En detaljeret historie over processoren

Processorer er sandsynligvis det mest interessante stykke hardware på din computer. De har en rig og pæn historiehistorie, der stammer helt tilbage til 1971 med den første kommercielt tilgængelige mikroprocessor, Intel 4004. Som du kan forestille dig og uden tvivl har set dig selv, siden er teknologien forbedret med spring og grænser.

Vi vil vise dig en historie med processoren, startende med Intel 8086. Det var den processor IBM valgte til den første pc og har kun en pæn historie fra da af.

Redaktørens note: Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort i 2001, men siden december 2016 har vi opdateret den til at omfatte nye fremskridt på området siden da.

Intel 8086

CPU'er har gennemgået mange ændringer gennem de få år, siden Intel kom ud med den første. IBM valgte Intels 8088-processor til hjernen på den første pc. Dette valg fra IBM er det, der gjorde Intel til den opfattede leder af CPU-markedet. Intel er stadig den opfattede leder inden for mikroprocessorudvikling. Mens nyere kandidater har udviklet deres egne teknologier til deres egne processorer, fortsætter Intel med at forblive mere end en bæredygtig kilde til ny teknologi på dette marked, med den stadigt voksende AMD-knude på deres hæle.

De første fire generationer af Intel-processor påtog sig “8” som serienavn, og derfor refererer de tekniske typer til denne familie af chips som 8088, 8086 og 80186. Dette går lige op til 80486, eller simpelthen 486. Følgende chips betragtes som dinosaurerne i computerverdenen. PC'er baseret på disse processorer er den slags, der normalt sidder rundt i garagen eller lageret og samler støv. De bruger ikke meget mere, men os nørder kan ikke lide at smide dem ud, fordi de stadig fungerer. Du ved, hvem du er.

• Intel 8086 (1978)
  Denne chip blev sprunget over til den originale pc, men blev brugt i et par senere computere, der ikke udgjorde meget. Det var en ægte 16-bit processor og talte med sine kort via en 16-lednings dataforbindelse. Chippen indeholdt 29.000 transistorer og 20 adresselinjer, der gav den mulighed for at tale med op til 1 MB RAM. Det, der er interessant, er, at datidens designere aldrig mistænkte, at nogen nogensinde ville have brug for mere end 1 MB RAM. Chippen var tilgængelig i 5, 6, 8 og 10 MHz versioner.
• Intel 8088 (1979)
  8088 er til alle praktiske formål identisk med 8086. Den eneste forskel er, at den håndterer sine adresselinjer anderledes end 8086. Denne chip var den, der blev valgt til den første IBM PC, og ligesom 8086 er den i stand til at arbejde med 8087 matematisk coprocessor-chip.
• NEC V20 og V30 (1981)
  Kloner fra 8088 og 8086. De formodes imidlertid at være ca. 30% hurtigere end Intel-dem.
• Intel 80186 (1980)
  186 var en populær chip. Mange versioner er udviklet i dens historie. Købere kunne vælge mellem CHMOS eller HMOS, 8-bit eller 16-bit versioner, afhængigt af hvad de havde brug for. En CHMOS-chip kunne køre med det dobbelte af urets hastighed og med en fjerdedel kraften i HMOS-chippen. I 1990 kom Intel ud med Enhanced 186-familien. De delte alle et fælles kernedesign. De havde et 1-mikron kerne-design og kørte ved ca. 25 MHz ved 3 volt. 80186 indeholdt et højt integrationsniveau med systemcontrolleren, interrupt controller, DMA controller og timing kredsløb lige på CPU'en. På trods af dette fandt 186 sig aldrig på en personlig computer.
• Intel 80286 (1982)
  En 16-bit 134.000 transistor-processor, der er i stand til at adressere op til 16 MB RAM. Ud over den øgede understøttelse af fysisk hukommelse er denne chip i stand til at arbejde med virtuel hukommelse, hvilket giver meget mulighed for udvidelsesmuligheder. 286 var den første "rigtige" processor. Det introducerede begrebet beskyttet tilstand . Dette er muligheden for at multitaske, idet forskellige programmer køres separat men på samme tid. Denne mulighed blev ikke draget fordel af DOS, men fremtidige operativsystemer som Windows kunne spille med denne nye funktion. Imidlertid var ulemperne ved denne evne, at mens den kunne skifte fra reel tilstand til beskyttet tilstand (reel tilstand var beregnet til at gøre den bagud kompatibel med 8088'erne), kunne den ikke skifte tilbage til reel tilstand uden en varm genstart. Denne chip blev brugt af IBM i sin Advanced Technology PC / AT og blev brugt i mange IBM-kompatible enheder. Det kørte på 8, 10 og 12, 5 MHz, men senere udgaver af chippen løb så højt som 20 MHz. Selvom disse chips betragtes som papirvægte i dag, var de ret revolutionerende i tidsperioden.
• Intel 386 (1985 - 1990)
  386 tegnede for en stor stigning i teknologi fra Intel. 386 var en 32-bit processor, hvilket betyder, at dens datagennemstrømning straks var dobbelt så stor som den 286. 80386DX-processoren indeholdt 275.000 transistorer, leverede i 16, 20, 25 og 33 MHz versioner. Den 32-bit adressebus lod chippen arbejde med hele 4 GB RAM og en svimlende 64 TB virtuel hukommelse. Derudover var 386 den første chip, der brugte instruktionsrørledning, hvilket gør det muligt for processoren at begynde at arbejde på den næste instruktion, før den foregående er færdig. Mens chippen kunne køre i både reel og beskyttet tilstand (som 286), kunne den også køre i virtuel reel tilstand, hvilket gør det muligt at køre flere reasl-mode-sessioner ad gangen. Et operativsystem med flere opgaver som Windows var dog nødvendigt for at gøre dette. I 1988 frigav Intel 386SX, som dybest set var en fedtfattig version af 386. Den brugte 16-bit databussen snarere end 32-bit, og den var langsommere, men den brugte derfor mindre strøm og aktiverede dermed Intel at promovere chip til desktops og endda bærbare. I 1990 frigav Intel 80386SL, som dybest set var en 855, 00 transistorversion af 386SX-processoren med ISA-kompatibilitet og strømstyringskredsløb.
  386 chips blev designet til at være brugervenlige. Alle chips i familien var pin-for-pin-kompatible, og de var binære kompatible med de foregående 186 chips, hvilket betyder, at brugerne ikke behøvede at få ny software til at bruge den. 386 tilbød også strømvenlige funktioner såsom lavspændingskrav og System Management Mode (SMM), der kunne slukke for forskellige komponenter for at spare strøm. Samlet set var denne chip et stort skridt til chipudvikling. Det satte standarden, som mange senere chips ville følge. Det tilbød et simpelt design, som udviklere let kunne designe til.

