１０个改变历史的关键技术

时光飞逝，日月如梭。十年前，你可曾想到今天的硬件和技术会有如此大的发展与变迁?这些曾经的新技术，改变了应用的方式、为业界带来翻天覆地变化，甚至影响着我们生活。它们当中，有的已完全融入我们的生活，有的不停在进化并引领着未来的趋势，有的不再辉煌，有的只留存于记忆中……不过在这里，只要它们曾在我们心中占有重要的地位，而且切切实实对IT的发展和我们的生活带来了重大改变，我们就有理由把它们视为最具革命性的关键技术。请与《微型计算机》一起，追忆那些曾改变历史的技术吧!

1　USB接口技术

出现时间：1996年1月

上榜理由：外设可带电插拔、即插即用的历史篇章由此翻开。

代表：USB 1.1标准

USB接口在今天无处不在，但在十年之前它只是刚刚完成标准定型——没有哪一种接口具有能与USB相比的影响力。在它之前，Pc的外部接口可谓琳琅满目：键盘要用AT接口或PS/2接口，鼠标则用COM或PS/2接口、MODEM用COM口、打印机用并口、游戏摇杆则要与MIDI设备共用Game/MIDI接口，接口的多样化给用户造成大量的不便。不仅如此，这些接口还都无法实现热拔插和即插即用，也就是用户拔插设备都必须将计算机关闭，否则会有烧毁接口的危险。

USB的诞生让所有的外部设备都可以归属到统一的USB接口中来。USB接口共有四根线缆，其中两根是5V电源线，另外两根是用于收发信号的数据线。小功率的外设可以直接通过USB接口供电，不必外接电源。USB接口最大可以提供5V/500mA电流，并支持节能的挂机和唤醒模式。

现在除了低端的键盘、鼠标仍采用PS/2接口之外，PC的其他外设的接口都实现了USB化，用户开机状态下自由连接或中断设备，使用十分方便。而为满足大容量数据传输的需要，英特尔接着制定了US8 2.0规范，USB 2.0将数据传输速率提升到480Mbps，闪存盘、笔记本电脑、MP3、PMP等产品中，除了键盘、鼠标等少数低速设备外，绝大多数PC外设都采用USB 2.0规范的接口。

USB 2.0不是USB接口发展的终极形态，尽管其速度已能满足未来多年的需要，但业界厂商希望USB传输能够以无线的方式进行，目前英特尔正在积极谋划无线USB标准，无线USB以UWB超宽带技术为基础，将实现短距、高速无线传输，一旦无线USB进入普及阶段，那么PC与外部设备的连接将变得更为便利。

2　3D图形技术与GPU、通用加速技术

出现时间：1995年11月

上榜理由：引领我们真正进入3D世界

代表：3dfx Voodoo、3dfx Voodoo2

3dfx的Voodoo加速卡改变了Pc的发展轨迹，3D作为一个崭新的概念进入了Pc用户的视线。之前的3D应用，只是无数丑陋的多边形世界，惨不忍睹。

Voodoo加速卡配备了4MB EDO显存，像素填充率达到45M Pixels/s，并支持硬件雾化、镜面高光，色键透明处理、阿尔法透明处理、双线性过滤、三性线过滤、贴图过滤，抖动处理、透视校正、动画贴图、抗锯齿、高氏调节和次级像素矫正等诸多在当时看来让人震惊的3D特效。许多早期的用户都是通过《古墓丽影》和Voodoo卡的完美配合中体验到3D世界的魅力，在此后相当长的时间里，Voodoo成为了3D的象征。之后的Voodoo2则更上一层楼，不仅性能更加出色，而且还引入了SLI这种双卡协同提升效能的思路。这在当时来看是让人震惊的，同时也为后来乃至今天3D图形卡的发展指出了方向。

随后S3、NVID A、Matrox、ATI相继进入3D市场，图形技术在激烈的竞争中突飞猛进。与此同时，游戏工业也伴随着图形硬件而高速发展，并催生了一个规模巨大的游戏产业。可以这么说，3D图形技术的出现让计算机获得一次脱胎换骨的革命，在此后的10年里，我们没有看到任何一项可以与3D图形技术匹敌的重大突破。

3dfx开拓了3D图形时代，而真正将它发扬光大的却是NVIDIA公司。NVIDIA在1999年带来了GPU的理念，让计算机图形系统具有更高的自主性，摆脱了对CPU的依赖，同时也实现了3D性能的飞跃。GPU随后便成为图形工业的标准，今天所有的图形硬件产品均隶属于GPU体系。

