Intel Begins with The 4004
Pierwszym mikroprocesorem sprzedanym przez Intela był czterobitowy 4004 w 1971 roku. Został on zaprojektowany do pracy w połączeniu z trzema innymi mikroprocesorami, 4001 ROM, 4002 RAM i 4003 Shift Register. Podczas gdy 4004 sam wykonywał obliczenia, te inne komponenty były krytyczne dla funkcjonowania procesora. Procesor 4004 był używany głównie w kalkulatorach i podobnych urządzeniach, nie był przeznaczony do stosowania w komputerach. Jego maksymalna szybkość zegara wynosiła 740 kHz.
Po 4004 pojawił się podobny procesor znany jako 4040, który był zasadniczo ulepszoną odmianą 4004 z rozszerzonym zestawem instrukcji i wyższą wydajnością.
Więcej: Najlepsze procesory
Więcej: Hierarchia procesorów Intel & AMD
Więcej: Zawartość wszystkich procesorów
8008 i 8080
Rozpoznanie firmy Intel na rynku mikroprocesorów było możliwe dzięki układowi 4004. Aby wykorzystać tę sytuację, Intel wprowadził nową linię procesorów ośmiobitowych. 8008 przyszedł pierwszy w 1972 roku, a następnie 8080 w 1974 roku i 8085 w 1975 roku. Chociaż 8008 był pierwszym ośmiobitowym procesorem wyprodukowanym przez Intela, nie jest tak godny uwagi jak jego poprzednik czy następca, 8080. Był szybszy od 4004 dzięki możliwości przetwarzania danych w ośmiobitowych kawałkach, ale był taktowany dość konserwatywnie, między 200 a 800 kHz, a wydajność 8008 po prostu nie przyciągnęła wielu twórców systemów. W 8008 zastosowano technologię tranzystorów 10-mikrometrowych.
Stworzony przez Intela układ 8080 odniósł znacznie większy sukces. Rozszerzył on projekt 8008, dodając nowe instrukcje i przechodząc na tranzystory sześciomikrometrowe. Pozwoliło to Intelowi na ponad dwukrotne zwiększenie częstotliwości taktowania, a najbardziej wydajne układy 8080 w 1974 roku pracowały z częstotliwością 2 MHz. Układ 8080 był używany w niezliczonych urządzeniach, co doprowadziło do tego, że kilku twórców oprogramowania, takich jak niedawno utworzona firma Microsoft, skupiło się na oprogramowaniu dla procesorów Intela.
W końcu, gdy wypuszczono układ 8086, uczyniono go kompatybilnym źródłowo z układem 8080, aby zachować zgodność wsteczną z tym oprogramowaniem. W rezultacie układy 8080 i kluczowe elementy sprzętowe były obecne we wszystkich procesorach opartych na architekturze x86, jakie kiedykolwiek wyprodukowano, a oprogramowanie 8080 można technicznie nadal uruchamiać na każdym procesorze x86.
Odmiana 8085 była zasadniczo tańszym i lepiej taktowanym wariantem 8080, który również odniósł sukces, choć był mniej wpływowy.
8086: The Beginning Of x86
Pierwszym 16-bitowym procesorem Intela był 8086, który pomógł znacznie zwiększyć wydajność w porównaniu z wcześniejszymi konstrukcjami. Nie tylko był on taktowany wyższym zegarem niż budżetowy 8088, ale także posiadał 16-bitową zewnętrzną szynę danych i dłuższą, sześciobajtową kolejkę pobierania danych. Był również w stanie wykonywać zadania 16-bitowe (choć większość oprogramowania w tym czasie była przeznaczona dla procesorów ośmiobitowych). Magistrala adresowa została rozszerzona do 20 bitów, co umożliwiło 8086 dostęp do 1 MB pamięci, a tym samym zwiększyło wydajność.
8086 stał się również pierwszym procesorem x86 i wykorzystał pierwszą rewizję x86 ISA, na której opierają się prawie wszystkie procesory stworzone przez AMD lub Intel od czasu wprowadzenia 8086.
