Intel começa com o 4004
O primeiro microprocessador vendido pela Intel foi o four-bit 4004 em 1971. Foi concebido para funcionar em conjunto com outros três microchips, o 4001 ROM, 4002 RAM, e o 4003 Shift Register. Enquanto que o próprio 4004 executava cálculos, esses outros componentes eram fundamentais para fazer funcionar o processador. O 4004 foi utilizado principalmente no interior de calculadoras e dispositivos semelhantes, e não foi concebido para ser utilizado no interior de computadores. A sua velocidade máxima de relógio era de 740 kHz.
O 4004 foi seguido por um processador semelhante conhecido como o 4040, o que foi essencialmente uma variação melhorada do 4004 com um conjunto de instruções alargado e um desempenho superior.
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8008 e 8080
Os 4004 fizeram um nome para a Intel no negócio dos microprocessadores, e para capitalizar a situação, a Intel introduziu uma nova linha de processadores de oito bits. O 8008 veio primeiro em 1972, seguido do 8080 em 1974 e do 8085 em 1975. Embora o 8008 fosse o primeiro processador de oito bits produzido pela Intel, não é tão notável como o seu antecessor ou o seu sucessor, o 8080. Foi mais rápido que o 4004 graças à sua capacidade de processar dados em blocos de oito bits, mas foi registado de forma bastante conservadora entre 200 e 800 kHz, e o desempenho do 8008 simplesmente não atraiu muitos programadores de sistemas. O 8008 utilizou tecnologia de transistor de 10 micrómetros.
O 8080 da Intel foi muito mais bem sucedido. Expandiu-se na concepção do 8008 acrescentando novas instruções e transição para transístores de seis micrómetros. Isto permitiu à Intel mais do dobro das taxas de relógio, e os 8080 chips de maior desempenho em 1974 funcionaram a 2 MHz. O 8080 foi utilizado em inúmeros dispositivos, o que levou a que vários criadores de software, como a recentemente formada Microsoft, se concentrassem em software para os processadores da Intel.
Eventualmente, quando o 8086 foi lançado, a fonte foi tornada compatível com o 8080 para manter a retrocompatibilidade com este software. Como resultado, os 8080s e elementos chave de hardware estiveram presentes dentro de todos os processadores x86 alguma vez produzidos, e o software 8080 ainda pode tecnicamente funcionar em qualquer processador x86.
O 8085 era essencialmente uma variante do 8080 menos dispendiosa e de maior velocidade de relógio, o que foi muito bem sucedido, embora menos influente.
8086: O Início de x86
O primeiro processador de 16 bits da Intel foi o 8086, o que ajudou a aumentar consideravelmente o desempenho em comparação com designs anteriores. Não só era mais elevado do que o 8088 orientado para o orçamento, como também empregava um barramento de dados externo de 16 bits e uma fila de seis bytes mais longa de préfetch. Foi também capaz de executar tarefas de 16 bits (embora a maioria do software nesta altura tenha sido concebido para processadores de oito bits). O bus de endereço foi alargado para 20 bits, o que permitiu ao 8086 aceder até 1MB de memória e, portanto, aumentar o desempenho.
O 8086 também se tornou o primeiro processador x86, e utilizou a primeira revisão do x86 ISA, que quase todos os processadores criados pela AMD ou Intel desde a introdução do 8086 foram baseados em.
Intel também produziu o 8088 mais ou menos na mesma altura. Este processador foi baseado no 8086, mas com metade das linhas de dados e uma fila de quatro bytes de pré-fetch. Isto causou uma perda de equilíbrio, uma vez que o autocarro mais estreito cortou na taxa de fetch de instrução, forçando a unidade de execução da Intel a ficar ociosa durante grande parte do tempo. Ainda tinha acesso a até 1MB de RAM e funcionava a frequências mais altas do que os processadores anteriores; contudo, era bastante mais lento do que o 8086.
80186 E 80188
Intel acompanhou o 8086 com vários outros processadores, todos eles utilizando uma arquitectura de 16 bits semelhante. O primeiro foi o 80186, destinado a aplicações incorporadas. Para facilitar isto, a Intel integrou várias peças de hardware tipicamente encontradas na placa mãe na CPU, incluindo o gerador de relógio, o controlador de interrupção, e o temporizador. Como efeito secundário, certas instruções correram notavelmente mais depressa no 80186 do que no 8086, mesmo com a mesma taxa de relógio. Mas, claro, a Intel naturalmente aumentou a frequência da CPU ao longo do tempo para melhorar ainda mais o desempenho.
O 80188 orientado para o orçamento continha, de forma semelhante, várias peças de hardware integradas no processador. Mas tal como o 8088, o seu barramento de dados foi cortado ao meio.
