ประวัติโดยละเอียดของโปรเซสเซอร์

โปรเซสเซอร์อาจเป็นฮาร์ดแวร์ชิ้นเดียวที่น่าสนใจที่สุดในคอมพิวเตอร์ของคุณ พวกเขามีประวัติศาสตร์อันยาวนานและเรียบร้อยย้อนหลังไปถึงปี 1971 ด้วยโปรเซสเซอร์ไมโครโปรเซสเซอร์รุ่นแรกของ Intel 4004 ดังที่คุณสามารถจินตนาการได้และไม่ต้องสงสัยเลยว่าคุณได้เห็นตัวเองตั้งแต่นั้นมาเทคโนโลยีได้รับการพัฒนาอย่างก้าวกระโดด

เราจะแสดงประวัติของโปรเซสเซอร์โดยเริ่มจาก Intel 8086 ซึ่งเป็นโปรเซสเซอร์ที่ IBM เลือกสำหรับพีซีเครื่องแรกและมีประวัติที่เรียบร้อยตั้งแต่นั้นมา

หมายเหตุบรรณาธิการ: บทความนี้เผยแพร่ครั้งแรกในปี 2544 แต่ ณ เดือนธันวาคม 2559 เราได้อัปเดตเพื่อรวมความก้าวหน้าใหม่ในฟิลด์ตั้งแต่นั้นมา

Intel 8086

ซีพียูได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงมากมายในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานับตั้งแต่ที่อินเทลออกมาด้วยตัวแรก IBM เลือกโปรเซสเซอร์ 8088 ของ Intel สำหรับสมองของพีซีเครื่องแรก ตัวเลือกนี้โดย IBM คือสิ่งที่ทำให้ Intel เป็นผู้นำในตลาดซีพียู Intel ยังคงเป็นผู้นำในการพัฒนาไมโครโปรเซสเซอร์ ในขณะที่คู่แข่งรายใหม่ได้พัฒนาเทคโนโลยีของตัวเองสำหรับโปรเซสเซอร์ของตัวเอง Intel ยังคงเป็นมากกว่าแหล่งที่มาของเทคโนโลยีใหม่ในตลาดนี้ด้วย AMD ที่กำลังเติบโตอย่างไม่หยุดยั้ง

โปรเซสเซอร์สี่ชั่วอายุคนแรกของ Intel ใช้ชื่อ“ 8” เป็นชื่อซีรีย์ซึ่งเป็นเหตุผลที่ประเภททางเทคนิคอ้างถึงตระกูลของชิปเช่น 8088, 8086 และ 80186 ซึ่งจะขึ้นอยู่กับ 80486 หรือเพียงแค่ 486. ชิปต่อไปนี้ถือเป็นไดโนเสาร์ของโลกคอมพิวเตอร์ พีซีที่ใช้โปรเซสเซอร์เหล่านี้เป็นชนิดที่มักจะนั่งอยู่ในโรงรถหรือเก็บฝุ่น พวกเขาไม่ได้ใช้งานอีกต่อไป แต่พวกเราไม่ชอบที่จะทิ้งพวกเขาเพราะพวกเขายังทำงานอยู่ คุณรู้ว่าคุณเป็นใคร.

