Содержание
- Эволюция процессоров. Часть 3: 32-битные процессоры во второй половине 1980-х годов
- Intel i386
- Intel i486
- История развития процессоров: из 70-х в 90-е
- почему нельзя установить 64 битную операционку, и когда выйдет прошивка Xeomi 9c nfc 64 бит 🙂
- Как запустить майнинг на старом процессоре, XP, x32 системах. USB майнер в замен видеокарты.
Сначала 70-х компания выпустила 1-ый 8-битный центральный микропроцессор Intel 8008. Он разрабатывался сразу с 4004 под заказ для Computer Terminal Corporation (в последствии Datapoint). Но компания отказалась от CPU (как и от сотрудничества с Intel) из-за того, что процесс сотворения микросхемы вышел за границы установленных сроков, а его свойства не соответствовали ожиданиям.
Эволюция процессоров. Часть 3: 32-битные процессоры во второй половине 1980-х годов
1-ая половина 1980-х годов прошла под знаком 16-битных микропроцессоров, а посреди производителей обособились две компании: Intel и Motorola. Скоро они сосредоточились на выпуске 32-разрядных решений, которым и посвящена эта часть цикла статей.
Прошлые части:
Intel i386
Спустя три года после выхода Intel 80286 свет увидел его последователь — кристалл с индексом 80386. «Триста восемьдесят шестой» стал первым 32-разрядным микропроцессором американской компании. Невзирая на то, что Intel 80386 всё ещё основывался на х86-архитектуре и сохранял оборотную сопоставимость с «интеловскими» микропроцессорами 8086 и 80286, он перетерпел огромное количество конфигураций. По неким оценкам, архитектура x86 не получала таких значимых конфигураций, как в случае с «камнем» 80386, еще долгие и длительные годы. Потому о их стоит поведать подробнее. Как мы уже произнесли, микропроцессор i386 сохранил оборотную сопоставимость со своими предшественниками 8086 и 80286.
Другими словами он умеет делать полностью все программки, написанные под прошлые микропроцессоры, при этом делает это эффективнее. Большей производительности удалось достигнуть за счет более больших тактовых частот, также наименьшего количества тактов синхронизации при выполнении программ. Так, к примеру, умножение 2-ух 16-разрядных чисел производилось за 9-22 тактов. Для сопоставления: микропроцессор 80286 делал эту операцию за 21 такт, а кристалл 8086 — за 118-133 такта.
Преимущество i386 было налицо! Не считая этого, свою роль сыграл увеличенный буфер предвыборки команд, объем которого составлял 16 б.
Микропроцессор Intel i386
Конечно, главным нововведением i386 было то, что процессор стал 32-разрядным. Вся архитектура x86 была расширена до 32 бит. Регистры стали 32-битными, и, само собой, процессор получил поддержку набора 32-разрядных инструкций. Что немаловажно, был значительно доработан защищенный режим работы, который впервые появился в 80286. Механизм работы защищенного режима остался прежним, но режим получил три важных нововведения: снятие ограничения на размер сегмента, страничный режим адресации (Page Addressing) и режим виртуального 8086 (Virtual 8086 Mode). В защищенном режиме i386 использовал такую же архитектуру с сегментами памяти, как и в предыдущих решениях Intel.
Однако, если раньше максимальный объем сегмента памяти составлял 64 Кбайт, что уже в протяжении долгого времени не устраивало программистов, то теперь он увеличился до 4 Гбайт. Это значительно облегчило разработку 32-разрядных приложений, которые могли выполняться без переключений между различными сегментами памяти. Также в i386 стало возможно быстрое переключение между реальным и защищенным режимами без имитирования перезагрузки процессора. Что касается режима виртуального 8086, то он не представляет собой ничего такого особенного.
Интересно, что при создании «триста восемьдесят шестого» была допущена довольно большая ошибка. Так, процессор некорректно выполнял операцию умножения 32-разрядных чисел. Однако на момент выпуска чипа еще не существовало 32-битных операционных систем и приложений, поэтому ошибку обнаружили лишь спустя 18 месяцев — в апреле 1987 года. Все выпущенные, но не проданные процессоры Intel перемаркировала с пометкой «только для 16-битных операций». Все таки выпущенные после обнаружения ошибки «камни» были маркированы двойным символом «сигма» (ΣΣ). Процессор i386 был выпущен в множестве различных версий, которые отличались производительностью, форм-факторами, энергопотреблением и другими характеристиками. i386 производился при помощи технологии CHMOS III, которая сочетала внутри себя быстродействие технологии HMOS и низкое энергопотребление технологии CMOS.
