Detalizēta procesora vēsture

Procesori, iespējams, ir visinteresantākais aparatūras elements jūsu datorā. Viņiem ir bagāta un glīta vēstures vēsture, kas aizsākās 1971. gadā ar pirmo komerciāli pieejamo mikroprocesoru - Intel 4004. Kā jūs varat iedomāties un bez šaubām esat redzējuši sevi, kopš tā laika tehnoloģija ir uzlabojusies, veicot lēcienus un robežas.

Mēs parādīsim procesora vēsturi, sākot ar Intel 8086. Tas bija procesors, kuru IBM izvēlējās pirmajam personālajam datoram, un tikai kopš tā laika tam ir glīta vēsture.

Redaktora piezīme: Šis raksts sākotnēji tika publicēts 2001. gadā, bet kopš 2016. gada decembra mēs to atjauninājām, lai iekļautu jaunus sasniegumus šajā jomā kopš tā laika.

Intel 8086

Dažu gadu laikā kopš Intel nāk klajā ar pirmo, CPU ir notikušas daudzas izmaiņas. Pirmā datora smadzenēm IBM izvēlējās Intel 8088 procesoru. Šī IBM izvēle padarīja Intel par uztveramo centrālo procesoru tirgus līderi. Intel joprojām tiek uzskatīts par mikroprocesoru attīstības līderi. Kaut arī jaunāki pretendenti ir izstrādājuši savas tehnoloģijas saviem procesoriem, Intel turpina palikt vairāk nekā dzīvotspējīgs jauno tehnoloģiju avots šajā tirgū, arvien pieaugošajam AMD tirpjot uz viņu papēžiem.

Pirmās četras Intel procesora paaudzes kā sērijas nosaukumu ieguva “8”, tāpēc tehniskie tipi šai mikroshēmu saimei attiecas uz 8088, 8086 un 80186. Tas attiecas uz 80486 vai vienkārši 486. Šādas mikroshēmas tiek uzskatītas par datoru pasaules dinozauriem. Uz šiem procesoriem balstītie personālie datori parasti ir garāžā vai noliktavā sēdošie, savācot putekļus. Tie vairs nav daudz izmantojami, bet mums, geeks, nepatīk tos izmest, jo viņi joprojām strādā. Jūs zināt, kas jūs esat.

