隨後，Intel公司又研制出了8080處理器、8085處理器，加上當時Motorola公司的MC6800微處理器和Zilog公司的Z80微處理器，壹起組成了八位微處理器的家族。
十六位微處理器的典型產品是Intel公司的8086微處理器，以及同時生產出的數學協處理器，即8087。這兩種芯片使用互相兼容的指令集，但在8087指令集中增加了壹些專門用於對數、指數和三角函數等數學計算指令，由於這些指令應用與8086和8087，因此被人們統稱為X86指令集。此後Intel推出的新壹代的CPU產品，均兼容原來的X86指令。
1979年Intel推出了8088芯片，它仍是十六位微處理器，內含29000個晶體管，時鐘頻率為4.77MHz，地址總線為20位，可以使用1MB內存。8088的內部數據總線是16位，外部數據總線是8位。1981年，8088芯片被首次用於IBM PC機當中，如果說8080處理器還不為各位所熟知的話，那麽8088則可以說是家喻戶曉了，個人電腦――PC機的第壹代CPU便是從它開始的。1982年的80286芯片雖然是16位芯片，但是其內部已包含13.4萬個晶體管，時鐘頻率也達到了前所未有的20MHz。其內、外部數據總線均為16位，地址總線為24位，可以使用16MB內存，可使用的工作方式包括實模式和保護模式兩種。
三十二位微處理器的代表產品首推Intel公司1985年推出的80386，這是壹種全三十二位微處理器芯片，也是X86家族中第壹款三十二位芯片，其內部包含27.5萬個晶體管，時鐘頻率為12.5MHz，後逐步提高到33MHz。80386的內部和外部數據總線都是32位，地址總線也是32位，可以尋址到4GB內存。它除了具有實模式和保護模式以外，還增加了壹種虛擬86的工作方式，可以通過同時模擬多個8086處理器來提供多任務能力。1989年Intel公司又推出準三十二位處理器芯片80386SX。它的內部數據總線為三十二位，與80386相同，外部數據總線為十六位。也就是說，80386SX的內部處理速度與80386接近，也支持真正的多任務操作，而它又可以接受為80286開發輸入/輸出接口芯片。80386SX的性能優於80286，而價格只是80386的三分之壹。386處理器沒有內置協處理器，因此不能執行浮點運算指令，如果您需要進行浮點運算時，必須額外購買昂貴的80387協處理器芯片。
八十年代末九十年代初，80486處理器面市，它集成了120萬個晶體管，時鐘頻率由25MHz逐步提升到50MHz。80486是將80386和數學協處理器80387以及壹個8KB的高速緩存集成在壹個芯片內，並在X86系列中首次使用了RISC（精簡指令集）技術，可以在壹個時鐘周期內執行壹條指令。它還采用了突發總線方式，大大提高了與內存的數據交換速度，由於這些改進，80486的性能比帶有80387協處理器的80386提高了4倍。早期的486分為有協處理器的486DX和無協處理器的486SX兩種，其價格也相差許多。隨著芯片技術的不斷發展，CPU的頻率越來越快，而PC機外部設備受工藝限制，能夠承受的工作頻率有限，這就阻礙了CPU主頻的進壹步提高，在這種情況下，出現了CPU倍頻技術，該技術使CPU內部工作頻率為處理器外頻的2－3倍，486DX2、486DX4的名字便是由此而來。
九十年代中期，全面超越486的新壹代586處理器問世，為了擺脫486時代處理器名稱混亂的困擾，最大的CPU制造商Intel公司把自己的新壹代產品命名為Pentium（奔騰）以區別AMD和Cyrix的產品。AMD和Cyrix也分別推出了K5和6x86處理器來對付Intel，但是由於奔騰處理器的性能最佳，Intel逐漸占據了大部分市場。
