Az Intel x86 processzorok fejlődése a 80-as években: 286, 386 és 486

Ma át szeretnénk vizsgálni a történelem egyik legtermékenyebb periódusát a nyolcvanas évek Intel x86 processzorainak fejlődésén keresztül. A személyi számítógépek változásának ideje.

A processzor fontossága, története és fejlődése miatt a PC egyik legérdekesebb alkotóeleme. Mindezek közül kevés vállalat foglalkozik jobban az idézett pontokban, mint a félvezetők kék óriásában; Az Intel állandó darabszerepe volt ennek a darabnak az életében.

Tartalom index

Hét év folyamatos fejlődés

Az az időtartam, amelyet ebben a szövegben meg akarunk fedni, 1982-től a nyolcvanas évek végéig tart; Ebben az időben az x86 architektúrán alapuló processzorok a modern számítástechnika történetének egyik leggyorsabb és legfigyelemreméltóbb fejleményét tapasztalták, és alapot tettek arra, hogy miként értjük meg a háztartási elektronikát ma.

Kép: Flickr; Pauli Rautakorpi

Beszélünk az Intel 80286-ról és annak beépítéséről az IBM PC / AT-ban, az Intel 80386-ban és a PC-klónok megjelenéséről a Compaq révén, valamint az Intel 80486 elindításáról és fejlesztéséről, valamint azokról az alapokról, amelyek később Pentiummá válnak. Áttekintés a számítástechnika történetéről.

Intel 80286 (1982)

Kép: Flickr; Henry Mühlpfordt

Az Intel 80286 (más néven iAPX 286 vagy i286) az Intel 80186 és 80188 processzorok közvetlen utódja, amelyek mindegyike az x86 processzorcsaládhoz tartozik, és az IBM által gyártott otthoni PC-k számára választott CPU volt a bevezetéstől a jóval a nyolcvanas években, folytatva az Intel és az IBM közötti kapcsolatot.

Néhány x86 specifikációja

Az i286 jelentős ugrást jelentett az x86 processzorok korábbi iterációja során. A P2 architektúra 16 bites adatbuszot használt (tehát a processzor kategorizálását), és egy címbusz 24 bites volt, egyértelmű fejlődés az eredeti 80086-hoz képest. Miközben a legutóbbi revíziók frekvenciája 4 MHz-től 25 MHz-ig terjedt.

P2 architektúra. Kép: Wikimedia Commons

A kiemelések között szerepel az utasítások órás ciklusonkénti végrehajtásának fejlesztése és az új utasításkészletek beépítése, amelyek drasztikusan csökkentik az egyes feladatok elvégzéséhez szükséges időt; néhányuknak az óraciklusok kevesebb, mint kétszeresére volt szüksége a teljesítéshez.

A multitasking első lépései az első x86-ban

Az i286- at két olyan üzemmóddal jellemezte, amelyek multitasking alkalmazásokhoz készültek, védett és valós módról beszélünk.

A valós mód (valódi cím mód) volt az, amely alapértelmezés szerint a processzorban lépett hatályba. Fenntartja a visszamenőleges kompatibilitást az előző x86 család processzorokkal, és közvetlen szoftver hozzáférést biztosít a rendszer BIOS-hoz. Ennek a visszamenőleges kompatibilitásnak köszönhetően az i286 processzorok képesek voltak használni az összes elődeik számára kifejlesztett szoftvert, így nagyon sokoldalú processzort képeztek. Hangsúlyozzuk, hogy így működött az MS-DOS operációs rendszer és a Microsoft Windows első verziói.

A védett mód viszont lehetővé tette a processzor számára, hogy több feladatot végezzen, köszönhetően a két különböző folyamat gyors váltásának. A neve abból származik, hogy a programok korlátozottan férnek hozzá a berendezések utasításaihoz (megjelenik a felügyelő alakja) a konfliktusok elkerülése érdekében; sajnos ez eltávolította a kompatibilitást a szoftver nagy részében, beleértve az MS-DOS nevű szoftvert is.

Az IBM debütálása

Az i286 az IBM harmadik generációs személyi számítógépén, a PC / AT-n jelent meg. A New York-i cég rendkívüli sikere a mikroprocesszor értékesítését hordozta, és az AT-modell bevezetése az otthoni számítástechnika standardjává ösztönözte az Intel architektúrájával kompatibilis szoftverek létrehozását.

