Lịch sử bộ vi xử lý trước khi có PC
Thú vị là bộ vi xử lý tồn tại chẵn 10 năm trước khi cso PC! Intel sáng chế ra bộ vi xử lý năm 1971; IBM tạo ra PC năm 1981. Hơn hai mươi năm sau đó, chúng ta vẫn dùng những hệ thống giống nhiều hay ít cơ số thiết kế của PC đầu tiên. Vi xử lý của PC ngày nay vẫn tương thích với ngược với vi xử lý 8088 mà IBM lực chọn cho PC đầu tiên năm 1981.  Intel được thành lập vào ngày 18 tháng 7 năm 1968 (với tên N M Electronics) bởi hay kỹ sư trước kia ở Fairchild. Robert Noyce và Gordon Moore. Hầu như ngay lập tức họ đổi tên công ty thành Intel và thêm người đồng sáng lập Andrew Grove. Họ có mục đích cụ thể; thực hiện bộ nhó bán dẫn thiết thực giá cả vừa phải. Đó là sự không có thể tại thời điểm đó, bộ nhớ trên chip silic tối thiểu mắc gấp 100 lần bộ nhớ nhân từ tính thông thường được dùng trong những ngày đó. Lúc đó, bộ nhớ bán dẫn khoảng 1 đô 1 bít, trong khi bộ nhớ nhân từ tính khoảng 1 xu 1 bít. Noyce nói “Tất cả điều chúng ta phải làm là giảm chi phí bằng hệ số của hàng trăm, kế tiếp chúng ta có thị trường; đó là điều cơ bản chúng ta làm”. Năm 1970, Intel được biết như một công ty chip nhớ thành công, đã có chip nhớ 1 kb, lớn hơn bất kỳ chip nào khác tại thời điểm. (1kb tương đương 1,024 bit và 1 byte tương đương 8 bit. Chip này, do đó, chứa chỉ 128byte – không nhiều như các tiêu chuẩn hôm nay). Được xem là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động 1103 (DRAM: Dynamic Random Access Memory), nó trở thành thiết bị bán dẫn bá rộng rãi khắp thế giới vào cuối năm sau. Thời gian đó Intel cũng lớn mạnh từ những nhà sáng lập nòng cốt và ít người khác đến hơn 100 nhân viên. Do sự thành công của Intel trên thiết kế và sản xuất chip nhớ, nhà sản xuất Nhật Bản Busicom yêu cầu Intel thiết kế một bộ chip cho dòng máy tính lập trình tốc độ cao. Thời điểm đó, tất cả chip logic được thiết kế theo yêu cầu khách hàng cho mỗi ứng dụng hay sản phẩm. Bởi vì phần lớn chip phải được thiết kế theo yêu cầu khách hàng cụ thể đến từng ứng dụng riêng biệt nên không con chip nào có bất kỳ sử dụng rộng rãi nào. Thiết kế đầu tiên của Busicom đề nghị tối thiếu 12 chip đặt riêng. Kỹ sư Intel Ted Hoff hủy đề nghị khó sử dụng này và thay vào đó đề nghị một chip đơn, thiết bị logic đa năng gọi ra được những tập lệnh ứng dụng của nó từ bộ nhớ bán dẫn. như nhân của bộ bốn chip, bao gồm chức năng của nó đáp ứng công việc rất tiện lợi. Con chip mang tính chất chung, nghĩa là nó có điện điện tử cho một mục đích, với những chỉ lệnh dựng sẵn; chip này đọc được bộ các chỉ lệnh khác nhau từ bộ nhớ kiểm soát chức năng con chip. Ý tưởng được thiết kế, trên con chip đơn, hầu như một thiết bị vi tính hoàn toàn có thể thực hiện các chức năng khác nhau, tùy thuộc vào bộ các chỉ lệnh cho sẵn. Thàng 4 năm 1970 Intel thuê Frederico Faggin thiết kế và tạo ra sơ đồ logic 4004 dựa trên đề nghị của Hof. Giống như những nhà sáng lập