היסטוריה מפורטת של המעבד

מעבדים הם ככל הנראה חתיכת החומרה היחידה והמעניינת ביותר במחשב שלך. יש להם היסטוריה עשירה ומסודרת, המתוארכים כל הדרך עד שנת 1971 עם המעבד המיקרו-זמין הראשון, Intel 4004. כפי שאתה יכול לדמיין וללא ספק ראית את עצמך, מאז הטכנולוגיה השתפרה בקפיצות.

אנו הולכים להראות לכם היסטוריה של המעבד, החל מאינטל 8086. זה היה המעבד שיבמ בחרה למחשב הראשון ויש לו רק היסטוריה מסודרת מכאן ואילך.

הערת העורך: מאמר זה פורסם במקור בשנת 2001, אך נכון לדצמבר 2016, עדכנו אותו כך שיכלול התקדמות חדשה בתחום מאז.

אינטל 8086

מעבדים עברו שינויים רבים במהלך השנים המעטות מאז אינטל יצאה עם הראשונה. יבמ בחרה במעבד 8088 של אינטל למוחו של המחשב הראשון. הבחירה הזו של יבמ היא שהפכה את אינטל למובילה הנתפסת של שוק המעבדים. אינטל נותרה המובילה הנתפסת בפיתוח מעבד מיקרו. בעוד מתמודדים חדשים יותר פיתחו טכנולוגיות משלהם עבור מעבדים משלהם, אינטל ממשיכה להישאר יותר ממקור בר-קיימא לטכנולוגיה חדשה בשוק זה, כאשר ה- AMD ההולך וגובר הולך וגובר.

ארבעת הדורות הראשונים של מעבד אינטל קיבלו את ה- "8" כשם הסדרה, וזו הסיבה שהסוגים הטכניים מתייחסים למשפחת השבבים הזו כאל 8088, 8086 ו- 80186. זה ממשיך עד 80486, או פשוט 486. השבבים הבאים נחשבים לדינוזאורים של עולם המחשבים. מחשבים אישיים המבוססים על מעבדים אלה הם מהסוג שבדרך כלל יושבים במוסך או במחסן ואוספים אבק. הם כבר לא מועילים, אבל הגיקים שלנו לא אוהבים לזרוק אותם כי הם עדיין עובדים. אתה יודע מי אתה.

