Краткая история процессоров: 31 год из жизни архитектуры х86
Пятое поколение интеловских процессоров – Pentium – не только получило новое название, но и подняло архитектуру х86 на новый уровень. Не имея возможности запатентовать серийные номера, Intel вводит название Pentium, исключив таким образом копирование числового номера ее нового 586 чипа другими производителями.
В Pentium был воплощен ряд усовершенствований, направленных на решение нескольких проблем в предыдущих процессорах, заметно ограничивавших их производительность. Главными нововведениями стали 64-разрядная шина, два исполнительных модуля, значительно улучшенный модуль вычислений с плавающей точкой (FPU) и более быстрая тактовая частота. Начальная частота у Pentium составляла 60 МГц, но последующие процессоры уже могли работать на частотах вплоть до 233 МГц. За время производства Pentium технология изготовления этих процессоров сменилась с 0.8 до 0.3 мк, тем самым число транзисторов было увеличено с 3.1 до 4.5 млн.
Год выпуска: 1993 Тактовая частота: 60МГц – 233МГц
В 1996 году Intel начинает продажу процессоров Pentium MMX. Набор команд MMX добавил дополнительные регистры к архитектуре и поддерживал приложения связи и мультимедиа.
Знаете ли вы, что имя Pentium образовано от греческого слова «penta» и латинского окончания «-ium» и обозначает пятый.
486 компьютер год выпуска
Стало уже традицией, что каждые 2-3 года Intel представляет на суд уже ничему не удивляющихся фирм-изготовителей компьютеров нового члена знаменитого семейства микропроцессоров 80Х86. И каждое такое событие неизбежно порождает почти что гамлетовский вопрос, волнующий потенциальных покупателей, то есть нас с вами: менять или не менять? Время идет, первые 8086/8088 сменились более производительными i286, которые, в свою очередь, уступили место 32-разрядным кристаллам серии 80386, а сегодня уже и сверхмощные i486 перестали кого-либо удивлять. Так сравнимы ли преимущества новых систем с затратами на из приобретение?
Качественный скачок
Когда фирма Intel объявила о выпуске процессора 80286, это было воспринято как качественный скачок в микропроцессорной технологии. Предполагалось, что новый кристалл будет обладать такими особенностями, которых в принципе был лишен процессор 8088. К ним можно отнести и высокую тактовую частоту, и 16-разрядную шину данных, и режим работы с защитой, позволяющий реализовать многопользовательскую систему на персональном компьютере. Последнее, правда, удалось осуществить, правда, только в следующем поколении: i386 оказался действительно многозадачным и многопользовательским процессором, обладающим, к тому же, 32-разрядной шиной данных, существенно более высокой тактовой частотой и возможностью практически безграничной адресации.
Кристалл i486, в свою очередь, создавался как своего рода «продолжатель» линии 80386 (кстати, сама фирма Intel определяет процессор 80486 как супер-386). Тем не менее, объединив в одном корпусе почти 1,2 млн. транзисторов, удалось создать микросхему, по своим параметрам перекрывающую возможности минимашины или даже универсального компьютера. В то же время, i486 полностью совместим на программном уровне со своими «старшими братьями» — процессорами серии 80386.
Большинство усовершенстований, характерных для i486, носят чисто аппаратный характер. Давайте попытаемся разобраться, почему 25-мегагерцовый 80486 работает в 3-4 раза производительнее процессора 80386, рассчитанного на ту же тактовую частоту. Это связано с тем, что выполнение одной и той же инструкции в первом случае производится за 1-2 цикла, а во втором — за 4-5. К тому же, в корпусе i486 помимо центрального процессора находятся математический сопроцессор, кэш и специальное устройство управления памятью, позволяющее физически адресовать до 4 Гбайт ОЗУ, при этом виртуальный адрес может достигать 64 Тбайт. Богатая система 32-разрядных команд, а также некоторые встроенные функции позволяют использовать процессор 80486 в мультипрограммных и многопользовательских приложениях.
