Evolution af Intel x86-processorer i 80'erne: 286, 386 og 486

I dag ønsker vi at gennemgå en af ​​de mest produktive perioder i dens historie gennem udviklingen af ​​Intel x86-processorer i firserne. En tid for ændring for personlige computere.

Processoren er en af ​​de mest interessante komponenter på pc'en på grund af dens betydning, historie og udvikling. Af det hele er få virksomheder mere involveret i alle de nævnte punkter end den blå gigant af halvledere; Intel har været en konstant hovedperson i hele dette stykke levetid.

Indholdsindeks

Syv års kontinuerlig udvikling

Den periode, som vi ønsker at dække i denne tekst, stammer fra 1982 til slutningen af ​​firserne; I løbet af denne tid oplevede processorer, der er baseret på x86-arkitekturen, en af ​​de hurtigste og mest bemærkelsesværdige udviklinger i moderne computervirksomhed og lagde nogle af grundlaget for, hvordan vi forstår hjemmeelektronik i dag.

Billede: Flickr; Pauli Rautakorpi

Vi vil tale om Intel 80286 og dens implementering i IBM PC / AT, Intel 80386 og stigningen af ​​pc-kloner gennem Compaq, samt lanceringen og udviklingen af ​​Intel 80486 og baserne i det, der senere ville blive Pentium. En generel rundvisning i computerhistorien.

Intel 80286 (1982)

Billede: Flickr; Henry Mühlpfordt

Intel 80286 (også kendt som iAPX 286 eller i286) er den direkte efterfølger til Intel 80186 og 80188-processorer, der alle tilhører x86-processorfamilien, og var den valgte CPU til hjemme-pc'er, der blev fremstillet af IBM fra lancering til godt ind i firserne og fortsatte forholdet mellem Intel og IBM.

Nogle af dens x86-specifikationer

I286 var et stort spring i spec fra den forrige iteration af x86-processorer. P2-arkitekturen brugte en 16-bit databus (dermed kategoriseringen af ​​processoren), og en adressebus var 24-bit, en klar udvikling fra den oprindelige 80086. Mens deres frekvenser varierede fra 4 MHz til 25 MHz i de seneste revisioner.

P2-arkitektur. Billede: Wikimedia commons

Højdepunkter inkluderer forbedringer i udførelse af instruktioner pr. Urcyklus og inkludering af nye instruktionssæt, der dramatisk reducerer den tid, der er nødvendig for at udføre nogle opgaver; nogle af dem havde brug for mindre end to gange urcyklusserne for at gennemføre.

Første trin i multitasking i den første x86

I286 var kendetegnet ved brugen af to driftsformer, beregnet til anvendelse af multitasking-applikationer, vi taler om beskyttet tilstand og reel tilstand.

Den reelle tilstand (tilstanden ægte adresse) var den, der trådte i kraft som standard i processoren. Opretholder bagudkompatibilitet med tidligere x86-familieprocessorer og har direkte softwareadgang til system BIOS. Takket være denne bagudkompatibilitet kunne i286-processorer bruge al den software, der var udviklet til deres forgængere, hvilket gjorde dem til en meget alsidig processor. Vi fremhæver, at det var den måde, MS-DOS- operativsystemet og de første versioner af Microsoft Windows fungerede på.

Den beskyttede tilstand på den anden side gav processoren muligheden for at multitaske takket være evnen til hurtigt at skifte to forskellige processer. Navnet stammer fra programmernes begrænsede adgang til instruktionerne på udstyret (figuren af vejlederen vises) for at undgå konflikter, når de bruges sammen; desværre fjernede dette kompatibilitet for meget af softwaren, inklusive den, der hedder MS-DOS.

En debut af IBM

I286 blev frigivet på IBMs tredje generation af personlige computere, PC / AT. Den enorme succes med New Yorks virksomheds system katapulterede salget af mikroprocessoren og oprettelsen af ​​AT-modellen som standard inden for hjemmecomputering tilskyndede til oprettelsen af ​​software, der er kompatibel med Intels arkitektur.

