Een gedetailleerde geschiedenis van de processor

Processors zijn waarschijnlijk het meest interessante stuk hardware op uw computer. Ze hebben een rijke en nette geschiedenis, die teruggaat tot 1971 met de eerste commercieel verkrijgbare microprocessor, de Intel 4004. Zoals je je kunt voorstellen en zonder twijfel zelf hebt gezien, is de technologie sindsdien met sprongen vooruit gegaan.

We gaan je een geschiedenis van de processor laten zien, te beginnen met de Intel 8086. Het was de processor die IBM koos voor de eerste pc en heeft vanaf dat moment alleen een nette geschiedenis.

Noot van de redactie: dit artikel werd oorspronkelijk gepubliceerd in 2001, maar vanaf december 2016 hebben we het sindsdien bijgewerkt met nieuwe verbeteringen in het veld.

Intel 8086

CPU's hebben de afgelopen jaren veel veranderingen ondergaan sinds Intel met de eerste kwam. IBM koos de 8088-processor van Intel voor het brein van de eerste pc. Deze keuze van IBM maakt Intel tot de waargenomen leider van de CPU-markt. Intel blijft de ervaren leider in de ontwikkeling van microprocessors. Terwijl nieuwere kanshebbers hun eigen technologieën voor hun eigen processors hebben ontwikkeld, blijft Intel meer dan een levensvatbare bron van nieuwe technologie in deze markt, met de steeds groter wordende AMD op hun hielen.

De eerste vier generaties van de Intel-processor namen de '8' aan als de serienaam, vandaar dat de technische typen naar deze familie chips verwijzen als de 8088, 8086 en 80186. Dit gaat door tot de 80486, of gewoon de 486. De volgende chips worden beschouwd als de dinosaurussen van de computerwereld. PC's op basis van deze processors zijn van het type dat meestal in de garage of het magazijn zit en stof verzamelt. Ze zijn niet veel meer van nut, maar wij nerds houden er niet van ze weg te gooien omdat ze nog steeds werken. Je weet wie je bent.

• Intel 8086 (1978)
  Deze chip werd overgeslagen voor de originele pc, maar werd op een paar latere computers gebruikt die niet zoveel waren. Het was een echte 16-bits processor en sprak met zijn kaarten via een 16-draads gegevensverbinding. De chip bevatte 29.000 transistors en 20 adresregels waardoor het tot 1 MB RAM kon gebruiken. Wat interessant is, is dat de ontwerpers van die tijd nooit dachten dat iemand ooit meer dan 1 MB RAM nodig zou hebben. De chip was verkrijgbaar in versies met 5, 6, 8 en 10 MHz.
• Intel 8088 (1979)
  De 8088 is, voor alle praktische doeleinden, identiek aan de 8086. Het enige verschil is dat hij de adresregels anders behandelt dan de 8086. Deze chip was degene die werd gekozen voor de eerste IBM-pc, en net als de 8086 is het kunnen werken met de 8087 math coprocessor-chip.
• NEC V20 en V30 (1981)
  Klonen van de 8088 en 8086. Ze zouden echter ongeveer 30% sneller moeten zijn dan de Intel-klonen.
• Intel 80186 (1980)
  De 186 was een populaire chip. Veel versies zijn in de geschiedenis ontwikkeld. Kopers konden kiezen uit CHMOS of HMOS, 8-bit of 16-bit versies, afhankelijk van wat ze nodig hadden. Een CHMOS-chip kan op tweemaal de kloksnelheid draaien en op een vierde van de kracht van de HMOS-chip. In 1990 kwam Intel uit met de Enhanced 186-familie. Ze deelden allemaal een gemeenschappelijk kernontwerp. Ze hadden een kernontwerp van 1 micron en werkten op ongeveer 25 MHz bij 3 volt. De 80186 bevatte een hoge mate van integratie, met de systeemcontroller, interruptcontroller, DMA-controller en timingcircuits direct op de CPU. Desondanks bevond de 186 zich nooit in een personal computer.
• Intel 80286 (1982)
  Een 16-bit, 134.000 transistorprocessor die tot 16 MB RAM kan adresseren. Naast de verhoogde fysieke geheugenondersteuning, kan deze chip met virtueel geheugen werken, waardoor er veel uitbreidingsmogelijkheden zijn. De 286 was de eerste 'echte' processor. Het introduceerde het concept van de beschermde modus . Dit is de mogelijkheid om te multitasken, waarbij verschillende programma's afzonderlijk maar tegelijkertijd worden uitgevoerd. Deze mogelijkheid werd niet benut door DOS, maar toekomstige besturingssystemen, zoals Windows, konden spelen met deze nieuwe functie. Het nadeel van deze mogelijkheid was echter dat hoewel het kon overschakelen van de echte modus naar de beveiligde modus (de echte modus was bedoeld om het achterwaarts compatibel te maken met de 8088's), het niet terug kon schakelen naar de echte modus zonder een warme herstart. Deze chip werd door IBM gebruikt in zijn Advanced Technology PC / AT en werd in veel IBM-compatibele apparaten gebruikt. Het liep op 8, 10 en 12, 5 MHz, maar latere edities van de chip liepen op tot 20 MHz. Hoewel deze chips tegenwoordig als papiergewichten worden beschouwd, waren ze tamelijk revolutionair voor de tijdsperiode.
• Intel 386 (1985 - 1990)
  De 386 betekende een belangrijke toename van de technologie van Intel. De 386 was een 32-bits processor, wat betekent dat de datadoorvoer onmiddellijk twee keer zo groot was als die van de 286. Met een capaciteit van 275.000 transistors kwam de 80386DX-processor in 16, 20, 25 en 33 MHz versies. Dankzij de 32-bits adresbus kon de chip werken met een volledige 4 GB RAM en maar liefst 64 TB virtueel geheugen. Bovendien was de 386 de eerste chip die gebruik maakte van instructiepijplijnen, waardoor de processor aan de volgende instructie kan beginnen voordat de vorige is voltooid. Hoewel de chip zowel in de echte als de beveiligde modus (zoals de 286) zou kunnen werken, zou hij ook in de virtuele echte modus kunnen werken, waardoor meerdere reasl-modus-sessies tegelijkertijd kunnen worden uitgevoerd. Hiervoor was echter een multi-tasking besturingssysteem zoals Windows nodig. In 1988 bracht Intel de 386SX uit, die in feite een vetarme versie van de 386 was. Hij gebruikte de 16-bit gegevensbus in plaats van de 32-bit, en deze was langzamer, maar hij gebruikte dus minder vermogen en stelde Intel dus in staat om de chip te promoten op desktops en zelfs op portables. In 1990 bracht Intel de 80386SL uit, wat in feite een 855, 00 transistorversie van de 386SX-processor was, met ISA-compatibiliteit en stroombeheercircuits.
  386 chips zijn gebruiksvriendelijk ontworpen. Alle chips in de familie waren pin-voor-pin compatibel en ze waren binair compatibel met de vorige 186 chips, wat betekent dat gebruikers geen nieuwe software nodig hadden om het te gebruiken. De 386 bood ook stroomvriendelijke functies, zoals lage spanningsvereisten en System Management Mode (SMM) die verschillende componenten konden uitschakelen om stroom te besparen. Over het algemeen was deze chip een grote stap voor de ontwikkeling van chips. Het stelde de norm dat veel latere chips zouden volgen. Het bood een eenvoudig ontwerp waarvoor ontwikkelaars gemakkelijk konden ontwerpen.