При всем этом использовался 1,5-мкм техпроцесс, а количество транзисторов составляло 275 тысяч штук.
Процессор i386DX (слева)
Источник изображения Первый i386 был представлен 13 октября 1985 года и имел тактовую частоту 16 МГц. Впоследствии данная модификация «камня» получила приставку DX — модель стала именоваться 386DX сразу после запуска более дешевого 386SX в июне 1988 года. Приставка DX расшифровывалась как Double-word eXternal, что подчеркивало поддержку процессором 32-битной внешней шины данных. Тактовая частота 386DX с возрастом увеличивалась. Так, в 1987 году частота была повышена до 20 МГц, в 1988 году — до 25 МГц. А в 1990 году в продажу поступила модификация с частотой 33 МГц.
При всем при всем этом энергопотребление процессора оставалось на довольно малом уровне — даже ниже, чем у «восемьдесят шестого». 386DX выпускался в нескольких корпусах: например, в PQFP-132 и в керамическом PGA-132.
Главным недостатком 386DX являлась его высокая стоимость. В Intel хотели увеличить количество продаж последнего поколения процессоров, и поэтому вскоре свет увидел «урезанный» кристалл 386SX. Чип был выпущен в 1988 году и в конечном итоге стал самым популярным в линейке i386. По своей архитектуре он был полным аналогом версии DX, кроме шин данных и адресов. Так, вместо 32-битной внешней шины данных использовалась 16-битная. Разрядность внешней адресной шины составляла 24 бит.
При всем этом сам процессор оставался полностью 32-разрядным. Урезание внешней шины данных привело к тому, что обмен информации с 386SX осуществлялся на вдвое меньшей скорости, чем в случае с 386DX. Это снизило производительность кристалла примерно на 25%.
Процессор i386SX
Первые 386SX имели частоту 16 МГц, которая затем повышалась до 20, 25 и 33 МГц соответственно. Версия SX предназначалась для настольных компьютеров начального уровня и портативных систем. На самом деле же процессор «прописался» в неограниченном количестве домашних и офисных систем. Кроме модификаций SX и DX, был представлен один из первых энергоэффективных процессоров 386SL, предназначенный сначала для лэптопов. «Камень» имел частоту 20 или 25 МГц и (в отличие от 386SX) содержал множество встроенных контроллеров: например, контроллер оперативки, контроллер шины и контроллер внешней кэш-памяти, объем которой варьировался от 16 до 64 Кбайт.
К тому же 386SL поддерживал различные «спящие» режимы, также режимы системного управления (System Management Mode).
Компьютер Compaq Deskpro 386
Источник изображения Первым компьютером, использующим процессор i386, стал Compaq Deskpro 386. На то время Compaq стала первой «сторонней» компанией в истории, которая внесла существенные изменения в платформу PC. До того момента новые компьютеры первой всегда выпускала IBM. Она могла оказаться первой и сейчас, но у IBM был долгосрочный контракт на использование 286-х процессоров, и в компании предпочли уделить 16-битной платформе еще некоторое время. Как показала история, этот шаг стал довольно большой ошибкой. Deskpro 386 отлично продавались, поэтому к моменту запуска первых компьютеров IBM на базе 386-го процессора компания уже утратила свои лидирующие позиции.
В конечном итоге Compaq сумела немного «перекроить» весь рынок десктопов. Так, возросла конкуренция, а влияние IBM было уже не столь существенным.
Энди Гроув — бывший CEO компании Intel
По-прежнему, вскоре на рынке появились клоны i386. Их производством занимались несколько компаний: AMD, Cyrix и IBM. Однако политика самой Intel в отношении клонов изменилась. CEO компании Энди Гроув принял решение не выдавать лицензии на производство модификаций i386 сторонним компаниям, однако впоследствии они все-таки появились. Первой клоны выпустила AMD в марте 1991 года. Процессоры были готовы задолго до этой даты, но в Intel были уверены, что лицензия на производство «дубликатов», предоставленная AMD, распространялась лишь на процессоры 80286 и поболее ранние, поэтому дело дошло до суда.