Intel, Faggin cũng đến từ Fairchild Semiconductor, nơi ông đã phát triển công nghệ cổng silic chứng thực mấu chốt cần thiết cho thiết kế bộ vi xử lý tốt. Suốt thiết kế logic ban đầu và quy trình quy hoạch, Faggin đã có sự giúp đõ của Masatoshi Shima, kỹ sư tại Busicom có trách nheiemj về thiết kế cho máy dùng để tính toán. Shima hợp tác với Faggin cho đến tháng 10 năm 1970, sau đó ông trở về Busicom, Faggin nhận khối chương trình xử lý được hoàn tất ban đầu của các chip 4004 vào tháng 1 năm 1971, làm việc đơn độc cho đến buổi sáng kiểm tra con chip trước khi công bố “Nó hoạt động!” Họ chip 4000 được hoàn tất vào tháng 3 năm 1971, giới thiệu vào tháng 6 năm 1971. Thật thú vị khi biết rằng Faggin đã ký lên khuôn bộ xử lý chữ đầu tên gọi của ông (F.F), một truyền thống thường được thực hiện bởi những người khác trong những thiết kế chip sau đó. Có một vấn đề với con chip mới: Busicom sở hữu các quyền đối với nó, Faggin biết rằng sản phẩm có ứng dụng hầu như vô hạn, mang sự thông minh đến máy móc. Ông giục Intel mua lại các quyền đối với sản phẩm. Trong khi các nhà sáng lập Intel Gordon Moore và Robert Noyce đấu tranh cho con chip mới này, những người khác trong công ty lo lắng là sản phẩm làm Intel sao nhẵng trọng tâm chính của họ là chế tạo bộ nhớ. Họ cuối cùng bị thuyết phục bằng thực tế là mỗi bộ máy tính bốn chip bao gồm hai con chip nhớ. Giám đốc tiếp thị tại lúc đồ hồi tưởng lại “Ban đầu, chúng tôi coi nó như một cách để bán nhiều bộ nhớ và chúng tôi sẵn sàng đầu tư trên nền tảng đó”. Intel đề nghị hoàn trả tiền đầu tư $ 60.000 của Busicom trong sự trao đổi cho các chuyển đổi với sản phẩm. Để giải quyết các sự cố tài chính, công ty Nhật đã đồng ý. Không ai trong nền công nghiệp tại thời điểm đó, thậm chí Intel, nhận ra tầm quan trọng của thỏa thuận này, mỏ đường cho tương lai bô xử lý của Intel.
Kết quả là ngày 15 tháng 10 năm 1971 có buổi giới thiệu CPU Intel 4004 4-bit như thành phần của bộ máy tính MCS-4. Chip 4004 chạy ở xung tối đa 740 KHz (740,000 chu kỳ mỗi giây hay gần 3/4ths của một megathertz), chứa 2,300 bóng bán dẫn trong diện tích chỉ 12sq, mm (3.5mm x 3.5mm), được xây dựng trong quy trình 10-micron, nơi mỗi bóng bán dẫn chiếm không gian cách khoảng 10 micron (hàng triệu của một mét). Dữ liệu được truyền 4 bit đồng thời và bộ nhớ có thể định địa chỉ tối đa chỉ 640 byte. Giá chip khoảng $ 200. Bằng sự so sánh, năm 1946 khi được xây dựng ENIAC dựa trên 18,000 đèn chân không gói gọn vào 3,000 cubic feet 985 mét khối), 4004 được thiết kế cho sử dụng trong máy dùng để tính toán nhưng lại chứng tỏ hữu dụng cho nhiều chức năng khác do khả năng lập trình có sẵn. Cho thí dụ, 4004 được dùng trong bộ điều khiển đèn giao thông, các máy phân tích máu, thậm chí trong tàu thăm dò vũ trụ ngoài lực hút của trái đấy NASA Pioneer. Bạn có thể xem nhiều thông tin về bộ xử lý 4004 huyền thoại tại www.intel4004.com và www.4004.com. Vào