3D图形技术的下一波革命便是通用加速——GPU具有越来越强大的功能，除了完成3D图形渲染外，GPU强大的浮点运算力还将用于物理计算、科学计算以至于程序的直接执行，另一个方向就是GPU与CPU实现底层融合，两者资源共享、共同协作完成各类计算任务，这两个方向都将对图形工业的未来产生深远的影响。

3　处理器架构技术

出现时间：2000年10月(Netburst)、2003年4月(AMD 64)、2006年7月(Core)

上榜理由：由“频率至上”到“效率为先”创新设计将PC带入64位时代

代表：Pentium 4、Athlon 64、Opteron、Core 2 Duo

英特尔公司在过去的十年里进行两次微架构的重大更新，第一次更新便是从P6架构到Netburst架构，前者用于Pentium Ⅲ系列，后者便是人们耳熟能详的Pentium4。Netburst架构采用种异乎寻常的方式来达到高性能，即将频率的重要性提高到首位，同时让CPU的指令效能降到低点。Netburst架构在推出之时就因其高频低能而饱受诟病，甚至还不如前代的改良型Tualatin Pentium Ⅲ产品，英特尔公司后来对Netburst架构处理器进行进一步的改进，包括提升前端总线频率、增大二级缓存以及采用更先进的制造工艺，最终仍然获得性能上的领先。

然而，在采用AMD64架构的Athlon 64/Opteron处理器出现后，Netburst依靠高频率得来的性能优势不复存在。尽管后来英特尔推出深度改良的Prescott核心，试图继续通过高频率的优势来获得胜利，但Prescott遭遇高功耗的限制，性能提升也并不显著。再往后的双核Pentium D同样没有什么好结果，至此，Netburst架构的高频制胜思想遭到惨重失败。

AMD 64架构终结了微处理器行业英特尔垄断市场的格局。对AMD来说，创建AMD 64架构是一项里程碑式的转折点，而对微处理器工业来说，AMD 64架构同样意义非凡首先，AMD 64以平滑的方式将x86指令从32位推向64位，x86处理器由此进入一个新的制高点，尽管英特尔抵触这种变化，但最终也不得不追随64位x86的大潮。尽管到现在为止64位应用还未大面积展开，但PC进入64位时代已获得人们的共

识。其次，AMD 64架构所包含的整合内存控制器、HyperTransport直连总线同样具有举足轻重的地位，这套架构让多路服务器系统具有理想的多CPU协作效率，而不会遭受资源冲突的困扰。

AMD 64架构不仅成就7AMD公司，也对微处理器工业产生深远的影响，英特尔在追随64位x86架构之后，还将陆续实现集成内存控制器与CSI直连总线，这些设计几乎就是AMD 64连接架构的翻版。从某种意义上说，AMD 64开创了一个新的时代，它的影响力在未来多年内仍将继续。

Core微架构的出现让英特尔的处理器发展路线发生了根本的转变：Netburst奉行频率就是一切的原则，忽视了芯片的执行效率，而Core微架构则将“每瓦性能”提升到战略高度——凭借超宽动态执行单元、SmartCache智能缓存等先进技术，Core架构处理器完全超越了AMD同时代的Athlon 64/Opteron产品，它不仅具有高出色的性能、而且也具有更低的功耗。目前英特尔的重点是推出45纳米工艺的新一代Core微架构产品，凭借先进的制造工艺，对微架构的深度改良以及更大容量的缓存，新一代Core微架构处理器在综合竞争力方面达到一个AMD目前难以企及的制高点。

Netburst架构与Core架构截然不同的遭遇是过去十年微处理器发展变迁的最佳例证在任何时候，执行效率都是芯片设计的第一原则，偏离或放弃这条原则都会遭遇显而易见的失败。同时Core架构也给x86处理器设计带来新的可能：尽管x86指令远比RISC指令来得复杂，但四发射(可同时解码四条指令)设计并非不可实现，未来AMD如果要想拿出与之媲美的新一代架构，实现四发射设计将是一条捷径，但这也对AMD的工程师提出了相当大的技术挑战。

4　SATA接口技术

出现时间：2001年8月

上榜理由：更小、更快、更强，为硬盘提速奠定了基础

代表：Serial、ATA REV2.5标准

SATA是高速串行总线的一个成功例证。在上个世纪末，硬盘工业不遗余力提升接口的速率，从最早的ATA-33一路提升到ATA-66、ATA-100直到未被广泛认可的ATA-133，目的就在于希望并行ATA接口能够满足硬盘性能进一步提升的需要。问题是硬盘工业也遇到了一个经典问题作为并行技术，ATA总线面临着抗干扰能力差和频率很难提升的问题，导致传输接口成为提升硬盘性能的一大障碍。

