Utviklingen av Intel x86-prosessorene på 80-tallet: 286, 386 og 486

I dag ønsker vi å gjennomgå en av de mest produktive periodene i historien gjennom utviklingen av Intel x86-prosessorene på åttitallet. En tid for endring for personlige datamaskiner.

Prosessoren er en av de mest interessante komponentene på PCen på grunn av dens betydning, historie og utvikling. Av det hele er få selskaper mer involvert i alle de nevnte punktene enn den blå giganten av halvledere; Intel har vært en konstant hovedperson gjennom hele dette stykket.

Innholdsindeks

Syv år med kontinuerlig evolusjon

Tiden som vi ønsker å dekke i denne teksten er fra 1982 til slutten av åttitallet; I løpet av den tiden opplevde prosessorer basert på x86-arkitekturen en av de raskeste og mest bemerkelsesverdige utviklingen i historien til moderne databehandling, og la noen av grunnlagene for hvordan vi forstår hjemmeelektronikk i dag.

Bilde: Flickr; Pauli Rautakorpi

Vi vil snakke om Intel 80286 og implementeringen av den i IBM PC / AT, Intel 80386 og økningen av PC-klonene gjennom Compaq, samt lansering og utvikling av Intel 80486 og basene til det som senere skulle bli Pentium. En generell omvisning i databehandlingshistorien.

Intel 80286 (1982)

Bilde: Flickr; Henry Mühlpfordt

Intel 80286 (også kjent som iAPX 286, eller i286) er den direkte etterfølgeren til Intel 80186 og 80188-prosessorene, alle tilhørende x86-familien av prosessorer, og var den valgte CPU for hjemme-PCer produsert av IBM fra lanseringen til langt ut på åttitallet og fortsatte forholdet mellom Intel og IBM.

Noen av x86-spesifikasjonene

I286 var et stort sprang i spesifikasjonen fra forrige iterasjon av x86-prosessorer. P2-arkitekturen brukte en 16-bits databuss (derav kategoriseringen av prosessoren) og en adressebuss var 24-bits, en tydelig utvikling fra den opprinnelige 80086. Mens frekvensene deres varierte fra 4 MHz til 25 MHz i de siste revisjonene.

P2-arkitektur. Bilde: Wikimedia commons

Høydepunkter inkluderer forbedringer i utførelse av instruksjoner per klokke syklus og inkludering av nye instruksjonssett som dramatisk reduserer tiden som trengs for å utføre noen oppgaver; noen av dem trengte mindre enn to ganger klokkesyklusene for å fullføre.

Første trinn i multitasking i den første x86

I286 var preget av bruk av to driftsformer, beregnet på bruk av multitasking-applikasjoner, vi snakker om beskyttet modus og ekte modus.

Den virkelige modusen (ekte adressemodus) var den som trådte i kraft som standard i prosessoren. Opprettholder bakoverkompatibilitet med tidligere x86-familieprosessorer og har direkte programvaretilgang til system-BIOS. Takket være denne bakoverkompatibiliteten, kunne i286-prosessorer bruke all programvaren som var utviklet for forgjengerne, noe som gjorde dem til en veldig allsidig prosessor. Vi fremhever at det var slik MS-DOS- operativsystemet og de første versjonene av Microsoft Windows fungerte.

Beskyttet modus ga derimot prosessoren muligheten til å multitaske, takket være muligheten til å raskt bytte to forskjellige prosesser. Navnet stammer fra den begrensede tilgangen til instruksjonene til utstyret fra programmene (figuren til veilederen vises) for å unngå konflikter når de brukes sammen; dessverre fjernet dette kompatibiliteten for mye av programvaren, inkludert den som heter MS-DOS.

En debut av IBM

I286 ble utgitt på IBMs tredje generasjon av personlige datamaskiner, PC / AT. Den enorme suksessen med New York-selskapets system førte til at salg av mikroprosessor og etablering av AT-modellen som standard innen hjemme-databehandling oppmuntret til å lage programvare kompatibel med Intels arkitektur.