此後CPU的發展情況不用我說想必大家都已經很了解了，97年初Pentium MMX上市，年中Pentium II和AMD K6上市，年末Cyrix 6x86MX面市，98年更是“三足”鼎立，PII、賽揚、K6-2、MII殺得妳死我活。自從推出Pentium II後，Intel便放棄了逐漸老化的Socket 7市場轉而力推先進的Slot 1架構，但是這壹次Intel卻打錯了主意，隨著全球低於1000美元低價PC需求量的增長，AMD的K6-2處理器填補了Intel在這個低端領域的空白，AGP總線技術、100MHz外頻，這些原先只有在Slot 1上才能實現的技術在AMD首先倡導的Super 7時代也實現了，雖然K6-2和Super 7的性能比起同主頻的PII來說還有差距，但是低廉的價格還是讓AMD搶得了將近30％的CPU零售市場份額。AMD更是以壹副不畏強者的姿態，博得了眾多消費者的好感。
可惜到了99年，面對Intel猛烈反撲，AMD開始走下坡路，市場銷量很糟。Cyrix更是在這場處理器大戰中壹敗塗地，本想依靠NS（美國國家半導體公司）東山再起，無奈時機已晚，最終在六月份被芯片組廠商VIA（威盛）收購。
隨後的IDT和Rise兩家新殺入處理器市場的公司在技術的創新上以及市場定位上均有自己的獨到之處，IDT的Winchip C6、Winchip C6-2主要面向低端家用市場，Rise的處理器則主要進軍移動電腦領域。無奈生不逢時，在Intel產品的擠壓下，它們的日子也是舉步為堅，99年年中，也正是Cyrix被收購壹個月以後，威盛又收購了IDT公司，同時，Rise也被另壹家芯片組廠商SIS（矽統科技）收購，隨後傳出Rise退出PC處理器市場，主攻家電處理芯片市場的消息，這樣，經過重新調整之後，PC處理器市場呈現新三足鼎立的局面：Intel憑借自己優秀的產品以及良好的市場運作繼續占領大部分市場份額；AMD則通過8月份發布的Athlon—K7打了個漂亮的翻身仗，K7成為歷史上首次性能全面超越Intel同類產品的最快處理器，其市場占有率有進壹步擴大的趨勢；威盛在收購Cyrix和IDT之後，集成兩家公司的最新技術，計劃在2000年初推出Socket370兼容的Joshua—約書亞處理器，主攻低端市場。總之，隨著競爭的激烈，各家公司都在盡全力研制最新、最快、最好的處理器產品獻給廣大消費者.
世紀末的輝煌——奔騰III：
在99年初，Intel發布了第三代的奔騰處理器——奔騰III，第壹批的奔騰III 處理器采用了Katmai內核，主頻有450和500Mhz兩種，這個內核最大的特點是更新了名為SSE的多媒體指令集，這個指令集在MMX的基礎上添加了70條新指令，以增強三維和浮點應用，並且可以兼容以前的所有MMX程序。
不過平心而論，Katmai內核的奔騰III除了上述的SSE指令集以外，吸引人的地方並不多，它仍然基本保留了奔騰II的架構，采用0.25微米工藝，100Mhz的外頻，Slot1的架構，512KB的二級緩存（以CPU的半速運行）因而性能提高的幅度並不大。不過在奔騰III剛上市時卻掀起了很大的熱潮，曾經有人以上萬元的高價去買第壹批的奔騰III。
第壹代Pentium III處理器 (Katmai)
可以大幅提升，從500Mhz開始，壹直到1.13Ghz，還有就是超頻性能大幅提高，幅度可以達到50%以上。此外它的二級緩存也改為和CPU主頻同步，但容量縮小為256KB。
第二代Pentium III處理器 (Coppermine)
除了制程帶來的改進以外，部分Coppermine 奔騰III還具備了133Mhz的總線頻率和Socket370的插座，為了區分它們，Intel在133Mhz總線的奔騰III型號後面加了個“B”, Socket370插座後面加了個“E”，例如頻率為550Mhz，外頻為133Mhz的Socket370 奔騰III就被稱為550EB。