为了解决这个难题，硬盘工业联手发展出了SATA(Serial ATA)技术，也就是今天我们所见的“串行ATA”。与ATA-100/133不同，SATA是种串行总线，但它工作在1.5GHz的高频率上，有效传输性能达到150MB/s，在ATA-100的基础上提升了50％，而且接口针脚仅有7根，在接口和线缆的尺寸上都根据优势。SATA标准推出后，迅速获得芯片组厂商和硬盘厂商的支持，同样在短短的一年时间内就进入到主流市场，成为用户首选。

在获得主流地位的同时，更先进的SATA REV2.5标准也进入商用化，它的传输性能提升到300MB/s，大幅度超出当前硬盘技术的极限，至少在未来三年内，硬盘厂商不必担忧接口性能滞后的问题。不仅如此，SATA 2.5标准还集合了NCQ原生命令队列、热插拔等先进的特性，为存储产品的后续发展奠定了坚实的基础。

5　LCD技术

出现时间：2001年开始

上榜理由：轻薄的身躯、环保节能的特质，我们由此跨入了显示系统的新时代。

代表：优派VE150

LCD显示器现在已经彻底淘汰CRT成为主流，但在上个世纪末，LCD显示器还是价格高昂的奢侈品，区区12英寸的产品价格都需万元以上，并且技术参数落后。进入2000年后，LCD厂商意识到Pc市场的巨大机遇，为此加大技术改良力度，LCD面板的成本也不断下滑——当15寸LCD价格突破5000元之后，LCD显示器市场开始启动，此后的发展便顺风顺水，15寸LCD的价格相继突破3999、2999、1999的底线，之后便是1 7英寸、19英寸和宽屏产品的天下。

在普及的过程中，LCD自身的性能指标也不断提升，无论是响应时间、可视角度、亮度对比度还是色彩，在数年内都有了大幅度改善。与此同时，LCD面板也在进行场革命，以MVA、PVA、IPS为代表的广视角产品悄然兴起，这些产品均具有极好的色彩和视角，并能够实现24bit真彩显示，将LCD的显示效果提升到媲美CRT显示器的水准。遗憾的是，这类广视角面板价格高昂，不利于推广因此只出现在少数高端产品中。到现在为止，LCD显示器中的主流产品仍是TN体系，只不过LCD厂商对TN面板进行了大量技术改良，有效提升了性能，因而也为用户所接受。至于广视角面板，普遍转向大尺寸的液晶电视市场，这种格局预计在未来数年内都不会有所改变。

LCD成本的下降和技术的提升创造了一个新市场，更重要的是它让用户摆脱了CRT的辐射和耗能，享受到环保和品质更佳的产品，同时也是因为LCD的成本大滑坡，笔记本电脑才有机会进入到主流市场。

6　宽带接入技术

出现时间：2001年开始

上榜理由：网际畅游从此变得畅快淋漓

代表：ADSL

在过去的五年间，互联网进入超高速发展时代，并达到从量变到质变的临界点，其中最重要的功臣便是宽带接入的普及。在没有宽带的时代，用户只能通过MODEM拨号上网，只能得到不足56Kbps的可怜速度，基本上除了看网页、收发文字电子邮件外什么都干不了。以ADSL、光纤接入为代表的宽带启动之后，互联网的大门才算真正被打开，并催生了诸如fM即时通讯、在线多媒体业务，P2P下载等许多新兴的应用，这些应用都极大程度改变了互联网的面貌。也正是受益于此，各类新网站也如雨后春笋纷纷涌现，电子商务从概念进入现实、并随即进入高速发展阶段，今天电子商务已成为互联网最重要的应用之一。

宽带接入同样改变了用户了娱乐形态，DivX与XviD等压缩视频下载成为许多用户的首选，尽管P2P下载一直遭受影音工业的责难，但它们的的确确让互联网用户们享受到免费的多媒体大餐，另外宽带接入也拉近了用户之间的距离，今天视频通讯已成为IM软件必备的功能，地球两端的互联网用户可以进行高清晰的视频通话一可以这么说，宽带接入让人类进入个真正意义上的地球村时代。

宽带接入并不会因此止步，在有线ADSL领域，超级ADSL即将进入试验，它可以提供高达12Mbps的速度。移动电信商则积极推行3G和3.5G，两者在提供移动通讯功能的同时，还能够提

