Хотите верьте – хотите нет, но скоростной Core i7 из новой линейки Intel содержит архитектуру DNA, которой уже более трех десятков лет! То же самое можно сказать и про новый Phenom II X4 от AMD. Фактически, это все тот же «долгожитель» - микропроцессорная архитектура x86, которая доминировала в настольных и мобильных системах еще до рождения многих из ныне читающих эту статью и, скорее всего, останется доминирующей еще долгие годы.

Архитектура х86 была изобретена в Intel в 1978 году. Шли годы, архитектура развивалась, становилась не только быстрее, но и гибче, и с каждым релизом приобретала все более широкий набор встроенных инструкций. Это триумфальное шествие длится уже свыше 30 лет – срок вполне солидный. Самое время остановиться и вспомнить хотя бы самые популярные процессоры на основе x86, которые вышли в свет за этот период.

Intel 8086

Сначала Intel создал 8086 и свой первый 16-разрядный микропроцессор. И сказал Intel: «Пусть будет х86»! И стал он х86. И увидел Intel, что х86 – это хорошо… В общем, впоследствии таким образом был создан целый мир, вместе с Интернетом, объединившим все население Земли в один общий дом.

Конечно, Intel - не бог, но в каждой шутке есть доля истины. Создатель чипов дал рождение процессору х86. И даже теперь, спустя 30 лет со времени скромного старта в 1978 году, х86 продолжает эволюционировать. В том же году Intel создала 3-микронный процессор 8086, работающий с частотой 4.77 МГц и разогнанный до 10 МГц в последующей версии. 8086 содержал 29000 транзисторов – всего в 4 раза больше, чем выпущенный в 1976 году 8085. Это был первый 16-разрядный микропроцессор Intel, который и положил начало 16-разрядной эре, хотя и не являлся первым в мире 16-битным процессором. Способность поддерживать софт, написанный для 8008, 8080 и 8085 и 1 МБ ОЗУ предвосхитили мгновенный и безусловный успех 8086.

Год выпуска: 1978 Тактовая частота: 4.77 МГц - 10 МГц

Знаете ли вы, что благодаря успешному акту промышленного шпионажа Советский Союз создал свой аналог 8086 - K1810BM86?

Intel 286

8086 и последовавший за ним 8088 завершили 70-е годы и открыли первое действие на сцене 80-х. А затем Intel порадовал мировое сообщество новым процессором – 80286, созданным по 1,5-микронной технологии и обладающим грандиозным числом транзисторов (134000 штук) и 16 МБ памяти. Первые 286 работали с тактовой частотой 6 МГц, которая, как и в случае оригинального 8086, была впоследствии удвоена. Однако 286 сразу же в два раза превысил по эффективности 8086, осуществив таким образом удвоение эффективности для архитектуры х86, что впоследствии больше не было осуществлено ни разу. На протяжении десятилетия 286-е процессоры стали синонимом IBM PC. По оценкам Intel, за 6 лет на 286-х процессорах в мире было выпущено около 15 миллионов ПК.

Вместе с 286 процессором был введен так называемый защищенный режим работы, при котором контролируется объем доступной оперативной памяти. Хотя эта функция позволяла выполнять прямую адресацию всех 16 МБ памяти, но разместить в 286 алгоритм переключения из защищенной моды в совместимую моду реального режима оказалось совсем не просто, поэтому эта функция не получила широкого распространения.

Год выпуска: 1982 Тактовая частота: 6.0 МГц – 12.5 МГц

Знаете ли вы, что Билл Гейтс обозвал 286 «глупым чипом», так он не «умел» запускать многозадачные приложения MS-DOS в среде Windows.

Рождение конкурента - AMD Am286

Многое было достигнуто в последние годы в результате лицензионного соглашения между Intel и AMD по использованию последней архитектуры х86. Но чтобы посмотреть как все начиналось, вернемся в 1982 – именно в этом году AMD подписала контракт на производство и продажу процессоров 8086 и 8088. А уже на следующий год AMD выпустила Am286 – точный (вплоть до числа пинов) клон интеловского 286, но работающий с более высокой частотой. Новый процессор Am286 от AMD был не просто быстрее – он был быстрее почти в два раза. Его тактовая частота составляла 20 МГц. Так что Am286 вполне можно рассматривать как «первый удар» в конкурентной борьбе, которая длится между двумя этими компаниями вот уже почти 30 лет.

Год выпуска: 1983 Тактовая частота: 8 МГц – 20 МГц

Знаете ли вы, что подобно Intel 286, Am286 был создан по 1500 нм технологии. Сегодня процессоры изготовляют по технологиям, в 33 раза более миниатюрными.

Intel 386

Процессор Intel 386, который, в отличие от более «бюджетного» варианта 386SX, впоследствии получил название 386DX, вначале работал с тактовой частотой в 16 МГц. Затем быстродействие было удвоено до 33 МГц, а число транзисторов – до 275000. Таким образом, 386 стал первым интеловским 32-разрядным процессором. Он мог использовать уже 4 ГБ памяти, а также переключаться между защищенным и реальным режимами. Также был добавлен виртуальный режим, который позволял исполнять приложения, не работающие в защищенном режиме.

Год выпуска: 1985 Тактовая частота: 16 МГц – 33 МГц

Знаете ли вы, что 386 стал первым массовым микропроцессором, производимым только одной компанией. Таким образом, производители ПК могли закупать процессор только у Intel. Такая маркетинговая политика в значительной степени способствовала успеху компании на рынке центральных процессоров.