看到Coppermine核心的奔騰III大受歡迎，Intel開始著手把Celeron處理器也轉用了這個核心，在2000年中，推出了Coppermine128核心的Celeron處理器，俗稱Celeron2，由於轉用了0.18的工藝，Celeron的超頻性能又得到了壹次飛躍，超頻幅度可以達到100%。
第二代Celeron(Coppermine128核心)處理器
AMD的絕地反擊——Athlon
在AMD公司方面，剛開始時為了對抗奔騰III，曾經推出了K6-3處理器。K6-3處理器是三層高速緩存（TriLevel）結構設計，內建有64K的第壹級高速緩存（Level 1）及256K的第二層高速緩存（Level 2），主板上則配置第三級高速緩存（Level 3）。K6-3處理器還支持增強型的3D Now！指令集。由於成本上和成品率方面的問題，K6-3處理器在臺式機市場上並不是很成功，因此它逐漸從臺式機市場消失，轉進筆記本市場。
真正讓AMD揚眉吐氣的是原來代號K7的Athlon處理器。Athlon具備超標量、超管線、多流水線的Risc核心（3Way SuperScalar Risc core），采用0.25微米工藝，集成2,200萬個晶體管，Athlon包含了三個解碼器，三個整數執行單元（IEU），三個地址生成單元（AGU），三個多媒體單元（就是浮點運算單元），Athlon可以在同壹個時鐘周期同時執行三條浮點指令，每個浮點單元都是壹個完全的管道。K7包含3個解碼器，由解碼器將解碼後的macroOPS指令（K7把X86指令解碼成macroOPS指令，把長短不壹的X86指令轉換成長短壹致的macroOPS指令，可以充分發揮RISC核心的威力）送給指令控制單元，指令控制單元能同時控制（保存）72條指令。再把指令送給整數單元或多媒體單元。整數單元可以同時調度18條指令。每個整數單元都是壹個獨立的管道，調度單元可以對指令進行分支預測，可以亂序執行。K7的多媒體單元（也叫浮點單元）有可以重命名的堆棧寄存器，浮點調度單元同時可以調度36條指令，浮點寄存器可以保存88條指令。在三個浮點單元中，有壹個加法器，壹個乘法器，這兩個單元可以執行MMX指令和3DNow指令。還有壹個浮點單元負責數據的裝載和保存。由於K7強大的浮點單元，使AMD處理器在浮點上首次超過了Intel當時的處理器。
Athlon內建128KB全速高速緩存（L1 Cache），芯片外部則是1／2時頻率、512KB容量的二級高速緩存（L2 Cache），最多可支持到8MB的L2 Cache，大的緩存可進壹步提高服務器系統所需要的龐大數據吞吐量。
Athlon的封裝和外觀跟Pentium Ⅱ相似，但Athlon采用的是Slot A接口規格。Slot A接口源於Alpha EV6總線，時鐘頻率高達200MHz，使峰值帶寬達到1.6GB/S，在內存總線上仍然兼容傳統的100MHz總線，現這樣就保護了用戶的投資，也降低了成本。後來還采用性能更高的DDR SDRAM，這和Intel力推的800MHz RAMBUS的數據吞吐量差不多。EV6總線最高可以支持到400MHz，可以完善的支持多處理器。所以具有天生的優勢，要知道Slot1只支持雙處理器而SlotA可支持4處理器。SlotA外觀看起來跟傳統的Slot1插槽很像，就像Slot1插槽倒轉180度壹樣，但兩者在電氣規格、總線協議是完全不兼容的。Slot 1／Socket370的CPU，是無法安裝到Slot A插槽的Athlon主板上，反之亦然。
三、踏入新世紀的CPU
進入新世紀以來，CPU進入了更高速發展的時代，以往可望而不可及的1Ghz大關被輕松突破了，在市場分布方面，仍然是Intel跟AMD公司在兩雄爭霸，它們分別推出了Pentium4、Tualatin核心Pentium Ⅱ和Celeron、Tunderbird核心Athlon、AthlonXP和Duron等處理器，競爭日益激烈。