IBM PC / AT-datamaskin. Bilde: wikimedia commons; MBlair Martin.

Som vanlig den gangen var ikke Intel den eneste produsenten. Selskaper som IBM selv, eller den nåværende AMD produserte lignende og kompatible modeller, i noen tilfeller (som for eksempel Harris Corporation , eller AMD selv), som langt oversteg hastigheten til den opprinnelige modellen utviklet av Intel.

VI ANBEFALER DEG Intel avbryter første generasjons Thunderbolt 3-kontrollere

Intel 80386 (1985)

Bilde: Flickr; ytelsespensjonsord

Etter lanseringen av Intel 80286 ville komme sin gjennomgang, Intel 80386 (eller i386). Denne prosessoren hadde som mål å forbedre funksjonene som ble presentert i i286, og tilføyde nye driftsmoduser og mange nye funksjoner i x86-arkitekturen. Slik var fremskrittet som skulle legge grunnlaget for senere prosessorer, i det minste til utseendet til P6-brikkene.

"Klonene" til Intel og IBM

Den originale i286 var en prosessor designet for å bli produsert enkelt og effektivt; Rett etter den opprinnelige lanseringen, og på grunn av suksessen, begynte resten av produsentene å produsere og selge sine egne versjoner av modellen. Noen av dem med betydelige forbedringer i forhold til originalen, spesielt i frekvensene som er nådd.

I386 var ved lanseringen en dyr prosessor i produksjon og implementering; kanskje det var grunnen til at IBM ikke begynte å bruke den før i 1987, et sted som Compaq- selskapet (kjent for sine rimelige IBM-kompatible PC-er) benyttet seg av for å lansere Compaq Portable 386 / III til markedet og ta ledelsen på tilbudet. IBM PC. Klonens gullalder basert på det nordamerikanske selskapets datamaskiner ville begynne.

Compaq PC var et av de første selskapene som gjorde PC-er kompatible med IBM PC. Image Wikimedia Commons; Titian Garuti

Intel gikk heller ikke ustraffet av andre selskaper; Det var grunnen til at i386 ikke hadde lisenser til produksjon utenfor Mountain View-selskapets fabrikker. Imidlertid fortsatte selskaper som AMD og Texas Instruments å utvikle raskere og rimeligere i286-baserte prosessorer; For å bekjempe dem utviklet Intel i386SX, en billig versjon av den originale i386 med noen likheter med i286 og enklere og billigere å produsere. Strategien skulle tre i kraft til begynnelsen av 1990-tallet, da versjoner av den originale i386 begynte å vises fra AMD med Am386 og Cyrix med sin Cx486.

De kraftige P3-prosessorene

Selv om det ikke ville være et så betydelig hopp med tanke på hastighet som i286, var i386 et betydelig fremskritt for x86-prosessorene. Frekvensen økte dramatisk, til 12 MHz i de første modellene, og nådde 40 MHz i senere. Databussen ble også doblet til 32-bits, og adressebussen ble også økt til 32-biter, i tillegg til at viktige endringer ble gjort i utførelsen av instruksjoner, og IA-32 instruksjonssett dukket opp.

P3-arkitektur. Bilde: wikimedia commons

På grunn av IA-32 var kompatibiliteten med i286-programvaren begrenset, men implementeringen av den vil legge grunnlaget for x86-arkitekturen de neste 20 årene, og ville påvirke x86-64 instruksjonssett (Intel 64 for Intel) som vi bruker i nåværende husholdningsutstyr.

På den annen side jobbet i386SX-prosessorene med en 16-bits databuss og en 24-biters adressebuss, noe som gjorde den tregere, som forgjengeren, selv om den opprettholdt den interne utformingen av brikken, noe som gjorde teller med andre større forbedringer.

Nye moduser, samme problemer på x86

Et annet høydepunkt i i386 var implementeringen, igjen, av forskjellige funksjonelle modus. Ekte modus og beskyttet modus dukket opp av kompatibilitetshensyn, men en egen beskyttet modus opptrådte med viktige nye funksjoner, for eksempel fjerning av segmenter eller virtualisering av flere økter.