Intel i486

К концу 80-х годов Intel успела выпустить еще один процессор – 486DX. Он стал первым процессором со встроенным математическим сопроцессором и первым, преодолевшим планку в 1 миллион транзисторов – число транзисторов в нем составило 1.2 млн. Подобно 386, 486DX мог адресовать до 4 ГБ памяти, имел встроенный кэш, оптимизированный набор команд и шину большей пропускной способности. Новый процессор нашел применение не только в ПК, но и в серверах.

Большинство игроков старой школы, скорее всего, сохранили в памяти самые теплые воспоминания о часах, проведенных за миссиями различных компьютерных игр на процессорах 486DX2-66. Но с новыми требованиями, предъявляемыми 3D-графикой, 486-й процессор справлялся уже с трудом.

Год выпуска: 1989 Тактовая частота: 25 МГц – 100 МГц

Знаете ли вы, что изначально 486-й процессор был запущен в производство в качестве модели i486DX, но впоследствии приобрел множество модификаций, включая i486SX, i486SL и i486DX2, ставшую наиболее популярной.

AMD Am386

AMD также не сидела сложа руки: нанеся Intel первый пробный удар в виде Am286, в 1991 году компания выводит на рынок новый процессор AM386, являющийся точной копией 386, но с тактовой частотой выше, чем у интеловского оригинала. Кроме того, впервые был предпринят такой маркетинговый ход, как использование логотипа «Windows Compatible», означавшего совместимый с ОС Windows продукт, который Нью-Йорк Таймс назвала «неприкрытым намерением завоевать доверие к клону интеловских микропроцессоров от AMD».

Intel приложила все усилия, чтобы воспрепятствовать продаже AMD новых процессоров, утверждая, что соглашение по x86 касалось только 80286 и предыдущих моделей. AMD выиграла процесс, и, хотя Intel уже выпустила в продажу следующий - 486 CPU, Am386 выдавал ту же производительность за существенно меньшую цену. Возмущение рынка продаж привело к укреплению позиций AMD в качестве реального конкурента Intel.

Год выпуска: 1991 Тактовая частота: 12 МГц – 40 МГц

Знаете ли вы, что Am386 был готов к выпуску еще до 1991 года, но AMD потратила массу времени на судебные разбирательства с Intel.

Cyrix Cx486

Cyrix начинал как производитель математических сопроцессоров для 286 и 386 систем в 1988 и 1992 годах, когда компания выпустила свои первые x86: 486SLC и 486DLC. Оба процессора были пин-совместимыми с 386SX/DX, предоставляя пользователям 386 платформы привлекательные возможности обновления.

Производимая Texas Instruments серия Cyrix 486 вышла без математического процессора, хотя добавление его было возможным. Серия Cx486 могла работать с первичной кэш-памятью от 1 КБ до 8 КБ и тактовой частотой до 100 МГц.

Год выпуска: 1992 Тактовая частота: 20 МГц – 100 МГц

Знаете ли вы, что из-за небольшой потребляемой мощности Cyrix Cx486 стал популярным процессором в лэптопах начала 90х.

Intel Pentium

Пятое поколение интеловских процессоров – Pentium – не только получило новое название, но и подняло архитектуру х86 на новый уровень. Не имея возможности запатентовать серийные номера, Intel вводит название Pentium, исключив таким образом копирование числового номера ее нового 586 чипа другими производителями.

В Pentium был воплощен ряд усовершенствований, направленных на решение нескольких проблем в предыдущих процессорах, заметно ограничивавших их производительность. Главными нововведениями стали 64-разрядная шина, два исполнительных модуля, значительно улучшенный модуль вычислений с плавающей точкой (FPU) и более быстрая тактовая частота. Начальная частота у Pentium составляла 60 МГц, но последующие процессоры уже могли работать на частотах вплоть до 233 МГц. За время производства Pentium технология изготовления этих процессоров сменилась с 0.8 до 0.3 мк, тем самым число транзисторов было увеличено с 3.1 до 4.5 млн.

Год выпуска: 1993 Тактовая частота: 60МГц – 233МГц

В 1996 году Intel начинает продажу процессоров Pentium MMX. Набор команд MMX добавил дополнительные регистры к архитектуре и поддерживал приложения связи и мультимедиа.

Знаете ли вы, что имя Pentium образовано от греческого слова "penta" и латинского окончания "-ium" и обозначает пятый.

AMD Am486

Последний в «войне клонов» Am486 от AMD дебютировал почти на четыре года позже интеловского 486 и на один месяц позже начала выпуска Pentium. Чтобы сделать его конкурентноспособным, AMD пришлось снизить цену, подняв при этом тактовую частоту по сравнению с интеловским 486.

Год выпуска: 1993 Тактовая частота: 60МГц – 233МГц

Знаете ли вы, что AMD также продавал в 4 раза более скоростной вариант Am486 в качестве процессора AMD 5x86. Он работал с частотой 133 МГц и по производительности соответствовал Pentium 75 MHz.

Intel Pentium Pro

Несмотря на незначительное обновление спецификаций, Pentium Pro был заметно улучшен по сравнению с оригинальным Pentium. Фактически, Pentium Pro продемонстрировал не просто набор улучшений, а новую архитектуру, а приставка Pro «добавила» еще один миллион транзисторов (теперь их стало 5.5 млн). Но более важным стало добавление первичной кэш-памяти в 256 КБ, которая потом была увеличена до 1 МБ. Пока еще не интегрированная непосредственно в ядро процессора, кэш-память работала на той же частоте, что и CPU - между 150 и 200 МГц.

