Razvoj procesorjev Intel x86 v 80. letih: 286, 386 in 486

Danes želimo pregledati eno najbolj plodnih obdobij v svoji zgodovini z razvojem procesorjev Intel x86 iz osemdesetih let. Čas spremembe za osebne računalnike.

Procesor je zaradi pomembnosti, zgodovine in razvoja ena najzanimivejših komponent osebnega računalnika. Od vseh le malo podjetij je bolj vključenih v vse naštete točke kot modri velikan polprevodnikov; Intel je bil ves ta čas stalen glavni junak.

Kazalo vsebine

Sedem let neprekinjene evolucije

Časovno obdobje, ki ga želimo zajeti v tem besedilu, sega od leta 1982 do konca osemdesetih let; V tem času so procesorji, ki temeljijo na arhitekturi x86, doživeli enega najhitrejših in najpomembnejših dogodkov v zgodovini sodobnega računalništva in postavili nekaj temeljev, kako danes razumemo domačo elektroniko.

Slika: Flickr; Pauli Rautakorpi

Govorili bomo o Intel 80286 in njegovi implementaciji v IBM PC / AT, Intel 80386 in porastu klonov PC prek Compaqa, pa tudi o zagonu in razvoju Intel 80486 ter osnovah tega, kar bi kasneje postalo Pentium. Splošni ogled zgodovine računalništva.

Intel 80286 (1982)

Slika: Flickr; Henry Mühlpfordt

Intel 80286 (znan tudi pod imenom iAPX 286 ali i286) je neposredni naslednik procesorjev Intel 80186 in 80188, ki pripadajo družini procesorjev x86, in je bil izbrani CPU za domače računalnike, ki jih je IBM izdelal od lansiranja do dobro v osemdeseta leta, kar je nadaljevalo odnos med Intelom in IBM-om.

Nekaj ​​njegovih x86 specifikacij

I286 je bil velik preskok v primerjavi s prejšnjo iteracijo procesorjev x86. Arhitektura P2 je uporabila 16-bitno podatkovno vodilo (torej kategorizacija procesorja), naslovna vodila pa je bila 24-bitna, kar je očitno razvoj iz prvotnega 80086. Medtem ko se je njihova frekvenca v zadnjih revizijah gibala od 4 MHz do 25 MHz.

P2 arhitektura. Slika: Wikimedia commons

Poudarki vključujejo izboljšave pri izvajanju navodil na taktni cikel in vključitev novih sklopov navodil, ki močno zmanjšajo čas, potreben za izvajanje nekaterih nalog; nekateri od njih so za dokončanje potrebovali manj kot dvakrat takte ur.

Prvi koraki pri večopravilnosti v prvem x86

Za i286 je bila značilna uporaba dveh načinov delovanja, ki sta namenjena uporabi večopravilnih aplikacij, govorimo o zaščitenem načinu in resničnem načinu.

Resnični način (pravi naslov) je bil tisti, ki je pričel veljati privzeto v procesorju. Ohranja povratno združljivost s prejšnjimi družinskimi procesorji x86 in ima neposreden dostop do programske opreme do sistemskega BIOS-a. Zahvaljujoč tej za nazaj združljivi procesorji i286 so lahko uporabili vso programsko opremo, razvito za svoje predhodnike, zaradi česar so postali zelo vsestranski procesor. Poudarjamo, da je operacijski sistem MS-DOS in prve različice sistema Microsoft Windows deloval tako.

Po drugi strani je zaščiten način procesorju omogočil večopravilnost, zahvaljujoč zmožnosti hitrega preklopa dveh različnih procesov. Njegovo ime izhaja iz omejenega dostopa programov do navodil opreme (prikazuje se slika nadzornika), da se prepreči konflikt, če se uporabljata skupaj; na žalost je to odstranilo združljivost za večino programske opreme, vključno s tistim z imenom MS-DOS.

Prvenec IBM-a

I286 je izšel na IBM-ovi tretji generaciji osebnih računalnikov, PC / AT. Izjemen uspeh sistema newyorškega podjetja je katapultiral prodajo mikroprocesorja in vzpostavitev modela AT kot standarda v domačem računalništvu spodbudila ustvarjanje programske opreme, združljive z Intelovo arhitekturo.