Intel 486 (1989 - 1994)

De 80486DX werd uitgebracht in 1989. Het was een 32-bit processor met 1, 2 miljoen transistors. Het had dezelfde geheugencapaciteit als de 386 (beide waren 32-bit) maar bood tweemaal de snelheid met 26, 9 miljoen instructies per seconde (MIPS) bij 33 MHz. Er zijn hier echter enkele verbeteringen die verder gaan dan alleen snelheid. De 486 was de eerste die een geïntegreerde floating point unit (FPU) had om de normaal gescheiden wiskundige coprocessor te vervangen (niet alle smaken van de 486 hadden dit echter). Het bevat ook een geïntegreerde 8 KB on-die cache. Dit verhoogt de snelheid door de instructiepipelining te gebruiken om de volgende instructies te voorspellen en ze vervolgens in de cache op te slaan. Wanneer de processor die gegevens vervolgens nodig heeft, haalt deze deze uit de cache in plaats van de benodigde overhead te gebruiken om toegang te krijgen tot het externe geheugen. De 486 kwam ook in versies van 5 volt en 3 volt, waardoor flexibiliteit voor desktops en laptops mogelijk was.

De 486-chip was de eerste processor van Intel die is ontworpen om te worden opgewaardeerd. Eerdere processors waren niet op deze manier ontworpen, dus toen de processor verouderd raakte, moest het hele moederbord worden vervangen. Met de 486 kon dezelfde CPU-socket verschillende smaken van de 486 herbergen. De eerste 486-aanbiedingen werden ontworpen om te kunnen worden opgewaardeerd met behulp van de "OverDrive" -technologie. Dit betekent dat u een chip met een snellere interne klok in het bestaande systeem kunt plaatsen. Niet alle 486-systemen kunnen OverDrive gebruiken, omdat hiervoor een bepaald type moederbord nodig is.

Het eerste lid van de 486-familie was de i486DX, maar in 1991 brachten ze de 486SX en 486DX / 50 uit. Beide chips waren in principe hetzelfde, behalve dat in de 486SX-versie de wiskundige coprocessor was uitgeschakeld (ja, het was er, net uitgeschakeld). De 486SX was natuurlijk langzamer dan zijn DX neef, maar de daaruit voortvloeiende lagere kosten en kracht leidden zich tot snellere verkoop en verplaatsing naar de laptopmarkt. De 486DX / 50 was gewoon een 50MHz-versie van de originele 486. De DX kon geen toekomstige OverDrives ondersteunen, terwijl de SX-processor dat kon.

In 1992 bracht Intel de volgende golf van 486's uit die gebruik maakten van OverDrive-technologie. De eerste modellen waren de i486DX2 / 50 en i486DX2 / 66. De extra “2” in de namen geeft aan dat de normale kloksnelheid van de processor effectief wordt verdubbeld met OverDrive, dus de 486DX2 / 50 is een 25MHz-chip die wordt verdubbeld tot 50MHz. Door de lagere basissnelheid kon de chip met bestaande moederbordontwerpen werken, maar kon de chip intern met de verhoogde snelheid werken, waardoor de prestaties werden verbeterd.

In 1992 bracht Intel de 486SL uit. Het was vrijwel identiek aan vintage 486-processors, maar het bevatte 1, 4 miljoen transistors. De extra ingewanden werden gebruikt door het interne stroombeheercircuit, waardoor het werd geoptimaliseerd voor mobiel gebruik. Van daaruit bracht Intel verschillende 486-smaken uit, waarbij SL's werden gemengd met SX's en DX's met verschillende kloksnelheden. Tegen 1994 rondden ze hun voortdurende ontwikkeling van de 486-familie af met de DX4 Overdrive-processors. Hoewel je misschien denkt dat dit 4X-klok-quadruplers waren, waren het eigenlijk 3X-triplers, waardoor een 33 MHz-processor intern op 100 MHz kon werken.

Klik hier: Volgende pagina