Но введение новой кэш-памяти помимо положительных моментов, принесло и проблемы процессору: размещалась она на отдельном кристалле, что вело к удорожанию производства. Тем не менее, выпуск 32-разрядных Pentium Pro играл заметную роль – началась эпоха заката 16-разрядных процессоров и ОС.

Год выпуска: 1995 Тактовая частота: 150 МГц – 200 МГц

Знаете ли вы, что в 1998 году Intel реализовала процессор "Overdrive" (300 МГц Pentium II), который подходил для Socket 8 и должен был заменить Pentium Pro.

Cyrix Cx5x86

Все еще будучи новичком на рынке х86 процессоров, Cyrix доказала, что ее первый шаг не был случайностью: за Cx486 последовал выход новой успешной серии Cx5x86. Cyrix ориентировалась на потребителей, которые искали подходящую замену своим 486. И, в отличие от интеловских Pentium, процессор Cx5x86 был совместим с 486 Socket 3 на системных платах. Тем самым Intel отдала Cyrix на откуп целый сегмент рынка.

Проблемы со стабильностью вынудили Cyrix отключить ряд возможностей, которые рекламировались для новой серии, включая предсказание ветвлений и другие функции усиления производительности. Однако, продажи Cx5x86 на рынке не были длительными и закончились преждевременно, что, впрочем, не было связано с какими-то проблемами с реализацией. Просто Cyrix не желала ограничивать сегмент рынка продаж своего нового процессора 6x86, который был выпущен всего 6 месяцев спустя после 5x86.

Знаете ли вы, что Cyrix оценивала скорости своих процессоров весьма либерально: лишь немногие из Cx5x86 действительно работали на 133 МГц.

AMD Am5x86

Предлагая легкие возможности обновления для 486 компьютеров, Am5x86 от AMD был в действительности 486DX с внутренним множителем x4. Это позволяло процессору достигать быстродействия в 133 МГц и обеспечивать совместимость с большинством существующих под 486 системных плат. При этом производительность Am5x86 была не хуже, чем у Pentium 75.

Но что действительно отличало Am5x86, так это первое использование оценки производительности (PR – P erformance R ating). В дальнейшем эта тактика сыграет еще большую роль. AMD продавала эти процессоры под маркой Am5x86-P75, предоставляя покупателю информацию о том, что это эквивалент Pentium 75.

Знаете ли вы, что AMD могла бы выполнять оценку производительности вплоть до линейки процессоров Athlon 64 X2.

AMD K5

Intel сама «помогла» конкурентам, заключив лицензионное соглашение, которое открыло путь к разработке и выпуску клонов их продукции. Но эту ошибку компания не собиралась повторять, приступив к выпуску линейки Pentium. В результате AMD и все остальные не могли теперь просто производить клоны интеловской продукции и продавать в качестве собственной. В силу этого и был создан K5 от AMD - как первая попытка собственной разработки процессоров следующего поколения. Но, как и предполагалось, еще в процессе проектирования возник ряд проблем, что вызвало задержку выпуска чипа. В итоге К5 вышел в свет только в 1996 году. Технически более совершенный по отношению к Pentium, К5 содержал 4.5 млн транзисторов, 5 модулей целочисленных операций, значительно более мощный модуль предсказателя ветвлений и 16 КБ кэш (в два раза больше, чем у Pentium). К сожалению для AMD, принципиальным недостатком K5 стала низкая тактовая частота и поэтому процессор не смог нанести ожидаемый нокаут Pentium. Соответственно, не получилось и сногсшибательного коммерческого успеха.

Год выпуска: 1996 Тактовая частота: 75 МГц - 133 МГц

Знаете ли вы, что «K» в K5 и последующих процессорах от AMD было навеяно происхождением с планеты Криптон знаменитого героя американских комиксов конца 30-х, Супермена.

Cyrix 6x86 and MII

Изначально процессор Cyrix 6x86 получил название MI и был совместим с интеловским Pentium и по вольтажу, и по пинам. Однако, это был не перепроектированный клон, а оригинальный проект, который не повторял Pentium на все 100%. Ранние версии с 16 КБ кэш показывали внушительную производительность, превосходящую в ряде сценариев тестовых испытаний Pentium. Это привело к тому, что Cyrix ввел собственную оценку производительности по отношению к Pentium, несмотря на сравнительно слабую производительность при операциях с плавающей точкой. Более позднюю версию 6x86 переименовали в MII. Переработка MII обеспечила меньшее тепловыделение процессора, что позволяло разогнать тактовую частоту, но иногда вело к дополнительным затратам, так как требовались шины с нестандартными частотами 75 МГц или 83 МГц для системных плат с Socket 7.

Знаете ли вы, что было три различные версии Cyrix 6x86: оригинальная версия, версия с раздельными маломощными ядрами и версия с продвинутыми MMX командами.

AMD K6

В то время как K5 от AMD легко забылся, продвижение процессора K6 прошло более гладко, и его ждал теплый прием пользователей. Частично это произошло благодаря усилиям разработчика Vinod Dham, который известен как «отец Пентиума». Мистер Dham оставил Intel в 1996 году, чтобы перейти в NexGen, которую впоследствии приобрела AMD. Компания NexGen фактически проектировала то, что могло бы стать К6, включая инструкции MMX и блок для операций с плавающей точкой. Запущенный в апреле 1997 года К6, наряду с приобретением NexGen, еще раз дал понять, что AMD по-прежнему остается одним из главных игроков среди разработчиков центральных процессоров.

Год выпуска: 1997 Тактовая частота: 166 МГц - 300 МГц

Знаете ли вы, что К6 некоторое время использовал основанный на сравнении с Pentium II индекс производительности (PR2), но это обозначение было в конечном счете удалено.

