPS64EL或LoongSon

5.DEC的ALPHA

DEC在1970年发的指令集被称为当时最先进的64位处理器。 Windows NT的开发人员David Cutler是当时DEC最好的开发人员。

由于PC市场的蓬勃发展，DEC逐渐放弃了自行开发处理器的路线。比尔·盖茨借此机会吸引大卫加入他的指挥部

6.ARM的兴起

一家于1990年代在英国剑桥开业的公司。苹果仍然是最早的投资者之一。然而，在1990年代末，由于苹果的业务困难和随后的调整，苹果逐渐出售了其在ARM的所有股份。

ARM的公司不生产特定的芯片，但向公司出售IP内核。该公司自行设计和开发，然后找到一家铸造厂进行生产。现在，Apple，Android和win10 RT都具有ARM核心处理器。

许多嵌入式系统也使用ARM内核，包括Raspberry Pi。

7.RISC

RISC已发展为RISC-V，印度已将该指令集设置为支持开发的国家指令集。

华为前段时间还说过，如果ARM真的违反了自白，它可以尝试将指令集切换为RISC-V。

这在学术界是一个很好的指令集，但是就像微内核体系结构的处理器核心一样，它已经在学术界出现了，业界还没有看到具体的产品。

前一段时间，Huami的可穿戴设备可能使用了RISC-V指令集，据说该指令集非常节能。

4.0芯片生产。

一开始，芯片生产是由每个公司生产，独立包装和出售的，但是随着制程技术的发展，每一代制程升级都需要太多成本，资本支出达到数百亿美元。除了英特尔和三星，其他主流芯片制造商都无法支持先进工艺的研发。

这不是行业内幕人士，所以我只能简要分析一下。

芯片的生产主要包括晶片生产以及光刻，蚀刻，封装和测试等多个步骤。

当前，先进工艺的三大制造商：

台湾的台湾半导体制造，韩国的三星，美国的英特尔

其他包括：美国的GlobalFoundries（原始的AMD生产工厂，以及14nm以下工艺研究与开发的分离和放弃。）

IBM的铜芯片工厂也已出售给GlobalFoundries，将来台积电也可能会发现IBM的芯片。

据说中国上海的中芯国际已经开始试生产14nm，并将于2019年底上市。EUV光刻机已经订购，并将在下半年或明年就位。

欧洲主要使用ASML的光刻机。其他产品，例如意法半导体（STMicroelectronics），可能仍会停留在最后两到三代的处理技术中（前几代Loongson处理器是由意法半导体（STMicroelectronics）生产的。

日本主要是半导体中耗时的部分，例如最近众所周知的氢氟酸直接卡在三星的脖子上。

目前，华为的产品是由台积电生产的，无论是Kun鹏还是麒麟。实际上，它们并非完全在中国大陆制造。如果有争议，他们将被卡住。

5.0操作系统的简要历史记录。

再写一天。我实际上介绍了更多

unix，linux，minix，os /2、PC-DOS，windows，windows nt，sco unix，freebsd，openbsd，netbsd，

等待

6.0家用CPU的情况。

6.1已完全购买国外技术：

天津海光：

购买AMD的ZEN1技术。当AMD即将破产时，它花了3亿美元购买了几乎所有的ZEN1数据，业界认为这仍然非常值得。

可以使用台积电代工技术，技术水平较高，可以达到三，五年前英特尔主流处理器的水平

上海兆鑫：

VIA是上海国资委与VIA的合资项目，是几家在1990年代x86逆转中幸存下来的公司。

据说该协议已经过期，可以使用SMIC的16nm工艺。技术水平大概是七八年前的英特尔水平。

兆鑫的KX系列处理器。

以上两个最大的卖点是对Windows操作系统的支持。并且可以使用国产加密组件。

江苏圣心

破产。基于OPENPOWER

6.2所谓的完全自治路线。

龙颂：

购买完整的MIPS指令集架构并进行自学。使用中芯铸造。性能相对较差。估计是十年前的英特尔水平。

优点是它是完全独立开发的，不会在国际上受阻。

但是如果没有生态，就很难发展自己的生态，例如不支持.net核心

申伟：

由无锡第五十六研究所总参谋部开发，

它应该使用DEC的ALPHA指令集

优势DEC被Compaq收购之后，Compaq被惠普收购了。惠普当时拥有自己的Itanium指令集，因此放弃了DEC指令集。作为具有军事背景的研发机构的产品，神威民用产品的开发相对较少，在国际市场上也没有销售，因此相对安全。也没有专利纠纷。缺点是它类似于龙森，缺乏生态支持。现在，我检查了是否有基于linux内核的Sunway Ruisi操作系统。应用程序软件的兼容性可能会更痛苦。

最新的26010处理器具有256个计算核心和4个管理核心，实际上负责当前的ChipLet概念。

但是单核性能仍然太差，主频率应该不会很高。需要进一步改进。

飞腾1500之前的处理器。

Feng Teng在1500A之前使用了SUN Kaiyuan的SPARC指令集，但存在单核性能低和生态欠佳的情况。后来，它转向ARM，但它不是ARM A57体系结构的公共版本。使用QEMU进行仿真。

6.3购买自主开发的整合路线

飞腾：

飞腾1500A和飞腾2000 +

当年飞腾团队在筹码会议上的火星PPT使得每个人都错误地认为这是汉信的第二名。

在这个阶段，飞腾的ARM路线似乎还不错。中国电子旗下的长城主机制造商已购买了飞腾近50％的股份，并获得了中国电子这一十大军事行业之一的大力支持。在中美贸易战中，中国非常重视独立的东风，飞腾应该能够快速改善。

优点：飞腾ARM平台可以更轻松地使用许多开源软件，可以通过（据说DDR4内存颗粒将于今年下半年正式量产）和长江存储（SSD存储颗粒及产品）。除了缺少主板之外，基本上没有大型主板了。

展讯上不应有台式机CPU，但我不知道将来是否有相应的计划。我只是不知道我是否在生产中使用SMIC。

Huami：

基于RISC-V指令集的独立研发。

细节不是很清楚。

待续。

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