En detaljert historie om prosessoren

Prosessorer er sannsynligvis den mest interessante maskinvaren på datamaskinen din. De har en rik og ryddig historie, som strekker seg helt tilbake til 1971 med den første kommersielt tilgjengelige mikroprosessoren, Intel 4004. Som du kan forestille deg og uten tvil har sett deg selv, siden har teknologien forbedret seg med store sprang.

Vi skal vise deg en historie med prosessoren, starter med Intel 8086. Det var prosessoren IBM valgte for den første PCen og har bare en fin historie fra da av.

Redaktørens merknad: Denne artikkelen ble opprinnelig publisert i 2001, men fra desember 2016 har vi oppdatert den til å inkludere nye fremskritt i feltet siden den gang.

Intel 8086

CPU-er har gjennomgått mange endringer gjennom noen få år siden Intel kom ut med den første. IBM valgte Intels 8088-prosessor for hjernen til den første PC-en. Dette valget fra IBM er det som gjorde Intel til den opplevde lederen av CPU-markedet. Intel er fortsatt den opplevde lederen for mikroprosessorutvikling. Mens nyere kandidater har utviklet sine egne teknologier for sine egne prosessorer, fortsetter Intel å forbli mer enn en levedyktig kilde til ny teknologi i dette markedet, med den stadig voksende AMD nippet til hælene.

De fire første generasjonene av Intel-prosessoren tok på seg “8” som serienavnet, og det er grunnen til at de tekniske typene refererer til denne familien sjetonger som 8088, 8086 og 80186. Dette går helt opp til 80486, eller ganske enkelt 486. Følgende brikker regnes som dinosaurene i dataverdenen. PC-er basert på disse prosessorene er den typen som vanligvis sitter rundt i garasjen eller lageret og samler støv. De bruker ikke mye mer, men oss nørder liker ikke å kaste dem ut fordi de fortsatt fungerer. Du vet hvem du er.

• Intel 8086 (1978)
  Denne brikken ble hoppet over for den originale PC-en, men ble brukt på noen få senere datamaskiner som ikke utgjorde så mye. Det var en ekte 16-bits prosessor og snakket med kortene sine via en 16 ledning datatilkobling. Brikken inneholdt 29 000 transistorer og 20 adresselinjer som ga den muligheten til å snakke med opptil 1 MB RAM. Det som er interessant er at datidens designere aldri mistenkte at noen noen gang ville trenge mer enn 1 MB RAM. Brikken var tilgjengelig i versjoner av 5, 6, 8 og 10 MHz.
• Intel 8088 (1979)
  8088 er, for alle praktiske formål, identisk med 8086. Den eneste forskjellen er at den håndterer adresselinjene sine annerledes enn 8086. Denne brikken var den som ble valgt til den første IBM-PCen, og i likhet med 8086 er den i stand til å jobbe med 8087 matematikk-prosessorbrikke.
• NEC V20 og V30 (1981)
  Kloner fra 8088 og 8086. De er imidlertid ment å være omtrent 30% raskere enn Intel-ene.
• Intel 80186 (1980)
  186 var en populær brikke. Mange versjoner er utviklet i historien. Kjøpere kunne velge mellom CHMOS eller HMOS, 8-bit eller 16-bit versjoner, avhengig av hva de trengte. En CHMOS-brikke kunne kjøre med dobbelt så lang klokkehastighet og med en fjerdedel kraften til HMOS-brikken. I 1990 kom Intel ut med Enhanced 186-familien. De delte alle en felles kjernedesign. De hadde en 1-mikron kjerneutforming og kjørte på omtrent 25MHz ved 3 volt. 80186 inneholdt et høyt integrasjonsnivå, med systemkontrolleren, avbryterkontrollen, DMA-kontrolleren og timingskretsene rett på CPU. Til tross for dette fant 186 seg aldri i en personlig datamaskin.
• Intel 80286 (1982)
  En 16-bits, 134 000 transistorprosessor som er i stand til å adressere opptil 16 MB RAM. I tillegg til økt fysisk minnestøtte, er denne brikken i stand til å jobbe med virtuelt minne, og gir dermed mye for utvidbarhet. 286 var den første "virkelige" prosessoren. Det introduserte konseptet beskyttet modus . Dette er muligheten til å multitaske, ved å ha forskjellige programmer kjørt hver for seg, men samtidig. Denne muligheten ble ikke utnyttet av DOS, men fremtidige operativsystemer, for eksempel Windows, kunne spille med denne nye funksjonen. Imidlertid var ulempene med denne evnen at mens den kunne bytte fra ekte modus til beskyttet modus (ekte modus var ment å gjøre den bakoverkompatibel med 8088-tallet), kunne den ikke bytte tilbake til ekte modus uten en varm omstart. Denne brikken ble brukt av IBM i sin Advanced Technology PC / AT og ble brukt i mange IBM-kompatible enheter. Den kjørte på 8, 10 og 12, 5 MHz, men senere utgaver av brikken kjørte så høyt som 20 MHz. Selv om disse brikkene anses som papirvekter i dag, var de ganske revolusjonerende i tidsperioden.
• Intel 386 (1985 - 1990)
  386 betydde en stor økning i teknologi fra Intel. 386 var en 32-bits prosessor, noe som betyr at datagjennomstrømningen umiddelbart var dobbelt så stor som for 286. 80386DX-prosessoren inneholdt 275 000 transistorer, kom i 16, 20, 25 og 33 MHz versjoner. Den 32-biters adressebussen lot brikken fungere med hele 4 GB RAM og en svimlende 64 TB virtuelt minne. I tillegg var 386 den første brikken som brukte instruksjonsrørledning, noe som gjør at prosessoren kan begynne å jobbe med neste instruksjon før den forrige er fullført. Selv om brikken kunne kjøres i både ekte og beskyttet modus (som 286), kan den også kjøres i virtuell ekte modus, slik at flere reasl-modusøkter kan kjøres om gangen. Et operativsystem med flere oppgaver som Windows var imidlertid nødvendig for å gjøre dette. I 1988 ga Intel ut 386SX, som i utgangspunktet var en lite fettversjon av 386. Den brukte 16-bits databussen i stedet for 32-bit, og den var tregere, men den brukte dermed mindre strøm og aktiverte dermed Intel å markedsføre brikken til skrivebord og til og med bærbare. I 1990 ga Intel ut 80386SL, som i utgangspunktet var en 855, 00 transistorversjon av 386SX-prosessoren, med ISA-kompatibilitet og strømstyringskretser.
  386 brikker ble designet for å være brukervennlige. Alle sjetonger i familien var pin-for-pin-kompatible, og de var binære kompatible med de forrige 186 brikkene, noe som betyr at brukerne ikke trengte å få ny programvare for å bruke den. 386 tilbød også strømvennlige funksjoner som lavspenningskrav og System Management Mode (SMM) som kan slå av forskjellige komponenter for å spare strøm. Totalt sett var denne brikken et stort skritt for chiputvikling. Den satte standarden som mange senere brikker ville fulgt. Det tilbød en enkel design som utviklere enkelt kunne designe for.