Intel Pentium II и Pentium II Xeon

Чтобы увеличить объемы производства, Intel перемещает вторичный кэш во внешний чип. Такое исполнение подразумевало работу кэш-памяти на скорости в два раза меньшей скорости процессора. В последних Pentium II Intel пыталась компенсировать снижение скорости увеличением кэша с 256 КБ до 512 КБ. Это делалось не только с целью снижения цены (в начале выпуска Pentium II стоил немалые деньги), но также чтобы упаковать процессор в единый контактный блок для системных плат с новым процессорным разъёмом Slot1. Pentium II впервые был произведен по 0.35-мкм технологии, которая впоследствии была заменена на 0.25-мкм. Он содержал 7.5 млн транзисторов и мог адресовать 64 ГБ памяти. Вдобавок, Pentium II стал родоначальником первых процессоров Xeon, реализованных в 1998 году. Но, в отличие от Pentium II, у Xeon объем L2 кэша достиг 2 МБ.

Знаете ли вы, что процессоры серии Pentium II для настольных компьютеров имели кодовые имена Klamath и Deschutes, а для их портативных аналогов - Tonga и Dixon.

Cyrix Media GX (National Semiconductor)

Столкнувшись с финансовыми трудностями, в 1997 году Cyrix был приобретен компанией National Semiconductor (NS). Это привело к изменению философии деятельности, так как NS был значительно больше заинтересован в обширном рынке, чем в производстве высококачественной продукции высшего класса. Результатом нового менталитета стал процессор Media GX на базе Cyrix 5x86 с интегрированными графикой, контроллером памяти и PCI контроллером. Он мог работать в паре с процессором, который содержал IDE контроллер, звуковые функции и другие задачи.

Знаете ли вы, что процессор MediaGX мог работать только на системных платах, разработанных специально под него?

Centaur Technology WinChip

Вряд ли вы вспомните сегодня WinChip и уж тем более цепочку бизнес-приобретений и сотрудничества между VIA, Cyrix, National Semiconductor, IDT и Centaur Technology среди других подобных фирм, кто каким-либо образом объединялся для завоевания рынка. В этой ситуации Centaur Technology выпустила процессор WinChip под Socket 7. Отклоняясь от традиционного дизайна х86, Centaur использовала все свои знания о процессоре RISC и создала чип с меньшим вентильным счетчиком и уменьшенной площадью кристалла. Это был простой и энергетически эффективный дизайн, больше подходящий для задач с невысокими требованиями к производительности. Процессор не имел вторичного кэша, но имел первичный кэш на 64 КБ и поддерживал MMX и 3DNow! Но Интел со своим более дешевым и более быстрым Celeron положил конец всяким надеждам Centaur на успех WinChip.

Знаете ли вы, что Centaur был продан VIA в 1999 году и элементы WinChip были использованы в линейке Cyrix III.

Intel Celeron

Intel сделала отличный шаг на рынке профессиональных и высокопроизводительных серверных процессоров, выпустив Pentium II и Xeon. Но компании недоставало процессора начального уровня, ориентированного на огромный сектор рынка ПК. Intel заполнила эту нишу, выпустив в 1998 году процессор Celeron со значительно меньшей производительностью и с намного более «бюджетной» ценой.

Позже, в игровых версиях х86 несколько моделей Celeron стали настоящим искушением для любителей сэкономить на процессоре путем его разгона. Но первые Celeron на ядре Pentium II вызвали прохладную реакцию у основной массы пользователей. В первую очередь, это было обусловлено отсутствием вторичного кэша, позволявшего увеличить производительность. Позже Intel реализовала другую версию с вторичным КЭШем объемом 128 КБ, что в некоторых случаях позволило увеличить производительность в два раза. Комбинация полнокровного вторичного кэша со скоростью чипа и способностью к разгону сделали Celeron хитом среди массы разгоняемых процессоров.

Год выпуска: 1998 Тактовая частота: 266 МГц – 3.2 ГГц

Знаете ли вы, что Mendocino Celeron, дублировавший 300А, был самым популярным у оверклокеров, у которых он устойчиво работал на 450 МГц.

AMD K6-2 and K6-2+

Продолжая успех К6, K6-2 был выпущен компанией AMD в 1998 году. Он имел другой модуль ММХ и новые инструкции SIMD, известные как 3DNow! Эти нововведения на некоторое время сделали AMD лидером в среде 3D-приложений, пока Intel не «засверкал» опять с собственным набором команд SSE. Тем не менее, К6-2 стал вполне привлекательным апгрейдом для считающих деньги владельцев системной платы с Super Socket 7. Позже AMD выпустил K6-2+, в котором добавил 128 КБ вторичной кэш-памяти и уменьшил технологический процесс с 250 нм до 180 нм.

Год выпуска: 1998 Тактовая частота: 233 МГц – 500 МГц

Знаете ли вы, что набор инструкций SIMD, известный как "3Dnow!", обозначает «Single Instruction, Multiple Data». Эти инструкции известны большинству как "vector instructions" – команды обработки векторов.

AMD K6-3

Последний в линейке K6, К6-3 от AMD, был анонсирован в начале 1999 года как последний процессор для системных плат с Socket 7. Но К6-3 не довелось понежиться в лучах успеха, так как Intel выпустил новый процессор Pentium III всего через несколько дней. Значительным шагом вперед в K6-3 были 256 КБ вторичной кэш-памяти и более чем в два раза увеличенное число транзисторов - с 9.3 млн до 21.3 млн. К6-3 был успешной разработкой, но ее быстро забыли, так как AMD выпустила серию Athlon.