Intel 486 (1989 - 1994)

80486DX blev frigivet i 1989. Det var en 32-bit processor indeholdende 1, 2 millioner transistorer. Den havde den samme hukommelseskapacitet som 386 (begge var 32-bit), men tilbød dobbelt hastigheden med 26, 9 millioner instruktioner pr. Sekund (MIPS) ved 33 MHz. Der er dog nogle forbedringer ud over bare hastighed. 486 var den første, der havde en integreret flydepunktenhed (FPU) til at erstatte den normalt separate matematisk coprocessor (dog ikke alle smagene fra 486). Den indeholdt også en integreret 8 KB on-die cache. Dette øger hastigheden ved at bruge instruktionsrørledningen til at forudsige de næste instruktioner og derefter gemme dem i cachen. Når processoren derefter har brug for disse data, trækker den dem ud af cachen i stedet for at bruge det nødvendige overhead til at få adgang til den eksterne hukommelse. Desuden kom 486 i 5 volt og 3 volt versioner, hvilket tillader fleksibilitet til desktops og laptops.

486-chippen var den første processor fra Intel, der var designet til at kunne opgraderes. Tidligere processorer blev ikke designet på denne måde, så når processoren blev forældet, skulle hele bundkortet udskiftes. Med 486 kunne den samme CPU-socket rumme flere forskellige smagsoplevelser af 486. De oprindelige 486 tilbud var designet til at kunne opgraderes ved hjælp af “OverDrive” -teknologi. Dette betyder, at du kan indsætte en chip med et hurtigere internt ur i det eksisterende system. Ikke alle 486 systemer kunne bruge OverDrive, da det kræver en bestemt type bundkort at understøtte det.

Det første medlem af 486-familien var i486DX, men i 1991 frigav de 486SX og 486DX / 50. Begge chips var dybest set den samme, bortset fra at 486SX-versionen havde matematisk coprocessor deaktiveret (ja, den var der, bare slukket). 486SX var naturligvis langsommere end sin DX-fætter, men de resulterende reducerede omkostninger og magt lånte sig til hurtigere salg og bevægelse til det bærbare marked. 486DX / 50 var simpelthen en 50MHz version af den originale 486. DX kunne ikke understøtte fremtidige OverDrives, mens SX-processoren kunne.

I 1992 frigav Intel den næste bølge af 486's, der bruger OverDrive-teknologi. De første modeller var i486DX2 / 50 og i486DX2 / 66. Den ekstra "2" i navnene indikerer, at processorens normale urhastighed fordobles effektivt ved hjælp af OverDrive, så 486DX2 / 50 er en 25 MHz-chip, der fordobles til 50 MHz. Den langsommere basishastighed gjorde det muligt for chippen at arbejde med eksisterende bundkortdesign, men lade chippen internt arbejde med den øgede hastighed, hvilket øgede ydelsen.

Også i 1992 udsatte Intel 486SL. Det var næsten identisk med vintage 486 processorer, men det indeholdt 1, 4 millioner transistorer. De ekstra indvendige blev brugt af dets interne strømstyringskredsløb, hvilket optimerede det til mobil brug. Derfra frigav Intel forskellige 486 smagsstoffer, der blandede SL'er med SX'er og DX'er i forskellige urhastigheder. I 1994 afrundede de deres fortsatte udvikling af 486-familien med DX4 Overdrive-processorer. Mens du måske kunne tro, at dette var 4X ur firedoblere, var de faktisk 3X triplere, så en 33 MHz processor kunne fungere internt på 100 MHz.

Klik her: Næste side