• אינטל 8086 (1978)
  שבב זה דילג על המחשב האישי המקורי, אך שימש בכמה מחשבים מאוחרים יותר שלא הסתכמו בהרבה. זה היה מעבד אמיתי של 16 סיביות ודיבר עם הכרטיסים שלו דרך חיבור נתונים עם 16 חוטים. השבב הכיל 29, 000 טרנזיסטורים ו 20 שורות כתובת שנתנו לו את היכולת לדבר עם עד 1 מגה בייט של זיכרון RAM. מה שמעניין הוא שהמעצבים של אותה תקופה מעולם לא חשדו שמישהו אי פעם יזדקק ליותר מ- 1 מגה בייט של זיכרון RAM. השבב היה זמין בגרסאות 5, 6,, 8 ו- 10 מגה הרץ.
• אינטל 8088 (1979)
  ה- 8088 הוא, לכל צרכים פרקטיים, זהה ל- 8086. ההבדל היחיד הוא שהוא מטפל בקווי הכתובת שלו בצורה שונה מזו של ה- 8086. השבב הזה היה זה שנבחר למחשב ה- IBM הראשון, וכמו 8086, הוא גם מסוגל לעבוד עם השבב המעבד 8087 למתמטיקה.
• NEC V20 ו- V30 (1981)
  שיבוטים של 8088 ו- 8086. הם אמורים להיות מהיר בערך 30% מאלו של אינטל.
• אינטל 80186 (1980)
  186 היה שבב פופולרי. גרסאות רבות פותחו בהיסטוריה שלה. הקונים יכולים לבחור בין גרסאות CHMOS או HMOS, גרסאות 8 סיביות או 16 סיביות, תלוי במה שהם היו צריכים. שבב CHMOS יכול לרוץ במהירות כפולה ממהירות השעון וברבע מהכוח של שבב HMOS. בשנת 1990 יצאה אינטל עם משפחת Enhanced 186. כולם חלקו בעיצוב ליבה משותף. היה להם תכנון ליבות של 1 מיקרון ורץ במהירות של 25MHz במהירות 3 וולט. 80186 הכיל רמה גבוהה של אינטגרציה, עם בקר המערכת, בקר הפרעות, בקר DMA ומעגלי תזמון ממש על המעבד. למרות זאת, 186 מעולם לא מצאו את עצמם במחשב אישי.
• אינטל 80286 (1982)
  מעבד טרנזיסטור בן 16 סיביות, 134, 000 שמסוגל לפנות עד 16 מגה בייט RAM. בנוסף לתמיכה המוגברת בזיכרון הפיזי, שבב זה מסוגל לעבוד עם זיכרון וירטואלי, ובכך מאפשר הרבה להרחבה. ה- 286 היה המעבד ה"אמיתי "הראשון. זה הציג את הרעיון של מצב מוגן . זוהי היכולת לבצע ריבוי משימות, כאשר תוכניות שונות מופעלות בנפרד אך יחד עם זאת. DOS לא ניצלה יכולת זו, אך מערכות הפעלה עתידיות, כמו חלונות, יכלו לשחק עם תכונה חדשה זו. החסרונות של יכולת זו, לעומת זאת, היו שבעוד שהיא יכולה לעבור ממצב אמיתי למצב מוגן (מצב אמיתי נועד להפוך אותו לאחור תואם לשנות ה -8088), הוא לא יכול היה לחזור למצב אמיתי ללא אתחול מחדש. שבב זה שימש את יבמ במחשבי ה- PC / AT הטכנולוגיים המתקדמים שלו והיה בשימוש בהרבה תואמים של יבמ. הוא רץ במהירות 8, 10 ו 12.5 מגה הרץ, אך המהדורות המאוחרות של השבב רצו עד 20 מגה הרץ. בעוד שבבים אלה נחשבים למשקלי נייר כיום, הם היו מהפכניים למדי לתקופת הזמן.
• אינטל 386 (1985 - 1990)
  386 סימנו עלייה משמעותית בטכנולוגיה מצד אינטל. 386 היה מעבד 32 סיביות, כלומר תפוקת הנתונים שלו הייתה מיד כפליים מזה של 286. מכיל 275, 000 טרנזיסטורים, מעבד 80386DX הגיע בגרסאות 16, 20, 25 ו- 33 מגה הרץ. אוטובוס הכתובות של 32 סיביות איפשר לשבב לעבוד עם RAM של 4 ג'יגה-בייט מלא ועם זיכרון וירטואלי 64 TB. בנוסף, ה- 386 היה השבב הראשון שמשתמש בצנרת הוראות, המאפשר למעבד להתחיל לעבוד על ההוראות הבאות לפני שהקודם יושלם. בעוד שהשבב יכול לפעול במצב אמיתי ומוגן כאחד (כמו 286), הוא יכול גם לפעול במצב אמיתי וירטואלי, מה שמאפשר הפעלה של מספר הפעלות במצב ראסל בכל פעם. עם זאת, מערכת הפעלה מרובת משימות כמו חלונות הייתה נחוצה לשם כך. בשנת 1988, אינטל שיחררה את ה- 386SX, שהיה בעצם גרסת דלות שומן של ה- 386. היא השתמשה באוטובוס הנתונים של 16 סיביות ולא ב -32 הסיביות, והיא הייתה איטית יותר, אך בכך השתמשה בפחות כוח וכך אפשרה אינטל לקדם את השבב לשולחן העבודה ואפילו ניידים. בשנת 1990, אינטל שיחררה את 80386SL, שהיה בעצם גרסת טרנזיסטור 855, 00 של מעבד 386SX, עם מעגלי תאימות ISA וניהול כוח.
  386 שבבים תוכננו להיות ידידותיים למשתמש. כל השבבים במשפחה היו תואמים למסך-סיכה והם היו תואמים בינאריים עם 186 השבבים הקודמים, כלומר המשתמשים לא היו צריכים לקבל תוכנה חדשה כדי להשתמש בה. כמו כן, 386 הציעו תכונות ידידותיות לחשמל כמו דרישות מתח נמוך ומצב ניהול מערכת (SMM) שיכולות לכבות רכיבים שונים כדי לחסוך בחשמל. בסך הכל, השבב הזה היה צעד גדול לפיתוח השבבים. זה קבע את הסטנדרט שאחרי שבבים רבים אחר כך יבואו. הוא הציע עיצוב פשוט שמפתחים יכולים בקלות לעצב עבורו.

