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Intel inizia con 4004

Intel Begins with The 4004

Il primo microprocessore venduto da Intel fu il 4004 a quattro bit nel 1971. Fu progettato per funzionare in combinazione con altri tre microchip, la 4001 ROM, la 4002 RAM e il registro a scorrimento 4003. Considerando che il 4004 stesso ha eseguito calcoli, quegli altri componenti erano fondamentali per far funzionare il processore. Il 4004 veniva utilizzato principalmente all’interno di calcolatrici e dispositivi simili e non era destinato all’uso all’interno dei computer. La sua velocità massima di clock era 740 kHz.

Il 4004 è stato seguito da un processore simile noto come 4040, che era essenzialmente una variazione migliorata di il 4004 con un set di istruzioni esteso e prestazioni più elevate.

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8008 E 8080

8008 And 8080

Il 4004 ha fatto un nome per Intel nel settore dei microprocessori e, per sfruttare la situazione, Intel ha introdotto una nuova linea di processori a otto bit. L’8008 arrivò per primo nel 1972, seguito dall’8080 nel 1974 e dall’8085 nel 1975. Sebbene l’8008 fosse il primo processore a otto bit prodotto da Intel, non è famoso come il suo predecessore o il suo successore, l’8080. più veloce del 4004 grazie alla sua capacità di elaborare i dati in blocchi di otto bit, ma era un clock piuttosto conservativo tra 200 e 800 kHz, e le prestazioni dell’8008 semplicemente non attrassero molti sviluppatori di sistemi. L’8008 utilizzava una tecnologia a transistor da 10 micron.

L’8080 di Intel ebbe molto più successo. Si è ampliato sul design dell’8008 aggiungendo nuove istruzioni e passando ai transistor a sei micron. Ciò permise a Intel di raddoppiare la frequenza di clock e i chip 8080 con le prestazioni più elevate nel 1974 arrivarono a 2 MHz. L’8080 è stato utilizzato in innumerevoli dispositivi, il che ha portato a diversi sviluppatori software, come la Microsoft di recente formazione, a concentrarsi sul software per i processori Intel.

Alla fine, quando è stato rilasciato l’8086, è stato reso compatibile con l’8080 per mantenere la retrocompatibilità con questo software. Di conseguenza, gli 8080 e gli elementi hardware chiave sono stati presenti all’interno di tutti i processori x86 mai prodotti e il software 8080 può tecnicamente funzionare su qualsiasi processore x86.

L’8085 era essenzialmente una variante meno costosa e con un clock più alto dell’8080, che ebbe molto successo e sebbene meno influente.

8086: The Beginning Of x86

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Il primo processore a 16 bit di Intel è stato l’8086, che ha contribuito a migliorare notevolmente le prestazioni rispetto ai progetti precedenti. Non solo aveva un clock superiore all’8088 orientato al budget, ma utilizzava anche un bus dati esterno a 16 bit e una coda di prefetch a sei byte più lunga. Era anche in grado di eseguire attività a 16 bit (sebbene la maggior parte dei software in quel momento fosse progettata per processori a 8 bit). Il bus degli indirizzi è stato esteso a 20 bit, il che ha consentito all’8086 di accedere fino a 1 MB di memoria e quindi di aumentare le prestazioni.

L’8086 divenne anche il primo processore x86 e utilizzò la prima revisione dell’ISA x86, su cui si basavano quasi tutti i processori creati da AMD o Intel dall’introduzione dell’8086.

Intel ha anche prodotto l’8088 nello stesso periodo. Questo processore era basato sull’8086, ma con la metà del numero di righe di dati e una coda di prefetch a quattro byte. Ciò ha causato una perdita di equilibrio, poiché il bus più stretto ha ridotto la frequenza di recupero delle istruzioni, costringendo l’unità di esecuzione di Intel a rimanere inattiva per la maggior parte del tempo. Aveva ancora accesso a un massimo di 1 MB di RAM e funzionava a frequenze più alte rispetto ai processori precedenti; tuttavia, è stato un po ‘più lento dell’8086.

80186 E 80188

80186 And 80188

Intel ha seguito l’8086 con molti altri processori, ognuno dei quali utilizzava un’architettura simile a 16 bit. Il primo era 80186, rivolto alle applicazioni integrate. Per facilitare ciò, Intel ha integrato diversi componenti hardware tipicamente presenti sulla scheda madre nella CPU, tra cui il generatore di clock, il controller di interruzione e il timer. Come effetto collaterale, alcune istruzioni sono state notevolmente più veloci su 80186 rispetto a 8086, anche alla stessa frequenza di clock. Ma, naturalmente, Intel ha spinto naturalmente la frequenza della CPU nel tempo per migliorare ulteriormente le prestazioni.

L’80188 orientato al budget conteneva in modo simile diversi componenti hardware integrati nel processore. Ma come l’8088, il suo bus dati è stato dimezzato.