80286: Mais memória, mais desempenho
O 80286 foi lançado no mesmo ano que o 80186 e tinha características quase idênticas, mas estendeu o bus de endereço até 24-bit, o que permitiu ao processador aceder a até 16MB de memória.
iAPX 432
O iAPX 432 foi uma tentativa inicial da Intel de divergir do seu portfólio x86 em favor de um design totalmente diferente. A Intel esperava que o iAPX 432 fosse várias vezes mais rápido do que as suas outras ofertas. O processador acabou por falhar, no entanto, devido a algumas falhas de design importantes. Embora os processadores x86 sejam relativamente complexos, o iAPx 432 levou a CISC a um nível de complexidade totalmente novo. O desenho do hardware era bastante grande, o que forçou a Intel a elaborá-lo a partir de dois moldes separados. O processador estava também bastante faminto de dados e não conseguia funcionar bem sem quantidades extremamente elevadas de largura de banda. O iAPX 432 conseguiu superar os 8080 e 8086, mas foi rapidamente ultrapassado por novos produtos x86, e acabou por ser abandonado.
i960: Intel’s First RISC
Intel criou o seu primeiro processador RISC em 1984. Não foi concebido como um concorrente directo dos processadores x86 da empresa porque foi concebido como uma solução integrada segura. Internamente, era uma arquitectura de 32-bit superscalar que utilizava conceitos de design Berkeley RISC. Os primeiros processadores i960 foram relógio relativamente baixo, com o modelo mais lento a funcionar a 10 MHz, mas ao longo dos anos foi melhorado e transitado para fabricas mais pequenas que lhe permitiram atingir até 100 MHz. Também suportava 4GB de memória protegida.
O i960 era amplamente utilizado dentro de sistemas militares, bem como em sistemas empresariais.
80386: x86 Voltas 32-bit
O primeiro processador de 32-bit x86 da Intel foi o 80386, lançado em 1985. Uma vantagem chave que este processador tinha era o seu bus de endereço de 32-bit que lhe permitia suportar até 4GB de memória do sistema. Embora isto fosse muito mais do que alguém estava a usar na altura, as limitações da RAM prejudicavam frequentemente o desempenho de processadores x86 anteriores e de processadores concorrentes. Ao contrário das CPUs modernas, na altura em que o 80386 foi lançado, mais RAM quase sempre se traduziu num aumento de desempenho. A Intel também implementou várias melhorias arquitectónicas que ajudaram a aumentar o desempenho acima do 80286, mesmo quando ambos os sistemas utilizavam a mesma quantidade de RAM. Também suportou o processamento em modo virtual, que aumentou o suporte multi-tarefas.
Para segmentar a sua linha de produtos com uma oferta mais amiga do orçamento, a Intel também introduziu o 80386SX. Este processador era quase idêntico ao 80386; ainda empregava uma arquitectura de 32 bits, mas metade do seu barramento de dados foi cortado para 16 bits para fins de redução de custos.
i860
Em 1989, a Intel fez outra tentativa de se afastar dos seus processadores x86. Criou um novo CPU RISC conhecido como o i860. Ao contrário da anterior i960, este CPU foi concebido para ser um modelo de alto desempenho para competir no mercado de desktop, mas o design revelou-se problemático. A sua falha mais significativa foi que o desempenho do processador dependia inteiramente do compilador para colocar instruções na ordem em que teriam de ser executadas quando o software fosse criado pela primeira vez. Isto ajudou a Intel a manter o tamanho do coto e a complexidade geral da i860 em baixo, mas era quase impossível listar correctamente todas as instruções do início ao fim ao compilar o programa. Isto fez com que o CPU parasse constantemente enquanto tentava contornar o problema.
80486: Integrando a FPU
O 80486 da Intel foi mais um passo significativo em termos de desempenho. A chave para o seu sucesso foi uma integração mais rigorosa dos componentes no CPU. O 80486 foi o primeiro CPU x86 a conter cache L1. Os primeiros modelos 80486 vieram com 8KB on-die, e foram gravados num processo de 1000nm. Mas à medida que a concepção transitou para 600nm, o tamanho do cache L1 duplicou para 16KB.
Intel também incorporou a FPU no CPU, que até então tinha sido uma unidade de processamento funcional separada. Ao mover estas peças de hardware para o processador anfitrião, a latência entre elas caiu drasticamente. O 80486 também utilizou uma interface FSB mais rápida para aumentar a largura de banda, e o núcleo tinha várias outras afinações para aumentar o IPC. Estas alterações aumentaram significativamente o desempenho do 80486, e os modelos high-end foram várias vezes mais rápidos do que os 80386.
Os primeiros processadores 80486 atingiram 50 MHz, e os modelos posteriores que utilizaram o processo melhorado de 600nm atingiram os 100 MHz. Para visar utilizadores orientados para o orçamento, a Intel também lançou uma versão do 80486 conhecida como 80486SX, que tinha a FPU desactivada.
P5: O Primeiro Pentium
O Pentium surgiu em 1993 como o primeiro processador Intel x86 que não seguia o sistema numérico 80×86. Internamente, o Pentium utilizou a arquitectura P5, que foi o primeiro design superscalar da Intel x86. Embora o Pentium fosse geralmente mais rápido que o 80486 em todos os sentidos, a sua característica mais proeminente foi uma FPU substancialmente melhorada. A FPU original do Pentium era mais de dez vezes mais rápida do que a unidade de envelhecimento do 80486. Esta característica tornou-se ainda mais significativa em anos posteriores, quando a Intel lançou o Pentium MMX. Este processador era arquitectonicamente o mesmo que o Pentium original, mas tinha suporte para o novo conjunto de instruções MMX SIMD da Intel que podia aumentar drasticamente o desempenho.
Intel também aumentou o tamanho da cache L1 nos seus processadores Pentium em relação ao 80486. Os Pentium iniciais continham 16KB, enquanto o Pentium MMX subiu para 32KB. Naturalmente, estes processadores também funcionavam a taxas de relógio mais altas. Os primeiros processadores Pentium utilizavam transístores de 800nm e podiam atingir apenas 60 MHz, mas as revisões subsequentes transitaram para o processo de 250nm da Intel e empurraram frequências até 300 MHz.
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