Dessverre fortsatte den dårlige gjennomføringen å være viktigste bidraget til denne utviklingen; Det fortsatte å være en viktig begrenser for egenskapene til disse prosessorene frem til fremveksten av mer avanserte operativsystemer.

VI ANBEFALER DEG Corsair One PRO gjennomgang på spansk (full analyse)

Intel 80486 (1989)

Etter den ubestridelige suksessen med i386, utviklet Intel den neste generasjonen x86-prosessorer med målet å forbedre hva den hadde oppnådd med i386. Slik er P4-prosessorene, kjent over hele verden som Intel 80486, eller i486.

387-prosessoren og i486SX

I486-prosessorene ligner veldig på den forrige generasjonen internt, bortsett fra integrasjonen av 387-prosessor; Denne brikken inkluderer en flytende punktsenhet og enhetlig cache i kretsen, og fra den ville monolittiske chipprosessorer bli stadig mer vanlige. Ellers var det fremdeles en 32-bits prosessor på databussen og adressebussen, og resten av forbedringene dreide seg mer om å optimalisere instruksjonssettet, eller øke frekvensene, enn andre faktorer.

P4-arkitektur. Bilde: wikimedia commons

Imidlertid var det en variant av i486, i486SX, som dispenserte fra denne coprocessoren for å kutte kostnader. I486SX hadde ikke en annen bussstørrelse enn originalen (i det minste av Intel), så det var en veldig populær brikke for lavere pris.

Besettelsen med høye frekvenser

Det i486 brakte var begynnelsen av MHz-feberen i prosessorer. Intel introduserte, takket være inkluderingen av det integrerte hurtigminnet, dupliseringen av de interne frekvensene på klokken, og navnet var Intel OverDrive. Gjennom dem kunne i486-prosessorer betjene to ganger (og senere tredoblet) frekvensene sine for fullføring av instruksjoner, og dra nytte av lengre frekvenser.

Den første prosessoren med disse egenskapene var i486DX2, som doblet klokkehastigheten fra 25 MHz til 50 MHz. Den siste iterasjonen av denne typen var den i486DX4, og tredoblet frekvensene til 100 MHz, selv om den kraftigste Den kom fra AMD med Am5x86-P75 + som nådde 150 MHz.

Støttede prosessorer kommer inn på nytt og utvider på x86

Likhetene mellom arkitekturen til i486 og i386-prosessorene gjorde ting enkelt for produsenter av i486-kompatible prosessorer. Etter at lisensene forsvant med lanseringen av i386, begynte publikum populært å omtale dem som "kloner", selv om dette uttrykket bare gjaldt de identiske (internt) med originalene.

Prosessorer hentet fra andre merker av Intel 80486. Bilde: MCbx Computer Collection

En av de mest produktive produsentene av prosessorer av denne typen fra AMD, til og med å gå så langt (som vi allerede har nevnt) for å lansere kraftigere modeller enn Intel-variantene, selv om den største eiendelen i markedet fremdeles var den rimeligste prisen. Det var også Cyrix- linjen, resultatet av omvendt prosjektering av Intel-prosessorer; prosessorene deres utførte ikke akkurat det samme, så de stolte på rimelige priser.

Andre navn av interesse kan være IBM eller Texas Instruments, selv om deres tilstedeværelse var mindre sterk enn i tidligere stadier av prosessorene x86.

Et siste ord om x86-prosessorer

Familien prosessorer x86 opplevde noen av de mest bemerkelsesverdige endringene i deres historie i løpet av denne tiden. Ikke overraskende ble grunnlaget lagt for mange av elementene som ville følge oss år etter at de kom fram i disse generasjonene.

Vi anbefaler å lese guiden vår på de beste hovedkortene

Uten tvil er det en av de vakreste periodene med moderne databehandling, og de første stadiene av hjemme-databehandling slik vi kjenner den i dag. Hvis du vil vite mer om denne komponenten, inviterer vi deg til å lese artikkelen vår om generasjonsspranget fra Intel Pentium 4 til Intel Core.