Краткая история процессоров Intel, часть 1: 4004 для Pentium Pro

Intel 8008 Intel 8008 торговал некоторой тактовой частотой - он работал на частоте 500 кГц, в отличие от 4004 на 720 кГц - для расширенных возможностей. В то время как несколько медленнее, он мог работать на восьми бит данных за раз, а не на четырехбитовом ограничении 4004. Первоначально введенный в эксплуатацию до 4004, чип опоздал на рынок и компания, которая изначально заказала его, Computer Terminal Corporation , позже решил не использовать дизайн. Компания согласилась разрешить Intel продавать чип самостоятельно, а 8008 стал коммерческим успехом. Он использовался во французском микрокомпьютере Micral-N в 1972 году и канадском MCM / 70, начиная с 1974 года. На чипе использовалось 3500 транзисторов, что значительно усложнило его, чем 4004 (тогда несколько тысяч транзисторов были серьезными инженерное усилие.) Федерико Фаггин не возглавлял весь проект, но он завершил разработку, и он был завершен под его руководством. В 2008 году Фаггин назвал 8008 «предком Pentium Pro».

Intel 8080 Intel 8080 был дизайном 1974 года, который последовал за 8008 и резко увеличил тактовую частоту от 500 кГц до 2 МГц (позже будут выпущены чипы с частотой до 3,125 МГц). 8080 был первым чипом Faggin, разработанным с нуля, и использовал n-канальный MOS-процесс (4004 и 8008 использовал p-channel MOS), с меньшим количеством требуемых чипов и 6000 транзисторов в базовой конструкции. В то время Intel, была известна больше для своей памяти, чем ее процессоры, но 8080 был огромным успехом на начинающем рынке микрокомпьютеров с выдающимися победами в дизайне и широким охватом промышленности. 8080 была базовой моделью процессора, используемой для неоперированной операционной системы CP / M. Intel будет следить за 8080 с 8085 - двоично-совместимым процессором с поддержкой 5 В и несколькими новыми инструкциями для поддержки новых прерываний.

Intel 8086 8086 и 8088 были задуманы как краткосрочные решения, которые принесли бы доход для Intel, когда он работал над своим «настоящим» чипом следующего поколения i432APX. 8086 и 8088 почти идентичны, но 8086 реализовали 16-битную внутреннюю и внешнюю шины, а 8088 подключены к остальной системе через 8-битную шину. По иронии судьбы, Intel построила 8086 и 8088 частично, чтобы отбиться от конкуренции Федерико Фаггина, который покинул компанию и начал свой собственный конкурирующий бизнес Zilog. «86» в имени CPU исходил из того, что у него было 8 16-разрядных регистров общего назначения. Финальный чип содержал 20 000 транзисторов (29 000, если вы считали ПЗУ и PLA), измеряли площадь в 33 мм и строили по технологии 3,2 микрона. Это дед современной индустрии процессоров x86.

Intel 80386 80386 был существенным шагом вперед для проектирования процессоров Intel. Построенный на 1,5-микронной и 1-микронной технологиях, это был первый 32-разрядный процессор Intel x86 и первый процессор Intel, который теоретически мог решить проблему до 4 ГБ памяти. Он расширил и расширил Защищенный режим 80286 и включил новый виртуальный режим 8086, который позволил 386 эмулировать несколько чипов 8086 одновременно. Это позволило 386 выполнять программы, которые могли работать только в реальном режиме, используя операционную систему защищенного режима. 80386 также поддерживал модель с плоской памятью, находясь в защищенном режиме, что позволяло программам обрабатывать память как единое непрерывное адресное пространство, даже несмотря на то, что сам процессор фактически использовал сегментированную модель памяти. 386SL поддерживает автономную кэш-память, установленную на материнской плате (16KB-64KB). Как и в случае с 286, другие компании представили 80386 клонов - AMD выпустила 386 тактовых импульсов до 40 МГц на шине 40 МГц по сравнению с шинами 25 и 33 МГц, поддерживаемые Intel.

Intel 80486 80486 был запущен в 1989 году, спустя три года после первоначального дебюта 80386. Это был первый процессор Intel, содержащий более миллиона транзисторов, первый чип Intel x86 с кешем L1 на кристалле и первый сильно конвейерный процессор x86 (плотный трубопровод - это тот, в котором каждый этап выполняет свои операции в течение одного и того же временного интервала). 80486 был первым чипом Intel, который реализовал множитель тактовых импульсов, в котором процессор работает с кратностью базовой шины и первым чипом Intel, который мог бы регулярно заполнять простые инструкции за один такт. Это был также первый чип Intel для реализации FPU на кубике (у 486DX была эта функция, а 486SX и предыдущие чипы 386DX не были). Сначала Intel попыталась увеличить частоту шины до 50 МГц, но была вынуждена отключить их из-за проблем стабильности и тепла.

Intel Pentium и Pentium MMX Pentium дебютировал в 1993 году как первый нецифровой процессор Intel x86. Новый процессор включал двойные целые конвейеры, а это означало, что иногда он мог выполнять до двух инструкций за такт (это называется суперскалярной архитектурой). Он использовал 64-битную внешнюю шину вместо 32-битной шины 486 и предлагал отдельные кэши команд и данных для повышения производительности. Эффективность FPU также значительно улучшилась. Впоследствии Intel представит Pentium MMX с поддержкой новых мультимедийных инструкций (технология MMX), больших кешей и более высокой общей производительности. Pentium и Pentium MMX по-прежнему имеют отношение к современному процессору Intel - его первоначальное ядро ​​Atom (Bonnell) вдохновило 80486 и P5, как и первые несколько поколений Xeon Phi (Knights Ferry, Knights Corner). Когда Intel захотела продемонстрировать сверхпороговые транзисторы напряжения, она снова обратилась к ядру Pentium, чтобы сделать это. В то время как конкуренты Intel снова представили свои собственные чипы, для других поставщиков x86 все труднее было создавать продукты, которые могли бы работать с Intel.

Intel Pentium Pro Intel Pentium Pro - великий прадед практически всех потребительских процессоров Intel, построенных за последние 21 год. Это был первый чип Intel, который переводил инструкции x86 во внутренние микрооперации и переупорядочивал эти переведенные операции для оптимального выполнения в CPU. Сегодня это общепринятая техника, известная как исполнение вне порядка, но в то время и стоило Intel радикально сократить объем памяти и энергопотребление по сравнению с Pentium. Номинальный TDP на Pentium 200 составлял 15,5 Вт, а Pentium MMX - 15,7 Вт TDP. TDP для Pentium Pro на частоте 200 МГц, в сравнении, составлял 35 Вт. Частично это было связано с большим кэшем L2 от кристалла, который потреблял значительное количество энергии. Улучшения производительности Pentium Pro в основном были связаны с использованием 32-битного кода; он мог бы опередить Pentium с эквивалентным тактовым импульсом на 25-35 процентов в этих тестах, но был только на 5 процентов быстрее при сравнении с 16-битным кодом. Это ограничило принятие чипа, поскольку MS-DOS, Windows 3.1 и Windows 95 были полностью или значительно основаны на 16-битном коде.