tháng 4 năm 1972 Intel phát hành bộ xử lý 8008 chạy ở xung 500 KHz (0.5 MHz). bộ xử lý 8008 chứa 3,500 bóng bán dẫn và được xây dựng cùng quy trình 10 micron như bộ xử lý trước. Sự thay đổi lớn của 8008 là nó có bus dữ liệu 8 biy, nghĩa là nó có thể chuyển 8 bit dữ liệu gấp hai lần nhiều hơn con chip trước. Bộ nhớ địa chỉ lên tới 16KB, Con chip này đầu tiên được dùng trong những thiết bị đầu cuối câm (dumb terminal) và máy dùng để tính toán đa năng. Con chip kế tiếp theo nhóm chuyên dụng là 8080, được giới thiệu vào tháng 4 năm 1974, được phát minh bơi Frederico Faggin và được thiết kế bởi Masatoshi Shima ( kỹ sư ở Busicom trước kia)dưới sự giám sát của Faggin. Chạy ở xung 2MHz, bộ xử lý 8080 nhanh gấp 10 lần 8008. Chip 8080 chứa 6,000 bóng bán dẫn và được xây dựng theo quy trình 6 micron. Tương tự như con chip trước, 8080 có bus dữ liệu 8 bit nên nó truyền 8 bit dữ liệu cùng một lúc. 8080 có thể định địa chỉ lên tới 64KB bộ nhớ, vượt trội hơn con chip trước. 8080 được coi như khởi đầu cách mạng máy tính bởi vì đây là con chip xử lý được dùng trong cái được đánh giá là máy tính cá nhân đầu tiên. Altair 8800. Hệ điều hành CP.M được viết cho chip 8080, Microsoft lúc đó mới thành lập giao sản phẩm đầu tiên của họ: Microsoft BASIC cho Altair. Những công cụ đầu tiên này tạo nền tảng cho cuộc cách mạng phần mềm do hàng ngàn chương trình được viết để chạy trên hệ điều hành này. Thực tế, 8080 trở nên thông dụng và bị sao chép. Chỉ muốn tập trung trên các bộ xử lý Frederico Faggin rời khỏi Intel năm 1974 để thành lập Zilog và tạo ra chip “Super-80”, bộ xử lý tương thích 8080 tốc độ cao. Masatoshi Shima gia nhập Zilog vào tháng 4 năm 1975 để giúp thieest kể cái trở nên nổi tiếng CPU Z80. Vào tháng 7 năm 1976 bộ xử lý Z80 được phát hành và trở thành một trong những bộ xử lý thành công nhất trong lịch sử, thực tế nó vẫn được sản xuất và bán ngày nay. Z80 không có chân chốt (pin) thích hợp với 8080 nhưng kết hợp nhiều chức năng như là giao diện bộ nhớ và mạch điện làm mới lại RAM, cho phép thiết kế những hệ thống đơn giản và rẻ hơn. Z80 kết hợp một bộ siêu các tập lệnh 8080, nghĩa là nó chạy được tất cả chương trình 8080. Nó cũng bao gồm những tập lệnh mới và những thanh ghi nội bộ mới, vì vậy trong khi phần mềm 8080 chạy trên Z80, phần mềm được thiết kế cho Z80 không cần thiết chạy trên 8080, Z80 khởi đầu chạy ở tốc độ 2MHz (những phiên bản sau chạy lên đến 20MHz) chứa 8.00 bóng bán dẫn và truy cập 64KB bộ nhớ. Radio Shack chọn Z80 cho TRS-80 Model 1, PC đầu tiên của họ. Con chip này cũng là cái đầu tiên được sử dụng bởi nhiều hệ thống máy tính cá nhân tiên phong, bao gồm máy Osborne và Kaypro. Những công ty khác theo chân Z80 mau chóng trở thành bộ xử lý tiêu chuẩn cho những hệ thống chạy hệ điều hành CP/M và những phần mềm phổ biến ngày đó. Intel phát hành 8085, theo sau 8080, vào tháng 3 năm 1976, 8085 chạy ở tốc độ 5MHz và chứa 6,500 