• Intel 8086 (1978)
  ชิปนี้ถูกข้ามไปสำหรับพีซีเครื่องเดิม แต่ถูกใช้ในคอมพิวเตอร์บางเครื่องที่ไม่ได้มีจำนวนมากนัก มันเป็นโปรเซสเซอร์ 16 บิตที่แท้จริงและพูดคุยกับการ์ดผ่านการเชื่อมต่อข้อมูลสาย 16 ชิปนั้นมีทรานซิสเตอร์ 29, 000 ตัวและที่อยู่ 20 บรรทัดที่ให้ความสามารถในการพูดคุยกับ RAM สูงสุด 1 MB สิ่งที่น่าสนใจคือนักออกแบบในยุคนั้นไม่เคยสงสัยเลยว่า ใคร จะต้องการ RAM มากกว่า 1 MB ชิปมีให้ใช้งานในรุ่น 5, 6, 8 และ 10 MHz
• Intel 8088 (1979)
  8088 นั้นมีจุดประสงค์เพื่อการใช้งานจริงเหมือนกับรุ่น 8086 ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือมันจัดการกับบรรทัดที่อยู่ของมันแตกต่างจาก 8086 ชิปนี้เป็นชิปที่ถูกเลือกสำหรับพีซี IBM เครื่องแรกและเช่นเดียวกับ 8086 สามารถทำงานกับชิปตัวประมวลผลร่วมทางคณิตศาสตร์ 8087 ได้
• NEC V20 และ V30 (1981)
  โคลนของ 8088 และ 8086 พวกเขาควรจะเร็วกว่า Intel ประมาณ 30%
• Intel 80186 (1980)
  186 เป็นชิปยอดนิยม หลายรุ่นได้รับการพัฒนาในประวัติศาสตร์ ผู้ซื้อสามารถเลือกจาก CHMOS หรือ HMOS รุ่น 8 บิตหรือ 16 บิตขึ้นอยู่กับสิ่งที่พวกเขาต้องการ ชิป CHMOS สามารถทำงานได้สองเท่าของความเร็วสัญญาณนาฬิกาและที่หนึ่งในสี่พลังของชิป HMOS ในปี 1990 Intel ออกมาพร้อมกับตระกูล 186 ขั้นสูง พวกเขาทั้งหมดแชร์การออกแบบหลักทั่วไป พวกเขามีการออกแบบแกน 1 ไมครอนและวิ่งประมาณ 25MHz ที่ 3 โวลต์ 80186 มีการรวมระดับสูงโดยมีตัวควบคุมระบบตัวควบคุมขัดจังหวะตัวควบคุม DMA และวงจรจับเวลาบนซีพียู อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ 186 ไม่เคยพบตัวเองในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล
• Intel 80286 (1982)
  ตัวประมวลผลทรานซิสเตอร์ 16 บิต, 134, 000 ตัวสามารถจัดการกับ RAM สูงสุด 16 MB นอกเหนือจากการรองรับหน่วยความจำกายภาพที่เพิ่มขึ้นแล้วชิปนี้สามารถทำงานกับหน่วยความจำเสมือนได้จึงช่วยให้สามารถขยายได้มาก 286 เป็นโปรเซสเซอร์“ ของแท้” เครื่องแรก มันแนะนำแนวคิดของ โหมดป้องกัน นี่คือความสามารถในการทำงานหลายอย่างโดยให้โปรแกรมต่าง ๆ ทำงานแยกกัน แต่ในเวลาเดียวกัน ความสามารถนี้ไม่ได้ใช้ประโยชน์จาก DOS แต่ระบบปฏิบัติการในอนาคตเช่น Windows สามารถเล่นกับคุณสมบัติใหม่นี้ได้ ข้อเสียของความสามารถนี้คือแม้ว่าในขณะที่มันสามารถเปลี่ยนจากโหมดจริงเป็นโหมดที่ได้รับการป้องกัน (โหมดจริงมีจุดประสงค์เพื่อให้เข้ากันได้กับ 8088's) แต่ก็ไม่สามารถสลับกลับไปเป็นโหมดจริงได้ IBM ใช้ชิปนี้ใน PC / AT ของ Advanced Technology และใช้กับ IBM-compatibles จำนวนมาก มันวิ่งที่ 8, 10 และ 12.5 MHz แต่ชิพรุ่นต่อมาวิ่งสูงถึง 20 MHz ในขณะที่ชิปเหล่านี้ถือเป็นทับกระดาษวันนี้พวกเขาค่อนข้างปฏิวัติในช่วงเวลา
• Intel 386 (1985 - 1990)
  386 แสดงถึงการเพิ่มขึ้นอย่างมากของเทคโนโลยีจาก Intel 386 เป็นตัวประมวลผลแบบ 32 บิตซึ่งหมายความว่าการรับส่งข้อมูลเป็นสองเท่าของ 286 โดยมีทรานซิสเตอร์ 275, 000 ตัวตัวประมวลผล 80386DX มีรุ่น 16, 20, 25 และ 33 MHz แอดเดรสบัส 32 บิตอนุญาตให้ชิปทำงานกับ RAM 4 GB เต็มรูปแบบและหน่วยความจำเสมือน 64 TB ที่น่าทึ่ง นอกจากนี้ 386 เป็นชิปตัวแรกที่ใช้ไพพ์ไลน์คำสั่งซึ่งช่วยให้โปรเซสเซอร์เริ่มทำงานกับคำสั่งต่อไปก่อนที่จะเสร็จสมบูรณ์ ในขณะที่ชิปสามารถทำงานได้ทั้งในโหมดจริงและโหมดป้องกัน (เช่น 286) แต่ก็สามารถทำงานในโหมดเสมือนจริงได้ซึ่งอนุญาตให้เรียกใช้โหมดการทำงานซ้ำหลายครั้งในแต่ละครั้ง อย่างไรก็ตามระบบปฏิบัติการแบบมัลติทาสกิ้งเช่น Windows จำเป็นต้องทำเช่นนี้ ในปี 1988 Intel เปิดตัว 386SX ซึ่งโดยทั่วไปแล้วเป็นรุ่นที่มีไขมันต่ำของ 386 โดยใช้บัสข้อมูล 16 บิตแทนที่จะเป็น 32 บิตและช้าลง แต่มันใช้พลังงานน้อยกว่าและเปิดใช้งาน Intel เพื่อโปรโมตชิปไปยังเดสก์ท็อปและแม้กระทั่งพอร์ตพกพา ในปี 1990 Intel เปิดตัว 80386SL ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นรุ่นทรานซิสเตอร์ 855, 00 ตัวของโปรเซสเซอร์ 386SX พร้อมความเข้ากันได้กับ ISA และวงจรการจัดการพลังงาน
  ชิป 386 ถูกออกแบบมาให้ใช้งานง่าย ชิปทั้งหมดในตระกูลนั้นใช้งานร่วมกันได้แบบ pin-for-pin และเป็นแบบไบนารี่ที่เข้ากันได้กับชิป 186 รุ่นก่อนหน้าซึ่งหมายความว่าผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องมีซอฟต์แวร์ใหม่เพื่อใช้งาน นอกจากนี้ 386 ยังนำเสนอคุณสมบัติที่เป็นมิตรกับพลังงานเช่นความต้องการแรงดันไฟฟ้าต่ำและโหมดการจัดการระบบ (SMM) ซึ่งสามารถปิดระบบส่วนประกอบต่าง ๆ เพื่อประหยัดพลังงาน โดยรวมแล้วชิปตัวนี้เป็นก้าวสำคัญของการพัฒนาชิป มันตั้งมาตรฐานที่ชิปในอนาคตจะตามมา มันเสนอการออกแบบที่เรียบง่ายซึ่งนักพัฒนาสามารถออกแบบได้อย่างง่ายดาย