IBM PC / AT-computer. Billede: wikimedia commons; MBlair Martin.

Som sædvanligt på det tidspunkt var Intel ikke den eneste producent. Virksomheder som IBM selv eller den nuværende AMD producerede lignende og kompatible modeller i nogle tilfælde (såsom Harris Corporation eller AMD selv), der langt overstiger hastigheden på den originale model udviklet af Intel.

VI ANBEFALER dig Intel afbryder første generation af Thunderbolt 3-controllere

Intel 80386 (1985)

Billede: Flickr; Contri

Efter lanceringen af ​​Intel 80286 ville det komme sin anmeldelse, Intel 80386 (eller i386). Denne processor havde til formål at forbedre de funktioner, der er præsenteret i i286, tilføje nye driftsformer og adskillige nye funktioner i x86-arkitekturen. Sådan var det fremskridt, der ville lægge grundlaget for senere processorer, i det mindste indtil P6-chipsen ser ud.

Intel og IBMs "kloner"

Den originale i286 var en processor designet til at blive produceret enkelt og effektivt; Kort efter sin originale lancering og på grund af dens succes, begyndte resten af ​​producenterne at producere og sælge deres egne versioner af modellen. Nogle af dem med betydelige forbedringer i forhold til originalen, især i de nåede frekvenser.

I386 var ved lanceringen en dyr processor i sin produktion og implementering; måske var det grunden til, at IBM ikke begyndte at bruge det før i 1987, et rum, som Compaq- firmaet (kendt for sine overkommelige IBM-kompatible pc'er) udnyttede af at lancere Compaq Portable 386 / III på markedet og gå foran i tilbudet. IBM PC. Klonernes gyldne tidsalder baseret på det nordamerikanske selskabs computere ville begynde.

Compaq PC var et af de første virksomheder, der gjorde pc'er kompatible med IBM PC. Image Wikimedia Commons; Titian Garuti

Intel blev heller ikke ustraffet af andre virksomheder; Derfor var i386 ikke licenseret til fremstilling uden for Mountain View-selskabets fabrikker. Virksomheder som AMD og Texas Instruments fortsatte dog med at udvikle hurtigere og mere overkommelige i286-baserede processorer; For at bekæmpe dem udviklede Intel i386SX, en billig version af den originale i386 med nogle ligheder med i286 og lettere og billigere at fremstille. Strategien skulle træde i kraft indtil de tidlige 1990'ere, hvor versioner af den originale i386 begyndte at vises fra AMD med Am386 og Cyrix med deres Cx486.

De kraftfulde P3-processorer

Selvom det ikke ville være et så betydeligt spring med hensyn til hastighed som i286, var i386 et betydeligt fremskridt for x86-processorer. Frekvensen steg dramatisk til 12 MHz i de første modeller og nåede 40 MHz i senere. Databussen blev også fordoblet til 32-bit, og adressebussen blev også øget til 32-bit, såvel som der blev foretaget vigtige ændringer i udførelsen af ​​instruktioner, og IA-32-instruktionssættet dukkede op.

P3-arkitektur. Billede: wikimedia commons

På grund af IA-32 var kompatibiliteten med i286-softwaren begrænset, men dens implementering lå grundlaget for x86-arkitekturen i de næste 20 år og ville påvirke x86-64-instruktionssættene (Intel 64 for Intel), som vi bruger i nuværende husholdningsudstyr.

På den anden side arbejdede i386SX-processorer med en 16-bit databus og en 24-bit adressebus, hvilket gjorde den langsommere, ligesom dens forgænger, skønt den opretholdt den interne design af chippen, som ikke kunne tælle med andre større forbedringer.

Nye tilstande, samme problemer på x86

Et andet højdepunkt i i386 var implementeringen, igen, af forskellige funktionelle tilstande. Reel tilstand og beskyttet tilstand dukkede op igen af ​​kompatibilitetsårsager, men en beskyttet tilstand til sig selv optrådte med vigtige nye funktioner, såsom fjernelse af segmenter eller virtualisering af flere sessioner.