bóng bán dẫn, xây dựng theo quy trình 3 micron, sự kết hợp một bus dữ liệu 8 bit. Mặc dầu có trước Z80 vài tháng, nó không bao giờ đạt được tính đại chúng như Z80 Datamaster. Nó được nổi tiếng như một bộ điều khiển được tích hợp, sử dụng trong thiết bị cân hay thiết bị được máy tính hóa khác. Theo các dòng kiến trúc khác nhau, MOS Technologies giới thiệu 6502 năm 1976. Vài kỹ sư từng làm việc với con chip 6800 đầu tiên của Motorola đã thiết kế ra con chip này. 6502 là bộ xử lý 8 bit giống như 8080, nhưng giá bán khoảng $25, trong khi 8080 khoảng $300 khi được giới thiệu. Giá cả đã hấp dẫn Steve Wozniak, người đặt con chip trong thiết kế Apple I và Apple][/][+ của ông. Con chip cũng được dùng trong những hệ thống của nhà sản xuất hệ thống Commodore và hệ thống khác.6502 và thành công của nó được dùng trong thiết bị điều khiển trò chơi, trong số đó bao gồm hệ thống giải trí Nintendo (NES: Nintendo Entertainment System) đầu tiên. Motorola tiếp túc tạo ra 68000 series, trở thành thành phần chính cho dòng máy tính Apple Macintosh. Các Mac thế hệ thứ hai dùng chip PowerPC, cũng do Motorola tạo và là kế tiếp đối với 68000 series. Tất nhiên, Mac hiện thời chọn kiến trúc PC, dùng cùng các bộ xử lý, các chipset, những thành phần khác như các PC. Vào đầu năm 1980, tôi có một hệ thống chưa cả hai; một MOS Technologies 6502 và một Zilog Z80. Nó là hệ thống Apple trên nền 6502 1MHz (vâng, chỉ một megahertz!) với một Microsoft Softcard (z80 card) được cắm vào trong những Slot, Softcard chứa bộ xử lý z80 2MHz, cho phép chạy cả hai phần mềm Apple và CP/M trong một hệ thống. Tất cả con chip ban đầu này chuẩn bị cho những bộ xử lý PC đầu tiên. Intel giới thiệu 8086 vào tháng 6 năm 1978. Con chip 8086 mang bộ tập lệnh x86 đầu tiên, bộ tập lệnh vẫn hiện diện trong những con chip tương thích x86 như là Core I Series và AMD Phenom II. Một cải tiến gây chú ý vượt qua các con chip trước, 8086 là thiết kế 16 bit đủ với những thanh ghi nội bộ 16 bit và một bus dữ liệu 16 bit. Có nghĩa là nó có thể hoạt động trên dữ liệu và các số 16 bit bên trong và cũng truyền 16 bit cùng lúc vào ra con chip, 8080 chứa 29,000 bóng bán dẫn và chạy lên tới 5MHz. Con chip cũng dùng định địa chỉ 20 bit nên có thể trực tiếp xử lý lên tới 1MB bộ nhớ. Mặc dù không trực tiếp tương thích ngược với 8080, các tập lệnh và ngôn ngữ 8086 thì rất giống và cho phép các chương trình cũ được chuyển đổi để nhanh chóng hoạt động. Số phần của Intel và Microsoft bị thay đổi đột ngột năm 1981 khi IBM giới thiệu IBM PC, trên cơ sở bộ xử lý Intel 8088 4,77 MHz chạy hệ điều hành Microsoft Disk (MS-DOS) 1.0. Từ đó quyết định số phận được hình thành để dùng bộ xử lý Intel trong PC đầu tiên này, những hệ thống tương thích PC tiếp theo sau dùng hàng loạt bộ xử lý Intel hay tương thích Intel, với khả năng chạy mềm bộ xử lý trước đó. Mặc dầu 8086 là con chip tuyệt vời song nó đòi hỏi thiết kế bo mạch