1、在Intel方面，在上個世紀末的2000年11月，Intel發布了旗下第四代的Pentium處理器，也就是我們天天都能接觸到的Pentium 4。Pentium 4沒有沿用PIII的架構，而是采用了全新的設計，包括等效於的400MHz前端總線(100 x 4), SSE2指令集，256K-512KB的二級緩存，全新的超管線技術及NetBurst架構，起步頻率為1.3GHz。
第壹個Pentium4核心為Willamette，全新的Socket 423插座，集成256KB的二級緩存，支持更為強大的SSE2指令集，多達20級的超標量流水線，搭配i850/i845系列芯片組，隨後Intel陸續推出了1.4GHz-2.0GHz的Willamette P4處理器，而後期的P4處理器均轉到了針角更多的Socket 478插座。
第壹代的Pentium4（Socket423）處理器
和奔騰III壹樣，第壹個Pentium4核心並不受到太多的好評，主要原因是新的CPU架構還不能受到程序軟件的充分支持，因此Pentium4經常大幅落後於同頻的Athlon，甚至還如Intel自己的奔騰III。但在壹年以後，Intel發布了第二個Pentium4核心，代號為Northwood，改用了更為精細的0.13微米制程，集成了更大的512KB二級緩存，性能有了大幅的提高，加上Intel孜孜不倦的推廣和主板芯片廠家的支持，目前Pentium4已經成為最受歡迎的中高端處理器。
第二代的Pentium4（Socket478）處理器
在低端CPU方面，Intel發布了第三代的Celeron核心，代號為Tualatin，這個核心也轉用了0.13微米的工藝，與此同時二級緩存的容量提高到256KB，外頻也提高到100Mhz，目前Tualatin Celeron的主頻有1.0、1.1、1.2、1.3Ghz等型號。Intel也推出了Tualatin核心的奔騰III，集成了更大的512KB二級緩存，但它們只應用於服務器和筆記本電腦市場，在臺式機市場很少能看到。
第三代Tualatin核心的Celeron處理器
2、在AMD方面，在2000年中發布了第二個Athlon核心——Tunderbird，這個核心的Athlon有以下的改進，首先是制造工藝改進為0.18微米，其次是安裝界面改為了SocketA，這是壹種類似於Socket370，但針腳數為462的安裝接口。最後是二級緩存改為256KB，但速度和CPU同步，與Coppermine核心的奔騰III壹樣。
Tunderbird核心的Athlon不但在性能上要稍微領先於奔騰III，而且其最高的主頻也壹直比奔騰III高，1Ghz頻率的裏程碑就是由這款CPU首先達到的。不過隨著Pentium4的發布，Tunderbird開始在頻率上落後於對手，為此，AMD又發布了第三個Athlon核心——Palomino，並且采用了新的頻率標稱制度，從此Athlon型號上的數字並不代表實際頻率，而是根據壹個公式換算相當於競爭對手（也就是Intel）產品性能的頻率，名字也改為AthlonXP。例如AthlonXP1500+處理器實際頻率並不是1.5Ghz，而是1.33GHz。最後，AthlonXP還兼容Intel的SSE指令集，在專門為SSE指令集優化的軟件中也能充分發揮性能。
第三代Tunderbird核心的Athlon處理器
在低端CPU方面，AMD推出了Duron CPU，它的基本架構和Athlon壹樣，只是二級緩存只有64KB。Duron從發布開始，就能遠遠拋離同樣主攻低端市場的Celeron，而且價格更低廉，壹時間Duron成為低價DIY兼容機的第壹選擇，但Duron也有它致命的弱點，首先是繼承了Athlon發熱量大的特點，其次是它的核心非常脆弱，在安裝CPU散熱器時很容易損壞。因此盡管在兼容機市場很受歡迎，但始終打不進利潤最高的品牌機市場。
Duron處理器
