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[1970] 英特尔桌面CPU历史介绍和收集

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发表于 2019-6-14 18:54:02 | 显示全部楼层 |阅读模式

爱科技、爱创意、爱折腾、爱极致,我们都是技术控

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这个帖子我在百度的图吧曾经发过一版,最近找到这个根据地,修改完善一下转发过来。

小学时期家里组装了一台486电脑,也是我第一次接触电脑及芯片CPU。看着这些神奇的黑色陶瓷块能实现那么多功能,让我对这类电子设备产生了浓厚的兴趣。时不时的趁家人不在,把CPU拔出来拿在手里感受那种凉凉的,沉甸甸的感觉(当时很小心没有碰坏过针脚,不然就活不到今天了)。

随着人到中年,成家立业,有一些自由支配的资金了,开始燃起实现同年梦想,收集CPU,好将将CPU盘在手里把玩:lol:
664c54fbb2fb431644cdea202ea4462308f7d3bf.jpg


要收集自然就要了解透彻。一批CPU收集下来,关于CPU的资料也收集了不少。于是将这些CPU介绍的资料也汇编一下,写出来给大家分享。

由于INTEL在大部分时间里领跑个人电脑CPU的技术,所以关于INTELCPU介绍更像是CPU发展史。而AMDCPU介绍则是另一种扣人心弦的商业竞争纪录片。

先分几天时间上传帖子。

AMD部分在这里~
其他CPU在这里~

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 楼主| 发表于 2019-6-14 18:56:03 | 显示全部楼层
预热一下,先从CPU的前身说起~

3002:位宽:2bit,制程:N/A,频率:N/A,晶体管:N/A
    INTEL在1973年推出一款编号3002的处理芯片。3002属于中央处理单元CPE(Central Processing Element),算不上中央处理器CPU(Central Processing Unit),因为没有内建指令集,需要使用配套的MCU芯片3001导入指令才能进行逻辑运算。在当时的市场环境下,属于精简用于特定工作场合的芯片解决方案。作为和CPU沾一点点边的产品,还是在收藏中留个位置。

    3002支持2bit数据的计算,含有11个寄存器和一个累加器,理论上可以两组3002处理4bit数据。可尴尬的是,4bit处理器只用一组就能进行同样的操作。处理同样的数据,3002需要更多的芯片,造成电路复杂化。加上1973年市场上已经有成熟的4bit甚至8bit产品,因此3002使用的场和很少,不管是当年的出货量还是现今的存世量,也都非常稀少。由于是“非正统”的CPU(CPE),这款芯片在收藏界也很冷门,所以货源稀少是比价格更大的问题。

DIP28白瓷金盖C3002(稀有程度7★):
001C3002_U.jpg 001C3002_D.jpg


DIP28灰瓷D3002(稀有程度5★):
002D3002_U.jpg
002D3002_D.jpg

某宝上D3002很好入手,C3002只能靠E贝全球范围内搜货了。

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 楼主| 发表于 2019-6-14 18:56:38 | 显示全部楼层
      INTEL的早期芯片编号有一个特点,工程样板,测试版,航太军工版的编号大多是纯数字,或者加“C”前缀的数字。这类芯片由于年代久,产量低,加上大量使用黄金屏蔽层和镀金引脚,因此存世都较为稀少。而量产版的编号,则多以“D”字或“P”字前缀,封装上也简化成了无黄金屏蔽层的陶瓷/塑料加镀锡引脚,产量和存世量都比较大了。晚一些的CPU虽然编号上不再遵从C/D/P的划分,但封装上直到Pentium Pro,依旧是早期版本用金盖陶瓷封装,晚期版本用塑料封装。