chủ 16 bit mắc tiền và thiết bị phụ thuộc hỗ trợ. Để làm giảm chi phí, năm 1979 Intel phát hành phiên bản không đầy đủ của 8086 được gọi là 8088. Bộ xử lý 8088 có nhân tương tự như 8086, thanh ghi 16 bit, có thể định địa chỉ bộ nhớ IMB, nhưng bus dữ liệu ngoài chỉ còn 8 bit. Điều này cho phép hỗ trợ những chip 8085 8 bit, bo mạch chủ và hệ thống ít mắc tiền. Đây là những lý do mà IBM chọn 8088 thay cho 8086 trong PC đầu tiên. Quyết định này tác tộng đến lịch sử ở vài phương diện. Do có sự tương thích phần mềm đầy đủ như 8086, nên 8088 có thể chạy phần mềm 16 bit. Cũng vậy, do tập lệnh rất giống 8085 và 8080, các chương trình được viết cho những chip cũ có thể nhanh chóng và dễ dàng được sửa đổi để vận hành trên 8088. Điều này cho phép thư viện chương trình lớn được thực hiện cho IBM PC, do vậy nó trở nên thành công. Sự thành công doanh thu vượt trội của IBM PC còn ở tính thích ngược về trước của nó. Để duy trì đà này, Intel bị buộc duy trì sự tương thích ngược với 8088/8086 trong phần lớn bộ xử lý mà họ phát hành từ thời điểm này. Cuộc cách mạng bộ xử lý PC Từ khi PC đầu tiên ra đời năm 1981, cuộc cách mạng bộ xử lý PC tập trung vào bốn lĩnh vực: + Làm tăng mật độ và số bóng bán dẫn + Làm tăng các tốc độ chu kỳ đồng hồ + Làm tăng kích cỡ các thanh ghi nội bộ (bit) + Làm tăng số lượng nhân trong một con chip Năm 1982 Intel ra mắt chip 286. Với 134,000 bóng bán dẫn, nó nhanh gấp ba lần so với các bộ xử lý 16 bit tại thời điểm. Có tính năng quản lý bộ nhớ trên chip, 286 cũng có sự tương thích phần mềm với phần mềm trước. Con chip cách mạng này được sử dụng đầu tiên trong PC-AT của IBM, hệ thống mà tất cả PC hiện đại ngày nay đều theo cơ sở này. Năm 1985 Intel 386 với kiến trúc 32 bit và 275.000 bóng bán dẫn thực hiện hơn năm triệu tập lệnh trong mỗi giây (MIPS: Five Million Instructions Per Second). Deskpro 386 của Compad là máy PC đầu tiên dùng bộ vị xử lý này. Năm 1989 Intel 486 có 1.2 triệu bóng bán dẫn và là bộ hợp xử lý tính toán đầu tiên, nhanh gấp 50 lần Intel 4004. Năm 1933 Intel giới thiệu bộ xử lý P5 (586), được gọi là Pentium thiết lập những tiêu chuẩn tốc độ mới nhanh hơn vài lần tốc độ bộ xử lý 486, sử dụng 3.1 triệu bóng bán dẫn, thực hiện tới 90 MIPS, nhanh hơn 1,500 lần tốc độ Intel 4004. Sự thay đổi của Intel từ dùng các số (386/486) đến tên (Pentium/Pentium Pro) cho bộ xử lý của họ trên thực tế là không thể bảo mật một tên thương mại được đăng ký bằng một số và do đó không ngăn ngừa được các đối thủ cạnh tranh của họ dùng cùng số trên các thiết kế chip nhái. Năm 1995 xử lý đầu tiên trong dòng P6 (686), được gọi là bộ xử lý Pentium Pro với 5.5 triệu bóng bán dẫn, đây là bộ đầu tiên được đóng gói với khuôn chứa thứ hai cho bộ nhớ đệm L2 tốc độ cao để gia tăng hiệu suất. Intel sửa lại P6 (686/Pentium Pro) và tháng 5 năm 1997 Intel giới thiệu bộ xử lý Pentium II có 7.5 triêu bóng bán dẫn được đóng gói trên một hộp