Історія створення.

МІКРОПРОЦЕСОРИ СІМЕЙСТВА х86.

Історія даного сімейства мікропроцесорів почалась в 1971 році, коли фірма Intel випустила перший мікропроцесор і4004, що був 4 розрядним та володів можливістю адресувати 640 байт пам’яті, тактова частота 108 кГц. Такий МП уже міг працювати у якості обчислювального ядра калькулятора. Він включав 2300 транзисторів та вироблявся технологією із розподільною здатністю 10 мкм. Уже через рік з¢являється його 8-ми бітний “родич” – і8008, із можливістю адресації уже 16 Кб памяті.

У 1974 році з¢являється 8-ми розрядний МП і8080 з тактовою частотою 2 мГц та адресацією 64 Кб памяті.6000 транзисторів дозволила розмістити 6-мкм технологія виготовлення. Процесор вимагав наявності трьох джерел живлення (+5, +12 та – 5 В) та складної двохтактної синхронізації. Даний процесор став надзвичайно популярним, так як застосовувався для створення різних терміналів, контролерів, ба навіть першого ПК Altair. У нас запізнілими аналогами цього ПК стали МП 580ИК80 та КР580ВМ80.

Наступним етапом стає створення МП і8085 із тактовою частотою 5 мГц, продуктивністю 0,37 MIPS, 6500 транзисторами та 3 мкм технологією. Він зберіг регістрову структуру 8080 та програмну сумісність, але до нього добавили порт послідовного інтерфейсу та трохи змінили зовнішній інтерфейс. Головною перевагою стало використання тільки одного джерела живлення +5В.

Варіацією на тему 8080 та 8085 є відомий процесор Z80 фірми Zilog, у який було введено додаткові регістри, що значно підвищило продуктивність.

Перший 16-ти розрядний МП 8086 фірма Intel випустила в 1978 році. Тактова частота 5 мГц, продуктивність 0,33 MIPS, технологія 3 мкм, адресована пам’ять 1 Мб, 29 тисяч транзисторів. Пізніше появились МП із тактовою частотою 8 та 10 мГц. Регістрова архітектура та система команд суттєво відрізнялись від 8080, але загальні ідеї були чітко виражені. Через рік появився 8088 – той же процесор, але із 8-ми бітною шиною даних. Із нього і почалась історія IBM PC, яка наклала відбиток на подальший розвиток цієї лінії процесорів фірми Intel. Масове розповсюдження та відкритість архітектури РС привели до лавиноподібної появи програмного забезпечення. Технічний прогрес вимагав та і вимагає розвитку процесорів, але вантаж програмного забезпечення РС, яке повинно працювати на більш нових процесорах, у свою чергу вимагав забезпечення зворотньої програмної сумісності. Таким чином, усі нововведення в архітектурі наступних процесорів повинні були пристосовуватися до існуючого ядра.

Процесор 80286 появився тільки в 1982 році. Він уже мав 134 тс. транзисторів (технологія 1,5 мкм) та адресував до 16 Мб фізичної пам’яті. Його принципова новизна – захищений режим та віртуальна пам’ять розміром до 1 Гб – не знайшли масового застосування, процесор в більшій мірі використовувався як дуже швидкий 8088.

Клас 32-розрядних МП був відкритий у 1985 році моделю 80386 (275 тс. транзисторів, 1,5 мкм). Розрядність шини даних (як і внутрішніх регістрів) досягла 32 біт, адресована пам’ять – 4 Гб. Появились нові регістри та 32-бітні операції, суттєво доопрацьований захищений режим, появився режим V86, сторінкове керування пам’ятю. Процесор знайшов широке застосування в РС, почав використовуватися MS Windows. Історія процесора 386 нагадує історію 8086: першу модель із 32-бітною шиною даних (внаслідок названої 386 DX) замінив 386SX із 16-бітною шиною. Він достатньо легко вписувався в архітектуру РС АТ, яка раніше базувалася на МП 286.