Судебные тяжбы продолжались довольно долгое время, но в конечном итоге AMD выиграла дело, и семейство процессоров AMD Am386 таки увидело свет. В линейку входили клоны как процессоров 386DX, так и 386SX. Топовая модель — Am386DX — получила тактовую частоту 40 МГц, другими словами на 7 МГц больше, чем у самой производительной модификации Intel! Производительность такого процессора находилась на уровне уже выпущенного к тому времени кристалла следующего поколения от Intel — i486. При всем этом стоимость решения AMD была намного ниже, чем моделей Intel.
Благодаря выгодному сочетанию цены и скорости процессор нашел применение в почти всех настольных системах.
Процессор AMD Am386DX
Что касается клона 386SX — модели Am386SX, — то она была не столько обычной копией, сколько переработанной версией «интеловского» кристалла. Так, чип производился по более тонкому 0,8-мкм техпроцессу и использовал статическое ядро, которое позволило добиться энергоэффективной работы процессора. В среднем Am386SX был на 35% экономичнее, нежели оригинальный 386SX. И даже экономичнее, чем специально разработанный для портативных устройств процессор 386SL. При всем этом тактовые частоты Am386SX были, обычно, выше, чем у 386SX (максимальная тактовая частота составляла 40 МГц). Кстати, несмотря на то, что Am386SX является клоном «интеловского» чипа, он считается первой самостоятельной разработкой AMD.
Ну и после запуска линейки Am386 AMD по праву стали считать одним из конкурентов Intel.
Процессор AMD Am386SX
Источник изображения Свое применение в лэптопах и недорогих настольных системах получили клоны i386, произведенные компанией Cyrix. Линейка «камней» состояла из двух моделей: 486SLC и 486DLC. Несмотря на индекс в названии, процессоры были копиями 386SX и 386DX соответственно. Все же нужно отметить, что решения Cyrix получили поддержку набора инструкций i486. Интересной архитектурной особенностью линейки стало наличие кэш-памяти первого уровня объемом 1-8 Кбайт.
Что касается тактовой частоты процессоров, то ее максимальный показатель составлял 40 МГц, как и в случае с AMD Am386. При всем этом энергопотребление Cx486 находилось на очень малом уровне. Процессоры не смогли составить достойной конкуренции линейке AMD. Со временем Intel снижала цены на свою продукцию, и i486 удалось окончательно вытеснить кристаллы Cyrix.
Процессор Cyrix 486DLC
Не осталась в стороне от производства клонов и компания IBM. В 1991 году она представила процессоры 386SLC и 386DLC, которые были клонами 386SX и 386DX, соответственно. Они использовались в настольных компьютерах IBM PS/2 и PS/ValuePoint, также в лэптопе IBM ThinkPad.
Лэптоп IBM ThinkPad
Источник изображения Помимо вышеперечисленных моделей, Intel выпустила процессоры для встраиваемых систем: 80376 и 386EX. Первый кристалл увидел свет в январе 1989 года. От 386SX он отличался отсутствием поддержки реального режима работы («камень» работал исключительно в защищенном режиме) и процесса замещения страниц в блоке управления памятью. Тактовая частота 376-го составляла 16/20 МГц.
Через 5 лет на замену 80376 пришел 386EX. Процессор поддерживал 26-битную адресацию памяти, имел статическое ядро, которое обеспечивало высокую энергоэффективность, и множество устройств перифирии: например, счетчики, таймеры и контроллер прерываний. В главном 386EX использовался в компьютерных системах различных орбитальных спутников, также в проекте NASA под названием FlightLinux.
Intel i486
При разработке процессоров следующего (читай — четвертого) поколения инженеры Intel столкнулись с серьезными проблемами. Предыдущее поколение интегральных схем достигло потолка производительности, а размещать еще большее количество транзисторов на той же площади не позволяли используемые в то время технологии. Разработчикам ничего не оставалось, кроме как переработать существующую архитектуру, а точнее, дополнить ее. Так, процессоры i486 впервые обзавелись такими компонентами, как кэш-память, конвейер, встроенный сопроцессор и коэффициент умножения (множитель). Благодаря им новое поколение CPU стало быстрее своих предшественников.