Intel 486 (1989 - 1994)

80486DX เปิดตัวในปี 1989 เป็นโปรเซสเซอร์ 32 บิตที่มีทรานซิสเตอร์ 1.2 ล้านตัว มันมีความจุหน่วยความจำเท่ากันกับ 386 (ทั้งคู่เป็น 32 บิต) แต่ให้ความเร็วสองเท่าที่ 26.9 ล้านคำสั่งต่อวินาที (MIPS) ที่ 33 MHz มีการปรับปรุงบางอย่างที่นี่แม้ว่าจะเร็วกว่า 486 เป็นคนแรกที่มีหน่วยจุดลอยตัวแบบบูรณาการ (FPU) เพื่อแทนที่ตัวประมวลผลร่วมทางคณิตศาสตร์ที่แยกกันตามปกติ (ไม่ใช่รสชาติทั้งหมดของ 486 ที่มีสิ่งนี้แม้ว่า) นอกจากนี้ยังมีแคชแบบ on-die ขนาด 8 KB สิ่งนี้จะเพิ่มความเร็วโดยใช้ไพพ์ไลน์คำสั่งเพื่อทำนายคำสั่งถัดไปแล้วเก็บไว้ในแคช จากนั้นเมื่อโปรเซสเซอร์ต้องการข้อมูลนั้นมันจะดึงออกมาจากแคชแทนที่จะใช้โอเวอร์เฮดที่จำเป็นในการเข้าถึงหน่วยความจำภายนอก นอกจากนี้ 486 ยังมาในรุ่น 5 โวลต์และ 3 โวลต์ทำให้มีความยืดหยุ่นสำหรับเดสก์ท็อปและแล็ปท็อป