供高速无线互联网接入，这将赋予用户更高的自由，并有可能让“上线”、“下线”的概念成为历史，互联网与用户的结合将变得更加紧密。

7　PCI Express总线技术

出现时间：2002年7月

上榜理由：终结PCI神话、突破瓶颈，PC内部总线性能的跃进

代表：PCI Express1.0标准

从2000年开始，Pc的内部总线遭遇性能难以提升的困境，根本原因就在于当时的PCI总线采用并行技术，而并行总线很难达到高频率运作，这就限制了总线性能的进一步提升。

为从根本上解决这一难题，英特尔公司联手业界巨头发起了3G10计划，这个计划的成果就是PCI Express总线——与在PC内“服役”多年的PCI不同，PCI Express采用串行原理来传送数据，由于不存在信号干扰问题，PCI Express可以稳定工作在2.5GHz的高频率上，同时借助多通路技术实现多路传输的并行性，例如针对显卡的PCIExpress x16拥有16对传输通路，它的传输带宽可高达8GB/s，即便是针对网卡、声卡、电视卡等普通设备的Pc Express x1接口，也能够提供500MB/s的速度，这足以同时传输十几个HD高清视频流。

在PCI Express标准发布后，芯片组和显卡产品迅速跟进，两者都在较短的时间内进入市场，在一年的时间内PCI Express便在桌面PC领域迅速完成了新旧交替。而在移动领域，情况也大同小异，在Sonoma迅驰2平台诞生之后，PCI Express也正式进驻笔记本电脑，NVIDIA针对移动显卡的MXM模块便是采用PCI Express x16接口，除此之外，基于PCI Express的ExpressCard标准也在制定之中，目前新一代笔记本电脑大都具备ExpressCard接口，相关扩展设备也开始在市面上出现。

PCI Express彻底解决了PCI总线性能落伍，无法满足整体性能提升的要求，令PC系统迈上了一个新的台阶。在PCI Express的帮助下，PC内部的数据交换速度可以加快进行，各个子系统都能够无所顾忌地提升性能，它对于图形工业的积极影响尤为明显。

8　迅驰与WiFi技术

出现时间：2003年1月

上榜理由：让笔记本电脑和WiFi“飞入寻常百家”

代表：Centrino平台

在迅驰出现之前，笔记本电脑是一种奢侈品和商用计算工具。迅驰具备着多个首创：首先，组合式的平台化解决方案除了专用架构的Pentium M处理器外，迅驰还收纳了芯片组与无线网络模块，这种策略不仅让迅驰平台广为人知，也让英特尔进一步控制了移动市场。其次，首创整合无线网络模块直接促进了WiFi的流行。作为第一代广泛流行的标准，IEEE802.11b早在1999年便制定完成，在此后的数年它都没能实现推广普及，而在迅驰的直接推动下，短短一年时间内IEEE 802.11b标准就以WiFi的名义进入普及阶段，同时也催生了一个庞大的无线网络产业。

迅驰带来的另一项革命就是让笔记本电脑更具移动应用的价值，除了WiFi无线网络支持外，迅驰平台具有优异的节能特性，让笔记本电脑的电池续航力普遍可以达到4～5小时以上，若使用加强电池则可以达到6小时以上，可移动性大大增强。在迅驰之后，英特尔提出8小时全天候移动的目标，并与整个产业实现紧密的配合，预计

9　AC"97与HD Audio技术

出现时间：1998年1月(AC"97)、2004年(HD Audio)

上榜理由：绝对高性价比的方案，改变了PC音频的发展轨迹。

代表：基于AC"97及HD Audio规范的集成声卡

1996年6月，英特尔、AD、YAMAHANS和Creative(创新)等5家Pc音频领域的主导厂商共同制定了AUdio Codec"97规范(即AC"97)，AC"97规范将声卡的数字电路与模拟电路分离，使得声卡的电路变得简单，同时也令主板集成声卡成为可能。与独立声卡不同，集成声卡没有自己的音频处理芯片，而必须依靠CPU进行音频相关的运算，它的优点就是成本最低，缺点是音频品质难同独立声卡相比。因此，集成声卡多为价格敏感的中低端用户所采用，独立声卡仍然基于主流地位。

英特尔公司在上个世纪末意识到应该大力降低成本以加速PC的普及。为此，英特尔开始推动I/I功能的集成化，包括声卡、Modem等逻辑都为芯片组直接整合，借此削减PC的整机成本。这一理念获得IT工业的广泛认可，进入2000年之后，集成声卡已经相当流行，独立声卡市场则不断萎缩，导致该领域的厂商纷纷倒闭或者退出市场，最终只剩下新加坡的创新公司苦撑局面。此后的发展更是一边倒，整合音频成为芯片组的必备，每一块主板都有音频功能，只有少数对音频品质高要求的用户才会考虑到独立声卡。