• Intel 8086 (1978. gads)
  Šī mikroshēma tika izlaista oriģinālajam datoram, bet tika izmantota dažos vēlākos datoros, kuru summa nebija liela. Tas bija īsts 16 bitu procesors un runāja ar savām kartēm, izmantojot 16 vadu datu savienojumu. Mikroshēmā bija 29 000 tranzistoru un 20 adreses līnijas, kas tai deva iespēju sarunāties līdz pat 1 MB RAM. Interesanti ir tas, ka tā laika dizaineriem nekad nebija aizdomas, ka kādam kādreiz būs nepieciešams vairāk nekā 1 MB RAM. Mikroshēma bija pieejama 5, 6, 8 un 10 MHz versijās.
• Intel 8088 (1979. gads)
  8088 ir praktiski identisks 8086. Vienīgā atšķirība ir tā, ka tā adreses līnijas apstrādā atšķirīgi nekā 8086. Šī mikroshēma bija tā, kas tika izvēlēta pirmajam IBM PC, un tāpat kā 8086, tā ir spēj strādāt ar matemātisko kopēšanas procesora mikroshēmu 8087.
• NEC V20 un V30 (1981)
  8088 un 8086 kloni. Domājams, ka tie būs par aptuveni 30% ātrāki nekā Intel.
• Intel 80186 (1980)
  186. gads bija populārs mikroshēma. Tās vēsturē ir izstrādātas daudzas versijas. Pircēji varēja izvēlēties no CHMOS vai HMOS, 8 bitu vai 16 bitu versijām, atkarībā no tā, kas viņiem nepieciešams. CHMOS mikroshēma varētu darboties ar divreiz lielāku pulksteņa ātrumu un vienā ceturtajā daļā - HMOS mikroshēmas jaudu. 1990. gadā Intel iznāca ar Enhanced 186 ģimeni. Viņiem visiem bija kopīgs kopējais dizains. Viņiem bija 1 mikrona kodols un tie darbojās aptuveni 25 MHz frekvencē pie 3 voltiem. 80186 saturēja augstu integrācijas līmeni ar sistēmas kontrolieri, pārtraukšanas kontrolieri, DMA kontrolieri un laika shēmu tieši procesora centrā. Neskatoties uz to, 186 nekad nav atradies personālajā datorā.
• Intel 80286 (1982)
  16 bitu, 134 000 tranzistoru procesors, kas spēj adresēt līdz 16 MB RAM. Papildus paaugstinātajam fiziskās atmiņas atbalstam šī mikroshēma ir spējīga darboties arī ar virtuālo atmiņu, tādējādi ļaujot daudz paplašināt. 286 bija pirmais “īstais” procesors. Tajā tika ieviests aizsargātā režīma jēdziens. Šī ir spēja veikt vairākus uzdevumus, jo dažādas programmas darbojas atsevišķi, bet tajā pašā laikā. DOS šo iespēju neizmantoja, taču nākotnes operētājsistēmas, piemēram, Windows, varēja spēlēt ar šo jauno funkciju. Šīs spējas trūkumi gan bija tādi, ka, lai arī tas varēja pārslēgties no reālā režīma uz aizsargāto režīmu (reālais režīms bija paredzēts, lai padarītu to atpakaļsaderīgu ar 8088's), tas nevarēja atgriezties reālajā režīmā bez siltas rebootēšanas. Šo mikroshēmu IBM izmantoja savā uzlabotās tehnoloģijas personālajā datorā / AT, un to izmantoja daudzos ar IBM saderīgos izstrādājumos. Tas darbojās ar frekvenci 8, 10 un 12, 5 MHz, bet vēlāk mikroshēmas izdevumi sasniedza pat 20 MHz. Lai gan mūsdienās šīs mikroshēmas tiek uzskatītas par papīra svariem, tās šajā laika posmā bija diezgan revolucionāras.
• Intel 386 (1985. – 1990.)
  386 nozīmēja ievērojamu Intel tehnoloģiju pieaugumu. 386 bija 32 bitu procesors, kas nozīmē, ka tā datu caurlaidspēja bija uzreiz divreiz lielāka par 286. Caur 275 000 tranzistoru 80386DX procesors bija pieejams 16, 20, 25 un 33 MHz versijās. 32 bitu adreses kopne ļāva mikroshēmai strādāt ar pilnu 4 GB RAM un satriecošu 64 TB virtuālo atmiņu. Turklāt 386 bija pirmā mikroshēma, kurā tika izmantots instrukcijas cauruļvads, kas ļauj procesoram sākt strādāt pie nākamās instrukcijas, pirms iepriekšējā ir pabeigta. Lai gan mikroshēma varēja darboties gan reālā, gan aizsargātā režīmā (piemēram, 286), tā varēja darboties arī virtuālā reālā režīmā, ļaujot vienlaikus palaist vairākas atkārtota režīma sesijas. Lai to izdarītu, bija nepieciešama daudzuzdevumu operētājsistēma, piemēram, Windows. 1988. gadā Intel izlaida 386SX, kas būtībā bija 386 versija ar zemu tauku saturu. Tā izmantoja 16 bitu datu kopni, nevis 32 bitu versiju, un tā bija lēnāka, taču tā tādējādi patērēja mazāk enerģijas un tādējādi ļāva Intel lai mikroshēmu reklamētu galddatoros un pat portatīvos. 1990. gadā Intel izlaida 80386SL, kas būtībā bija 386SX procesora tranzistora versija 855, 00, ar ISA savietojamību un enerģijas pārvaldības shēmu.
  386 mikroshēmas tika izveidotas tā, lai tās būtu lietotājam draudzīgas. Visas saimes mikroshēmas bija saderīgas ar pin-to-pin, un tās bija bināras, saderīgas ar iepriekšējām 186 mikroshēmām, kas nozīmē, ka lietotājiem nebija jāiegūst jauna programmatūra, lai to lietotu. Turklāt 386 piedāvāja energoietilpīgas funkcijas, piemēram, prasības pret zemspriegumu un sistēmas pārvaldības režīmu (SMM), kas varētu taupīt enerģiju dažādiem komponentiem. Kopumā šī mikroshēma bija liels solis mikroshēmas attīstībā. Tas noteica standartu, kas sekos daudzām vēlākām mikroshēmām. Tas piedāvāja vienkāršu dizainu, kuru izstrādātāji varēja viegli izveidot.

Intel 486 (1989. – 1994.)