Intel 486 (1989 - 1994)

80486DX ble utgitt i 1989. Det var en 32-bits prosessor som inneholder 1, 2 millioner transistorer. Den hadde den samme minnekapasiteten som 386 (begge var 32-bit), men tilbød dobbelt hastigheten med 26, 9 millioner instruksjoner per sekund (MIPS) ved 33 MHz. Det er noen forbedringer her, utover bare hastighet. 486 var den første som hadde en integrert flytende punktsenhet (FPU) som erstattet den normalt separate matematisk koprocessor (ikke alle smakene til 486 hadde dette). Den inneholdt også en integrert 8 KB on-die-cache. Dette øker hastigheten ved å bruke instruksjonsrørledningen for å forutsi de neste instruksjonene og deretter lagre dem i hurtigbufferen. Når prosessoren trenger disse dataene, trekker den den deretter ut av hurtigbufferen i stedet for å bruke det nødvendige overhead for å få tilgang til det eksterne minnet. 486 kom også i 5 volt og 3 volt versjoner, noe som tillater fleksibilitet for stasjonære og bærbare datamaskiner.

486-brikken var den første prosessoren fra Intel som var designet for å kunne oppgraderes. Tidligere prosessorer ble ikke designet på denne måten, så når prosessoren ble foreldet, måtte hele hovedkortet byttes ut. Med 486 kunne den samme CPU-kontakten romme flere forskjellige smaker av 486. Opprinnelige 486 tilbud ble designet for å kunne oppgraderes ved hjelp av “OverDrive” -teknologi. Dette betyr at du kan sette inn en brikke med en raskere intern klokke i det eksisterende systemet. Ikke alle 486 systemer kan bruke OverDrive, siden det krever en viss type hovedkort for å støtte det.

Det første medlemmet av 486-familien var i486DX, men i 1991 ga de ut 486SX og 486DX / 50. Begge sjetongene var i utgangspunktet den samme, bortsett fra at 486SX-versjonen hadde matematikkprosessor deaktivert (ja, den var der, bare slått av). 486SX var selvfølgelig saktere enn DX-fetteren, men de resulterende reduserte kostnadene og kraften lånte seg til raskere salg og bevegelse inn i markedet for bærbare datamaskiner. 486DX / 50 var ganske enkelt en 50MHz-versjon av originalen 486. DX kunne ikke støtte fremtidige OverDrives mens SX-prosessoren kunne.

I 1992 ga Intel ut den neste bølgen av 486 som benyttet seg av OverDrive-teknologien. De første modellene var i486DX2 / 50 og i486DX2 / 66. Den ekstra "2" i navnene indikerer at den normale klokkehastigheten til prosessoren blir doblet effektivt ved hjelp av OverDrive, så 486DX2 / 50 er en 25MHz brikke som blir doblet til 50MHz. Den lavere basehastigheten gjorde at brikken fungerte med eksisterende hovedkortdesign, men tillot brikken internt å operere med den økte hastigheten, og dermed øke ytelsen.

Også i 1992 la Intel ut 486SL. Den var tilnærmet identisk med vintage 486 prosessorer, men den inneholdt 1, 4 millioner transistorer. De ekstra innendørene ble brukt av dets interne strømstyringskretser, og optimalisert det for mobil bruk. Derfra ga Intel ut 486 smaker, og blandet SL-er med SX-er og DX-er med forskjellige klokkehastigheter. I 1994 rundet de videreutvikling av 486-familien med DX4 Overdrive-prosessorer. Selv om du kanskje skulle tro at dette var 4X klokke firedoblere, var de faktisk 3X triplere, slik at en 33 MHz prosessor kunne fungere internt på 100 MHz.

Klikk her: Neste side