Yksityiskohtainen prosessorin historia

Suorittimet ovat luultavasti tietokoneen kiinnostavin laitteisto. Heillä on rikas ja siisti historia, joka ulottuu aina vuodesta 1971 ensimmäisen kaupallisesti saatavan mikroprosessorin, Intel 4004: n kanssa. Kuten voitte kuvitella ja olette varmasti nähneet itse, siitä lähtien tekniikka on parantunut harppauksin.

Näytämme prosessorin historian, alkaen Intel 8086: sta. Se oli prosessori, jonka IBM valitsi ensimmäiselle tietokoneelle, ja sillä on vain siisti historia siitä lähtien.

Toimittajan huomautus: Tämä artikkeli on alun perin julkaistu vuonna 2001, mutta joulukuusta 2016 lähtien olemme päivittäneet sen sisällyttämään siihen uudet edistykset kentässä sen jälkeen.

Intel 8086

Prosessorit ovat käyneet läpi monia muutoksia muutaman vuoden aikana siitä, kun Intel tuli ensimmäisenä markkinoille. IBM valitsi Intelin 8088-prosessorin ensimmäisen tietokoneen aivoihin. Tämän IBM: n tekemän päätöksen ansiosta Intelistä havaittiin prosessorimarkkinoiden johtava yritys. Intel on edelleen mikroprosessorien kehityksen havaittu johtaja. Vaikka uudemmat kilpailijat ovat kehittäneet omia tekniikoitaan omille prosessoreilleen, Intel pysyy edelleen enemmän kuin elinkelpoisena uuden tekniikan lähteenä näillä markkinoilla, kun yhä kasvava AMD piippaa korkoillaan.

Ensimmäiset neljä Intel-prosessorin sukupolvea ottivat sarjanimellä ”8”, minkä vuoksi tekniset tyypit viittaavat tähän siruperheeseen 8088, 8086 ja 80186. Tämä jatkuu jopa 80486: een tai yksinkertaisesti 486. Seuraavia siruja pidetään tietokonemaailman dinosauruksina. Näihin prosessoreihin perustuvat tietokoneet ovat sellaisia, jotka yleensä istuvat autotallissa tai varastossa pölyn keräämiseksi. Niistä ei ole enää paljon hyötyä, mutta me, geeksit, pidä heittämisestä pois, koska ne toimivat edelleen. Tiedät kuka olet.

