第1階段（1971—1973年）是4位和8位低檔微處理器時(shí)代，通常稱為第1代，其典型產(chǎn)品是Intel4004和Intel8008微處理器和分別由它們組成的MCS-4和MCS-8微機(jī)。ntel 4004是一種4位微處理器，可進(jìn)行4位二進(jìn)制的并行運(yùn)算，它有45條指令，速度0.05MIPs（Million Instruction Per Second，每秒百萬(wàn)條指令）。Intel 4004的功能有限，主要用于計(jì)算器、電動(dòng)打字機(jī)、照相機(jī)、臺(tái)秤、電視機(jī)等家用電器上，使這些電器設(shè)備具有智能化，從而提高它們的性能。Intel 8008是世界上第一種8位的微處理器。存儲(chǔ)器采用PMOS工藝。基本特點(diǎn)是采用PMOS工藝，集成度低（4000個(gè)晶體管/片），系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)都比較簡(jiǎn)單，主要采用機(jī)器語(yǔ)言或簡(jiǎn)單的匯編語(yǔ)言，指令數(shù)目較少（20多條指令），基本指令周期為20~50μs，用于簡(jiǎn)單的控制場(chǎng)合。

第2階段（1971—1977年）是8位中高檔微處理器時(shí)代，通常稱為第2代，其典型產(chǎn)品是Intel8080/8085、Motorola公司的M6800、Zilog公司的Z80等。它們的特點(diǎn)是采用NMOS工藝，集成度提高約4倍，運(yùn)算速度提高約10~15倍（基本指令執(zhí)行時(shí)間1~2μs），指令系統(tǒng)比較完善，具有典型的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和中斷、DMA等控制功能。它們均采用NMOS工藝,集成度約9000只晶體管,平均指令執(zhí)行時(shí)間為1μS～2μS，采用匯編語(yǔ)言、BASIC、Fortran編程，使用單用戶操作系統(tǒng)。

第3階段（1978——1984年）是16位微處理器時(shí)代，通常稱為第3代，其典型產(chǎn)品是Intel公司的8086/8088，Motorola公司的M68000，Zilog公司的Z8000等微處理器。其特點(diǎn)是采用HMOS工藝，集成度（20000~70000晶體管/片）和運(yùn)算速度（基本指令執(zhí)行時(shí)間是0.5μs）都比第2代提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。指令系統(tǒng)更加豐富、完善，采用多級(jí)中斷、多種尋址方式、段式存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)、硬件乘除部件，并配置了軟件系統(tǒng)。這一時(shí)期著名微機(jī)產(chǎn)品有IBM公司的個(gè)人計(jì)算機(jī)。8086和8088在芯片內(nèi)部均采用16位數(shù)據(jù)傳輸，所以都稱為16位微處理器，但8086每周期能傳送或接收16位數(shù)據(jù)，而8088每周期只采用8位。因?yàn)樽畛醯拇蟛糠衷O(shè)備和芯片是8位的，而8088的外部8位數(shù)據(jù)傳送、接收能與這些設(shè)備相兼容。8088采用40針的DIP封裝，工作頻率為6.66MHz、7.16MHz或8MHz，微處理器集成了大約29000個(gè)晶體管。1981年IBM公司推出的個(gè)人計(jì)算機(jī)采用8088CPU。

1982年，英特爾公司在8086的基礎(chǔ)上，研制出了80286微處理器，該微處理器的最大主頻為20MHz，內(nèi)、外部數(shù)據(jù)傳輸均為16位，使用24位內(nèi)存儲(chǔ)器的尋址，內(nèi)存尋址能力為16MB。80286可工作于兩種方式，一種叫實(shí)模式，另一種叫保護(hù)方式。

在實(shí)模式下，微處理器可以訪問(wèn)的內(nèi)存總量限制在1兆字節(jié)；而在保護(hù)方式之下，80286可直接訪問(wèn)16兆字節(jié)的內(nèi)存。此外，80286工作在保護(hù)方式之下，可以保護(hù)操作系統(tǒng)，使之不像實(shí)模式或8086等不受保護(hù)的微處理器那樣，在遇到異常應(yīng)用時(shí)會(huì)使系統(tǒng)停機(jī)。80286在以下四個(gè)方面比它的前輩有顯著的改進(jìn)：支持更大的內(nèi)存；能夠模擬內(nèi)存空間；能同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)；提高了處理速度。80286的封裝是一種被稱為PGA的正方形包裝。PGA是源于PLCC的便宜封裝，它有一塊內(nèi)部和外部固體插腳，在這個(gè)封裝中，80286集成了大約130000個(gè)晶體管。