IBM PC / AT számítógép. Kép: wikimedia commons; MBlair Martin.

Mint az akkoriban szokásos, az Intel nem volt az egyetlen gyártó. Az olyan cégek, mint maga az IBM, vagy a jelenlegi AMD, hasonló esetekben (mint például a Harris Corporation vagy maga az AMD) hasonló és kompatibilis modelleket gyártottak, messze meghaladva az Intel által kifejlesztett eredeti modell sebességét.

Javasoljuk, hogy az Intel leállítsa az első generációs Thunderbolt 3 vezérlőket

Intel 80386 (1985)

Kép: Flickr; Contri

Az Intel 80286 megjelenése után megjelent a felülvizsgálat, az Intel 80386 (vagy i386). A processzor célja az i286 bemutatott szolgáltatások fejlesztése, új üzemmódok és számos új funkció hozzáadása az x86 architektúrához. Ez volt az előrelépés, amely megalapozta a későbbi processzorokat, legalábbis a P6 chipek megjelenéséig.

Az Intel és az IBM "klónjai"

Az eredeti i286 processzor egyszerűen és hatékonyan készült; Nem sokkal az eredeti bevezetése után, és sikerének köszönhetően, a többi gyártó elkezdte gyártani és eladni a modell saját változatát. Némelyikük jelentős javulással rendelkezik az eredetihez képest, különösen az elért frekvencia tekintetében.

Az i386 az indításkor drága processzor volt a gyártásában és megvalósításában; Talán ez volt az oka annak, hogy az IBM csak 1987-ben kezdte el használni ezt a helyet, amelyet a Compaq vállalat (ismert megfizethető IBM kompatibilis számítógépeiről ismert), hogy kihasználta a Compaq Portable 386 / III piacra dobását és az ajánlatvezető szerepét. IBM PC. Megkezdődik az észak-amerikai cég számítógépein alapuló klónok aranykora.

A Compaq PC az elsők között volt, amely a PC-ket kompatibilisvé tette az IBM PC-vel. Image Wikimedia Commons; Titian Garuti

Az Intel nem maradt büntetés nélkül más vállalatok részéről; Ezért nem engedélyezték az i386 gyártását a Mountain View cég gyárain kívüli gyártáshoz. Azonban az olyan vállalatok, mint az AMD és a Texas Instruments, tovább fejlesztették a gyorsabb és olcsóbb i286-alapú processzorokat; A velük való küzdelem érdekében az Intel kifejlesztette az i386SX-et, az eredeti i386 olcsó változatát, amely hasonlít az i286-hoz, és könnyebben és olcsóbban gyártható. A stratégia az 1990-es évek elejéig fog hatályba lépni, amikor az eredeti i386 verziói megjelentek az AMD-től az Am386-on és a Cyrix a Cx486-tal.

A nagy teljesítményű P3 processzorok

Noha ez nem lenne olyan jelentős ugrás a sebesség szempontjából, mint az i286, az i386 jelentős előrelépést jelentett az x86 processzorok számára. A frekvencia drámaian megnőtt, az első modellekben 12 MHz-re, a későbbiben pedig 40 MHz-re. Az adat buszt is megdupláztuk 32 bitre, és a cím buszt is 32 bitre növeltük, valamint fontos változtatásokat hajtottunk végre az utasítások végrehajtása során, és megjelent az IA-32 utasításkészlet.

P3 architektúra. Kép: wikimedia commons

Az IA-32 miatt korlátozott volt az kompatibilitás az i286 szoftverrel, de megvalósítása megalapozná az x86 architektúrát a következő 20 évre, és befolyásolná az x86-64 utasításkészleteket (Intel 64 Intel), amelyeket használunk jelenlegi háztartási berendezések.

Másrészt az i386SX processzorok egy 16 bites adat busszal és egy 24 bites cím busszal dolgoztak, ezáltal lassabbá tették, mint elődje, bár megőrizték a chip belső kialakítását, amely számításba vett más jelentős fejlesztésekkel.

Új módok, ugyanazok a problémák az x86-on

Az i386 másik kiemelt témája a különféle funkcionális módok megvalósítása volt. A valós és a védett mód kompatibilitási okokból újra megjelenik, de a saját védett mód fontos új funkciókkal, például a szegmensek eltávolításával vagy több munkamenet virtualizálásával jelent meg.