进入2003年后，英特尔认为AC"97规范的方案已落后于时代，市场迫切需要更高品质的新标准——HD Audio应运而生，HD Audio诞生于2004年，它具有更高的采样率和采样精度，信噪比也提升到新的水平，并支持7.1声道输出和各项杜比音效规范，这些规格的提升令HD Audio的音频品质获得大幅度提升，并达到可满足家庭影院要求的高标准。因此，HD Audio提出之后迅速获得芯片组和主板厂商所支持，经过两年多的发展，HD Audio音频已经取代AC"97成为集成声卡的新标准。

基于AC"97规范的集成声卡改变了PC音频的发展轨迹，令独立声卡市场不断萎缩，但对用户来讲，集成声卡在保持成本最低的前提下提供够用的功能，这是它能够成功的关键。

10　光存储技术

出现时间：1996年～2007年

上榜理由：将PC带入真正意义上的多媒体时代

代表：CD、VCD、DVD、Blu-ray Disc、HD DVD

真正将电脑带入多媒体时代的首要功臣是CD-ROM。CD-ROM标准早在]985年就诞生，但在国内真正获得普及是1996年之后。在当时，拥有8X CD-ROM的PC绝对属于高端机型，而国内大举流行的VCD影碟则提供了丰富的内容资源，PC开始从纯粹的商用设备转变为娱乐型产品。之后，CD-ROM技术和市场都快速发展，高速、安静、读盘能力成为技术较量的主要着眼点。大约在2000年，CD-ROM市场达到了巅峰，速度也达到52X。那时，PC开始被分化为“商用电脑”和“家用电脑”，后者突出电脑的娱乐功能这功能细化一直保持到今天。

在这之后，DVD-ROM、CD-RW、Combo等产品相继登台亮相，DVD-ROM让用户可以在电脑上欣赏清晰的大片，CD-RW则让用户可以将资料备份在光盘上，Combo则将上述两大功能合二为一，光存储市场进入到DVD主导的第二个阶段。

DVD的引入将电脑的娱乐功能推向顶峰，欣赏DVD成为电脑非常重要的功能。不过DVD刻录标准随之而来，经过DVD-RAM、DVD+RW、DVD-RW三大标准的混战，DVD刻录机也经历了价格的平民化，并大约于2003年开始进入普及阶段。

为迎接数字电视的到来，光存储厂商联手制定下一代光存储规范，它被要求可以承载2小时，1920×1080分辨率的高清晰视频节目。不过，在标准制定过程中分裂再度发生，索尼主导的蓝光DVD与东芝主导的HD DVD两大阵营针锋相对。目前为止，蓝光DVD与HD DVD都开始进入市场，新代光存储标准注定又将在分裂中前进。但无论哪一个标准能占据上风，我们都将进入到新的高清数字媒体时代，将视觉娱乐推向极致。

十年回展望

这些看似零散的技术，串起了PC十年的发展与变迁。回顾过去，当我们还在用80386、4MB内存、512KB显存的显卡、210MB硬盘，并在14英寸黑白显示器上玩得不亦乐乎的时候，真的未曾想到今天的Pc应用会如此多姿多彩，而且也未曾想到今天的PC性能会超越当初上千倍。而且现在，互联网的普及，也将无数个信息孤岛般的PC串在了一起。高清视频、多声道音频、充满互动感的大型3D游戏……为我们的日常应用增添了更多乐趣。

这十年中，这十个关键的技术改变了历史，并对我们的生活产生了深远的影响。这十年中，系统性能、处理器性能和硬盘的容量在攀升，显卡拥有越来越强悍的3D性能，廉价的集成声卡可达到7.1声道并播放出美妙的音效，宽带网的普及让我们真正感受到了冲浪的乐趣；可方便携带的随身存储和影音娱乐设备已成为生活中不可或缺的一部分，笔记本电脑和无线网络应用也逐渐深入普通用户的日常应用当中……之所以PC的应用方式能有如此大的改变，本文所涉及的这些关键技术是功不可没的，它们被载入PC发展的史册也理所当然。

在PC硬件和技术迅猛发展的时代，十年仿佛只是弹指一挥间，它的未来又会有怎样的发展呢?《微型计算机》仍然会一如既往地保持对业界的敏锐触觉，请与我们一同关注并见证!