      白底的照片是我自己收集的CPU。其他我没有的CPU照片则是引用某个米国网站上的,地址可以留意水印。
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 楼主| 发表于 2019-6-14 19:03:36 | 显示全部楼层
预热结束,开始正式介绍CPU
4004:位宽:4bit,制程:10 μm,频率:0.108MHz,晶体管:2250
   故事要回到1969年,一家叫Busicom的日本公司找到INTEL,请INTEL的工程师为自家的141-PF计算器设计芯片。日本人设计了一套12种芯片的十进制运算方案,但是INTEL的工程师否掉了日本人的设计,采用更先进的二进制运算方式,不仅大大提升了效率,还将芯片数量减少到4种。
    四颗芯片分别是随机访问存储器4001,只读存储器4002,移位寄存器4003,中央处理器(CPU4004
        40044BIT运算处理器,支持4KB内存,拥有3层堆栈空间。虽然中央处理器(CPU),早在军工领域就有所应用。但INTEL4004,却是首次将CPU带入了商用的领域。CPU的开创性设计,在于其可编程的“通用性”,即不同的指令输入可以实现不同的功能输出,从而适配不同的工作任务。以现在的电脑为例子通俗的讲:同一台电脑,同样的硬件,仅仅改变外部的输入指令(执行不同的软件),就可以实现使用OFFICE进行文档处理,使用STEAM玩游戏,使用浏览器上网……等不同的功能输出。
   现在的我们觉得电脑有这种通用性是很正常的,然而1969年的电子界还是专板专用的年代,一种电路适配一种使用场和。这种通用型的CPU概念绝对属于革命性的设计。
       19702月,Busicom提供了6万美元的预付款,但INTEL却一直拖到了1971年底才交付了第一批芯片,这让Busicom非常不满意,但又不能舍弃已经设计好的芯片,于是要求INTEL为违约而赔偿。最后INTEL不仅退还了6万的预付款,还将芯片供货价格打折。但同时INTEL也提了一个附加条件,就是芯片不仅仅提供给Busicom一家,INTEL可以在市场上自由售卖4004。不知道这是不是INTEL一开始就埋好的套路,利用Busicom的订单和预付款开展一个长远计划:利用CPU的通用性,让自家的4004,即使离开了141-PF计算器,也可以在其他地方使用和创造利润,从而开始了INTEL的传奇历史。
网上找的141-PF计算器照片,地址可留意水印:
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   而被戴了绿帽的Busicom公司,则一直业绩平平。直到今天,出现频率最多的场和,也仅有在各大关于INTEL的回顾,介绍文章里,给INTELCPU历史做陪衬。
    由于年代久远,加上名气不小,4004一直都是收藏界的宠儿,非量产版的C4004一颗难求,其中尤以金盖白瓷灰纹版C4004,存世极度稀少,是用钱也不一定可以拥有的极品。而量产版D4004P4004存世就相对好找一些,但能流通的也不过寥寥几颗,入手不易。

DIP16白瓷灰纹金盖C4004稀有程度10
003C4004.jpg
带红字的是我没能入手的。

DIP16白瓷金盖C4004:(稀有程度7):
004C4004_U.jpg
004C4004_D.jpg

DIP16灰瓷D4004:(稀有程度5):
005D4004_U.jpg
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DIP16黑塑料P4004:(稀有程度4):
006P4004_U.jpg
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    白瓷金盖灰纹版可遇不可求,曾经某宝上有一颗引脚留锡,字迹磨损,陶瓷变色的垃圾品相解焊版,要价近10000,好品相的估计更是价格不菲了。
   但是其他版本存世量还是有保证的,除了量大的D/P4004,在E贝上有幸入了一块全新带包装的“普通”版本金盖白瓷C4004,算是给我的小“博物馆”里加了一个“镇馆之宝”。

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 楼主| 发表于 2019-6-14 20:17:35 | 显示全部楼层
顺便展示配套的4000系列芯片:
DIP16黑塑料P4001:(稀有程度2):
007P4001_U.jpg
007P4001_D.jpg

DIP16黑塑料P4002:(稀有程度2):
008P4002_U.jpg
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DIP16黑塑料P4003:(稀有程度3):
009P4003_U.jpg
009P4003_D.jpg