Миникомпьютер в одной микросхеме
Фирма Intel опубликовала бюллетень, содержащий результаты измерений производительности нескольких вычислительных систем, построенных на базе 25- и 33-мегагерцовых процессоров i486. Сравнение некоторых характеристик показывает, что в ряде случаев персональный компьютер не уступает мини-ЭВМ DEC VAX 8550 размером с два холодильника и стоимостью под 100 000 долларов.
К сожалению, подобное тестирование не отражает реальной производительности вычислительной системы, так как проводится в строго определенных условиях и далеко не по всем показателям. Поэтому, хотя процессор i486 обладает впечатляющей вычислительной мощностью, существует множество факторов, влияющих на результирующую скорость работы компьютера.
Реальная производительность компьютера с таким быстрым процессором, как i486, ограничивается отнюдь не возможностями самого кристалла, а способностью вычислительной системы передавать информацию с соответствующей скоростью. Другими словами, ОЗУ, видеоадаптер, жесткий диск и сама шина являются как раз тем «болотом», в котором «вязнет» спринтер-процессор. Ситуация до боли напоминает езду на «Мерседесе» по колдобистым московским переулкам. Одним из способов разрешения подобного конфликта может быть использование спецальных процессоров ввода/вывода, существенно сокращающих время вынужденного простоя центрального процессора. Очевидно, что простая замена i386 на i486 без соответствующей доработки остальных узлов вычислительной сисемы к повышению производительности не приведет.
Скорость доступа к ОЗУ в большинстве систем на базе i486 близка к 70 наносекундам, в то время, как процессор может выполнять команды чтения/записи в несколько раз быстрее. Встроенная 8-килобайтная кэш-память играет роль буфера между относительно медленной основной памятью и скоростным кристаллом. Практически данные, предназначенные для записи в ОЗУ, сначала помещаются в кэш и, пока процессор выполняет следующую инструкцию, спокойно и неторопливо перекачиваются по указанному адресу. Кэширование операции чтения — вещь куда более хитрая: программа управления кэш-памятью должна предвидеть, какие именно данные должны быть считаны из ОЗУ за несколько циклов перед тем, как они понадобятся процессору. По мнению специалистов фирмы http://vkontakte.ru/club30420021, кэширование экономит до 80% времени при обращении к оперативной памяти.
Большинство производителей вычислительной техники считает, что встроенных 8 Кбайт кэш отнюдь не достаточно и, в сявзи с этим, комплектуют свои системы 25-наносекундной кэш-памятью объемом 128 Кбайт. С правомерностью подобных рассуждений можно согласиться, особенно если учесть тех пользователей, которым компьютер необходим для таких применений, как САПР или настольная типография. Но тут на первый план выступает производительность видеоадаптера, на который в этом случае ложится максимальная нагрузка.
Теперь о жестком диске. Большинство программных продуктов построены таким образом, что их функционирование требует интенсивного использования дискового пространства. Но стоит нам сравнить время доступа к жесткому диску с временем выполнения одной команды типа регистр-регистр, как становится очевидной исключительная важность включения в вычислительную систему на базе i486 очень быстрого дисковода. Считается, что для большинства применений использование жесткого диска емкостью менее 100 Мбайт практически сводит на нет преимущества процессора 80486 над кристаллом i386. Если же в вашем компьютере установлен 300-мегабайтный накопитель с контроллером SCSI или ESDI, можно быть уверенным, что i486 постарается проявить себя во всей красе: такие накопители характеризуются чрезвычайно малыми временами поиска и перехода с дорожки на дорожку, да и контроллер работает достаточно быстро, чтобы не испортить общую картину.
Стоит ли тратиться?
Итак, вы решились на покупку системы 486 и теперь раздумываете над такой мелочью, как тактовая частота. Читателям, наверное, известно, что на западном рынке можно увидеть и 25- и 33-мегагерцевые варианты, хотя первые пока еще встречаются куда чаще.
