CPU处理器，是整个计算机系统的核心，直接影响着整个机器系统的性能和架构，也根本上影响着基于硬件平台的软件生态系统。当今的平板电脑、安卓手机、iPhone、iPad、甚至是游戏机、智能设备等嵌入式系统，无不需要有一颗稳定而又高效的中央处理器来支撑。可以说，如果没有以前一代代处理器的发展变革，就不会有当今桌面、移动等不同市场的处理器发展。
而作为处理器发展中最为值得关注的历史，当属上个各种“庞然大物”式的计算机的诞生，以及随后大型机和超级计算机的不断涌现。基于此，我们将在本文为大家盘点并介绍IT发展史上具有里程碑意义的商用处理器。
在大型机出现之前，IT业界已经出现了数百个服务器处理器。这些芯片驱动着我们整个大型计算机系统的运行，并且推动技术革新并最终促成微处理器的成型。为了让大家了解这段历史，我们将为大家介绍不为大多数人所知的经典处理器，以及它们所起的里程碑式的历史性作用。
一、1941-1959首个大型机系统
自从1945年出现首个现代可编程计算机——Konrad Zuse设计世界上首个完备程控功能的图灵计算机Z3，计算机芯片就爆发式涌出。五年之后，出现了ENIAC(如图所示)，该计算机采用了17468个真空管，7200个水晶二极管，1500个中转，70000个电阻器，10000个电容器，1500继电器。
UNIVAC——首个商业计算机，采用了主频为2.25MHz的处理器。1954年，贝尔实验室研制成功第一台使用晶体管线路的计算机，取名“催迪克”(TRADIC - Transistorized Airborne Digital Computer)，装有800个晶体管。1959年，IBM 7090是早期晶体管计算机系统最有名的机器，它也被人称为首个大型机。它提供有32K(32768)的寻址空间，在当时的售价高达290万美元，相当于现在的2280万美元。
二、1964-1965：IBM System/360和M65MP
在1964年，IBM发布了其System/x 系列System/360。直到现在，该系列产品仍能够支持64位zSeries架构(2000年首次露面 )。System系列也包括于1970年推出的System/370和1990年推出的System/390。
System/360的首个处理器是M65MP(Model 65)。该处理器采用16-32位通用寄存器，支持24位指令集。其最大性能为每秒 750000的加法运算。IBM System/370则采用了Model 155和165处理器，该处理器的计算周期为80-115 nanoseconds(nanosecond 为十亿分之一秒，代表执行一个指令所花费的时间。)
370和303x、43xx、308x、3090和937x系列出现重大革新，直到邻近1988年，其处理速度发展到了68 nanoseconds，而且hia 包括了32MB的处理器存储空间。System S/390引入了18种不同的ES/9000处理器——其中八种处理器采用水冷、支持6路多线程和高达1GB内存。该系列处理器发展到了2000年的zSeries系列。现在，IBM已经可以提供45nm制程工艺的z196旗舰级大型机处理器(该处理器拥有14亿个晶体管，主频高达5.2GHz)。
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三、1979：摩托罗拉68000
摩托罗拉68000型中央处理器，或称MC68000，是由美国摩托罗拉公司的半导体部门(现已独立成为飞思卡尔公司 (Freescale))出品的一款16/32位CISC(复杂指令集)微处理器。作为M68K处理器系列的第一个成员，MC68000于1979年投放市场。由于内部使用32位总线和寄存器，它在软件层(指令集)上基本与随后的纯32位产品保持兼容。
68000首先被应用于许多高端产品中，如多用户微型计算机WICAT 150及阿尔法微系统的一些早期计算机等。单用户工作站如惠普公司的HP 9000/200、太阳微系统的Sun-1;图形终端如DEC的VAXstation 100和Silicon Graphics的IRIS 1000均使用68000。许多Unix系统也开始使用68K系列CPU。
四、1985年：MIPS R2000
MIPS是比较流行的一种RISC处理器。MIPS R2000是全球第一款RISC架构的处理器，虽然与英特尔的386处理器和摩托罗拉m68K面向微计算机不同，但它也有自己的定位。主要面向高端服务器，当然在一些数码设备和Kendall Square研究中心超级计算机中也有应用。随后在1995年推出的R400成为首个64位RISC处理器。1992年，SGI收购MIPS公司。
五、1985：ARM1
ARM，近几年逐渐被更多人所知。曾经一度它也是入门服务器领域最具声望的公司，不过它的历史追溯至1985年，而且其处理器还是由VLSI生产。在这之前有一家名为Acorn的公司出售了一个Acorn RISC Machine的计算机。ARM在1990年开始开发RISC架构处理器，其首个嵌入式ARM6处理器核心在1991年的正式被发布(基于ARMv3架构)。
目前的Cortex产品家族基于ARMv7内核。早期客户包括当今火热知名的苹果都使用了ARM的技术(Newton Message Pad)。尽管如此，ARM通过授权生产ARM处理器，但至今并未真正进入服务器领域。在2013或者2014年，我们将有望看到首个基于ARM架构的64位服务器。