四、CPU未來發展的方向
縱觀我們上面敘述的CPU發展史，大家不難得出以下的CPU發展方向：首先是更高的頻率，其次是更小的制造工藝，第三，更大的高速緩存。除了這三點之外，PC處理器也將緩慢的從32位數據帶寬向64位發展。
1、Intel的未來計劃，在本書截稿前為止，最高主頻的CPU已經達到了2.4Ghz，而Intel的目標是在今年內達到3Ghz，兩年內達到10Ghz，為此Intel會在2002年中期發布533Mhz總線頻率的Northwood核心，按照計劃，在2003年，Intel還將推出采用0.09微米工藝的Prescott核心，工作頻率將在3.5GHz以上(甚至更高)，將采用效能更高的667MHz(166MHz x 4)或800MHz FSB(200MHz x 4)，不過目前Prescott還只是停留在書面上而已，畢竟它要在2003年才會正式發布，所以目前也沒有更多關於它的細節公布。
另外Intel還透露在2005年將推出采用全新的TeraHertz晶體管架構的處理器產品，該架構采用了諸如SOI工藝，高K絕緣體在內的眾多先進技術，簡單的說它能夠使芯片的發熱量及功耗降到最低，並且大幅度提升處理器的工作頻率；理論上采用TeraHertz晶體管架構能夠制造出10GHz-20GHz的處理產品。
當然要達到這樣高的工作頻率，僅僅有TeraHertz晶體管還不夠，它還需要新型的BBUL(Bumpless Build-Up Layer)封裝技術的支持，該技術可以制造出厚度僅1毫米且集成10億個晶體管的芯片，BBUL技術與目前封裝技術並無差異，但核心技術卻完全不同，BBUL采用內建方式直接在裸晶(Die)直接封裝，且僅包括1層銅制程金屬互連層。由於BBUL使數據傳輸通道縮短，所以整個芯片的時鐘頻率速度將有較大幅度提升，另外功耗自然也更低。
2）AMD的未來計劃，本書上市時，第三個Athlon核心Thoroughbred應該已經發布了，Thoroughbred沿用了Palomino的核心，但換用了效能更高的166MHz FSB及0.13微米工藝，由於制造工藝的提升，其發熱量及芯片尺寸均比Palomino要小很多，它同樣采用Socket A界面、OPGA封裝，而且現有的Athlon XP主板均兼容Thoroughbred(AMD在展會上公布的Thoroughbred演示機就是采用AMD-760芯片組)；但Thoroughbred是否將增加緩存容量還未公布。
Thoroughbre核心的AthlonXP
新壹代的Duron(Appaloosa)則采用簡化版的Thoroughbred核心，根據AMD最新公布的處理器發展藍圖，首款Thoroughbred核心的1.73GHz Athlon XP處理器預計在明年第壹季發布。桌面版Athlon XP、工作站/服務器版的Athlon MP都將明年第壹季全面導入0.13微米Thoroughbred核心，並在第二季推出采用Barton核心的產品，但AMD尚未公布有關Barton核心的具體規格。移動處理器方面，最後壹款基於Palomino核心的將是明年發布的1.4GHz Athlon 4，之後也將采用全新的Thoroughbred/Barton核心。
至於AMD的首顆64位處理器——K8 Hammer，將分為兩個不同的版本，分別是高端的服務器版SledgeHammer(最多8路SMP)，及工作站/桌面版ClawHammer(2路SMP)，其中ClawHammer已整合有DDR33內存控制器，所以對應ClawHammer的芯片組無需包括內存控制器，而SledgeHammer則擁有更大的二級緩存，這兩款Hammer處理器都會支持SSE2指令集並兼容32位指令，雖然目前還未有更多的信息公布，但可以肯定的是Hammer肯定會在明年發布，而且AMD之前曾聲稱Hammer的效能將超越所有的同類處理器。