Позволю себе напомнить, что случилось в свое время с машинами на базе 80386. Буквально два года назад 16-мегагерцевые компьютеры являли собой арьегард в этом шустром семействе, но довольно скоро на этом незавидном месте оказались сначала 20-ти, а затем 25-мегагерцевые аппараты. Покупая 486 машину с тактовой частотой 25 МГц, вы рискуете через полгода оказаться в хвосте, а еще через полгода вам придется серьезно подумать над проблемой приобретения более быстрого компьютера. Я никому не советую на практике столкнуться с последствиями народной мудрости, которая, как известно, гласит: «скупой платит дважды», и рекомендую раскошелиться сейчас.
Решая вопрос, какой шинной архитектуре отдать предпочтение, следует иметь в виду, что будущее за двумя новыми стандартами — MCA и EISA. В отличие от 16-разрядных гнезд расширения, поддерживаемых старой шиной ISA, 32-разрядные гнезда стандарта EISA позволят грядущим периферийным устройствам заметно быстрее обмениваться данными с центральным процессором. Шина МСА вообще создавалась специально для работы в комплексе с i486 при скорости передачи информации 106 Мбайт в секунду. Но не стоит сбрасывать со счетов и тот факт, что старая 16-разрядная периферия значительно разнообразнее и дешевле новой, а тем более предназначенной для подключения к шине МСА. Так что окончательный выбор целиком за вами.
И все-таки, давайте попытаемся ответить на вопрос: а нужна ли лично вам система, построенная на базе i486?
В целом ряде приложений такая машина не будет иметь ощутимого преимущества над хорошо скомплектованным компьютером с процессором 80386. Если вы работаете в однопользовательском режиме и основными вашими пакетами являются текстовые процессоры, базы данных или электронные таблицы, покупка 386 машины сэкономит вам несколько тысяч долларов, а эффект от использования вычислительной техники будет аналогичным.
Компьютер на базе i486 незаменим при работе в такой многопользовательской операционной системе, как UNIX, особенно в тех случаях, когда программы написаны с учетом максимального использования преимуществ 32-разрядной системы команд. Вот тут вы немедленно почувствуете увеличение производительности в 3-4 раза. Что касается издательских пакетов и САПР, серьезной графики и сложной статистики, то в этих сферах процессор 80486 просто недосягаем. Не следует забывать также такой важный слой, как локальные сети, где персональный компьютер на базе i486 нашел свое место в качестве мощного файл-сервера.
Статья была опубликована в журнале ComputerPress #1 1991
Большинство предоставленного здесь материала является цитированием со старых номеров компьютерных журналов, таких, как «Мир ПК» или «Весь Компьютерный Мир». К сожалению, все мои попытки связаться с этими изданиями по поводу вопроса о цитировании были безуспешны. Издания упорно хранили молчание. Что я разрешил себе расценивать как знак согласия, указывая, тем не менее, повсюду как выходные данные издания (с работающей ссылкой на Интернет-представительство), так и автора публикации. Тем более, что, в силу срока давности этих публикаций, вряд ли материал можно рассматривать как коммерческий или рекламный, пусть даже названия фирм здесь и присутствуют (уж без этого никуда). Ежели появятся какие претензии по оному поводу, прошу издания связаться со мной
Автор обращает внимание на то, что никакой представленный здесь материал не служит рекламным целям ни фирм,ни их продкутам, а носит сугубо информационно-образовательный характер
486 компьютер год выпуска
Дорогие читатели! Редакция сайта iXBT.com обращается к вам с просьбой отключить блокировку рекламы на нашем сайте.
Редакция сайта iXBT.com обращается к вам с просьбой отключить блокировку рекламы на нашем сайте.
Дело в том, что деньги, которые мы получаем от показа рекламных баннеров, позволяют нам писать статьи и новости, проводить тестирования, разрабатывать методики, закупать специализированное оборудование и поддерживать в рабочем состоянии серверы, чтобы форум и другие проекты работали быстро и без сбоев.
Мы никогда не размещали навязчивую рекламу и не просили вас кликать по баннерам. Вашей посильной помощью сайту может быть отсутствие блокировки рекламы.