thay vì một con chip tiện ích, bộ nhớ đệm L2 gắn trực tiếp trên bộ phần này. Tháng 4 năm 1998donfg Pentium II tăng tốc với bộ xử lý giá thành thấp Celeron cho máy tính cơ bản và bộ xử lý Xeon Pentium II cho máy chủ và máy trạm. Năm 1999 Intel Pentium III ra đời, cơ bản là Pentium II và được thêm Streaming SIMD Extentions (SSE). Trong thời điểm Pentium thiết lập được địa vị ưu thế của nó, AMD thu được Nexgen (công ty đã cho ra bộ xử lý Nx686). AMD đã phối hợp thiết kế đó với giao diện Pentium cho ra AMD K6. Con K6 tương thích phần cứng và phần mềm với Pentium, nghĩa là cắm được vào socket 7 và chạy cùng các chương trình. Tại thời điểm Intel mất tiếng cho sản phẩm Pentium II và III thì AMD vẫn cho ra những phiên bản nhanh hơn và nắm phần lớn thị trường máy tính cá nhân cấp thấp. Suốt năm 1998, Intel trở thành người đầu tiên tích hợp bộ nhớ đệm L2 trực tiếp trên khuôn bộ xử lý (chạy cùng tốc độ nhân bộ xử lỷ), tăng hiệu năng đáng kể. Điều này áp dụng đầu tiên cho bộ xử lý thế hệ thứ hai Celeron (trên nền nhan Pentium II), cũng như con chip Pentium IIPE (performance-enhanced) chỉ được dùng trong các hệ thống latop. Pentium III thế hệ thứ hai là chip PC để bàn cao cấp đầu tiên với bộ nhớ đệm L2 tốc độ nhân trên khuôn (Coppermine core) được giới thiệu vào cuối năm 1999. Sau đó, tất cả nhà sản xuất bộ xử lý chủ yếu bắt đầu tích hợp bộ nhớ đệm L2 (thậm chí L3) trên khuôn bộ xử lý, một chiều hướng vẫn duy trì đến ngày nay. Năm 1999 AMD giới thiệu Athlon để cạnh tranh đối đầu với Intel trong thị trường máy tính để bàn cấp cao. Athlon rất thành công, dường như là lần đầu tiên Intel có đối thủ thực sự. Không giống như chip K6, cả phần cứng và phần mềm tương thích với bộ xử lý Intel, Athlon chỉ có phần mềm tương thích và đòi hỏi một bo mạch chủ có chipset, socket bộ xử lý hỗ trợ Athlon. Năm 2000 được xem như mốc lịch sử quan trọng khi cả hai Intel và AMD vượt qua giới hạn 1GHz, một tốc độ mà nhiều người cho rằng không bao giờ đạt đến. Năm 2001 Intel ra mắt phiên bản Pentium 4 tốc độ 2GHz, bộ xử lý máy tính đầu tiên đạt tốc độ này. Ngày 15 tháng 10 năm 2001 đánh dấu lễ kỷ niệm lần thứ 30 của bộ xử lý và trong 30 năm này tốc độ tăng nhiều hơn 18,500 lần (từ 0.108 MHz đến 2GHz). AMD cũng giới thiệu Athlon XP, dựa trên lõi Palomino mới hơn, cũng như Athlon MP, được thiết kế cho hệ thống máy chủ đa bộ xử lý. Năm 2002 Intel công bố phiên bản Pentium 4 đạt tốc độ 3.06 GHz, bộ xử lý Pc đầu tiên vượt ngưỡng 3 GHz và đầu tiên tính năng công nghệ siêu phân luồng (HT-Hyper Threading) của Intel đã đưa bộ xử lý siêu phân luồn đạt tốc độ 25%-40% nhanh hơn bộ vi xử lý thường. Điều này khuyến khích các nhà lập trình viết những ứng dụng đa luồn, chuẩn bị cho thời điểm các bộ xử lý đa nhân được phát hành trong vài năm sau. Năm 2003 AMD phát hành bộ xử lý 64-bit (K8): Athlon 64 (mã trước khia là ClawHammer, hay K8). Nó là những phần mở rộng 64 bit AMD-defined