Год выпуска: 1999 Тактовая частота: 350 МГц – 570 МГц?

Знаете ли вы, что кодовым названием К6-3 был "Sharptooth" («острый зуб»).

Intel Pentium III и Pentium III Xeon

В 1999 Intel выпускает Pentium III. Дополнительные инструкции SSE позволили выполнять до четырех вычислений одинарной точности с плавающей запятой одновременно, что повысило эффективность обработки 3D-изображений, потокового видео и других мультимедийных задач по сравнению с Pentium II.

Позже Intel выпустила Pentium III Coppermine. Coppermine имел интегрированные 256 КБ вторичной кэш-памяти, работающие с частотой ядра, удвоенный конвейер и другие улучшения, которые привели к повышению производительности в несколько раз по сравнению с первым Pentium III.

Другой PIII чип, названный Tualatin, имел более высокую тактовую частоту, больший объем кэш-памяти, меньший размер кристалла и более низкое энергетическое потребление. Tualatin обеспечил начальную структуру интеловских мобильных процессоров Pentium-M, которые позже привели к появлению Core i7.

Как и для Pentium III Xeon, интеловский процессор для серверов не отличался принципиально от аналогов для настольных компьютеров, хотя позже для PIII Xeon кэш-память была увеличена до 2 МБ и была реализована поддержка четырех-ядерной конфигурации.

Год выпуска: 1999 Тактовая частота: 450 МГц – 1.4 ГГц

Знаете ли вы, что оригинальный Xbox от Microsoft использовал вариант процессора Pentium III Celeron в Micro-PGA2 форм-факторе.

AMD Athlon (Classic и Thunderbird)

Вероятно, наиболее заметной серией центральных процессоров в истории AMD и, определенно, наиболее важной в недавней истории компании стала линейка Athlon, которая нанесла Intel довольно сокрушительный удар. Дирк Мейер, впоследствии ставший исполнительным директором AMD, руководил командой, которая разработала Athlon с вторичной кэш-памятью в 512 КБ. Стартовав с 500 МГц, AMD опередил Intel и первым покорил важный рубеж в 1 ГГц.

Через некоторое время AMD еще больше усовершенствовал Athlon и дал новой версии имя Thunderbird. Новая ревизия ядра вместе с повышением производительности L2 кэша и рядом других улучшений, сделали новый процессор еще более качественным. Вместе с этим AMD ввел Socket A (462) – один из наиболее успешных во все времена сокетов в системных платах.

Год выпуска: 1999 Тактовая частота: 500 МГц – 1.4 ГГц

Знаете ли вы, что процессор Athlon Thunderbird от AMD был наиболее успешным процессором со времен Am386. Имя Athlon греческое и обозначает «состязание».

National Semiconductor Geode

Geode представила усовершенствованный процессор Media GX, производство которого на некоторое время прекратил Cyrix. В 2003 National Semiconductor продал Geode компании AMD, которая продолжила совершенствовать принцип размещения системы в чипе процессора. Ранние версии существуют в нескольких вариантах OLPC (O ne L aptop p er C hild), а более поздние Geodes от AMD (Geode NX) уже базировались на ядре Athlon XP Thoroughbred и включали 256 КБ вторичной кэш-памяти.

Год выпуска: 1999 Тактовая частота: 166 МГц – 1.4 ГГц

Знаете ли вы, что проект OLPC использует процессор Geode LX.

Transmeta Crusoe и Efficeon

Новый участник - Crusoe от Transmeta - дебютировал в на рынке х86 процессоров 2000 году. Crusoe был разработан в качестве процессора, управляющего потреблением энергии и потребляющего от 1 до 3 Вт при работе в обычном режиме. Первые чипы изготавливались с использованием 180-нм процесса (потом был осуществлен 130-нм процесс) и демонстрировали значительную экономию энергии.

Через некоторое время Transmeta усовершенствовала Crusoe, но отсутствие производительности, сравнимой с продуктами Intel и AMD, а также отсутствие в то время повышенного спроса на энергосбережение ограничило успех этого процессора. В 2004 году Transmeta выпускает второй х86 чип, названный Efficeon. Новая микроархитектура Efficeon основывалась на 256-битной VLIW (V ery L ong I nstruction W ord), в отличие от 128-битного Crusoe. Кроме того, благодаря Morphing Software, была значительно улучшена совместимость с х86, включая инструкции MMX, SSE и SSE.

Принято считать, что новая архитектура Efficeon, реализованная на чипе Crusoe, существенно улучшила производительность (на 200%), но столкнулась с постоянно растущей конкуренцией со стороны Intel и AMD. После потери сотен миллионов долларов за несколько лет, Transmeta остановила производство процессоров и сфокусировалась на продаже технологий. В январе 2009 Transmeta была приобретена компанией Novafora.

Год выпуска: 2000 Тактовая частота: 300 МГц – 2 ГГц

Знаете ли вы, что процессор Crusoe был так назван в честь Robinson Crusoe, учредителя Transmeta.

VIA Cyrix III и C3

Cyrix опят перешла из рук в руки, будучи проданной VIA в 1999 году. После этого, в начале 2000 года был реализован процессор Cyrix III x86 для системных плат с Socket 370. Когда Cyrix III находился в разработке, было выявлено несколько проблем из-за которых число транзисторов пришлось сократить с 22 млн до 11 млн. В результате у Cyrix III была увеличена тактовая частота, которая стала отличительным признаком чипа.