Intel wyprodukował również 8088 mniej więcej w tym samym czasie. Procesor ten bazował na 8086, ale miał o połowę mniej linii danych i czterobajtową kolejkę prefetch. Spowodowało to utratę równowagi, ponieważ węższa magistrala zmniejszyła szybkość pobierania instrukcji, zmuszając jednostkę wykonawczą Intela do bezczynności przez większość czasu. Nadal miał dostęp do 1MB pamięci RAM i pracował z wyższą częstotliwością niż poprzednie procesory, jednak był nieco wolniejszy niż 8086.
80186 I 80188
Intel podążył za 8086 z kilkoma innymi procesorami, z których wszystkie używały podobnej 16-bitowej architektury. Pierwszym z nich był 80186, przeznaczony do zastosowań wbudowanych. Aby to ułatwić, Intel zintegrował w procesorze kilka elementów sprzętu, które zazwyczaj można znaleźć na płycie głównej, w tym generator zegara, kontroler przerwań i timer. Jako efekt uboczny, niektóre instrukcje działały znacznie szybciej na 80186 niż 8086, nawet przy tej samej częstotliwości taktowania. Ale oczywiście, Intel naturalnie przesunął częstotliwość procesora w górę w czasie, aby jeszcze bardziej poprawić wydajność.
Zorientowany na budżet 80188 podobnie zawierał kilka elementów sprzętu zintegrowanego z procesorem. Ale podobnie jak w przypadku 8088, jego szyna danych została skrócona o połowę.
80286: Więcej pamięci, większa wydajność
80286 został wydany w tym samym roku co 80186 i miał prawie identyczne cechy, ale rozszerzył szynę adresową do 24 bitów, co umożliwiło procesorowi dostęp do 16 MB pamięci.
iAPX 432
IAPX 432 był wczesną próbą odejścia firmy Intel od portfolio x86 na rzecz zupełnie innej konstrukcji. Intel spodziewał się, że iAPX 432 będzie kilka razy szybszy niż jego inne oferty. Procesor ostatecznie jednak nie spełnił oczekiwań z powodu poważnych wad konstrukcyjnych. Chociaż procesory x86 są stosunkowo skomplikowane, iAPx 432 wyniósł CISC na zupełnie nowy poziom złożoności. Konstrukcja sprzętu była dość duża, co zmusiło Intela do wykonania go z dwóch oddzielnych matryc. Procesor był również dość głodny danych i nie radził sobie dobrze bez bardzo dużej przepustowości. Procesor iAPX 432 zdołał przewyższyć 8080 i 8086, ale szybko został prześcignięty przez nowsze produkty x86 i ostatecznie został porzucony.
i960: Intel’s First RISC
Intel stworzył swój pierwszy procesor RISC w 1984 roku. Nie był on zaprojektowany jako bezpośredni konkurent dla firmowych procesorów x86, ponieważ był przeznaczony jako bezpieczne rozwiązanie wbudowane. Wewnętrznie, była to 32-bitowa architektura superskalarna, która wykorzystywała koncepcje projektowe Berkeley RISC. Pierwsze procesory i960 były taktowane stosunkowo niskim zegarem, najwolniejszy model pracował z częstotliwością 10 MHz, ale z biegiem lat był on ulepszany i przenoszony do mniejszych fabryk, co pozwalało mu osiągać nawet 100 MHz. Obsługiwał również 4GB chronionej pamięci.
Procesor i960 był szeroko stosowany w systemach wojskowych, jak również w systemach biznesowych.
80386: x86 Turns 32-bit
Pierwszym 32-bitowym procesorem x86 firmy Intel był 80386, wydany w 1985 roku. Jedną z kluczowych zalet tego procesora była jego 32-bitowa szyna adresowa, która pozwalała na obsługę do 4GB pamięci systemowej. Chociaż było to znacznie więcej niż ktokolwiek wtedy używał, ograniczenia pamięci RAM często wpływały na wydajność wcześniejszych procesorów x86 i konkurencyjnych. W przeciwieństwie do nowoczesnych procesorów, w momencie premiery 80386 większa ilość pamięci RAM prawie zawsze przekładała się na wzrost wydajności. Intel zaimplementował także kilka usprawnień architektonicznych, które pomogły zwiększyć wydajność w stosunku do 80286, nawet jeśli oba systemy korzystały z tej samej ilości pamięci RAM. Obsługiwał on również przetwarzanie w trybie wirtualnym, co zwiększyło wsparcie dla wielozadaniowości.