x86-64 đối với kiến trúc IA-32, tiêu biểu là Athlon, Pentium 4 và những bộ xử lý cũ hơn khác. Năm đó Intel cũng phát hành Pentium 4 Extreme Edition, bộ xử lý đầu tiên kết hợp bộ nhớ đệm L3. Năm 2004, Intel theo sau AMD bằng cách thêm các phần mở rộng AMD-defined x86-64 vào Pentium 4. Năm 2005 cả Intel lẫn AMD cho ra bộ xử lý hai nhân (dual-core processor), cơ bản là tích hợp hai bộ xử lý trên cùng một chip. Mặc dù bo hỗ trợ hai hay nhiều bộ xử lý đã từng được sử dụng trên máy chủ mạng nhiều năm về trước, song tiến bộ này đã mang khả năng hai CPU trong một gói thành tiêu chuẩn của máy tính. Hơn là thử gia tăng xung như đã từng làm trong quá khứ, thêm nguồn xử lý bằng cách tích hợp hai hay nhiều bộ xử lý vào một con chip sẽ cho ra các con chip tương lai xử lý nhiều hơn, lại ít bị tình trạng thắt cổ chai (bottleneck) và giảm được năng lượng tiêu thụ cũng như nhiệt độ. Năm 2006 Intel phát hành dòng bộ xử lý mới gọi là Core 2, trên nền kiến trúc từ các bộ xử lý mobile Pentium M/Core duo. Core 2 đầu tiên xuất hiện trong phiên bản dual-core, tiếp theo là phiên bản quad-core (kết hợp hai khuôn dua-core trong một gói). Năm 2007 AMD phát hành Phenom, bộ xử lý quad-core PC đầu tiên với bốn nhân trên cùng một khuôn. Năm 2008 Intel cho ra bộ xử lý Core I Series (Nehalem), là chip quad-core một khuôn với công nghệ siêu phân luồn (Hyper-Theading) bao gồm bộ nhớ tích hợp và các bộ điều khiển video tùy chọn. Cuộc cách mạng kiến trúc 16 bit đến 64 bit Một thay đổi chủ yếu trong kiến trúc bộ xử lý là chuyển từ kiến trúc bên trong 16 bit của 286 và các bộ xử lý trước thành kiến trúc bên trong 32 bit có từ 1985, mất đúng 10 năm cho cả hệ điều hành chủ đạo 32 bit không hoàn chỉnh (Windows 95) cũng như hệ điều hành 32 bit trọn vẹn đòi hỏi những trình điều khiển 32 bit (Windows XP). Tổng cộng 16 năm từ khi phát hành phần cứng máy tính 32 bit đến sự thông qua hoàn toàn trong xu hướng sử dụng máy tính 32 bit với sự hỗ trợ của phần mềm. Tôi chắc rằng bạn có thể đánh giá 16 năm là quãng thời gian đặc biệt trong công nghệ. Hiện nay chúng ta đang ở giữa bước nhảy kiến trúc chủ yếu khác, khi mà Intel, AMD và Microsoft trong quá trình chuyển đổi kiến trúc từ 32 bit sang 64 bit. Năm 2001 Intel đã giới thiệu IA-64 (Intel Architeture, 64-bit) trong dạng bộ xử lý Itanium và Itanium 2, nhưng tiêu chuẩn này là một điều gì đó hoàn toàn mới và không phải là sự mở rộng của công nghệ 32 bit đang hiện hành. IA-64 được công bố đầu tiên năm 1994 như là một dự án phát triển CPU của Intel và HP (tên mã Merced), những chi tiết kỹ thuật đầu tiên được thực hiện hòa tất vào tháng 10 năm 1997. Thực tế là kiến trúc 1A-64 không phải là sự mở rộng của IA-32 nhưng thay thế bằng kiến trúc khác hoàn toàn và mới mẻ toàn bộ thì tốt cho những môi trường không phải là PC chẳng hạn như máy chủ (vì lý do này 1A-64 được thiết kế), song thị trường PC luôn luôn chú trọng đến tính tương