В результате последующей доработки был выпущен процессор с кодовым названием Samuel 2 с 64 КБ вторичной кэш-памяти, произведенный по технологии 150 нм (а не 180 нм), что также позволило увеличить тактовую частоту. Позднее VIA изменила имя Cyrix III на C3, так как Cyrix перестал быть частью архитектуры.

Год выпуска: 2000

Знаете ли вы, что процессоры С3 поступали в продажу в красочных жестяных коробках. Кроме того, экономный С3 потреблял менее 10 Вт.

AMD Duron

Занимать лидирующее положение по производительности – это только половина успеха, и поэтому в 2000 году в дополнение к интеловскому Celeron AMD выпускает процессор Duron и покоряет «бюджетный» сектор рынка. Первые Duron обладали медленной шиной со 100 МГц и урезанным кэшем, что и определяло их низкую стоимость. Duron выпускался только с 64 КБ вторичной кэш-памяти (в отличие от привычных к тому времени 256 или 512 КБ). Диапазон частот лежал в области от 600 МГц до 950 МГц.

Следующее поколение процессоров Duron производилось на базе архитектуры Athlon XP, в них также была добавлена поддержка инструкций SSE. Финальная версия Duron базировалась на Thoroughred Athlon XP и использовала более быструю шину (133 МГц) и тактовую частоту до 1.8 ГГц.

Год выпуска: 2000 Тактовая частота: 350 МГц – 1.4 ГГц

Знаете ли вы, что оверклокеры обнаружили, что первые экземпляры "Applebred" класса Duron могли в действительности догонять по скорости "Thoroughbred B" Athlon XP, который имел вторичную кэш-память в 256 КБ.

Intel Pentium 4

Благодаря высокоэффективному дизайну, Pentium III пользовался большой популярностью. Если бы Intel продолжила совершенствование этой версии, AMD вряд ли смогла бы подняться так высоко. Но вместо этого Intel все больше внимания уделяла увеличению тактовой частоты, и для достижения этой цели в итоге ввела в Pentium 4 чрезвычайно длинную конвейерную архитектуру. С одной стороны, это действительно позволяло повышать тактовую частоту, с другой – появлялась большая вероятность того, что для выполнения команды потребуется результат предыдущей команды, а это означало перезагрузку конвейера.

Но Pentium 4 вовсе не был плох и он поддерживал наборы инструкций SSE2 и SSE3. А в комбинации с HyperThreading, Pentium 4 превосходно справлялся как с мультимедийными и контентными задачами, так и с кодами, оптимизированными под новое ядро. А использование графических карт для 3D-графики еще больше улучшало производительность, таким образом, процессор Р4 заложил основу для развития игровых инструментов. Оверклокеры проявили большой интерес к ядру Northwood, выпущенному в 2002 году. С подходящей системной платой и памятью даже начинающие оверклокеры могли поднять тактовую частоту на 1 ГГц при воздушном охлаждении.

Но чтобы Pentium 4 действительно заблистал, потребовалось поднять тактовую частоту до рекордных цифр. Intel предполагала, что этого удастся добиться с ядром Prescott - первым чипом, изготовленным по 90 нм технологии. Но Prescott дал лишь незначительное повышение производительности, в противовес громким рекламным обещаниям, а в игровых тестах значительно уступал процессорам AMD.

Год выпуска: 2000 Тактовая частота: 1.40 ГГц – 3.8 ГГц

Знаете ли вы, что разогнанный "Northwood" Pentium 4 был «существом» мало управляемым, так как даже незначительное превышение рабочего напряжения до 1.7 В могло привести к быстрому выходу процессора из строя. Этот феномен стал широко известен под названием Sudden Northwood Death Syndrome (синдром внезапной смерти "Northwood").

AMD Athlon XP

Часть семейства Athlon, после ревизии XP и добавления инструкций SSE, стала еще одним агрессивным шагом в маркетинге AMD. XP поддерживал eXtreme Performance и прекрасно ладил с Windows XP. Кроме того, AMD вернулась к использованию системы Performance Rating (PR) для маркирования процессоров. Официально, PR от AMD должно было характеризовать производительность процессора XP по отношению к ядру Thunderbird, так что теоретически AMD Athlon XP 1800+ должен был иметь такую же производительность, как и Thunderbird на частоте 1.8 ГГц. Однако, на практике эта аббревиатура ошибочно использовалась гораздо шире, например, в качестве указателя на соответствующий интеловский процессор - во многом из-за совпадения аббревиатур «P entium R ating» и «P erformance R ating».

Другие версии процессора – Thoroughbred или T-Bred – были реализованы с изменением технологии изготовления со 180 нм до 130 нм. Позже модели также увеличили свои шины от 100 МГц (Thunderbird) и 133 МГц (XP) до 166 МГц (T-Bred).

Но самый популярный Socket A Athlon был создан на основе ядра Barton, появившегося в 2003 году и обещавшего огромные возможности разгона. В частности, интерес вызвала первая версия процессора - Barton 2500+, которая поставлялась с разблокированным множителем. При увеличении значения множителя большинство процессоров Barton 2500+ могли легко достигать производительности флагманской модели AMD 3200+.

Но не только процессоры Barton хорошо подходили для разгона: высокопроизводительные системные платы Asus A7N8X Deluxe и Abit NF7-S Rev2, на которые устанавливались эти процессоры, в то время были двумя самыми подходящими для этих целей. Когда AMD сделал блокировку множителя, эти и другие высокопроизводительные системные платы все равно позволяли работать 2500+ подобно 3200+ за счет увеличения тактовой частоты шины.

С технической стороны ядро Barton увеличило вторичную кэш-память до 512 КБ и нарастило число транзисторов с 37 млн до 54.3 млн.