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 楼主| 发表于 2019-6-14 20:19:12 | 显示全部楼层
8008:位宽:8bit,制程:10 μm,频率:0.5MHz~0.8MHz,晶体管:3500
      距离4004发布不到半年的1972年4月,INTEL发布了全新的8bit处理器8008。8008原本是终端商Datapoint公司的订货。但这次却是客户违约,没有接收这款CPU。作为赔偿,Datapoint将芯片的所有权包括指令集都“送”给了INTEL。而这款8008的指令集,也就是至今仍在使用的x86指令集的前身。和日本的Busicom公司一样,这一次Datapoint公司也做了陪衬的绿叶,成了INTEL壮大一个契机。

      8008支持16KB内存,拥有7层堆栈空间,8个输入端口和24个输出端口。虽然是8bit的开山之作,但8008的I/O和外部总线速度以及运行速度都较慢,而且此时的指令集较为简单,因此当年8008适用的场合并不多。

      当年有一款使用8008的电脑被命名为“马克8号”(Mark-8),算是已知最早的个人电脑了,但不仅需要用户手动拼装(DIY),而且使用极难上手,算是工程师的实验作品,没有流行起来。

和4004一样,年代久远出货量小,名气也比较大,所以收藏界也一直比较抢手。
DIP18紫瓷金盖C8008:存世量少(稀有程度4★): 010C8008_U.jpg
010C8008_D.jpg

DIP18灰瓷D8008:存世量中(稀有程度3★):
011D8008_U.jpg
011D8008_D.jpg

      无前缀的8008极为稀有,C8008无后缀的基础版本存世也不多。为了凑齐“C前缀”和“金盖”,某宝购入了不那么稀有的增强版C8008-1。而D8008则没有那么稀有了,很多地方都可以轻松入手。由于8008当年并不流行,甚至连廉价的量产塑料封装版都不曾问世,因此没有P8008。
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 楼主| 发表于 2019-6-14 20:21:00 | 显示全部楼层
4040:位宽:4bit,制程:10 μm,频率:0.108MHz,晶体管:2300
    可能是INTEL对早期发布的4004不太满意,1974年,INTEL发布了4004增强版,命名为40404040增强了内存寻址能力到8KB,堆栈空间增加到7层,缓存器增加到24个,指令集也增加到了60个。
    但1974年已经是8bit流行的年代了,特别是INTEL自家的8bit处理器8008都已经发布在前的情况下,姗姗来迟的4040仍旧是4bit位宽,问世即落伍。因此当年出货极少,稀有程度比4004还要高,特别是C4040,曾经一度只存在于传说中。但毕竟名气没有4004那么大,所以虽然稀有但4040全系的价格都比不上4004,因此可以用较为低廉的价格减减漏。
DIP24白瓷金盖C4040:(稀有程度8):
012C4040_U.jpg
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DIP24灰瓷D4040:(稀有程度5):
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DIP24黑塑料P4040:(稀有程度4):
014P4040_U.jpg
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    D/P版本4040某宝轻松入手,但金盖白瓷C4040,全球范围曾经连续几年一直缺货让我几乎已经认定这块CPU只存在于传说中了。今年初奇迹般的在E贝上出现一个货源,第一时间抢下来,简直跟做梦一样。