Но обо всем по порядку. «Что такое кэш-память?» — наши читатели прекрасно знают ответ на этот вопрос. Она располагается «между» процессором и оперативной памятью и хранит копии самых часто используемых данных из основной памяти. Время доступа к ней намного меньше, чем к основной памяти. Поэтому, когда необходимые данные содержатся в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти значительно уменьшается. Процессор i486 получил кэш-память объемом 8 Кбайт. Первые 486-е процессоры работали с кэшем по принципу сквозной записи (Write Through), другими словами данные всегда записывались в основную память, даже если они уже присутствовали в кэше. Затем «камни» научились работать с кэшем при помощи функции обратной записи (Write Back).
При использовании этого принципа (при наличии их копии в кэше) записывались исключительно в кэш-память, запись в оперативку не производилась. Процессоры i486 также работали с так называемым внешним кэшем, который располагался на материнской плате. Его объем на то время составлял от 256 Кбайт до 512 Кбайт.
Один из процессоров семейства i486
Наличие кэш-памяти 1-го уровня значительно усложнило сам чип. Процессор i486 содержал почти 1,2 млн транзисторов. Около половины из них приходилось именно на кэш-память. Сложность чипа стала причиной его высокого энергопотребления и тепловыделения. Так, в системах, использовавших i486, впервые стало применяться активное охлаждение.
Вдобавок к этому сложность процессора стала причиной увеличения брака при производстве. Следовательно, из-за этого повысилась и себестоимость устройства. Также в процессорах i486 появились вычислительные конвейеры, суть работы которых заключается в разделении обработки компьютерной инструкции на последовательность независимых стадий с сохранением результатов в конце каждой стадии. Что-то подобное было реализовано еще в Zilog Z8000. Конвейер i486 состоял из пяти ступеней: выборка, декодирование, декодирование адресов операндов, выполнение команды, запись результата выполнения инструкции. Появление конвейеров не только лишь увеличило быстродействие, да и в какой-то степени упростило процессорную архитектуру.
Также необходимо отметить, что появление конвейеров благоприятно сказалось на разгонном потенциале CPU.
Что касается сопроцессора (FPU, Floating-Point Unit, модуль операций с плавающей запятой), то он представлял собой модуль, помогающий выполнять математические операции над вещественными числами. В i486 он был встроен в сам чип. Однако не все кристаллы четвертого поколения имели интегрированный FPU. Коэффициенты умножения появились отнюдь не в первых процессорах i486. Модели 486SX и 486DX обходились без него и работали на частоте системной шины.
Поддержка множителя появилась лишь в кристалле 486DX2. При частоте системной шины 33 МГц тактовая частота самого процессора составляла 66 МГц. Другими словами множитель равнялся двум. В 486DX4 коэффициент умножения был увеличен до трех.
Вместе с введением множителей появился оверклокинг.
История развития процессоров: из 70-х в 90-е
Центральный процессор представляет из себя сложную печатную плату, которая является одним из ключевых составляющих элементов современного ПК. Первые компьютеры появились примерно в 40-х годах прошлого века, работая на электромеханических реле и вакуумных лампах. Они обеспечивали функционирование первых вычислительных машин. В 60-х годах появились первые интегральные микросхемы которые на долгое время стали неотъемлемой частью любого вычислительного устройства.
Началом эпохи современных CPU можно смело назвать 1971-й год.
Intel 4004
Первым однокристальным микропроцессором считается 4-битный Intel 4004, вышедший 15 ноября 1971 года. Компания Intel только начинала свой путь становления и ее создатели, Роберт Нойс, Гордон Мур и Эндрю Гроув, потратили немало сил на процесс развития. Благодаря вкладу итальянского физика Федерико Фаджина, инженерам компании удалось разместить ключевые компоненты на один чип и создать микропроцессор 4004.
Intel 4004 производился по 10-мкм техпроцессу, насчитывал 2250 транзисторов и работал на частоте 108 кГц (проводил 92 600 операций за секунду). Частота синхронизации была 740 кГц. Объем памяти доходил до 4 Кб, разрядность шины — 4 бита. Площадь кристалла составляла 12 мм 2 .