Год выпуска: 2001 Тактовая частота: 650 МГц – 2.25 ГГц

Знаете ли вы, что мобильные Athlon XP пользовались повышенным вниманием не только за их возможности для разгона (сообщалось о достижении частоты в 3.1 ГГц) , но и за стабильную работу в разогнанном состоянии.

AMD Sempron

Там, где не справлялся Duron, ему на смену приходил Sempron – «бюджетный» конкурент от AMD интеловскому процессору Celeron. Подобно Duron, большинство Sempron имели «урезанную» вторичную кэш-память. Несколько в стороне стоял Sempron 3000+. Ранние модели Sempron, в большей степени, отличались от Athlon XP именем, а не конструкцией. Однако, Sempron 3000+ уже имел вторичную кэш-память 512 КБ, частоту ядра 2.0 ГГц и частоту шины 166 МГц. Во многих отношениях Sempron 3000+ был бы практически идентичен Barton 2700+ (если бы такой процессор существовал в природе).

Sempron продолжали эволюционировать вместе с главными линейками процессоров| AMD и продолжают существовать и по сей день.

Год выпуска: 2004 Тактовая частота: 1.4 ГГц – 2.3 ГГц

Знаете ли вы, что в то время как процессоры Athlon XP соответствовали семейству Pentium 4, Sempron соответствовал, скорее, «бюджетному» Celeron.

AMD Athlon 64

Вершиной успеха AMD стал 64-разрядный процессор Athlon 64, предназначенный для основной массы пользователей. В то время как инженеры Intel пытались создать процессор Р4 на базе NetBurst, AMD занялась производством чипов с более эффективной архитектурой и интегрированным контроллером памяти.

Не без некоторых начальных усилий А64 стал первым подходящим процессором для системных плат Socket 754, которые нуждались в поддержке двухканальной памяти и для сервер-ориентированной Socket 940, требовавшей буферизации памяти.

Хотя А64 предложил собственную 64-разрядную основу, он был также полностью совместим с 32-битной кодировкой без какой-либо заметной потери в производительности. Это было очень важно для пользователей Windows, которые все еще жили в 32-разрядном мире (это все еще справедливо и сегодня, хотя у многих работают 64-разрядные ОС Vista и XP).

Год выпуска: 2004

Знаете ли вы, что Athlon 64 был разработан под 5 сокетов, включая 754, 939, 940, AM2 и Socket F (имеющий 1207 контактов).

Intel Pentium D

Невезучая архитектура NetBurst окончательно сдала свои позиции в последнем бренде Intel Pentium D. Процессоры Pentium D, содержащие два одноядерных процессора, трансформировались впоследствии в многоядерные модули. Не столь элегантный, как двуядерная разработка AMD, Pentium D предлагал приличную многозадачную производительность, хорошие возможности для разгона по сравнительно невысокой цене. Pentium D обеспечил приверженцам Intel уверенную альтернативу AMD.

Год выпуска: 2005 Тактовая частота: 2.66 ГГц – 3.73 ГГц

Знаете ли вы, что Pentium D 965 был самым быстрым процессором Intel с тактовой частотой 3.73 ГГц (который можно было разогнать до 4.26 ГГц), хотя технически это был Pentium Extreme Edition.

AMD Athlon 64 X2

Продолжая доминировать на рынке настольных ПК, серия процессоров Athlon 64 X2 от AMD содержала два ядра в одном кристалле, совместно использующих интегрированный контроллер памяти. Эта внутренняя структура обмена данными обеспечивала огромное преимущество в производительности по сравнению с интеловской двуядерной конфигурацией, у которой ядра осуществляли коммуникацию через общую шину. В серии X2 были добавлены SSE3 команды, но, что более важно, AMD сохранила совместимость нового чипа с Socket 939.

Год выпуска: 2006 Тактовая частота: 1.0 ГГц – 3.2 ГГц

Знаете ли вы, что Athlon 64 4000+ был последней моделью с одиночным ядром в серии Athlon 64, но одноядерные процессоры продолжили свою жизнь в FX-серии.

Intel Core 2

Пробудившись от «спячки», Intel начинает штурмовать процессорный мир со своей новой архитектурой Core 2. Вместо концентрации на достижении максимальной тактовой частоты, Intel сфокусировался на более высокой производительности его процессорного конвейера. Это означало возврат к более низким тактовым частотам, но с другой стороны, повышало производительность процессоров. Но после того, как обнаружилась несостоятельность Prescott, средства массовой информации с осторожностью отнеслись к обещаниям Intel по поводу производительности Core 2. Но, к глубокому разочарованию AMD, Core 2 полностью соответствовал заявленным возможностям.

Первый Core 2 Duos буквально взорвал рынок со своими 167 млн транзисторов, 65 нм технологией, 2 МБ вторичной кэш-памяти и 1,066 МГц частотой шины. Несмотря на дебют с невысокими частотами 1.86 МГц и 2.13 МГц (Е6300 и Е6400 соответственно), производительность, а также агрессивная ценовая политика сделали Core 2 желанным и популярным.

Позднее Core 2 был переведен на 45 нм технологию изготовления. Так появилась версия Penryn, в которой 820 млн транзисторов было упаковано в четырехядерный процессор, работающий с частотой, достигающей 3.2 ГГц.

Год выпуска: 2006 Тактовая частота: 1.8 ГГц – 3.2 ГГц

Знаете ли вы, что Intel действительно сделал одноядерный Core 2 чип для мобильной линейки, базируясь на разработках Merom и Penryn.