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发表于 2019-6-14 21:02:56 | 显示全部楼层
谢谢楼主分享,cpu的历史啊
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发表于 2019-6-14 21:03:02 | 显示全部楼层
情怀帖子,顶一个。
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发表于 2019-6-14 21:15:53 | 显示全部楼层
估计是到期了,发不了了,明天继续吧,很喜欢这路怀旧帖子。解说也很精彩,
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发表于 2019-6-14 21:40:50 | 显示全部楼层
精彩 期待继续:handshake:
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 楼主| 发表于 2019-6-14 22:03:43 | 显示全部楼层
8080:位宽:8bit,制程:6 μm,频率:2MHz~3.125MHz,晶体管:4500
    和4004发布增强版4040一样,INTEL1974年也发布了8008增强版,被命名为8080。增强版的8080拥有16地址总线8数据总线,包含七个8位寄存器,支持16位寻址。特别是其40跟引脚的封装,有效解决了前辈8008只有18跟引脚造成的I/O和外部总线速度的不足。
    虽然8080的运算速度不算高,指令集也相对简单,但在一些不需要多块运行速度的逻辑控制场和,比如交通信号灯控制器,费额显示器,甚至街机上,8080的运算能力刚刚好够用。加上设计简单,质量可靠,故障率低环境实应能力强,因此成为了8bit时代的巅峰之作。同样,8080也是被仿造得最多的一款CPU,很多国家包括当时的苏联和中国,都有过仿造8080的历史。如今和INTEL正面扛的AMD,也是从仿造8080开始自己的CPU历史的。
    直到今天,成熟廉价的8080仍旧被广泛使用,也正是从8080开始,INTEL走向处理器的霸主地位。
    但8080并非只用于逻辑控制场和。当年一款名叫“牵牛星”(Altair)的个人电脑上,就使用了8080作为CPU。“牵牛星”使用2MHz8080CPU,拥有64KB的内存,成了世界上第一种被广泛运用的个人电脑。借用论坛上某大神给出的拆解照片,可以窥探一下这款PC的祖师爷级别电脑的内部构造。
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8080由于在控制领域广泛使用,所以出货量及大,量产版D8080P8080直到今天都可以很廉价的入手全新颗粒。值得收藏的是当年的非量产版C8080,存世较少。
DIP40白瓷金盖8080稀有程度6):
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DIP40白瓷金盖C8080:(稀有程度5):
016C8080_U.jpg
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DIP40紫瓷金盖C8080:(稀有程度4):
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DIP40灰瓷D8080:(稀有程度2):
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DIP40黑塑料P8080:(稀有程度1):
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D/P版完全是白菜价,有些时候可以当买一送一的添头。毕竟稀有的是C字头的,为了凑封装和编号,E贝上入了一块C8080A

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 楼主| 发表于 2019-6-14 22:05:59 | 显示全部楼层
8085:位宽:8bit,制程:3 μm,频率:3MHz,晶体管:6200
    1974年,INTEL内部研发团队发生了分裂,核心成员费德里科·法金博士(400480088080的缔造者)带领着安泽曼,西玛等一票核心成员,集体离职成立了Zilog公司,并开发出了比INTEL8080性能更好的Z80处理器。INTEL为了和Zilog公司竞争,在1976年推出了8080的增强版80858085最大的改进,就是使用了单一的5V电压,而8080则需要5V12V 两种电压,除了电压外,80858080完全兼容。因为少了一相电压,8085在周边电路的设计上得以简化,节约了设计成本。加上为了与Zilog公司竞争,INTEL历史性的与AMD进行了联姻,授权AMD为自己的第二供应商,全力生产8085占领市场。INTEL的技术加上AMD的营销,当年一度成为美谈,称霸市场反压Zilog

   由于出货量极大,D8085P8085可以轻松入手全新颗粒。但黑盖版C8085存世稀少,而且由于类似粉笔的特殊印刷工艺,导致黑盖版C8085表面的文字很容易被擦掉,因此字迹清晰的颗粒更是难求。
DIP40紫瓷黑盖C8085:(稀有程度6):
020C8085.JPG

DIP40紫瓷金盖C8085:(稀有程度5):
021C8085_U.jpg
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DIP40灰瓷D8085:(稀有程度1):
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DIP40黑塑料P8085:(稀有程度1):
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D/P8085入手相当容易,而黑盖版C8085某宝上价格5位数,基本不考虑入手了,为了凑C字头型号和金盖封装,E贝上入了紫瓷金盖版C8085
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 楼主| 发表于 2019-6-14 22:07:33 | 显示全部楼层
8086:位宽:16bit,制程:2 μm,频率:4.77MHz~10MHz,晶体管:2.9
    1978年,INTEL8085的基础上开发了新款的CPU,命名为8086。虽然80868085看上去只是一字之差,但8086却是INTEL第一款16bit位宽的CPU8086支持16bit运算,拥有20地址线,可直接寻址1MB的存储空间。更重要的是,8086完善了自8008以来的指令集,将指令集完善到300条,开创了X86指令架构,直到今天的电脑上依旧在使用。

  同期AMD也得到INTEL的授权生产8086,当年美国的航天飞机使用的就是AMD 8086主机。与我们个人电脑随时可升级不同,航天飞机上的主机系统是很难升级的,以至于在8086停产20年后的21世纪初,NASA只能求助于E贝购买8086芯片来维护航天飞机,成为了一段尴尬的往事。