Intel 8008
Сначала 70-х компания выпустила первый 8-битный центральный процессор Intel 8008. Он разрабатывался одновременно с 4004 под заказ для Computer Terminal Corporation (в последствии Datapoint). Но компания отказалась от CPU (как и от сотрудничества с Intel) из-за того, что процесс создания микросхемы вышел за границы установленных сроков, а его характеристики не соответствовали ожиданиям.
По технических характеристикам микропроцессор 8008 почти во всем соответствовал предыдущей версии. Он производился по тому же 10-мкм техпроцессу и содержал 3500 транзисторов. Внутренний стек поддерживал 8 уровней, а объем памяти был 16 Кб. Тактовая частота оказалась ниже, чем у 4004, она составляла 500 кГц. По скорости 8-битный процессор Intel отставал от 4-битного.
Разрядность шины была 8-бит. Процессор мог обратиться к 8 портам ввода и 24 портам вывода.
Одной из первых компьютерных систем на основе микропроцессора стал проект Sac State 8008 (1972 год). Это был полноценный микрокомпьютер с дисковой ОС, цветным дисплеем, ОЗУ 8 Кб и диском 3+2 Мб, клавиатурой, модемом, принтером. Он предназначался для обработки и хранения медицинских записей.
Intel 8080
Весной 1974 года компания Intel выпустила усовершенствованную версию — 8-битный микропроцессор Intel 8080. Он производился по новому 6-мкм техпроцессу с использованием технологии NMOS, позволяющей разместить на кристалле 4758 транзисторов. Тактовая частота составляла 2 МГц (с течением времени 2,5 МГц, 3,1 МГц и 4 МГц), объем памяти — 64 Кб. Разрядность шины данных составляла 8-бит, а шины адреса — 16-бит.
У 8080 была весьма развита система команд: 16 команд передачи данных, 31 команда для их обработки, 28 команд для перехода (с прямой адресацией), 5 команд управления.
За счет высокой производительности процессора пользовался успехом. На базе Intel 8080 компания MITS выпустила микрокомпьютер Altair-8800. Несмотря на скромные характеристики (256 байт оперативки, отсутствие монитора и клавиатуры) он обрел небывалую популярность и раскупался очень быстро.
Существовало немало клонов Intel 8080 от других компаний, таких, как National Semiconductor, NEC, Siemens и AMD. Был и советский аналог от Киевского НИИ микроприборов — микропроцессор КР580ВМ80А (1977 год).
Motorola 6800
В 1974 году компания Motorola выпустила свой процессор — 6800. Кристалл производился по 6-мкм техпроцессу, с тактовой частотой 2 МГц и памятью 64 Кб. Использовалась технология N-МОП. Процессор имел 16-битную адресную шину и систему команд из 78 операций.
Присутствовал индексный регистр.
Motorola 6800 был весьма популярным, он применялся в почти всех ПК. На базе его архитектуры были созданы микроконтроллеры Motorola 6801 и 6803.
MOS Technology 6502
В 1975 году компания MOS Technology представила 8-разрядный микропроцессор 6502. На самом деле, этот процессор был обновленной версией 6501, потерпевшей неудачу из-за совместимости по выводам с Motorola 6800. По характеристикам CPU уступал конкурентам 8080 и 6800. У него была 16-битная адресная шина, 64 Кб оперативки. Тактовая частота составляла всего 1 МГц.
Процессор имел CISC-архитектуру.
Преимуществом данной модели была цена — всего $25 (в разы дешевле чем у Intel и Motorola). Это поспособствовало стремительному росту продаж процессора.
6502 использовался в таких ПК, как Apple I, Apple II, Commodore PET и т.д. Также процессоры данной серии нашел применение в видеоиграх, начиная с приставки Atari 2600, использующую модель 6507 с меньшим количеством выводов и возможностью адресации только 8 Кб памяти.
MOS Technology предоставили лицензии компаниями Rockwell, Synertek на производство процессоров и применение 6502. Существовал советский аналог 4К602ВМ1.