ชิป 486 เป็นโปรเซสเซอร์ตัวแรกจาก Intel ที่ได้รับการออกแบบให้อัพเกรดได้ โปรเซสเซอร์ก่อนหน้านี้ไม่ได้ถูกออกแบบด้วยวิธีนี้ดังนั้นเมื่อโปรเซสเซอร์ล้าสมัยแล้วจำเป็นต้องเปลี่ยนเมนบอร์ดทั้งหมด ด้วย 486 ซ็อกเก็ตซีพียูเดียวกันสามารถรองรับรสชาติที่แตกต่างหลากหลายของ 486 ข้อเสนอเริ่มต้น 486 ได้รับการออกแบบเพื่อให้สามารถอัพเกรดได้โดยใช้เทคโนโลยี "OverDrive" ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถแทรกชิปด้วยนาฬิกาภายในที่เร็วขึ้นในระบบที่มีอยู่ ระบบทั้งหมด 486 ระบบไม่สามารถใช้ OverDrive ได้เนื่องจากต้องใช้เมนบอร์ดบางชนิดเพื่อรองรับ

สมาชิกคนแรกของ 486 ตระกูลคือ i486DX แต่ในปี 1991 พวกเขาปล่อย 486SX และ 486DX / 50 ชิปทั้งสองนั้นเหมือนกันยกเว้นว่ารุ่น 486SX ปิดใช้งานตัวประมวลผลร่วมทางคณิตศาสตร์ (ใช่มันอยู่ที่นั่นเพิ่งจะปิด) แน่นอนว่า 486SX นั้นช้ากว่าลูกพี่ลูกน้อง DX แต่ผลลัพธ์ที่ได้ก็คือต้นทุนและพลังงานที่ลดลงทำให้ยอดขายและการเคลื่อนไหวเร็วขึ้นในตลาดแล็ปท็อป 486DX / 50 เป็นเพียงรุ่น 50MHz ดั้งเดิม 486 DX ไม่สามารถรองรับ OverDrives ในอนาคตในขณะที่โปรเซสเซอร์ SX สามารถ

ในปี 1992 Intel ได้เปิดตัวคลื่นต่อไปของการใช้งานเทคโนโลยี OverDrive 486 รุ่นแรกคือ i486DX2 / 50 และ i486DX2 / 66 “ 2” ในชื่อระบุว่าความเร็วสัญญาณนาฬิกาปกติของโปรเซสเซอร์กำลังเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าอย่างมีประสิทธิภาพเมื่อใช้ OverDrive ดังนั้น 486DX2 / 50 จึงเป็นชิป 25MHz ที่เพิ่มเป็นสองเท่าเป็น 50MHz ความเร็วฐานที่ช้ากว่าทำให้ชิปทำงานได้กับการออกแบบมาเธอร์บอร์ดที่มีอยู่เดิม แต่อนุญาตให้ชิปทำงานภายในด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นซึ่งจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพ

นอกจากนี้ในปี 1992 Intel ยังใช้ 486SL อีกด้วย มันเหมือนกับโปรเซสเซอร์ 486 แบบวินเทจ แต่มีทรานซิสเตอร์ 1.4 ล้านตัว อวัยวะภายในพิเศษถูกใช้โดยวงจรการจัดการพลังงานภายในของมันเพื่อปรับให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานมือถือ จากนั้น Intel ได้เปิดตัว 486 รสชาติโดยผสม SL กับ SX และ DX ที่ความเร็วนาฬิกาที่หลากหลาย ในปี 1994 พวกเขาได้ทำการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของตระกูล 486 ด้วยโปรเซสเซอร์ DX4 Overdrive ในขณะที่คุณอาจคิดว่าสิ่งเหล่านี้คือสัญญาณนาฬิกาสี่เท่าของนาฬิกาสี่เท่าพวกเขาเป็น 3 เท่า triplers ซึ่งอนุญาตให้ตัวประมวลผล 33 MHz ทำงานภายในที่ 100 MHz

คลิกที่นี่: หน้าถัดไป