虽然8086名气大,但出货量也很大,量产版D8086P8086入手不难。但非量产版C8086,却是传说一般的存在,流通极少。
DIP40紫瓷黑盖C8086:(稀有程度7):
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DIP40灰瓷D8086:(稀有程度1):
025D8086_U.jpg
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DIP40黑塑料P8086:(稀有程度1):
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D/P字头的8086已经被当作添头随便赠送了,手里留了好几块。而C字头的黑盖版8086,在E贝上曾经也是长期缺货。近期出现一两块,虽然是二手品相也一般,价格却和一手C4004一样,可见其稀有程度。暂时没有闲钱入手,不知道过两年还会不会有。
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发表于 2019-6-14 22:15:43 | 显示全部楼层
所有型号都来一段文字和图片,本帖估计得上百页了
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 楼主| 发表于 2019-6-14 23:04:49 | 显示全部楼层
8087:位宽:16bit,制程:N/A,频率:N/A,晶体管:N/A
   电脑虽然看似功能强大,但只能处理和存储整数,也是说CPU只能进行“1+2=3”这类整数计算。但在实际计算的时候往往还会遇到例如3.1415这类非整数,CPU是无法直接处理和存储非整数的,需要将这类非整数“转换”为整数才能处理。比如3.1415可以转换为31415e-431415乘以10的负四次方)。由于小数点进行了浮动,所以这类转换后的整数也被叫作浮点数,浮点数的运算就叫做浮点运算。

   很明显,虽然3.1415看起来不超过10,是个很小的数字,但计算机实际需要计算和存储的却是一个5位数31415以及e-4,因此浮点数会耗费大量的存储和计算能力,大大增加CPU的负担,造成计算速度和精度的下降(保证速度就要降低精度比如只计算3.1,保证精度如计算3.1415就会增加计算时间)。

   由于浮点数运算只占CPU所有计算量的20%左右,为了不占用另外80%的整数运算能力,专门处理浮点数计算的浮点运算单元就应运而生了,将CPU从繁重的浮点运算中解放出来。不过早期的CPU,浮点运算单元通常与CPU单元分开封装成两个芯片,因为浮点运算需要使用大量的晶体管,在早期制程不成熟的年代,这么大量晶体管的浮点运算单元和CPU单元一起封装,良品率无法保证;另外分开封装还可以丰富市场选择让用户节约成本:以整数运算为主的用户(比如逻辑控制,办公,教育领域)只需要购买CPU即可,即使偶尔遇到浮点数,CPU也可以算一下(虽然效率很低下);而以浮点运算为主的用户(比如科学计算,制图),就可以额外再购买一个浮点运算芯片解放CPU,增强整机的浮点运算能力。

   浮点运算芯片不能独立承担CPU的指令和控制功能,只能协助CPU分担浮点运算,所以这类浮点运算芯片就有了一个单独的名字:“协处理器”。使用时,必须与CPU一起插入主板使用。INTEL发布8086的同时,也发布了对应的协处理器,命名为8087,用于分担8086的浮点运算任务。
由于8087的定位客户群体窄,当年价格昂贵,所以出货量并不大,流传至今的也不多,但因为冷门,入手价格倒也不高,需要一些耐心。

DIP40紫瓷金盖C8087:(稀有程度4):
027C8087_U.jpg 027C8087_D.jpg




DIP40灰瓷D8087:(稀有程度2):
028D8087_U.jpg
028D8087_D.jpg




都在某宝上入的全新颗粒。

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 楼主| 发表于 2019-6-14 23:06:49 | 显示全部楼层
8088:位宽:16bit,制程:3 μm,频率:6.66MHz~10MHz,晶体管:2.9
      8086作为第一款16bitCPU,发布在8bit横行的年代,无论是成本上还是与周边成熟的8bit设备兼容上都很不讨好,于是1979年,INTEL推出了8086的简化(阉割)版8088。内部使用和8086一样的指令集以及16bit数据传输,外部却使用了8bit的接口,被称为“准16bit芯片”。这样设计不仅降低了CPU本身的售价,还兼容了已经成熟的8bit外围设施,降低了整机的成本。