Zilog Z80
Во второй половине 70-х из Intel ушел один из создателей микропроцессора, итальянец Федерико Фаджин. Объединившись с инженером Ральфом Уингерманном и японским инженером Масатоси Симой они основали компанию Zilog. И уже сначала лета 1976 года на рынок вышел процессор Zilog Z80, который по своей архитектуре напоминал улучшенный 8080. У микропроцессора был расширен набор команд, появились новые регистры, режимы прерываний, два отдельных блока регистров.
Z80 производился по 3-мкм техпроцессу с использованием технологии КМОП, содержал 8500 транзисторов. Тактовая частота варьировалась в пределах 2,5 МГц — 8 МГц для основной версии и 1 МГц — 20 МГц для КМОП-версии. Объем памяти доходил до 64 Кб, с 16-битной адресной шиной. Размеры кристалла составляли 4,6 мм х 4,9 мм, с площадью 22,54 мм 2 . Помимо технических преимуществ, Z80 стоил к тому же дешевле интеловского процессора.
CPU выходил в разных вариантах: Z80 (2,5 МГц), Z80A (4 МГц), Z80B (6 МГц) и Z80H (8 МГц). Применялся в компьютерах Sharp, NEC и других.
Intel 8086 и 8088
В 1978 году компания Intel выпустила первый 16-битный микропроцессор 8086. Его разработка велась более двух лет. Процессор производился по 3-мкм техпроцессу, содержал 29 000 транзисторов. Объем памяти достигал 1 Мб. Тактовая частота составляла 4 МГц — 10 МГц, разрядность регистров и шины данных была 16 бит, а разрядность шины адреса — 20 бит.
Intel 8086 отличался скоростью работы.
В процессоре 8086 насчитывалось четырнадцать 16-разрядных регистров: 4 общего назначения (AX, BX, CX, DX), 2 индексных регистра (SI, DI), 2 указательных (BP, SP), 4 сегментных регистра (CS, SS, DS, ES), программный счётчик или указатель команды (IP) и регистр флагов (FLAGS, содержит в себе 9 флагов).
Для увеличения продаж 8086 Intel выпустила процессор 8088, который почти во всем соответствовал предшественнику. Только уменьшилась ширина шины, с 16 бит до 8 бит. Подобное изменение позволило процессору работать с 8-разрядными микросхемами поддержки. Также несколько изменилась архитектура.
В микропроцессоре Intel 8088 использовалась очередь упреждающей выборки длиной 4-байта, а не 6-байт.
Процессор использовался в первой модели линейки IBM РС 5150 (1981 год). Многие крупные компании, вроде AMD, Siemens, NEC и других, клонировали 8088.
Zilog Z8000
В 1979 году компания Zilog выпустила свой 16 битный микропроцессор Z8000. Он производился по 6-мкм — 3-мкм техпроцессу с количеством транзисторов 17500. Тактовая частота варьировалась от 4 МГц до 10 МГц для основной версии и от 4 МГц до 20 МГц для КМОП. Объем памяти достигал 8 Мб для Z8001 и 64 Кб для Z8002.
Разрядность шины данных была 16 бит, а шины адреса — 23 бит (в версии Z8002 — 16 бит).
Изначально были выпущены две версии процессора: Z8001 и Z8002. Их различия заключались лишь в том, что первый работал с адресацией до 8 Мб памяти, а второй — лишь до 64 Кб. Несколько позже появились модели Z8003 и Z8004, которые умели работать с виртуальной памятью.
почему нельзя установить 64 битную операционку, и когда выйдет прошивка Xeomi 9c nfc 64 бит 🙂
Процессоры Z8000 применялись в настольных Unix-компьютерах, позволяющих создавать настоящие многопользовательские системы.
Motorola 68000
Серия CISC-микропроцессоров Motorola 68000 (68к) была представлена в 1979 году. Кристалл имел 32-битное ядро, но работал посредством 16-битных шин данных и 24-разрядной шиной адресов. Его частота составляла 8 МГц — 20 МГц, а количество транзисторов насчитывало 68 000 штук. CPU производился в форм-факторе DIP с 64 контактами.
Но также существовали модели с разъемами LCC и PGA.
Процессор приобрел популярность у многих компаний и применялся в различных ПК. Но конечно, наиболее известными являются компьютеры Apple: Lisa и Macintosh.