Aby podzielić linię produktów na segmenty z ofertą bardziej przyjazną dla budżetu, Intel wprowadził również 80386SX. Procesor ten był niemal identyczny z 80386; nadal wykorzystywał architekturę 32-bitową, ale połowa jego szyny danych została obcięta do 16 bitów w celu zmniejszenia kosztów.
i860
W 1989 roku Intel podjął kolejną próbę odejścia od swoich procesorów x86. Stworzył nowy procesor RISC znany jako i860. W przeciwieństwie do wcześniejszego i960, procesor ten został zaprojektowany jako wysokowydajny model mający konkurować na rynku komputerów stacjonarnych, jednak jego konstrukcja okazała się problematyczna. Jego najważniejszą wadą było to, że wydajność procesora zależała całkowicie od kompilatora, który umieszczał instrukcje w kolejności, w jakiej miały być wykonywane podczas pierwszego tworzenia oprogramowania. Pomogło to Intelowi utrzymać rozmiar matrycy i ogólną złożoność i860 na niskim poziomie, ale było prawie niemożliwe, aby poprawnie wypisać każdą instrukcję od początku do końca podczas kompilacji programu. Powodowało to, że procesor ciągle się zacinał, próbując obejść problem.
80486: Integracja FPU
Intel’s 80486 był kolejnym znaczącym krokiem w górę pod względem wydajności. Kluczem do jego sukcesu była ściślejsza integracja komponentów w procesorze. 80486 był pierwszym procesorem x86, który zawierał pamięć podręczną L1. Wczesne modele 80486 posiadały 8KB on-die i były wytrawiane w procesie technologicznym 1000nm. Ale jak projekt przeszedł do 600nm, rozmiar pamięci podręcznej L1 podwoił się do 16KB.
Intel włączył również FPU do CPU, który do tego momentu był oddzielną funkcjonalną jednostką przetwarzania. Dzięki przeniesieniu tych elementów sprzętu do procesora hosta, opóźnienia między nimi gwałtownie spadły. W 80486 zastosowano także szybszy interfejs FSB, aby zwiększyć przepustowość, a rdzeń miał różne inne zmiany, aby podnieść IPC. Zmiany te znacznie zwiększyły wydajność 80486, a modele high-end były wielokrotnie szybsze niż starsze 80386.
Pierwsze procesory 80486 osiągnęły częstotliwość 50 MHz, a późniejsze modele, w których zastosowano ulepszony proces 600nm, osiągnęły nawet 100 MHz. Aby dotrzeć do użytkowników zorientowanych na budżet, Intel wydał również wersję 80486 znaną jako 80486SX, która miała wyłączoną jednostkę FPU.
P5: Pierwszy Pentium
Pentium pojawił się w 1993 r. jako pierwszy procesor x86 firmy Intel, który nie stosował systemu numerycznego 80×86. Wewnętrznie, Pentium używał architektury P5, która była pierwszym superskalarnym projektem Intela x86. Chociaż Pentium był ogólnie szybszy od 80486 pod każdym względem, jego najbardziej znaczącą cechą była znacznie ulepszona jednostka FPU. FPU oryginalnego Pentium było ponad dziesięć razy szybsze niż starzejąca się jednostka 80486. Stało się to jeszcze bardziej znaczącą cechą w późniejszych latach, gdy Intel wypuścił Pentium MMX. Ten procesor był architektonicznie taki sam jak oryginalny Pentium, ale posiadał wsparcie dla nowego zestawu instrukcji Intel MMX SIMD, który mógł drastycznie zwiększyć wydajność.
Intel zwiększył również rozmiar pamięci podręcznej L1 w procesorach Pentium w stosunku do 80486. Początkowe Pentiumy miały 16KB, podczas gdy Pentium MMX zwiększyły rozmiar do 32KB. Naturalnie, procesory te pracowały z wyższymi częstotliwościami taktowania. Pierwsze procesory Pentium wykorzystywały tranzystory 800nm i mogły osiągać tylko 60 MHz, ale kolejne rewizje przeszły na proces 250nm firmy Intel i zwiększyły częstotliwość do 300 MHz.
Ostatnie wiadomości