处理器经历了6大发展阶段!什么是协处理器?

处理器是我们经常会听到的词汇，我们的智能设备中都有处理器，比如手机处理器。为增进大家对处理器的认识，本文将对处理器的发展历史以及协处理器予以介绍。如果你对处理器具有兴趣，不妨和小编一起继续往下阅读哦。

一、处理器发展历史

(1)第一阶段(1971年-1973年)。这是4位和8位低档微处理器时代，代表产品是Intel 4004处理器。

1971年，Intel生产的4004微处理器将运算器和控制器集成在一个芯片上，标志着CPU的诞生; 1978年，8086处理器的出现奠定了X86指令集架构， 随后8086系列处理器被广泛应用于个人计算机终端、高性能服务器以及云服务器中。

(2)第二阶段(1974年-1977年)。这是8位中高档微处理器时代，代表产品是Intel 8080。此时指令系统已经比较完善了。

(3)第三阶段(1978年-1984年)。这是16位微处理器的时代，代表产品是Intel 8086。相对而言已经比较成熟了。

(4)第四阶段(1985年-1992年)。这是32位微处理器时代，代表产品是Intel 80386。已经可以胜任多任务、多用户的作业。

1989 年发布的80486处理器实现了5级标量流水线，标志着CPU的初步成熟，也标志着传统处理器发展阶段的结束。

(5)第五阶段(1993年-2005年)。这是奔腾系列微处理器的时代。

1995 年11 月，Intel发布了Pentium处理器，该处理器首次采用超标量指令流水结构，引入了指令的乱序执行和分支预测技术，大大提高了处理器的性能， 因此，超标量指令流水线结构一直被后续出现的现代处理器，如AMD(Advanced Micro devices)的锐龙、Intel的酷睿系列等所采用。

(6)第六阶段(2005年至2021年)。处理器逐渐向更多核心，更高并行度发展。典型的代表有英特尔的酷睿系列处理器和AMD的锐龙系列处理器。

二、协处理器

协处理器(coprocessor)，一种芯片，用于减轻系统微处理器的特定处理任务。

协处理器，这是一种协助中央处理器完成其无法执行或执行效率、效果低下的处理工作而开发和应用的处理器。这种中央处理器无法执行的工作有很多，比如设备间的信号传输、接入设备的管理等;而执行效率、效果低下的有图形处理、声频处理等。为了进行这些处理，各种辅助处理器就诞生了。需要说明的是，由于现在的计算机中，整数运算器与浮点运算器已经集成在一起，因此浮点处理器已经不算是辅助处理器。而内建于CPU中的协处理器，同样不算是辅助处理器，除非它是独立存在。

1.特定处理任务

例如，数学协处理器可以控制数字处理;图形协处理器可以处理视频绘制。例如，intel pentium 微处理器就包括内置的数学协处理器。

2.内核相连

协处理器可以附属于ARM处理器。一个协处理器通过扩展指令集或提供配置寄存器来扩展内核处理功能。一个或多个协处理器可以通过协处理器接口与ARM内核相连。

协处理器可以通过一组专门的、提供load-store类型接口的ARM指令来访问。例如协处理器15(CP15)，ARM处理器使用协处理器15的寄存器来控制cache、TCM和存储器管理。

3.扩展指令集

协处理器也能通过提供一组专门的新指令来扩展指令集。例如，有一组专门的指令可以添加到标准ARM指令集中，以处理向量浮点(VFP)运算。

这些新指令是在ARM流水线的译码阶段被处理的。如果在译码阶段发现是一条协处理器指令，则把它送给相应的协处理器。如果该协处理器不存在，或不认识这条指令，则ARM认为发生了未定义指令异常。这也使得编程者可以用软件来仿真协处理器的行为(使用未定义指令异常服务子程序)。

4.内部结构

协处理器80x87的内部可分为二个主要部分：控制部件(CU)和数值执行部件(NEU)。

控制部件(CU)把协处理器接到CPU的系统总线上，协处理器和CPU都监视正在执行的指令流。如果当前将要执行的指令是协处理器指令(即：ESCape指令)，那么，协处理器会自动执行它，否则，该指令将交给CPU来执行。

数值执行部件(NEU)复制执行所有的协处理器指令，它有一个用8个80位的寄存器组成的堆栈，该堆栈用于以扩展精度的浮点数据格式来存放数学指令的操作数和运算结果。在协处理器指令的执行过程中，要么指定该堆栈寄存器中的数据，要么使用压栈/出栈机制来从栈顶存放或读取数据。

在NEU部件中，还有一些记录协处理器工作状态的寄存器，如：状态寄存器、控制寄存器、标记寄存器和异常指针寄存器等。

以上便是此次小编带来的处理器相关内容，通过本文，希望大家对处理器具备一定的了解。如果你喜欢本文，不妨持续关注我们网站哦，小编将于后期带来更多精彩内容。最后，十分感谢大家的阅读，have a nice day!