1984年，IBM公司推出了以80286處理器為核心組成的16位增強(qiáng)型個(gè)人計(jì)算機(jī)IBM PC/AT。由于IBM公司在發(fā)展個(gè)人計(jì)算機(jī)時(shí)采用 了技術(shù)開(kāi)放的策略，使個(gè)人計(jì)算機(jī)風(fēng)靡世界。

最早PC機(jī)的速度是4MHz，第一臺(tái)基于80286的AT機(jī)運(yùn)行速度為6MHz至8MHz，一些制造商還自行提高速度，使80286達(dá)到了20MHz，這意味著性能上有了重大的進(jìn)步。

IBM PC/AT微機(jī)的總線保持了XT的三層總線結(jié)構(gòu)，并增加了高低位字節(jié)總線驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換邏輯和高位字節(jié)總線。與XT機(jī)一樣，CPU也是焊接在主板上的。

第4階段（1985—1992年）是32位微處理器時(shí)代，又稱為第4代。其典型產(chǎn)品是Intel公司的80386/80486，Motorola公司的M69030/68040等。其特點(diǎn)是采用HMOS或CMOS工藝，集成度高達(dá)100萬(wàn)個(gè)晶體管/片，具有32位地址線和32位數(shù)據(jù)總線。每秒鐘可完成600萬(wàn)條指令（Million Instructions Per Second，MIPS）。微型計(jì)算機(jī)的功能已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)超級(jí)小型計(jì)算機(jī)，完全可以勝任多任務(wù)、多用戶的作業(yè)。同期，其他一些微處理器生產(chǎn)廠商（如AMD等）也推出了80386/80486系列的芯片。

80386DX的內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線是32位，地址總線也是32位，可以尋址到4GB內(nèi)存，并可以管理64TB的虛擬存儲(chǔ)空間。它的運(yùn)算模式除了具有實(shí)模式和保護(hù)模式以外，還增加了一種“虛擬86”的工作方式，可以通過(guò)同時(shí)模擬多個(gè)8086微處理器來(lái)提供多任務(wù)能力。

80386DX有比80286更多的指令，頻率為12.5MHz的80386每秒鐘可執(zhí)行6百萬(wàn)條指令，比頻率為16MHz的80286快2.2倍。80386最經(jīng)典的產(chǎn)品為80386DX－33MHz，一般我們說(shuō)的80386就是指它。

由于32位微處理器的強(qiáng)大運(yùn)算能力，PC的應(yīng)用擴(kuò)展到很多的領(lǐng)域，如商業(yè)辦公和計(jì)算、工程設(shè)計(jì)和計(jì)算、數(shù)據(jù)中心、個(gè)人娛樂(lè)。80386使32位CPU成為了PC工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。

1989年英特爾公司又推出準(zhǔn)32位微處理器芯片80386SX。這是Intel為了擴(kuò)大市場(chǎng)份額而推出的一種較便宜的普及型CPU，它的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線為32位，外部數(shù)據(jù)總線為16位，它可以接受為80286開(kāi)發(fā)的16位輸入/輸出接口芯片，降低整機(jī)成本。80386SX推出后，性能大大優(yōu)于80286，而價(jià)格只是80386的三分之一。

1989年，我們大家耳熟能詳?shù)?0486芯片由英特爾推出。這款經(jīng)過(guò)四年開(kāi)發(fā)和3億美元資金投入的芯片的偉大之處在于它首次實(shí)破了100萬(wàn)個(gè)晶體管的界限，集成了120萬(wàn)個(gè)晶體管，使用1微米的制造工藝。80486的時(shí)鐘頻率從25MHz逐步提高到33MHz、40MHz、50MHz。

80486是將80386和數(shù)學(xué)協(xié)微處理器80387以及一個(gè)8KB的高速緩存集成在一個(gè)芯片內(nèi)。80486中集成的80487的數(shù)字運(yùn)算速度是以前80387的兩倍，內(nèi)部緩存縮短了微處理器與慢速DRAM的等待時(shí)間。并且，在80x86系列中首次采用了RISC（精簡(jiǎn)指令集）技術(shù)，可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條指令。它還采用了突發(fā)總線方式，大大提高了與內(nèi)存的數(shù)據(jù)交換速度。由于這些改進(jìn)，80486的性能比帶有80387數(shù)學(xué)協(xié)微處理器的80386 DX性能提高了4倍。