Pentium
Pentium — первый суперскалярный процессор Intel. Суперскалярность — термин, означающий, что процессор имеет более одного вычислительного конвеера. У Pentium их два, что позволяет ему при одинаковых частотах быть вдвое производительней 486, выполняя сразу 2 инструкции за такт. Были выпущены следущие модели:
Март 1993 г., тактовая частота 60 MHz и 66 MHz, 3.1 млн транзисторов, 0.8 мкм технология, 112 млн операций в секунду.
Pentium P54C
75 MHz- март 1994 г., 3.2 млн транзисторов, 0.6 мкм технологический процесс, 126 млн операций в секунду.
90 MHz и 100 MHz, 150-166 млн операций в секунду, 0.6 мкм, содержат 3.2 млн транзисторов.
120 MHz — март 1995 г., 0.6 и 0.35 мкм, 3.2 млн транзисторов, 203 млн операций в секунду.
133 MHz — июнь 1995 г., 0.35 мкм, 3.3 млн транзисторов.
166 MHz — январь 1996 г., 0.35 мкм, 3.3 млн транзисторов.
200 MHz — июнь 1996 г., 0.35 мкм технология, 3.3 млн транзисторов.
Pentium P6(Pentium Pro)
P Pro создавался, как процессор для серверов и рабочих станций (подобно нынешним P2 Xeon и P3 Xeon), имеет объединенный в одном корпусе кэш второго уровня объемом 256Кб (в августе 1997 г. появилась версия с 1Мб кэша второго уровня). Анонсирован в ноябре 1995 г., тактовая частота 150 MHz, 166 MHz, 180 MHz, 200 MHz, 0.35 мкм (150 MHz изготовлен по 0.6 мкм технологии), 5.5 млн транзисторов.
Pentium P55(Pentium MMX)
Pentium MMX — версия Pentium с дополнительными возможностями. Технология MMX должна была добавить/расширить мультимедиа возможности компьютеров, но, IMHO, ощутимой пользы не принесла. Единственное приложение, где я увидел разницу, была игра «Tiger Shark» — несколько уменьшился размер пикселей, из которых состояла вода и добавился относительно качественный туман. P MMX объявлен в январе 1997 г., тактовая частота 166 MHz и 200 MHz, в июне того же года появилась 233 MHz версия. Технологический процесс 0.35 мкм, 4.5 млн транзисторов.
Процессоры Intel — история развития от А до Я
У меня на сайте есть рубрика, посвященная процессорам. Я расположил там обзоры и сравнения на некоторые процессоры, поговорил об их достоинствах и недостатках. Кому интересно, заходите в соответствующую рубрику.
Когда писал обзоры на процессоры, мне очень стало интересно с чего все начиналось. В связи с этим я решил написать об истории развития процессоров компании Intel.
На заметку! В сегодняшней статье я не буду писать подробно о каждом процессоре, а лишь упомяну самое интересное.
1. Intel 4004
Это самый первый процессор компании Intel. Он был сделан 15 ноября 1971 года. Процессор имел тактовую частоту 108 кГц и был 4-х разрядным. Процессор Intel 4004 предназначался для простого калькулятора Busicom.
2. Intel 4040
Был сделан в 1972 году и от своего предшественника отличается только — битной разрядностью.
3. Intel 8008
Процессор был сделан 1 апреля 1972 года и имел 2300 транзисторов. Разрядность осталась та же, 8-битная, а вот частота увеличилась до 200 кГц. На основе этого процессора Дон Ланкастер создал первый прототип персонального компьютера. А пока процессор использовался в продвинутых калькуляторах.
4. Intel 8080
Усовершенствованная версия процессора Intel 8008 который был в 10 раз производительнее. Выпущен был в 1974 году.
5. Intel 8085
Это был самый последний «первобытный» процессор который был выпущен в 1976 году.
6. Intel 8086
Это первый процессор который имеет 16 — битный микропроцессор с частотой до 10 МГц. С этого процессора начали выпускать первые IBM PC. Всеми нам известная архитектура х86 берет свое начало от этого процессора.