• Intel 8086 (1978)
  Tämä siru ohitettiin alkuperäiselle tietokoneelle, mutta sitä käytettiin muutamassa myöhemmässä tietokoneessa, joiden määrä ei ollut paljon. Se oli todellinen 16-bittinen prosessori ja puhui korttiensa kanssa 16-johdindatayhteyden kautta. Siru sisälsi 29 000 transistoria ja 20 osoiteriviä, jotka antoivat sille mahdollisuuden puhua jopa 1 Mt RAM-muistin kanssa. Mielenkiintoista on, että aikansa suunnittelijat eivät koskaan epäillään, että kukaan tarvitsisi koskaan yli 1 Mt RAM-muistia. Siru oli saatavana 5, 6, 8 ja 10 MHz -versioina.
• Intel 8088 (1979)
  8088 on kaikissa käytännöllisissä tarkoituksissa identtinen 8086: n kanssa. Ainoa ero on siinä, että se käsittelee osoiterivit eri tavalla kuin 8086. Tämä siru valittiin ensimmäiselle IBM PC: lle, ja kuten 8086, se on pystyy työskentelemään 8087-matemaattisen kopioprosessorisirun kanssa.
• NEC V20 ja V30 (1981)
  8088 ja 8086: n kloonit. Niiden oletetaan kuitenkin olevan noin 30% nopeampia kuin Intelin.
• Intel 80186 (1980)
  186 oli suosittu siru. Sen historiassa on kehitetty monia versioita. Ostajat voivat valita CHMOS- tai HMOS-, 8-bittisistä tai 16-bittisistä versioista tarpeen mukaan. CHMOS-siru voisi ajaa kahdesti kellonopeudella ja neljäsosalla HMOS-sirun tehosta. Vuonna 1990 Intel ilmestyi Enhanced 186 -tuoteperheen kanssa. Heillä kaikilla oli yhteinen ydinsuunnittelu. Heillä oli 1 mikronin ydinrakenne ja ne toimivat noin 25 MHz: n taajuudella 3 voltilla. 80186 sisälsi korkean integraatiotason järjestelmäohjaimen, keskeytysohjaimen, DMA-ohjaimen ja ajoituspiirin kanssa aivan CPU: lla. Tästä huolimatta 186 ei koskaan löytänyt itsensä tietokoneesta.
• Intel 80286 (1982)
  16-bittinen, 134 000 transistoriprosessori, joka pystyy osoittamaan jopa 16 Mt RAM-muistia. Parannetun fyysisen muistin tuen lisäksi tämä siru pystyy toimimaan virtuaalimuistin kanssa, mahdollistaen siten paljon laajennettavuutta. 286 oli ensimmäinen ”todellinen” prosessori. Siinä otettiin käyttöön suojatun tilan käsite. Tämä on kyky monitoimintaa, kun eri ohjelmat ajetaan erikseen, mutta samalla. DOS ei hyödyntänyt tätä kykyä, mutta tulevat käyttöjärjestelmät, kuten Windows, voisivat pelata tällä uudella ominaisuudella. Tämän kyvyn haitoina oli kuitenkin se, että vaikka se voisi siirtyä oikeasta tilasta suojattuun tilaan (todellisen tilan oli tarkoitus tehdä siitä taaksepäin yhteensopiva 8088-luvun kanssa), se ei voinut siirtyä takaisin oikeaan tilaan ilman lämminkäynnistystä. IBM käytti tätä sirua Advanced Technology PC / AT: ssä ja sitä käytettiin monissa IBM-yhteensopivissa laitteissa. Se ajoi taajuuksilla 8, 10 ja 12, 5 MHz, mutta sirun myöhemmät versiot olivat jopa 20 MHz. Vaikka näitä siruja pidetään nykyään paperipainoina, ne olivat melko vallankumouksellisia ajanjaksona.
• Intel 386 (1985 - 1990)
  386 merkitsi Intelin teknologian huomattavaa kasvua. 386 oli 32-bittinen prosessori, mikä tarkoittaa, että sen tiedonsiirtonopeus oli heti kaksinkertainen verrattuna 286: een. Sisältää 275 000 transistoria, 80386DX-prosessori tuli 16, 20, 25 ja 33 MHz -versioina. 32-bittinen osoiteväylä salli sirun toimia täydellä 4 Gt RAM-muistilla ja hämmästyttävän 64 TB: n virtuaalimuistilla. Lisäksi 386 oli ensimmäinen siru, joka käytti käskysyöttöä, jonka avulla prosessori voi aloittaa seuraavan käskyn työskentelyn ennen kuin edellinen oli valmis. Vaikka siru voi toimia sekä oikeassa että suojatussa tilassa (kuten 286), se voi myös toimia virtuaalitodellisessa tilassa, sallien usean uudelleentyyppisen istunnon ajamisen kerrallaan. Tätä varten oli kuitenkin välttämätöntä Windowsin kaltainen monitehtäväinen käyttöjärjestelmä, kuten Windows. Vuonna 1988 Intel julkaisi 386SX: n, joka oli käytännössä vähärasvainen versio 386: sta. Se käytti 16-bittistä dataväylää 32-bittisen sijasta, ja se oli hitaampi, mutta se käytti siten vähemmän virtaa ja mahdollisti siten Intelin mainostaa sirua pöytätietokoneiksi ja jopa kannettaviksi. Vuonna 1990 Intel julkaisi 80386SL: n, joka oli pohjimmiltaan 855, 00-transistorin versio 386SX-prosessorista, ISA-yhteensopivuuden ja virranhallintapiirien kanssa.
  386 sirua suunniteltiin käyttäjäystävälliseksi. Kaikki perheen sirut olivat yhteensopivia pin-for-pin kanssa ja olivat binaarisia yhteensopivuutta aikaisempien 186 sirujen kanssa, mikä tarkoittaa, että käyttäjien ei tarvinnut hankkia uutta ohjelmistoa käyttääkseen sitä. Lisäksi 386 tarjosi virtaystävällisiä ominaisuuksia, kuten pienjännitevaatimukset ja järjestelmänhallintatila (SMM), jotka voisivat katkaista eri komponentit virran säästämiseksi. Kaiken kaikkiaan tämä siru oli iso askel sirukehitykseen. Se asetti standardin, jota monet myöhemmät sirut seuraavat. Se tarjosi yksinkertaisen suunnittelun, jonka kehittäjät voivat helposti suunnitella.