Računalnik IBM PC / AT. Slika: wikimedia commons; MBlair Martin.

Kot običajno takrat, Intel ni bil edini proizvajalec. Podjetja, kot je sam IBM ali trenutni AMD, so v nekaterih primerih (na primer korporacijo Harris ali AMD) izdelali podobne in združljive modele, ki močno presegajo hitrost prvotnega modela, ki ga je razvil Intel.

PRIPOROČAMO VAM Intel ustavlja prve krmilnike Thunderbolt 3

Intel 80386 (1985)

Slika: Flickr; Contri

Po predstavitvi Intel 80286 bi prišel njegov pregled, Intel 80386 (ali i386). Ta procesor je želel izboljšati funkcije, predstavljene v i286, dodal nove načine delovanja in številne nove funkcije v arhitekturi x86. Takšen je bil napredek, ki bi postavil temelje za kasnejše procesorje, vsaj do pojava čipov P6.

"Kloni" Intela in IBM-a

Prvotni i286 je bil procesor, zasnovan za enostavno in učinkovito izdelavo; Kmalu po prvotni predstavitvi in ​​zaradi uspešnosti so ostali proizvajalci začeli izdelovati in prodajati svoje različice modela. Nekateri od njih so se bistveno izboljšali v primerjavi s prvotnimi, zlasti pri doseženih frekvencah.

I386 je bil ob izdelavi drag procesor v proizvodnji in izvedbi; morda je bil to razlog, da ga IBM ni začel uporabljati do leta 1987, prostor, ki ga je družba Compaq (znano po cenovno dostopnih IBM-ovih združljivih računalnikih) izkoristila, da je na trg lansirala Compaq Portable 386 / III in prevzela vodilno vlogo v ponudbi. IBM PC. Začela se bo zlata doba klonov, ki temeljijo na računalnikih severnoameriške družbe.

Compaq PC je bil eno prvih podjetij, ki je računalnike postavilo združljivo z IBM PC. Slika Wikimedia Commons; Titian Garuti

Tudi Intel ni ostal nekaznovan s strani drugih podjetij; Zato i386 ni bil licenciran za proizvodnjo zunaj tovarn podjetja Mountain View. Vendar so podjetja, kot sta AMD in Texas Instruments, še naprej razvijala hitrejše in cenovno dostopnejše procesorje na osnovi i286; Za boj proti njim je Intel razvil i386SX, poceni različico originalnega i386 z nekaj podobnosti kot i286 ter enostavnejšo in cenejšo izdelavo. Strategija bo veljala do zgodnjih devetdesetih let, ko so se pri AMD z Am386 in Cyrix s Cx486 začele pojavljati različice originalnega i386.

Zmogljivi procesorji P3

Čeprav ne bi bil tako velik skok glede hitrosti, kot je i286, je bil i386 pomemben napredek za procesorje x86. Frekvenca se je dramatično povečala na 12 MHz pri prvih modelih, pri kasnejših pa je dosegla 40 MHz. Podatkovna vodila so bila tudi podvojena na 32-bitne, naslovna vodila je bila prav tako povečana na 32-bitne, prav tako so bile izvedene pomembne spremembe pri izvajanju navodil in pojavil se je nabor IA-32 navodil.

P3 arhitektura. Slika: wikimedia commons

Zaradi IA-32 je bila združljivost s programsko opremo i286 omejena, vendar bi njeno izvajanje postavilo temelje za arhitekturo x86 v naslednjih 20 letih in vplivalo na nabor navodil x86-64 (Intel 64 za Intel), ki jih uporabljamo v trenutna oprema za gospodinjstvo

Po drugi strani pa so procesorji i386SX delali s 16-bitnim podatkovnim vodilnikom in 24-bitnim naslovnim vodilom, zaradi česar je počasnejši, kot pri predhodniku, čeprav je ohranil notranjo zasnovo čipa, kar je štelo z drugimi velikimi izboljšavami.

Novi načini, isti problemi na x86

Drugi vrhunec i386 je bila tudi uporaba različnih funkcionalnih načinov. Pravi način in zaščiten način sta se znova pojavila zaradi združljivosti, vendar se je sam zaščiten način pojavil s pomembnimi novimi lastnostmi, kot sta odstranitev segmentov ali virtualizacija več sej.