Intel 80186
Следующим процессором Intel стал 80186, в основе которого лежала архитектура 8086. Он производился по 3-мкм техпроцессу и содержал 134 000 транзисторов. Объем памяти составлял 1 Мб, разрядность шины данных была 16-бит, а шины адреса — 20-бит. Тактовая частота достигала 6 МГц — 25 МГц.
В 80186 добавились новые команды:
— два контроллера прямого доступа к памяти со схемами прерываний (DMA);
— дешифраторы адреса;
— трех-канальный программируемый таймер-счетчик;
— генератор синхронизации;
— программируемый контроллер прерываний.
Процессоры мало применялись в компьютерах, исключительно в некоторых моделях ПК, вроде Compis (Швеция), RM Nimbus (Великобритания), Unisys ICON (Канада), HP 200lx (США), и Tandy 2000 (США).
Intel 80286
Следующая модель компании вышла в феврале 1982 года. Это был 16-битный x86-совместимый микропроцессор второго поколения 80286. Имелась поддержка реального режима. В защищенном режиме емкость адресного пространства могла составлять до 1 Гб за счет изменения механизма адресации памяти.
По техническим характеристикам процессор превосходил предыдущую модель. Он выпускался по 1,5-мкм техпроцессу с количеством транзисторов в 134 000 штук. Объем оперативки составлял 16 Мб, а в защищенном режиме можно было использовать до 1 Гб виртуальной памяти. Разрядность регистров и шины данных составляла 16-бит.
Зависимо от модели, тактовая частота могла быть 6 МГц, 8 МГц, 10 МГц или 12,5 МГц (при 12,5 МГц процессор выполнял более 2,66 млн операций за секунду).
WDC W65C816S
В 1984 году компания Western Design Center (WDC) выпустила 16-битный микропроцессор W65C816S. В модели была 24-битная адресация памяти и поддерживалось до 16 Мб памяти с произвольным доступом, также присутствовал расширенный набор инструкций.
Процессор применялся в компьютере Apple IIGS, также системах Acorn Communicator и C-One.
Intel i386
В 1985 году вышел 32-битный процессор с архитектурой x86 третьего поколения Intel 80386 (или i386). Процессор сохранил обратную совместимость с 8086 и 80286. Производился по 1,5-мкм — 1,0-мкм техпроцессу. Через страничное преобразование процессор мог адресовать до 4 Гб физической памяти и до 64 Гб виртуальной памяти.
Как запустить майнинг на старом процессоре, XP, x32 системах. USB майнер в замен видеокарты.
Тактовая частота составляла 12 МГц — 40 МГц.
Процессор Intel i386 представлялся в разных модификациях, отличающихся между собой производительностью, потребляемой мощностью, разъемами, корпусами и другими характеристиками. Модели: 386DX (DX — Double-word eXternal), 386SX, 386SL и 386EX (модификация процессора 386SX).
Первым компьютером, использующим процессор, стал Compaq Deskpro 386. Также модель была первым 32-разрядным процессором для настольных и портативных IBM PC.
У i386 было довольно много клонов, которые производились компаниями AMD, Cyrix и IBM. Топовая модель компании AMD была Am386DX, которая не уступала в производительности, стоила дешевле и имела тактовую частоту 40 МГц. Клоны компании Cyrix 86SLC и 486DLC также хорошо воспринялись пользователями. Наиболее известные клоны компании IBM были процессоры 386SLC и 386DLC, которые использовались в настольных компьютерах IBM PS/2 и PS/ValuePoint.
Intel i486
Следующие 32-битные процессоры компании, i486 (1989 год), были более производительны благодаря модернизации. CPU содержал почти 1,2 млн транзисторов (около половины отводилось для кэш-памяти). Чипы производились по 1-мкм техпроцессу, позже по 0,8-мкм и 0,6-мкм техпроцессам. Объем памяти составлял 4 Гб.
Тактовая частота была 25 МГц — 50 МГц.