Desværre var dens dårlige implementering fortsat det største træk i denne udvikling; Det fortsatte med at være en væsentlig begrænser af kapaciteten hos disse processorer indtil fremkomsten af ​​mere avancerede operativsystemer.

VI ANBEFALER dig Corsair One PRO-gennemgang på spansk (fuld analyse)

Intel 80486 (1989)

Efter den ubestridelige succes med i386 udviklede Intel den næste generation af x86-processorer med det mål at forbedre, hvad det havde opnået med i386. Dette er, hvordan P4-processorer, der er kendt verden over som Intel 80486 eller i486, ville blive født.

387-coprocessoren og i486SX

I486-processorer ligner meget deres tidligere generation internt, bortset fra integrationen af ​​387-coprocessoren; Denne chip inkluderede en flydepunktenhed og en samlet cache i kredsløbet, hvorfra monolitiske chipprocessorer ville blive stadig mere almindelige. Ellers var det stadig en 32-bit processor på databussen og adressebussen, og resten af ​​forbedringerne drejede sig mere omkring at optimere instruktionssættet eller øge frekvenserne end andre faktorer.

P4-arkitektur. Billede: wikimedia commons

Der var dog en variant af i486, i486SX, som undgik denne coprocessor for at reducere omkostningerne. I486SX havde ikke en anden busstørrelse end den originale (i det mindste af Intel), så det var en meget populær chip til sin lavere pris.

Besættelse med høje frekvenser

Hvad i486 bragte var starten af ​​MHz-feberen i processorer. Intel introducerede, takket være inkluderingen af ​​den integrerede cachehukommelse, duplikationen af ​​urets interne frekvenser, dens navn var Intel OverDrive. Gennem dem kunne i486-processorer betjene to gange (og senere tredobbelt) deres frekvenser til udførelse af instruktioner, hvilket gavnede de længere.

Den første processor med disse egenskaber var i486DX2, der fordoblet urhastigheden fra 25 MHz til 50 MHz. Den sidste iteration af denne type var i486DX4, der tredobler frekvenserne til 100 MHz, selvom den mest kraftfulde Det kom fra AMD med Am5x86-P75 +, der nåede 150 MHz.

Understøttede processorer genindtastes og udvides på x86

Lighederne mellem arkitekturen i i486 og i386-processorer gjorde det let for producenter af i486-kompatible processorer. Efter at licenserne forsvandt med lanceringen af ​​i386, begyndte offentligheden populært at omtale dem som "kloner", skønt dette udtryk kun gjaldt de identiske (internt) med originaler.

Processorer, der stammer fra andre mærker af Intel 80486. Billede: MCbx Computer Collection

En af de mest produktive producenter af processorer af denne type fra AMD, der endda går så langt (som vi allerede har nævnt) til at lancere mere magtfulde modeller end Intel-varianterne, selvom dens største aktiv på markedet stadig var dens mest overkommelige pris. Det var også Cyrix- linjen, resultatet af reverse engineering af Intel-processorer; deres processorer udførte ikke nøjagtigt det samme, så de var afhængige af overkommelige priser.

Andre interessante navne kunne være IBM eller Texas Instruments, skønt deres tilstedeværelse var mindre stærk end i tidligere faser af x86-processorfamilien.

Et sidste ord om x86-processorer

Familieprocessorerne x86 oplevede nogle af de mest bemærkelsesværdige ændringer i deres historie i dette tidsrum. Ikke overraskende blev grundlaget lagt for mange af de elementer, der ville ledsage os år efter, at de kom frem i disse generationer.

Vi anbefaler at du læser vores guide på de bedste bundkort

Uden tvivl er det en af ​​de smukkeste perioder med moderne computing og de første faser af hjemmecomputering, som vi kender det i dag. Hvis du vil vide mere om denne komponent, inviterer vi dig til at læse vores artikel om generationsspringet fra Intel Pentium 4 til Intel Core.