Na žalost je slabo izvajanje še naprej glavni dejavnik tega razvoja; Še naprej je bil glavni omejevalnik zmogljivosti teh procesorjev do pojava naprednejših operacijskih sistemov.

PRIPOROČAMO vam Corsair One PRO pregled v španščini (celotna analiza)

Intel 80486 (1989)

Po nedvomnem uspehu i386 je Intel razvil naslednjo generacijo procesorjev x86 z namenom izboljšati dosežke i386. Tako se bodo rodili procesorji P4, po vsem svetu znani kot Intel 80486 ali i486.

Koprocesor 387 in i486SX

Procesorji i486 so zelo podobni njihovi prejšnji generaciji, razen integracije soprocesorja 387; Ta čip je vseboval enoto s plavajočo vejico in poenoten predpomnilnik znotraj vezja, od tega bi monolitni procesorji čipov postali vse pogostejši. Sicer je bil še vedno 32-bitni procesor na podatkovni vodili in naslovni vodili, preostale izboljšave pa so se vrtele bolj glede optimizacije nabora navodil ali povečevanja frekvenc kot drugih dejavnikov.

P4 arhitektura. Slika: wikimedia commons

Obstajala pa je različica i486, i486SX, ki je odpuščala ta soprocesor za zmanjšanje stroškov. I486SX ni imel drugačne velikosti vodila od svoje prvotne (vsaj Intel), zato je bil zelo priljubljen čip zaradi svoje nižje cene.

Obsedenost z visokimi frekvencami

I486 je prinesel vročino MHz v procesorjih. Intel je zaradi vključitve integriranega pomnilnika predpomnilnika predstavil podvajanje notranjih frekvenc ure, njegovo ime je bilo Intel OverDrive. Preko njih so procesorji i486 lahko za dokončanje navodil delovali dvakrat (in kasneje potrojili) svoje frekvence, pri čemer so imeli koristi od daljših.

Prvi procesor s temi lastnostmi je bil i486DX2, ki je podvojil takt s 25 MHz na 50 MHz, zadnja ponovitev te vrste pa je bila i486DX4, ki je frekvenco potrojila na 100 MHz, čeprav najzmogljivejša Prišel je iz AMD z Am5x86-P75 +, ki je dosegel 150 MHz.

Podprti procesorji se ponovno vnesejo in razširijo na x86

Podobnosti med arhitekturo procesorjev i486 in i386 so proizvajalcem procesorjev, združljivih s i486, olajšali stvari. Potem ko so dovoljenja izginila z uvedbo i386, jih je javnost začela popularno imenovati "kloni", čeprav se je ta izraz uporabljal samo za tiste, ki so identični (interno) za izvirnike.

Procesorji, pridobljeni iz drugih znamk Intel 80486. Slika: Zbirka MCbx Computer Collection

Eden najbolj plodnih proizvajalcev tovrstnih procesorjev iz AMD je celo šel tako daleč (kot smo že omenili), da je lansiral zmogljivejše modele kot različice Intel, čeprav je bila njegova največja prednost na trgu še vedno njegova najbolj dostopna cena. To je bila tudi linija Cyrix, ki je bila rezultat obratnega inženiringa Intelovih procesorjev, njihovi procesorji pa niso bili popolnoma enaki, zato so se zanašali na dostopne cene.

Druga imena bi lahko bila IBM ali Texas Instruments, čeprav je bila njihova prisotnost manj močna kot v prejšnjih stopnjah družine procesorjev x86.

Še zadnja beseda o procesorjih x86

Družine procesorjev x86 so v tem času doživele nekaj najbolj izjemnih sprememb v svoji zgodovini. Ni presenetljivo, da so bili postavljeni temelji za številne elemente, ki bi nas spremljali leta, ko so se pojavile te generacije.

Priporočamo, da preberete naš vodič o najboljših matičnih ploščah

Brez dvoma gre za eno najlepših obdobij sodobnega računalništva in prve stopnje domačega računalništva, kot ga poznamo danes. Če želite izvedeti več o tej komponenti, vas vabimo, da preberete naš članek o generacijskem skoku od Intel Pentium 4 do Intel Core.