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五、1987：Sun Sparc
1986年，Sun公司推出了首个Sparc(Scalable Processor ARChitecture，可扩展处理器架构)。但在此之前，也就是1985年，Sun公司就已经开发出了整套指令集架构。Sun公司的首个商用处理器为Sparc v7——32位的RISC架构处理器，用来取代摩托罗拉68000系列，在Sun-4工作站上首次得以亮相。这款处理器采用SPARC V7架构，采用0.8微米工艺，主频只有16MHz。
第一款SPARC处理器规格虽然和现今的处理器无法相提并论，每秒仅可处理1000万个指令，但是这比当时的复杂指令集计算机(CISC)处理器要快三倍。随后，SPARC架构被完全授予给了Sun，而SUN前几年被甲骨文收购。近年Sparc处理器为富士通的SPARC64 VIIIfx，它和甲骨文的Sparc T4都被应用在Riken超级计算机中。
六、1989：Unisys SCAMP
在1989年，Unisys发布了Micro A——首个桌面单片大型机系统。该计算机整合了48位的SCAMP半导体芯片(Single Chip A -series Mainframe Processor)，该芯片具有1000万个晶体管，并且以A1型命名首次发布。随后在1990年，陆续发布了A4和A6。
该设计保护了主CPU——Unisys采用了主频为16MHz的英特尔386处理器，以及容量为12MB的周边10个SRAM芯片。A1也采用了英特尔286协处理器，而且也是首次专门针对台式空间设计的高端服务器系统。在当时，Unisys对A1系统的定价为25000美元以上。
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七、1990：IBM Power1
1990年，IBM为PowerServer和PowerStation工作站推出了基于RISC(精简指令集)系统的第一代POWER处理器，为IBM今日在UNIX领域的辉煌奠定了基础。该处理器的主频为20MH、25MHz和30MHz。32位的这款Power1也是IBM的首个RISC处理器。该处理器采用了1000nm制程工艺制造，拥有690万个晶体管。
搭载此芯片的火星探路者协助人类完成一次对宇宙空间的成功探测。POWER1是当时最强大的服务器处理器，与当时其他的RISC处理器不同，POWER1进行了功能划分，这为这种功能强大的芯片赋予了超量计算的能力。它还有单独的浮点寄存器，可以适应从低端到高端的 UNIX 工作站。
最初的 POWER1 芯片实际上是在一个主板上的几个芯片，后来很快就变成一个 RSC(RISC 单一芯片)。随后，IBM从1991年的 Power1升级到了62.5MHz的Power2(1992年)。目前最高版本为5.2GHz的Power7+。
八、1992：DEC Alpha 1
Alpha芯片是一种基于64位的RISC架构处理器，它被用来取代Digital Equipment的32位CISC VAX计算机。Alpha的首个处理器主频为150MHz，其性能可达150 MFlops和200MIPS。
1993年发布了第二代的Alpha(Alpha 2)，该处理器主频为299MHz，性能为400MIPS/200 MFlops。该处理器在当时非常有名，但价格也十分高昂。后来，DEC被康柏电脑公司收购，2001年康柏又被惠普收购。这其实对于英特尔来说面临着不少困难。因为英特尔需要Alpha的知识产权和专利，从而为其安腾处理器的开发提供更多帮助。2001年的时候，英特尔从惠普手中 购买了与此相关的所有专利——这就无形中为惠普脱离开发周期长、成本高而且客户又少的领域提供了出口，但英特尔从此又多了一个安腾平台。
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九、1995：英特尔Pentium Pro
1989年，英特尔在RISC处理器服务器市场上并未获得预期成果。i860/960一路惨败。然而，Pentium Pro x86处理器却获得巨大成功，可以说是英特尔服务器处理器发展史的一个突破口。
英特尔通过该处理器，进入了当时堪称处理器数量最多的超级计算机ASCI Red系统，并声称能搭配世界纪录实现。9298个主频为200MHz的Pentium Pro处理器，能帮助该超级计算机实现1TFlop(1万亿次计算)的计算性能。
该处理器是英特尔第六代x86处理器，也被称为P6或者i686。当时，英特尔还原本打算利用Pentium Pro来取代 Pentium/Pentium MMX，但因为专注于服务器和工作站领域而搁置了该计划。
Pentium Pro处理器采用了500nm和350两种制程工艺制造，拥有550万个晶体管(常规的Pentium MMX仅有450万个晶体管)，主频为200MHz，并在1998年最终退出市场。
十、1998：Pentium II Xeon/Xeon
