Evoluția procesoarelor Intel x86 în anii 80: 286, 386 și 486

Astăzi vrem să trecem în revistă una dintre cele mai prolifice perioade din istoria sa prin evoluția procesoarelor Intel x86 din anii 80. Un timp de schimbare pentru computerele personale.

Procesorul este unul dintre cele mai interesante componente ale PC-ului datorită importanței, istoriei și evoluției sale. Dintre toate, puține companii sunt mai implicate în toate punctele citate decât gigantul albastru al semiconductorilor; Intel a fost un protagonist constant de-a lungul vieții acestei piese.

Indice de conținut

Șapte ani de evoluție continuă

Perioada de timp pe care vrem să o acoperim în acest text datează din 1982 până la sfârșitul anilor optzeci; În acea perioadă, procesoarele bazate pe arhitectura x86 au cunoscut una dintre cele mai rapide și mai remarcabile evoluții din istoria computerelor moderne și au pus unele dintre bazele modului în care înțelegem electronica casnică astăzi.

Imagine: Flickr; Pauli Rautakorpi

Vom vorbi despre Intel 80286 și implementarea sa în IBM PC / AT, Intel 80386 și creșterea clonelor PC-ului prin Compaq, precum și lansarea și dezvoltarea Intel 80486 și bazele a ceea ce ulterior va deveni Pentium. Un tur general al istoriei informaticii.

Intel 80286 (1982)

Imagine: Flickr; Henry Mühlpfordt

Intel 80286 (cunoscut și sub denumirea de iAPX 286 sau i286) este succesorul direct al procesoarelor Intel 80186 și 80188, toate aparținând familiei de procesoare x86 și a fost procesorul ales pentru computerele casnice fabricate de IBM de la lansarea sa până la până în anii optzeci, continuând relația dintre Intel și IBM.

Unele dintre specificațiile sale x86

I286 a fost un salt major în spec. Din iterarea anterioară a procesoarelor x86. Arhitectura P2 a folosit un bus de date pe 16 biți (de unde și clasificarea procesorului), iar un bus de adrese a fost de 24 de biți, o evoluție clară din 80086 inițial. În timp ce frecvențele lor variau de la 4 MHz la 25 MHz în ultimele versiuni.

Arhitectura P2. Imagine: comunițe Wikimedia

Punctele de reper includ îmbunătățirile în executarea instrucțiunilor pe ciclu de ceas și includerea de noi seturi de instrucțiuni care reduc dramatic timpul necesar pentru efectuarea unor sarcini; unii dintre ei au nevoie de mai puțin de două ori a ciclurilor de ceas pentru a finaliza.

Primii pași în multitasking în primul x86

I286 s-a caracterizat prin utilizarea a două moduri de operare, destinate utilizării aplicațiilor multitasking, vorbim despre modul protejat și modul real.

Modul real (modul adresă reală) a fost cel care a intrat în vigoare implicit în procesor. Menține compatibilitatea înapoi cu procesoarele familiei x86 anterioare și oferă acces software direct la BIOS-ul sistemului. Datorită acestei compatibilități înapoiate, procesoarele i286 au putut utiliza tot software-ul dezvoltat pentru predecesorii lor, făcându-le un procesor foarte versatil. Subliniem că a fost modul în care a funcționat sistemul de operare MS-DOS și primele versiuni ale Microsoft Windows.

Modul protejat, pe de altă parte, a oferit procesorului capacitatea de a face multitask, datorită capacității de a comuta rapid două procese diferite. Numele acestuia derivă din accesul limitat la instrucțiunile echipamentelor de către programe (apare figura supraveghetorului) pentru a evita conflictele atunci când sunt folosite împreună; din păcate, acest lucru a eliminat compatibilitatea pentru o mare parte din software, inclusiv pentru cel numit MS-DOS.

Un debut de IBM

I286 a fost lansat pe a treia generație de computere personale IBM, PC / AT. Succesul extraordinar al sistemului companiei din New York a catapultat vânzările de microprocesor și crearea modelului AT ca standard în domeniul calculelor casnice a încurajat crearea de software compatibil cu arhitectura Intel.