80286: Più memoria, più prestazioni

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L’80286 è stato rilasciato lo stesso anno dell’80186 e aveva caratteristiche quasi identiche, ma estese il bus degli indirizzi a 24 bit, il che consentì al processore di accedere a un massimo di 16 MB di memoria.

iAPX 432

iAPX 432

L’iAPX 432 è stato un primo tentativo di Intel di divergere dal suo portafoglio x86 a favore di un design completamente diverso. Intel si aspettava che iAPX 432 fosse più volte più veloce delle altre sue offerte. Il processore alla fine fallì, tuttavia, a causa di alcuni importanti difetti di progettazione. Sebbene i processori x86 siano relativamente complessi, iAPx 432 ha portato il CISC a un livello completamente nuovo di complessità. Il design dell’hardware era piuttosto ampio, il che costrinse Intel a realizzarlo su due die separati. Il processore era anche piuttosto affamato di dati e non riusciva a funzionare bene senza quantità estremamente elevate di larghezza di banda. L’iAPX 432 è riuscito a sovraperformare 8080 e 8086, ma è stato rapidamente superato da nuovi prodotti x86 e alla fine è stato abbandonato.

i960: Intel Primo RISC

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Intel ha creato il suo primo processore RISC nel 1984. Non è stato progettato come un concorrente diretto dei processori x86 dell’azienda perché era inteso come una soluzione embedded sicura. Internamente, era un’architettura superscalare a 32 bit che utilizzava i concetti di design RISC di Berkeley. I primi processori i960 avevano un clock relativamente basso, con il modello più lento a 10 MHz, ma nel corso degli anni è stato migliorato e passato a fab più piccoli che gli hanno permesso di raggiungere i 100 MHz. Supportava anche 4 GB di memoria protetta.

L’i960 era ampiamente utilizzato all’interno dei sistemi militari e nei sistemi aziendali.

80386: x86 diventa 32 bit

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Il primo processore x86 a 32 bit di Intel era l’80386, rilasciato nel 1985. Un vantaggio chiave che aveva questo processore era il suo bus di indirizzo a 32 bit che gli permetteva di supportare fino a 4 GB di memoria di sistema. Anche se questo era molto più di quanto si usasse all’epoca, le limitazioni della RAM spesso compromettono le prestazioni dei precedenti processori x86 e concorrenti. A differenza delle moderne CPU, al momento del rilascio dell’80386, più RAM si traduceva quasi sempre in un aumento delle prestazioni. Intel ha inoltre implementato diversi miglioramenti dell’architettura che hanno contribuito a spingere le prestazioni al di sopra dell’80286, anche quando entrambi i sistemi utilizzavano la stessa quantità di RAM. Ha inoltre supportato l’elaborazione in modalità virtuale, che ha aumentato il supporto multi-tasking.

Per segmentare la sua gamma di prodotti con un’offerta più economica , Intel ha anche introdotto l’80386SX. Questo processore era quasi identico all’80386; utilizzava ancora un’architettura a 32 bit, ma metà del suo bus dati era stato tagliato a 16 bit per motivi di risparmio.

i860

i860

Nel 1989, Intel fece un altro tentativo di allontanarsi dai suoi processori x86. Ha creato una nuova CPU RISC nota come i860. A differenza del precedente i960, questa CPU è stata progettata per essere un modello ad alte prestazioni per competere nel mercato desktop, ma il design si è rivelato problematico. Il suo difetto più significativo era che le prestazioni del processore si basavano interamente sul compilatore per inserire le istruzioni nell’ordine in cui avrebbero dovuto essere eseguite al momento della creazione del software. Ciò ha aiutato Intel a ridurre le dimensioni del dado e la complessità generale dell’i860, ma era quasi impossibile elencare correttamente tutte le istruzioni dall’inizio alla fine durante la compilazione del programma. Ciò causava l’arresto costante della CPU mentre tentava di aggirare il problema.

80486: Integrazione della FPU

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Intel ‘ 80486 è stato un altro significativo passo in avanti in termini di prestazioni. La chiave del suo successo è stata una più stretta integrazione dei componenti nella CPU. L’80486 è stata la prima CPU x86 a contenere cache L1. I primi modelli 80486 arrivarono con 8KB on-die e furono incisi su un processo a 1000 nm. Ma quando il design passò a 600 nm, la dimensione della cache L1 raddoppiò a 16 KB.

Intel incorporò anche la FPU nella CPU, che fino a quel punto era stata un’unità di elaborazione funzionale separata. Spostando questi componenti hardware nel processore host, la latenza tra di loro è diminuita drasticamente. L’80486 utilizzava anche un’interfaccia FSB più veloce per aumentare la larghezza di banda e il core aveva varie altre modifiche per aumentare l’IPC. Queste modifiche aumentarono significativamente le prestazioni dell’80486 e i modelli di fascia alta furono più volte più veloci del vecchio 80386.

Il primo 80486 i processori hanno raggiunto i 50 MHz e successivamente i modelli che hanno utilizzato il processo a 600 nm migliorato sono arrivati ​​a 100 MHz. Per indirizzare gli utenti orientati al budget, Intel ha anche rilasciato una versione dell’80486 nota come 80486SX, che aveva la FPU disabilitata.

P5: The First Pentium

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Il Pentium è emerso nel 1993 come il primo processore Intel x86 che non seguiva il sistema numerico 80×86. Internamente, il Pentium utilizzava l’architettura P5, che era il primo design superscalare x86 di Intel. Sebbene il Pentium fosse generalmente più veloce dell’80486 in ogni modo, la sua caratteristica più importante era una FPU sostanzialmente migliorata. La FPU originale del Pentium era più di dieci volte più veloce dell’unità di invecchiamento dell’80486. Questa è diventata una caratteristica ancora più significativa negli anni successivi quando Intel ha rilasciato il Pentium MMX. Questo processore era architettonicamente uguale al Pentium originale, ma presentava il supporto per il nuovo set di istruzioni MMD SIMD MMX di Intel che poteva aumentare drasticamente le prestazioni.

Intel ha anche aumentato la dimensione della cache L1 sui suoi processori Pentium rispetto all’80486. I Pentium iniziali contenevano 16 KB, mentre il Pentium MMX è salito a 32 KB. Naturalmente, anche questi processori funzionavano a frequenze di clock più elevate. I primi processori Pentium utilizzavano transistor a 800 nm e potevano raggiungere solo i 60 MHz, ma le successive revisioni passarono al processo di Intel a 250 nm e spinsero le frequenze fino a 300 MHz.

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