80486DX tika izlaists 1989. gadā. Tas bija 32 bitu procesors, kas saturēja 1, 2 miljonus tranzistoru. Tam bija tāda pati atmiņas ietilpība kā 386 (abi bija 32 bitu), bet tas piedāvāja divreiz lielāku ātrumu ar ātrumu 26, 9 miljoni instrukciju sekundē (MIPS) pie 33 MHz. Tomēr šeit ir daži uzlabojumi, kas pārsniedz tikai ātrumu. 486 bija pirmais, kam bija integrēts peldošā komata bloks (FPU), kas aizvieto parasti atsevišķu matemātisko kopētāju (tomēr visiem 486 aromātiem tas nebija). Tajā bija arī integrēta 8 KB kešatmiņa. Tas palielina ātrumu, izmantojot norādījumus par cauruļvadiem, lai paredzētu nākamās instrukcijas un pēc tam tos saglabātu kešatmiņā. Tad, kad procesoram ir nepieciešami šie dati, tas tos izvelk no kešatmiņas, nevis izmanto nepieciešamo augšējo piekļuvi ārējai atmiņai. Arī 486 bija 5 un 3 voltu versijas, kas ļāva elastīgi darboties galddatoros un klēpjdatoros.

486 mikroshēma bija pirmais Intel procesors, kas bija paredzēts jaunināšanai. Iepriekšējie procesori netika izstrādāti šādā veidā, tāpēc, kad procesors novecoja, vajadzēja nomainīt visu mātesplati. Ar 486 tajā pašā CPU ligzdā varēja ietilpt vairākas atšķirīgas 486 garšas. Sākotnējie 486 piedāvājumi tika izstrādāti tā, lai tos varētu uzlabot, izmantojot “OverDrive” tehnoloģiju. Tas nozīmē, ka esošajā sistēmā varat ievietot mikroshēmu ar ātrāku iekšējo pulksteni. Ne visas 486 sistēmas varētu izmantot OverDrive, jo tās atbalstam nepieciešams noteikta veida mātesplate.

Pirmais 486 saimes loceklis bija i486DX, bet 1991. gadā viņi izlaida 486SX un 486DX / 50. Abas mikroshēmas būtībā bija vienādas, izņemot to, ka 486SX versijā matemātiskais kopējamais procesors bija atspējots (jā, tas tur bija, vienkārši izslēdzās). 486SX, protams, bija lēnāks nekā tā DX brālēns, taču rezultātā samazinātās izmaksas un jauda aizdeva ātrāku pārdošanu un pārvietošanos klēpjdatoru tirgū. 486DX / 50 bija vienkārši 50MHz sākotnējā 486. versija. DX nevarēja atbalstīt nākotnes OverDrives, kamēr SX procesors to varēja.

1992. gadā Intel izlaida nākamo 486. kārtas vilni, izmantojot OverDrive tehnoloģiju. Pirmie modeļi bija i486DX2 / 50 un i486DX2 / 66. Papildu “2” nosaukumos norāda, ka procesora parastais pulksteņa ātrums tiek efektīvi dubultots, izmantojot OverDrive, tāpēc 486DX2 / 50 ir 25MHz mikroshēma, kas tiek dubultota līdz 50MHz. Lēnāks bāzes ātrums ļāva mikroshēmai darboties ar esošajiem mātesplates dizainiem, bet ļāva mikroshēmai iekšēji darboties ar palielinātu ātrumu, tādējādi palielinot veiktspēju.

Arī 1992. gadā Intel izlaida 486SL. Tas bija praktiski identisks vintage 486 procesoriem, bet tajā bija 1, 4 miljoni tranzistoru. Papildu ieliktņus izmantoja tā iekšējā enerģijas pārvaldības shēma, optimizējot to mobilai lietošanai. Pēc tam Intel izlaida dažādas 486 garšas, sajaucot SL ar SX un DX ar dažādu pulksteņa ātrumu. Līdz 1994. gadam viņi noapaļoja savu turpmāko 486 saimes attīstību ar DX4 Overdrive procesoriem. Lai gan jūs varētu domāt, ka tie bija 4X pulksteņu četrkāršotāji, tie faktiski bija 3X trīskāršotāji, ļaujot 33 MHz procesoram iekšēji darboties ar 100 MHz frekvenci.

Noklikšķiniet šeit: Nākamā lapa