Pentium Pro最终被Pentium II Xeon取代。相比前代和Pentium系列产品，Pentium II Xeon最大的改进在于其二级高速缓存。Pentium II提供512KB，而Xeon最大可达2MB。
Pentium II Xeon是英特尔公司细分市场的重要步骤，Xeon系列处理器主要设计运行商业软件、Web服务、数据储存、数据归类、数据库、自动化设计等。它不仅改变了服务器市场，也改变了工作站市场。借助Pentium II Xeon，可以使用工作站进行汽车、房屋、桥梁等设计工作，也可以帮助人们进行CAD、计算机动画设计、3d游戏开发和数据库管理。
Pentium II Xeon集成有750万个晶体管，它采用了Slot 2插槽技术，被安装一个金属外壳中，然后通过边缘连接触点插在主板上，类似于常见的PCI或ISA扩展卡插槽。每个Slot 2处理器使用330个连接触点，相比每个Slot 1 CPU使用242个连接触点，封装Pentium II Xeon的金属外壳会比Slot 1所用的略大。
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十一、2001：英特尔Itanium
自从甲骨文和惠普发生就安腾提交法院进行诉讼以来，可以说安腾是迄今为止最受争议的处理器。Itanium处理器代号为Merced，是英特尔第一款专门应用在高端企业级64位技术环境中的产品(Intel Architecture 64，简称IA-64架构)。这是为顶级、企业级服务器及工作站设计的，体现了一种全新的设计思想，完全是基于平行并发计算而设计(EPIC) 。
在2001年推出的安腾处理器，其主频为733MHz起跳，最高800MHz。在2002年，英特尔发布了Itanium 2，在2010年发布Itanium 9300，并且有望在今年年底推出Poulson安腾处理器(包含31亿个晶体管，32nm制程)。安腾处理器可以应用在高性能计算(包括电子交易安全处理、超大型数据库、电脑辅助机械引擎、尖端科学运算等)等应用领域。
十二、一路坎坷的AMD皓龙
经过几年的努力，AMD在2003年推出了其处理器核心Sledgehammer(K8)。作为服务器的变种Opteron(皓龙)，该架构在2003年首次亮相。它也是AMD首个64位处理器。2005年，AMD对该双核皓龙处理器进行升级，并在2007年推出了四核的K10 Barcelona皓龙处理器。目前皓龙处理器基于推土机(Bulldozer)架构核心。
在2005至2006年的时候，AMD的皓龙处理器系列还能与英特尔相抗衡。在当时，AMD的处理器以高性能、低能耗的优势而对英特尔的Netburst架构造成巨大威胁。并曾经一度从英特尔x86至强服务器市场上获得更多市场份额。
但从皓龙Barcelona开始，由于出现了一个致命性的TLB bug，使得AMD处理器市场份额出现严重下滑。而如今，AMD旗舰产品 ——十六核心、基于32nm Interlagos内核的皓龙处理器，可实现从1.6GHz起跳，最高支持到2.6GHz。但就主频来说，也就是比2003年推出的单核主频略高一些而已(1.4GH-2.4GHz) 。
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十三、Xeon LV映射至强发展转折点
随着Netburst架构的淘汰，英特尔开始从根本上改变以前一味提高主频实现更高性能的做法。体现这种转变的首个处理器为 Xeon LV，该处理器基于65nm的Sossaman——与同是65nm的Pentium M Yonah极为接近。但是，它是一款32位的处理器而且只针对服务器应用而设计。
2006年，英特尔迎来了64位、采用65nm制程工艺的处理器，并通过双核至强(基于Woodcrest核心)在2006年成功击败AMD的皓龙处理器。2007年，英特尔推出基于Clovertown 的四核至强处理器。整体而言，这种策略一直延续至今基于Sandy Bridge架构的至强处理器。
十四、英特尔Atom：命运发生扭转
Atom(凌动)最早是在2008年由英特尔公司推出。该处理器主要面向的是移动设备和入门级台式机——而并非服务器。要知道，该处理器非常廉价(每个6美元)，而且还不失高性能，能满足大批量、快速业务处理的要求。
Atom确定了巨大成功，但在2010年由于上网本市场需求出现了萎缩，使得英特尔需要为该处理器开拓新的市场。自然而然地，在最新的32nm Cedarview平台上，Atom顺利进入微服务器市场。
那么，未来处理器将走向何方呢?毋庸置疑，下一代的处理器势必会比上一代的处理器性能更强、能耗更低。从超级计算机到主流的服务器市场，未来的处理器仍将以主流的至强处理器以及协处理器为主，并通过工艺的改进、架构的提升来实现更 高性能、更低能耗。
然而在另一方面，我们也要看到诸如Clearspeed等技术先锋。该公司目前可以提供96内核的CSX700处理器。Clearspeed这家公司在2003和2004年，就已经发布过用于桌面PC的协处理器芯片。这种芯片可以应用在生物科学计算和网络模拟分段等传统工作站领域，用于提升浮点处理性能。
另外涌现出的趋势是，基于GPU的Nvidia Tesla在超级计算领域也在发挥越来越大的作用。而在今年，我们还看到英特尔通过至强融核(Xeon Phi)协处理器，来进一步拓宽该市场。