Sajnos ennek rossz fejlõdése továbbra is a legfõbb vonzereje ezeknek a fejleményeknek; A fejlettebb operációs rendszerek megjelenéséig továbbra is ezen processzorok képességeinek fő korlátozója volt.

Javasoljuk, hogy a Corsair One PRO áttekintése spanyolul (teljes elemzés)

Intel 80486 (1989)

Az i386 vitathatatlan sikere után az Intel kifejlesztette az x86 processzorok következő generációját azzal a céllal, hogy tovább javítsa azt, amit az i386-al ért el. Így születnek a P4 processzorok, az egész világon az Intel 80486 vagy i486.

A 387 társprocesszor és az i486SX

Az i486 processzorok nagyon hasonlítanak a korábbi generációikhoz belsőleg, kivéve a 387 közös processzor integrációját; Ez a chip tartalmazott egy lebegőpontos egységet és egységesített gyorsítótárat az áramkörben, ahonnan a monolitikus chip-processzorok egyre gyakoribbá válnak. Egyébként még mindig 32 bites processzor volt az adat buszon és a cím buszon, és a többi fejlesztés inkább az utasításkészlet optimalizálása vagy a frekvencia növelése, mint más tényezők köré fordult.

P4 architektúra. Kép: wikimedia commons

Van azonban egy változat az i486-ról, az i486SX, amely nélkülözte ezt a társprocesszort a költségek csökkentése érdekében. Az i486SX buszmérete nem különbözik az eredeti busztól (legalábbis az Intel), így nagyon népszerű chip volt az alacsonyabb árért.

A magas frekvenciák megszállottsága

Amit az i486 hozott, az az volt, hogy a processzorokban megjelenik a MHz-es láz. Az Intel az integrált gyorsítótár memória beépítésének, az óra belső frekvenciájának másolatának köszönhetően bemutatta, Intel OverDrive névvel. Ezen keresztül az i486 processzorok kétszer (és később háromszor is) működtethetik az utasítások teljesítéséhez szükséges frekvenciájukat, és részesülhetnek a hosszabb előnyeiből.

Az első ilyen jellemzőkkel rendelkező processzor az i486DX2 volt, amely megduplázta az órasebességet 25 MHz-ről 50 MHz-re. Az utolsó iteráció ilyen volt az i486DX4-hez hasonlóan, háromszorosára növelve a frekvenciákat 100 MHz-re, bár a legerősebb Az AMD-től érkezett az Am5x86-P75 + készülékkel, és elérte a 150 MHz-t.

A támogatott processzorok újból belépnek és bővülnek az x86-on

Az i486 és az i386 processzorok architektúrájának hasonlóságai megkönnyítették a dolgokat az i486-kompatibilis processzorok gyártói számára. Miután az engedélyek eltűntek az i386 megjelenésével, a nyilvánosság elkezdte népszerûen "klónoknak" nevezni őket, bár ez a kifejezés csak az eredeti (belsőleg) azonosokra vonatkozott.

Az Intel 80486 más márkáiból származó processzorok. Kép: MCbx számítógépgyűjtemény

Az AMD egyik legtermékenyebb ilyen típusú processzora gyártója, még akkor is eljutott (amint már említettük), hogy erősebb modelleket indítson, mint az Intel változatok, bár a piacon a legjelentősebb eszköz a legolcsóbb ár volt. Ugyanez volt a Cyrix vonal is, az Intel processzorok fordított tervezésének eredménye: processzoraik nem teljesítettek pontosan ugyanazt, tehát megfizethető árakra támaszkodtak.

Egyéb érdekes nevek lehetnek az IBM vagy a Texas Instruments, bár jelenlétük kevésbé volt erős, mint az x86 processzorcsalád korábbi szakaszaiban.

Az utolsó szó az x86 processzorokról

Az x86 családi processzorok ebben az időben tapasztalták a történelem legfigyelemreméltóbb változásait. Nem meglepő, hogy sok elem alapjait megteremtették, amelyek évekkel kísérnek majd utánuk, amikor ezekben a nemzedékekben megjelent.

Javasoljuk, hogy olvassa el az útmutatónkat a legjobb alaplapokon

Kétségtelen, hogy ez a modern számítástechnika egyik legszebb periódusa, és az otthoni számítástechnika első szakaszai, ahogy ma ismerjük. Ha többet szeretne tudni erről az összetevőről, kérjük, olvassa el az Intel Pentium 4 és az Intel Core közötti generációs ugrásról szóló cikket.