7. Intel 8088
От предыдущего процессора отличается только шиной данных и разрядностью (она 8 — битная). Процессор был более производителен, но не нашел широкого применения. Был сделан в 1979 году.
8. Intel 80186
Процессор был сделан в 1982 году и он должен был стать усовершенствованной версией процессора Intel 8086. Но. к сожалению, процессор сильно «глючил»м и его очень быстро забыли.
9. Intel 80188
В этом процессоре производители решили избавиться от вышеупомянутых недостатков, но процессор все же был быстро забыт.
10. Intel 80286
Процессор был выпушен в 1982 году, был в 3,6 раза быстрее процессора Intel 8086. Хотя он как и последний работал на той же частоте и имел 16 — битный микропроцессор. Это первый процессор с архитектурой х86 и который был способен работать с памятью до 16 Мбайт.
11. Intel 386 DX
Процессор был сделан 1985 году. Он был первым процессором с архитектурой х86 у которого была 32 — битная архитектура. На этом процессоре может работать windows 95.
12. Intel 386 SX
Процессор появился в 1988 году. Шина данных была 16 — разрядной, а адресная шина 24 — разрядной.
13. Intel 486 DX
Я думаю, этот процессор знаком многим, т. к. многие знакомились с ПК именно на базе этого процессора. Он был сделан 1989 году и имел встроенный кэш 2 уровня и FPU.
14. Intel 386 SL
Процессор появился 1990 году, это мобильная версия 386 процессора. Тактовая частота составляла 25 МГц.
15. Intel 486 SX
Процессор 1991 года, версия Low-End процессора Intel 486 DX без FPU с кодовым именем P23.
16. Intel 486 SL
Процессор был представлен в 1992 году и имел расширенные возможности. К расширенным возможностям DRAM — контроллер, контроллер шины ISA и контроллер локальной шины.
17. Intel 486 DX2 (процессор 1992 года)
32-разрядный процессор под кодовым названием P24. Этот процессор имеет 1,25 млн. транзисторов.
18. Intel 486 SX2 (1992 год)
От своего предшественника отличается частотой 50 МГц и названием P23.
19. Intel Pentium (P5) (1993 год)
Это очень знаменитый процессор, о котором, я думаю, слышал каждый (его еще называли «пенек»). Он имеет двухконвеерную структуру и выпускался под Socket 4.
20. Intel Pentium (P54C) (1993 год)
Чтобы увеличить тактовую частоту, пришлось перейти на более тонкий технологический процесс (0,5 мкм).
21. Intel 486 DX4 (1994 год)
Это один из последних процессоров, у которого кэш 16 Кб 2 уровня и 1,6 мнл. транзисторов.
22. Intel Pentium Pro (1995 год)
Это процессор шестого поколения у которого кэш-память работала на частоте ядра процессора. Процессоры на тот момент были очень дорогими и в основном использовались в серверах.
23. Intel Pentium MMX (P55C) (1997 год)
24. Intel Pentium MMX (Tillamook) (1997 год)
Вариант процессора для ноутбуков. Из-за этого у процессора было пониженное напряжение ядра и мощность.
25. Intel Pentium II (Klamath) (1997 год)
Этот процессор вобрал в себя все самое лучшее от процессоров Intel Pentium Pro и Intel Pentium MMX.
26. Intel Pentium II (Deschutes) (1998 год)
От предыдущего процессора этот отличается более тонким технологическим процессором в 0,2 мкм и более высокой частотой.
27. Intel Pentium II (OverDrive) (1998 год)
Это так называемый апгрейд процессора Intel Pentium II Pro.
28. Intel Pentium II (Tonga) (1998 год)
Процессор был сделан на основе Deschutes и предназначался для ноутбуков.
29. Intel Celeron (Covington) (1998 год)
Это первый процессор линейки Celeron, который был сделан из ядра Deschutes. Чтобы процессор не был дорогим, производителю пришлось убрать кэш-память 2 уровня и защитный картридж. Благодаря такой модернизации процессор потерял свою производительность, но зато увеличил свой разгонный потенциал.