thích ngược. Dù là mô phỏng 1A-32 trong giới hạn 1A-64 là có thể, mô phỏng và hỗ trợ như thế này thì quả là chậm chạp. Với cảnh cửa mở rộng AMD nhận được cơ hội đến phát triển những sự mở rộng 64 bit đối với 1A-32, cái mà họ gọi là AMD64 (đầu tiên được biết như x86-64). Intel rốt cuộc phát hành bộ mở rộng 64 bit cũ của chính họ, gọi là chế độ EM64T hay 1A-32e. Ngay khi nó ra đời, những sự mở rộng của Intel thì hầu như giống hệt của AMD, nghĩa là chúng tương thích phần mềm. Dường như giai đoạn đầu tiên Intel chấp nhận theo sau AMD trong sự phát triển kiến trúc PC. Để thành hiện thực máy tính 64 bit, hệ điều hành 64 bit và những trình điều khiển 64 bit cũng cần thiết. Microsoft bắt đầu cung cấp những phiên bản dùng thử của Windows XP Professional x64 Edition (hỗ trợ cho AMD64 và EM64T) vào tháng 4 năm 2005 cho đến khi phát hành Windows Vista x64 năm 2007 mà việc sử dụng máy tính 64 bit bắt đầu thành xu thế chủ đạo. Khởi đầu, sự thiếu các trình điều khiển là một sự cố nhưng với sự ra đời của Windows 7x64 năm 2009, phần lớn nhà sản xuất bị cung cấp những trình điều khiển cả 32 bit và 64 bit cho tất cả thiết bị mới.Linux cũng là phiên bản 64 bit có sẵn, thực hiện chuyển đổi thành 64 bit là có thể cho môi trường không dùng Windows. Phát triển quan trọng khác là sự giới thiệu bộ xử lý đa nhân của Intel và AMD. Những bộ xử lý đa nhân hiện nay có bốn hoặc nhiều nhân CPU đầy đủ hoạt động trong một gói CPU về đặc tính cơ bản cho phép bộ xử lý thực hiện hoạt động của đa bộ xử lý. Mặc dù những bộ xử lý đa nhân không làm những chương trình trò chơi dùng những chuỗi thực thi vận hành nhanh hơn, dùng các bộ xử lý đa nhân, giống nhiều bộ xử lý một nhân, tách khối lượng công việc (workload) được tạo ra bởi nhiều ứng dụng chạy đồng thời. Nếu cứ cố quét phần nhiễm virsu (malware) trong khi kiểm tra mail hay chạy ứng dụng khác, bạn có thể thấy càng nhiều ứng dụng bộ xử lý thậm chí nhanh nhất càng chết như thế nào. Với bộ xử lý đa nhân, khả năng hoàn tất nhiều công việc ít thời gian hơn do chế độ đa nhiệm được mở rộng. Các bộ xử lý đa nhân hiện nay cũng hỗ trợ những mở rộng 64 bit cho phép bạn tận dụng những thuận lợi của đa nhân và tính toán 64 bit. Máy tính thực sự đã đi quãng đường dài. Bộ xử lý 8088 đầu tiên được dùng trong máy tính đầu tiên chứ 29,000 bóng bán dẫn và chạy ở tốc độ 4,77MHz. So sánh với các chip ngày nay: AMD Phenom II có ước lượng 758 triệu bóng bán dẫn và chạy ở 3.4GHz hay nhanh hơn và Intel Core i5/i7 lên tới 774 triệu bóng bán dẫn và chạy ở tốc độ 3.33GHz hay nhanh hơn. Khi bộ xử lý đa nhân và bộ nhớ đệm L2 lớn tiếp tục được sử dụng trong rất nhiều thiết kế, số bóng bán dẫn và tốc độ thực cũng tiếp tục gia tăng. Và quá trình này không bao giờ ngừng bởi vì, theo định luật của Moore, tốc độ xử lý và số lượng bán dẫn đang tăng gấp đôi mỗi 1.5-2 năm. - dịch vụ bảo trì máy tính Theo "Nâng cấp và sửa chữa máy tính" Scott Mueller |