Intel 486 (1989 - 1994)

80486DX julkaistiin vuonna 1989. Se oli 32-bittinen prosessori, joka sisälsi 1, 2 miljoonaa transistoria. Sillä oli sama muistikapasiteetti kuin 386: lla (molemmat olivat 32-bittisiä), mutta se tarjosi kaksinkertaisen nopeuden 26, 9 miljoonaa käskyä sekunnissa (MIPS) 33 MHz: llä. Täällä on kuitenkin joitain parannuksia, nopeuden lisäksi. 486: lla oli ensimmäinen integroitu liukulukuyksikkö (FPU) korvaamaan normaalisti erillinen matemaattinen yhteisprosessori (kaikilla 486: n makuilla ei kuitenkaan ollut tätä). Se sisälsi myös integroidun 8 kt: n kiintolevyn välimuistin. Tämä lisää nopeutta käyttämällä komentoa pipelining ennakoimaan seuraavia ohjeita ja tallentamalla ne sitten välimuistiin. Kun prosessori tarvitsee kyseisiä tietoja, se vetää ne sitten välimuistista sen sijaan, että käyttäisi tarvittavaa yläpistettä ulkoisen muistin käyttämiseen. 486-mallissa oli myös 5 voltin ja 3 voltin versiot, mikä mahdollistaa joustavuuden työasemissa ja kannettavissa tietokoneissa.

486-siru oli Intelin ensimmäinen prosessori, joka oli suunniteltu päivitettäväksi. Aikaisempia suorittimia ei suunniteltu tällä tavalla, joten prosessorin vanhentuessa koko emolevy oli vaihdettava. 486: n kanssa sama CPU-pistorasia mahtui 486: n useisiin eri makuihin. Alkuperäiset 486-tarjoukset suunniteltiin päivitettäviksi käyttämällä OverDrive-tekniikkaa. Tämä tarkoittaa, että voit lisätä sirun nopeammalla sisäisellä kellolla nykyiseen järjestelmään. Kaikissa 486-järjestelmissä ei voitu käyttää OverDrive-sovellusta, koska sen tukeminen vaatii tietyn tyyppisen emolevyn.

486-perheen ensimmäinen jäsen oli i486DX, mutta vuonna 1991 he julkaisivat 486SX- ja 486DX / 50-levyt. Molemmat sirut olivat periaatteessa samat, paitsi että 486SX-versiossa matematiikkayhteisprosessori oli poistettu käytöstä (kyllä, se oli siellä, vain sammutettiin). 486SX oli tietysti hitaampi kuin DX-serkkunsa, mutta sen seurauksena pienentyneet kustannukset ja virta antoivat nopeamman myynnin ja liikkumisen kannettavien tietokoneiden markkinoille. 486DX / 50 oli yksinkertaisesti 50 MHz: n versio alkuperäisestä 486. DX ei voinut tukea tulevia OverDrives-sovelluksia, kun SX-prosessori pystyi.

Vuonna 1992 Intel julkaisi seuraavan 486-aallon, joka hyödyntää OverDrive-tekniikkaa. Ensimmäiset mallit olivat i486DX2 / 50 ja i486DX2 / 66. Nimien ylimääräinen "2" osoittaa, että prosessorin normaali kellonopeus kaksinkertaistuu tehokkaasti OverDrive-toiminnolla, joten 486DX2 / 50 on 25MHz siru, joka kaksinkertaistetaan 50MHz: iin. Hitaampi kannanopeus salli sirun toimia olemassa olevien emolevyn mallien kanssa, mutta salli sirun sisäisesti toimia suuremmalla nopeudella, mikä lisäsi suorituskykyä.

Myös vuonna 1992 Intel julkaisi 486SL: n. Se oli käytännöllisesti katsoen identtinen vanhojen 486-prosessorien kanssa, mutta se sisälsi 1, 4 miljoonaa transistoria. Ylimääräisiä sisääntuloja käytti sen sisäinen virranhallintapiiri optimoimalla se matkapuhelimiin. Sieltä Intel julkaisi erilaisia ​​486 makua sekoittaen SL: t SX: n ja DX: n kanssa useilla kellonopeuksilla. Vuoteen 1994 mennessä he pyörivät 486-perheen jatkuvaan kehitykseen DX4 Overdrive -prosessoreilla. Vaikka saatat ajatella, että nämä olivat 4X-kello-nelinkertaistujia, ne olivat tosiasiallisesti 3-kertaisia, joten 33 MHz: n prosessori voi toimia sisäisesti 100 MHz: llä.

Napsauta tätä: Seuraava sivu