30. Intel Pentium II Xeon (1998 год)
Процессор также сделан из ядра Deschutes, серверный вариант.
31.Intel Celeron (Mendocino) (1998 год)
Это следующее развитие процессора семейства Celeron, у которого объем кэш-памяти равен 128 Кб и работает на частоте ядра.
32.Intel Celeron (Mendocino) (1999 год)
От предыдущего процессора отличается тем, что форм-факором Slot 1 был изменен на дешевый Socket 370. Тактовая частота равна 533 МГц.
33. Intel Pentium II PE (Dixon) (1999 год) Процессор предназначался для портативных компьютеров.
34. Intel Pentium III (Katmai) (1999 год)
Этот процессор пришел на замену Intel Pentium II. К нему добавлен блок SSE и расширенный набор команд MMX.
35. Intel Pentium III Xeon (Tanner) (1999 год)
Усовершенствованная версия процессора Intel Pentium III.
36. Intel Pentium III (Coppermine) (1999 год)
Этот процессор имел тактовую частоту процессора до 1,2 ГГц и 0,18 мкм. Данный процессор хотели усовершенствовать до частоты 1113 МГц, но с такой частотой процессор работал нестабильно.
37. Intel Celeron (Coppermine) (1999 год)
После неудавшейся модернизации предыдущего процессора получился данный вариант. У него новый набор инструкций SSE, а при работе на частоте 800МГц процессор начинает работать по 100 МГц шине.
38. Intel Pentium III Xeon (Cascades) (1999 год)
Процессор быстро был забыт, потому что при работе на частоте 900 МГц он начинал сильно перегреваться.
39. Intel Pentium 4 (2000 год)
Очередной прорыв компании Intel. Этот процессор имеет hyperpipelining из 20 ступеней. Тут уже частота была увеличена до 2 ГГц и 400 МГц шина имела пропускную способность в 3,2 Гб/с. Технология производства процессора 0,18 мкм.
40. Intel Xeon (Foster) (2000 год)
Как и вся линейка Xeon этот процессор был серверным.
41. Intel Pentium III-S (Tualatin) (2001 год)
Чтобы увеличить тактовую частоту, пришлось сделать процессор по 0,13 мкм технологии. А вот кэш 2 уровня вернули первоначальному объему 512 кб.
42. Intel Pentium III-M (Tualatin) (2001 год)
Мобильная версия процессора с тактовой частотой от 700 МГц до 1,26 ГГц.
43. Intel Pentium 4 (Willamette, Socket 478) (2001 год)
Этот процессор был сделан для Socket 478, потому что компания Intel собиралась их поддерживать.
44. Intel Celeron (Tualatin) (2001 год)
Новый процессор семейства Celeron, который имеет кэш 2 уровня 256 Кб, работающий по 100 МГц шине. Этот процессор значительно превосходит первые процессоры Intel Pentium III.
45. Intel Pentium 4 (Northwood) (2001 год)
Было увеличен кэш 2 уровня до 512 Кб, а тактовая частота стала достигать 3,06 ГГц. И это все благодаря ядру Northwood.
46. Intel Xeon (Prestonia) (2001 год)
Процессор отличался от своего предшественника только ядром Prestonia и кэшем 2 уровня в 512 Кб.
47. Intel Celeron (Willamette-128) (2002 год)
Процессор сделан на ядре Willamette, по 0,18 мкм процессу.
48. Intel Celeron (Northwood-128) (2002 год)
Главное отличие от процессора Willamette-128 состоит в том, что он выполнен по 0,13 мкм технологии.
49. Intel Core 2 Duo (2006 год)
50. Intel Core i (2009 год)
Этот тип процессора используется до сегодняшнего дня. Только они разделились на i3, i5, i7.
Подведение итогов
Как видите, у компании богатая история и в одной статье сложно охватить каждого из представителей семейства Intel. Поэтому, если Вас заинтересовал какой-либо процессор, пишите мне в комментариях и в ближайшее время я напишу более подробный обзор.