   正因为8088在成本和性能上找到了平衡点,入了蓝色巨人IBM的法眼,用在了1981IBM第一代个人电脑PC-XT上。随着PC的旋风开始席卷全球,XT的大卖特卖,8088/8086也名声大噪,连带着x86指令集架构也一起被开发者和用户接受,形成了:“x86架构使用者多——开发者乐意开发x86架构软件——因为软件多吸引了更多人使用x86架构”的循环,用今天的话讲就是“生态链”。在那以后,无论发展到第几代CPU(甚至今天的酷睿),都严格遵循着“IBM PC 兼容”标准,实质上就是对x86指令集的兼容。以至于在今天的电脑上,近40年前的x86程序依然可以执行(理论上)。良好的兼容性和传承性,打败了当时众多使用其他指令集的电脑厂商和品牌(其中就包括了早期的苹果电脑),让intel走到了个人电脑CPU的王者地位。

8088由于廉价,加上当年被大量采用,出货极大,至今全新颗粒入手都极其容易。

DIP40灰瓷D8088:(稀有程度1):
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DIP40黑塑料P8088:(稀有程度1):
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 楼主| 发表于 2019-6-14 23:09:17 | 显示全部楼层
80186:位宽:16bit,制程:N/A,频率:6MHz~10MHz,晶体管:N/A
        1980年,INTEL推出了8086的增强版8018680186使用了8086的内核,并集成了中断控制器、定时器、DMAI/OUART片选电路等外设,因此简化了周边电路的设计和整机成本,广受工控机,嵌入式主机的欢迎,但IBM-PC却因为成本考虑而选择了廉价的8088,并没有将186带入PC的殿堂。加上186本质上是8086的内核,只是周边元件的集成度高一些,性能提升并不大,因此就算IBM的第二代电脑AT,也直接跳过了186,选择了更加先进的286,让186PC的缘分彻底终结。
    因此众多关于PC的介绍文章中,都是从8086直接跳到80286,让186显得多少有些另类。
    由于186在工控,嵌入式主机领域广受欢迎,除了C字头的非量产版,其他存世都有保障,但CLCCPGA封装版因为黄金含量高,近几年成了炼金的抢手货,存世急速减少。而PLCC塑料封装版就没有这个担心了,全新颗粒也可轻松入手。

CLCC68紫瓷金底C80186(稀有程度5):
031C80186_D.jpg
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CLCC68紫瓷金底R80186:(稀有程度2):
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PGA68紫瓷A80186:(稀有程度2):
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PLCC68黑塑料N80186:(稀有程度1):
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801868018880286都存在C字头的版本,虽然封装上和R字头的一样,但除了编号前缀不一样外,型号字迹也是印刷在金盖一侧。存世虽然很少,但价格不贵。


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ljlun + 7 厉害厉害,收集了这么多

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 楼主| 发表于 2019-6-14 23:31:09 | 显示全部楼层
80187:位宽:16bit,制程:N/A,频率:N/A,晶体管:N/A
      INTEL80186发布时同期,发布了配套的协处理器80187。然而186没有被广泛应用在PC上,作为协处理的187也就成了尴尬的存在,毕竟使用186最多的工控机,嵌入式主机领域,并不需要187的浮点运算能力,因此187的生命周期迅速结束,当年出货极少,如今也是异常稀有。而且存世基本都是当年卖不出去的库存货,所以反而能入手的基本都是全新颗粒(囧)。

DIP40紫瓷金盖C80C187:(稀有程度6):
035C80C187_U.jpg
035C80C187_D.jpg

DIP40灰瓷D80C187:(稀有程度6):
036D80C187_U.jpg
036D80C187_D.jpg

PLCC44黑塑料N 80C187:(稀有程度3):
037N80C187_U.jpg
037N80C187_D.jpg

C/D开头的存世稀少价格也很高,N开头的塑料版虽然价格不高,但货源稀少,找了很久才顺利入手。

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zzqqzzz + 20 優秀文章

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