Процессор дополнился:
— кэш-памятью (8 Кб);
— вычислительным конвейером, который занимался разделением обработки компьютерной инструкции на последовательность независимых стадий с сохранением результатов в конце каждой из них. Конвейер включал в себя выборку, декодирование, декодирование адресов операндов, выполнение команды и запись результата выполнения инструкции;
— встроенным сопроцессором (модулем операций с плавающей запятой), помогающим выполнять математические операции над вещественными числами;
— коэффициентом умножения (множителем).
Разные компании также копировали Intel i486, как и предыдущие модели. Производством клонов занимались AMD, Cyrix, IBM, Texas Instruments и другие.
Motorola 68020, 68030, 68040
С 1984 по 1990 годы компания Motorola выпустила линейку своих 32-битных процессоров: 68020, 68030, 68040. «Пионер» i386 (68020) производился по 2-мкм техпроцессу и насчитывал 190 000 транзисторов. Его тактовая частота составляла 12 МГц — 33 МГц. 68020 стал первым процессором в линейке Motorola 68k со встроенной кэш-памятью первого уровня (объем 256 байт).
Процессор применялся в компьютерах Apple: Macintosh II и Macintosh LC.
В 1987 году в продаже появился 68030. В процессоре была динамическая шина данных, которая функционировала в 8-битных, 16-битных и 32-битных режимах. Появилось дополнительно 256 байт кэш-памяти первого уровня. Тактовая частота варьировалась от 16 МГц до 50 МГц.
Motorola 68030 также применялся в компьютерах Apple Macintosh II и Commodore Amiga, в системах Next Cube, Sun 3/80, Atari TT и Atari Falcon.
В 1990 году на рынок вышел процессор 68040. В нем появился встроенный сопроцессор. Объем кэша-памяти инструкций и кэш-памяти данных увеличился до 4 Кб. Механизм работы процессора основывался на вычислительных конвейерах, которые состояли из шести стадий.
Тактовая частота достигала 40 МГц.
Процессор 68040 стал основой High-End-системы Macintosh Quadra. Macintosh Centris и Performa также использовали процессоры семейства 68040.
DEC VAX
В период с 80-х по 90-е компания DEC выпустила целую серию 32-битных процессоров, которые базировались на собственной архитектуре VAX (32-битная компьютерная архитектура, была разработана Digital Equipment Corporation в рамках проекта Star).
Первым в серии был MicroVAX 78032. Он изготавливался по 3-мкм техпроцессу и содержащий 125 000 транзисторов, работал на частоте 5 МГц.
В 1987 году был представлен чипсет CVAX, тактовая частота которого составляла 11,11 МГц или 12,5 МГц. Производился процессор при помощи технологии CMOS первого поколения, общий объем кэш-памяти инструкций и данных составлял 1 Кб и поддерживалось 64 Кб внешней кэш-памяти.
NEC V60, V70, V80
Отдельного упоминания достойны процессоры внутреннего рынка Японии.
Первый 32-битный процессор V60 был выпущен компанией NEC в 1986 году. Производился этот CPU по 1,5-мкм техпроцессу и насчитывал 375 000 транзисторов. Он использовал вычислительные конвейеры с шестью стадиями, также имел встроенный сопроцессор и блок управления памятью. Тактовая частота достигала 16 МГц.
В 1987 году вышел V70, который с течением времени начал производиться по 1,2-мкм техпроцессу. Тактовая частота составляла 20 МГц. При такой скорости работы производительность чипа доходила до 6,6 млн инструкций за секунду.
И в 1989 году компания выпустила процессор V80. Эта модель уже имела кэш-память инструкций и кэш-память данных (объемом по 1 Кб). Производился кристалл по 0,8-мкм техпроцессу и содержал 980 000 транзисторов. V80 работал на частоте 25/33 МГц.
- Блог компании ua-hosting.company
- История IT
- Старое железо
- Процессоры
Похожие статьи
-
Intel IA-64 . Является полным синонимом термина «Intel Itanium» . Употребляется для обозначения 64-битной архитектуры, несопоставимой ни с IA-32, ни с…
-
В компьютерной архитектуре — 32-разрядные целые, адреса памяти либо другие типы данных размером 32 бита (4 октета). 32-битные ЦПУ и АЛУ — архитектуры,…
-
Проблемы с монтажом процессора. Довольно редкая проблема. В большинстве случаев встречается после самостоятельной замены процессора. Нормальная…