Computer IBM PC / AT. Imagine: wikimedia commons; MBlair Martin.

Ca de obicei la acea vreme, Intel nu era singurul producător. Companii precum IBM în sine, sau AMD-ul actual a fabricat modele similare și compatibile, în unele cazuri (cum ar fi cea a Harris Corporation sau AMD în sine), depășind cu mult viteza modelului inițial dezvoltat de Intel.

VĂ RECOMANDĂM Intel întrerupe controlerele Thunderbolt 3 din prima generație

Intel 80386 (1985)

Imagine: Flickr; Contri

După lansarea Intel 80286 ar urma revizuirea sa, Intel 80386 (sau i386). Acest procesor și-a propus să îmbunătățească caracteristicile prezentate în i286, adăugând noi moduri de operare și numeroase funcții noi în arhitectura x86. Acesta a fost avansul care va pune bazele procesoarelor ulterioare, cel puțin până la apariția cipurilor P6.

„Clonele” Intel și IBM

Originalul i286 a fost un procesor conceput pentru a fi produs simplu și eficient; La scurt timp după lansarea sa inițială și datorită succesului său, restul producătorilor au început să producă și să vândă propriile versiuni ale modelului. Unele dintre ele cu îmbunătățiri substanțiale față de original, în special în frecvențele atinse.

I386 a fost, la lansare, un procesor scump în producția și implementarea sa; Poate acesta a fost motivul pentru care IBM nu a început să-l folosească până în 1987, un spațiu de care compania Compaq (cunoscută pentru PC-urile sale accesibile IBM compatibile) a profitat să lanseze Compaq Portable 386 / III pe piață și să preia conducerea în ofertă. PC-ul IBM. Ar începe epoca de aur a clonelor bazate pe calculatoarele companiei nord-americane.

Compaq PC a fost una dintre primele companii care a compatibil PC-urile cu computerul IBM. Image Wikimedia Commons; Titian Garuti

De asemenea, Intel nu a rămas nepedepsit de alte companii; Acesta este motivul pentru care i386 nu a fost autorizat pentru fabricare în afara fabricilor companiei Mountain View. Cu toate acestea, companii precum AMD și Texas Instruments au continuat să dezvolte procesoare bazate pe i286 mai rapide și mai accesibile; Pentru a le combate, Intel a dezvoltat i386SX, o versiune ieftină a originalului i386 cu unele asemănări cu i286 și mai ușor și mai ieftin de produs. Strategia va intra în vigoare până la începutul anilor 1990, când versiunile originalului i386 au început să apară de la AMD cu Am386 și Cyrix cu Cx486.

Puternice procesoare P3

Deși nu ar fi un salt atât de substanțial în ceea ce privește viteza ca i286, i386 a fost un avans semnificativ pentru procesoarele x86. Frecvența a crescut dramatic, până la 12 MHz la primele modele, ajungând la 40 MHz la cele ulterioare. Magistrala de date a fost, de asemenea, dublată la 32 de biți și magistrala de adrese a fost de asemenea crescută la 32 de biți, precum și modificări importante la executarea instrucțiunilor și a apărut setul de instrucțiuni IA-32.

Arhitectura P3. Imagine: comuniuni wikimedia

Datorită IA-32, compatibilitatea cu software-ul i286 a fost limitată, însă implementarea sa ar pune bazele arhitecturii x86 pentru următorii 20 de ani și ar influența seturile de instrucțiuni x86-64 (Intel 64 pentru Intel) pe care le folosim în echipamentele casnice actuale.

Pe de altă parte, procesoarele i386SX au lucrat cu un bus de date pe 16 biți și un bus de adrese pe 24 de biți, ceea ce îl face mai lent, ca și predecesorul său, deși a menținut designul intern al cipului, ceea ce a contat. cu alte îmbunătățiri majore.

Moduri noi, aceleași probleme pe x86

Un alt punct culminant al i386 a fost implementarea, din nou, a diferitelor moduri funcționale. Modul real și modul protejat au reapărut din motive de compatibilitate, dar a apărut un mod protejat propriu cu funcții noi importante, precum eliminarea segmentelor sau virtualizarea mai multor sesiuni.