אינטל 486 (1989 - 1994)

80486DX שוחרר בשנת 1989. היה זה מעבד 32 סיביות המכיל 1.2 מיליון טרנזיסטורים. היה לו יכולת זיכרון זהה לזו של 386 (שתיהן היו 32 סיביות) אך הציע פעמיים את המהירות במהירות של 26.9 מיליון הוראות בשנייה (MIPS) במהירות 33 מגהרץ. ישנם כמה שיפורים כאן, אם כי מעבר למהירות בלבד. ה- 486 היה הראשון שהייתה לו יחידת נקודה צפה משולבת (FPU) שהחליפה את מעבד המעבד המתמטיקה הנפרד בדרך כלל (אך לא לכל הטעמים של ה- 486 היה זה). הוא גם הכיל מטמון משולב של 8 קילוגרם על המות. זה מגביר את המהירות על ידי שימוש בצנרת ההוראות כדי לחזות את ההוראות הבאות ואז לאחסן אותן במטמון. לאחר מכן, כאשר המעבד זקוק לנתונים אלה, הוא שולף אותם מהמטמון במקום להשתמש בתקורה הדרושה כדי לגשת לזיכרון החיצוני. כמו כן, 486 הגיעו בגרסאות 5 וולט ו -3 וולט, מה שמאפשר גמישות לשולחן העבודה ולמחשבים ניידים.

שבב 486 היה המעבד הראשון של אינטל שתוכנן לשדרוג. מעבדים קודמים לא תוכננו כך, ולכן כאשר המעבד התיישן, היה צורך להחליף את לוח האם כולו. עם ה- 486, אותו שקע מעבד יכול להכיל כמה טעמים שונים של ה- 486. הצעות 486 הראשוניות תוכננו כדי לשדרג אותו באמצעות טכנולוגיית "OverDrive". משמעות הדבר היא שאתה יכול להכניס שבב עם שעון פנימי מהיר יותר למערכת הקיימת. לא כל 486 המערכות יכלו להשתמש ב- OverDrive, מכיוון שנדרש סוג מסוים של לוח אם כדי לתמוך בה.

בן המשפחה הראשון של 486 היה i486DX, אך בשנת 1991 הם שיחררו את 486SX ו- 486DX / 50. שני השבבים היו למעשה זהים, מלבד העובדה שגרסת 486SX הושבתה את מעבד המקור למתמטיקה (כן, היא הייתה שם, פשוט כבה). 486SX היה, כמובן, איטי יותר מאשר בן דודה של ה- DX, אך העלות והעוצמה המופחתות כתוצאה ממנו השאילו את עצמה למכירות מהירות יותר ולתנועה לשוק הנייד. ה- 486DX / 50 היה פשוט גרסת 50 מגה הרץ של ה- 486 המקורית. ה- DX לא יכול היה לתמוך ב- OverDrives בעתיד בזמן שמעבד SX יכול.

בשנת 1992, אינטל פרסמה את הגל הבא של 486 המשתמשים בטכנולוגיית OverDrive. הדגמים הראשונים היו i486DX2 / 50 ו- i486DX2 / 66. "2" הנוספים בשמות מעידים כי מהירות השעון הרגילה של המעבד מוכפלת ביעילות באמצעות OverDrive, ולכן 486DX2 / 50 הוא שבב של 25 מגה הרץ מכפיל את עצמו ל 50 מגה הרץ. מהירות הבסיס האטית יותר אפשרה לשבב לעבוד עם עיצובים קיימים בלוח האם, אך אפשרה לשבב באופן פנימי לפעול במהירות המוגברת, ובכך הגדילה את הביצועים.

גם בשנת 1992, אינטל הוציאה את ה- 486SL. זה היה כמעט זהה למעבדי 486 מבציר, אך הוא הכיל 1.4 מיליון טרנזיסטורים. הפנימיות הנוספות שימשו את מעגלי ניהול הכוח הפנימיים שלה, והביאו למיטוב לשימוש הנייד. משם, אינטל הוציאה 486 טעמים שונים, תוך כדי שילוב SL's עם SX ו- DX במגוון מהירויות שעון. עד 1994 הם סיווגו את המשך התפתחותם של משפחת 486 עם מעבדי DX4 Overdrive. אמנם אתם עשויים לחשוב שמדובר בארבע ריבועי השעונים 4X, הם למעשה היו שלושת המשולשים 3X, מה שמאפשר למעבד 33 מגה הרץ לפעול באופן פנימי במהירות של 100 מגהרץ.

לחץ כאן: דף הבא