Процесор Intel486DX появився у 1989 році (1,2 млн. транзисторів, технологія 1 мкм). Від 386 суттєво відрізнявся розміщенням на кристалі первинного кешу та вбудованого математичного сопроцесора ( попередні МП мали можливість використовувати зовнішні х87 сопроцесори). Суттєво зросли вимоги до енергозбереження – появився режим SMM.

У 1993 році появились перші процесори Pentium із частотою 60 та 66 МГц – 32-розрядні МП із 64-бітною шиною даних (транзисторів 3,1 млн., технологія 0,8 мкм, живлення 5 В. Від 486-го принципово відрізняється суперскалярною архітектурою – здібністю за один такт випускати із конвеєрів до двох інструкцій.

Процесори Pentium із тактовою частотою 75.90 та 100 МГц, що появилися у 1994 році, є представниками уже другого покоління процесорів Pentium. При майже тій самій кількості транзисторів вони виготовлялись уже по технології 0,6 мкм, що дозволило зменшити споживану потужність. Від першого покоління вони відрізнялись внутрішнім помноженням частоти, підтримкою мультипроцесорних конфігурацій. У 1995 році появились МП на 120 та 133 МГц , виготовлені по технології 0,35 мкм. 1996 рік часто називають роком Pentium – появились МП на 150, 166 та 200 МГц, і Pentium став рядовим процесором для РС широкого використання.

Паралельно із Pentium розвивався і процесор Pentium Pro, який відрізнявся новизною “динамічного виконання інструкцій”, направлених на збільшення числа паралельно виконуваних функцій. Крім того, у його корпусі розмістили і вторинний кеш об¢ємом 256 Кб. Процесор вміщує 5,5 млн. транзисторів ядра та 15,5 млн. транзисторів для вторинного кешу. Перший процесор із частотою 150 МГц появився на початку 1995 року (технологія 0,6 мкм), а на прикінці року появилися процесори із частотою 166, 180 та 200 МГц (технологія 0,35 мкм), у яких кеш досягав і 512 Кб.

На початку 1997 року появилися процесори Pentium ММХ. Розширення ММХ передбачає паралельну обробку групи операндів однією інструкцією. Технологія ММХ була об¢єднана із рахітектурою Pentium Pro – і у травні 1997 року появився процесор Pentium II, який є трохи урізаним варіантом ядра Pentium Pro із більш високою внутрішньою частотою, в яке ввели підтримку ММХ. Тактові частоти ядра – 233, 266 та 300 МГц.

Зрозуміло, що перерахованими моделями процесорів не обмежується весь світовий асортимент мікропроцесорів. Багато фірм (DEC, Motorola,Texas Instruments та інші) володіють розробками, що суттєво відрізняються від сімейства х86; існують і інші класи процесорів і у Intel. Серед них і багато потужніші процесори, які відносяться як до класів RISK, так і CISK архітектур.

RISK – Reduced (Restricted) Instruktion Set Computer – процесори із скороченою системою команд. Ці процесори зазвичай володіють набором однорідних регістрів універсального призначення , і їх система команд відрізняється відносною простотою. У результаті – апаратна реалізація такої архітектури дозволяє із невеликими затратами виконувати ці інструкції за мінімальну ( у межах 1) кількість тактів синхронізації.

CISK – Complete Instruktion Set Computer – процесори із повним набором інструкцій, до яких відноситься сімейство х86. Склад та призначення їх регістрів суттєво неоднорідні, широкий набір ускладнює виконання інструкцій, на що витрачаються апаратні ресурси. Зростає також і число тактів, необхідних для виконання інструкцій.

У процесорах сімейства х86, починаючи із 486-го, застосована комбінована архітектура – CISK-процесор має RISK-ядро.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
КР580ИК80.	\|	Процесори і8086/8088

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.