Din păcate, implementarea sa slabă a continuat să fie principala atracție a acestor evoluții; A continuat să fie un limitator major al capacităților acestor procesoare până la apariția unor sisteme de operare mai avansate.

VĂ RECOMANDăm Corsair One PRO Review în spaniolă (analiză completă)

Intel 80486 (1989)

După succesul incontestabil al i386, Intel a dezvoltat următoarea generație de procesoare x86 cu scopul de a îmbunătăți ceea ce a obținut cu i386. Astfel s-ar naște procesoarele P4, cunoscute la nivel mondial sub numele de Intel 80486 sau i486.

Coprocesorul 387 și i486SX

Procesoarele i486 sunt foarte similare cu generația anterioară anterioară, cu excepția integrării coprocesorului 387; Acest cip a inclus o unitate cu punct flotant și cache unificat în circuit, din aceasta procesoarele de cipuri monolitice vor deveni tot mai frecvente. În caz contrar, a fost încă un procesor pe 32 de biți pe magistrala de date și magistrala de adrese, iar restul îmbunătățirilor s-au concentrat mai mult în jurul optimizării setului de instrucțiuni sau creșterea frecvențelor decât alți factori.

Arhitectura P4. Imagine: comuniuni wikimedia

Cu toate acestea, a existat o variantă a i486, i486SX, care a distribuit acest coprocesor pentru a reduce costurile. I486SX nu avea o dimensiune a autobuzului diferită de cea originală (cel puțin de la Intel), deci a fost un cip foarte popular pentru prețul său mai mic.

Obsesia pentru frecvențe înalte

Ceea ce a adus i486 a fost debutul febrei MHz în procesoare. Intel a introdus, datorită includerii memoriei cache integrate, duplicarea frecvențelor interne ale ceasului, numele său era Intel OverDrive. Prin intermediul lor, procesoarele i486 își pot opera frecvențele de două ori (ulterior triplu) pentru completarea instrucțiunilor, beneficiind de cele mai lungi.

Primul procesor cu aceste caracteristici a fost i486DX2, care a dublat viteza ceasului de la 25 MHz la 50 MHz. Ultima iterație de acest tip a fost cea a i486DX4, triplând frecvențele la 100 MHz, deși cele mai puternice A venit de la AMD cu Am5x86-P75 + care a ajuns la 150 MHz.

Procesoarele acceptate reintră și se extind pe x86

Asemănările dintre arhitectura procesoarelor i486 și i386 au făcut lucrurile ușoare pentru producătorii de procesoare compatibile i486. După ce licențele au dispărut odată cu lansarea i386, publicul a început să se refere la ele drept „clone”, deși acest termen se aplica doar la cele identice (intern) cu originalele.

Procesoare derivate de la alte mărci Intel 80486. Imagine: MCbx Computer Collection

Unul dintre cei mai prolifici producători de procesoare de acest tip de la AMD, chiar mergând până acum (așa cum am menționat deja) să lanseze modele mai puternice decât variantele Intel, deși cel mai mare atu al său pe piață a fost încă cel mai accesibil preț. Aceasta a fost și linia Cyrix, rezultatul ingineriei inverse a procesoarelor Intel; procesoarele lor nu au efectuat exact același lucru, așa că s-au bazat pe prețuri accesibile.

Alte nume de interes ar putea fi IBM sau Texas Instruments, deși prezența lor a fost mai puțin puternică decât în ​​etapele anterioare ale familiei de procesoare x86.

Un ultim cuvânt despre procesoarele x86

Procesoarele familiei x86 au cunoscut unele dintre cele mai remarcabile schimbări din istoria lor în această perioadă. Nu este surprinzător că bazele au fost puse pentru multe dintre elementele care ne-ar însoți ani după ce au ieșit la lumină în aceste generații.

Vă recomandăm să citiți ghidul nostru pe cele mai bune plăci de bază

Fără îndoială, este una dintre cele mai frumoase perioade ale computerelor moderne și primele etape ale calculelor casnice așa cum o cunoaștem astăzi. Dacă doriți să aflați mai multe despre această componentă, vă invităm să citiți articolul nostru despre saltul generațional de la Intel Pentium 4 la Intel Core.