蒲青文 西昌学院

氮气，作为超级跑车在赛道上扭转乾坤的利器，可以将引擎的最后一点潜能完全压榨出来，以此获得爆裂般的加速。而CPU作为对速度有更高要求的计算机核心部件，对于速度的追求自然是用户以及工程师们的终极梦想，因此各个实验室的工程师们也必将为此绞尽脑汁……

我们就以Intel CPU的发展为例为简要阐述一下CPU中的“氮气”加速技术是怎么一点点被开发出来的。

1 原始级，蛮荒状态-1987年

Intel在1978-06-08创造了8086处理器，这时处理器的执行流程非常简单，就是从内存中读取操作码后将操作码译码解析成微指令，并由微指令驱动逻辑电路去完成具体计算操作，然后再读取下一条指令。

以上操作可被概括为取指令、译码和执行这三步，而且每次都要等到这三个步骤都完成后才能执行下一条指令。

2 上古级，指令缓存-1982年

由于CPU的执行速度远高于内存的读取速度，因此Intel发现整个CPU的性能瓶颈出现在内存读取这一环节上。而又因为绝大多数指令编译的操作码仅几个字节大小，所以Intel在1982年发布了一款新CPU 80186，并且增加了指令缓存机制。

80186拥有一个6字节的指令缓存器，在每次剩余空间大于等于3字节时，80186就会自动提前将下一条指令从内存中读取进来，进而大大降低了操作码的读取延迟。

3 古代级，数据缓存-1985年

由于指令缓存机制在80186上取得了巨大成功，因此Intel在1985年发布的80386上面将指令缓存提高到了最大8KB，相较80186增加了1300余倍，并增加了数据缓存机制。

4 近代级

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