Intel Pentium Dual-Core

Воскрешение имени Pentium на данном этапе может показаться странным, но Intel все же решилась на это. Хотя то, что Pentium Dual-Core базируется на интеловской технологии Core, а не на более раннем процессоре Pentium или Pentium D, действительно сбивает с толку.

Первые процессоры Pentium Dual-Core были нацелены на рынок ноутбуков, но затем стали использоваться и в ПК.

Год выпуска: 2006 Тактовая частота: 1.4 ГГц – 2.8 ГГц

AMD Phenom

Передав пальму первенства в производительности интеловской архитектуре Core 2, AMD, тем не менее, надеялась осуществить рывок на рынке с будущим процессором Barcelona, который был впоследствии переименован в Phenom. Но ранние версии Phenom содержали багги и часто давали сбои в работе. А в затылок ему уже дышала интеловская архитектура Nehalem.

Нельзя сказать, чтобы Phenom был такой уж плохой архитектурой – у него, несомненно, имелись и собственные достоинства: несколько SIMD инструкций, включая MMX, Enhanced 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3 и SSE4a, 4-ядерный процессор и неплохая производительность. Но все это несравнимо уступало уровню последних процессоров Intel, к тому же, AMD проиграл Intel в ценовой политике.

Год выпуска: 2007 Тактовая частота: 1.8 ГГц – 3.0 ГГц

Знаете ли вы, что четырехядерный Phenom от AMD был первым действительно монолитным чипом с четырьмя ядрами, что в будущем нашло свое отражение и у Intel в процессоре Core i7.

Intel Core i7

Процессор Core i7 еще больше укрепил беспокойство AMD, которая все еще надеялась побороться за создание архитектуры, способной конкурировать с Core 2. Тем временем Core i7 (ранее известный под именем Nehalem) остался вне конкуренции.

А Intel тем временем окончательно отошел от традиционной шины в пользу QuickPath Interconnect, которая являлась аналогом HyperTransport от AMD. Это двухточечное межкомпонентное соединение (point-to-point interconnect) позволяет намного быстрее осуществлять связь между процессором и различными подсистемами. Правда, из-за этого оверклокерам пришлось «повышать квалификацию», в том числе осваивать несколько новых терминов, чтобы научиться грамотно осуществлять разгон.

На момент написания статьи в продаже есть три Core i7 – Core i7-920, Core i7-940 и Core i7-965 – все производятся с использованием 45 нм технологии, имеют 731 млн транзисторов и 8 МБ вторичный кэш.

Год выпуска: 2008 Тактовая частота: 2.66 ГГц – 3.2 ГГц

Знаете ли вы, что Core i7 имеет размер кристалла в 263 кв. мм, по сравнению с площадью кристалла в 143 кв. мм у Core 2.

AMD Phenom II

Многие считают, что Phenom II - это то, чем должен был стать оригинальный Phenom. Вместе с утроенным объемом кэш-памяти третьего уровня (6 МБ вместо 2 МБ), поддержкой DDR3 и удалением «холодных багов», которые отравляли жизнь оверклокерам, Phenom II закрыл брешь в производительности с интеловской линейкой Core 2. Но у AMD по-прежнему оставалась проблема: Intel уже осуществил следующий шаг, а AMD пока нечего было предложить пользователям в качестве конкурента Core i7.

Будучи не в состоянии конкурировать с Intel в производительности, AMD пришлось снизить цены на свои процессоры значительно больше, чем того хотелось бы. Тогда как Athlon 64 X2 имели тенденцию к высоким ценам, Phenom II X4 940 имел розничную цену всего $215 – ощутимо ниже $1000, которую обычно просили за флагманские процессоры.

Год выпуска: 2008 Тактовая частота: 2.5 ГГц – 3.0 ГГц

Знаете ли вы, что трехядерные Phenom II 700 серии это четырехядерные процессоры у которых одно нерабочее ядро отключено.

Intel Atom

Нельзя проигнорировать также интеловскую серию Atom, которая стала движущей силой в суперпопулярных сегодня нетбуках (мобильный вариант) и неттопах (десктопы). Почему это важно? Потому что, вопреки экономическому кризису, мировые продажи компьютеров продолжают расти, благодаря именно нетбукам, у большинства из которых внутри именно интеловский процессор Atom.

С точки зрения «железа» одноядерные чипы Atom имеют всего 47 млн транзисторов, 512 КБ вторичной кэш-памяти и предельную тактовую частоту 1.86 ГГц. Чипы Atom с двумя ядрами существуют пока только для ПК и отсутствуют для мобильных вариантов.

Год выпуска: 2008 Тактовая частота: 800 МГц – 2 ГГц

Знаете ли вы, что почти 15 млн нетбуков с процессорами Atom были проданы в 2008 году, а в 2009 году ожидается дальнейший рост продаж.

VIA Nano

Серия Intel Atom постепенно завоевывает рынок компьютерных устройств с низким потреблением энергии. На этом фоне продукции VIA не уделяется должного внимания. И хотя линейка Nano от VIA пока не достигла уровня продаж Atom, но по ряду тестов Nano показывают более высокую производительность, хотя и потребляют чуть больше энергии.

Процессоры Nano работают в диапазоне частот от 1 ГГц до 1.8 ГГц с 533 МГц или 800 МГц шиной, имеют вторичную кэш-память до 1 МБ и поддерживают инструкции MMX, SSE, SSE2, SSE3 и SSSE3.

VIA обещает выпустить двухядерные Nano для нетбуков в 2010 году. Таким образом, возможно, скоро на этом рынке появится новый игрок, возможно даже определяющий правила игры.

Год выпуска: 2008 Тактовая частота: 1 ГГц – 1.8 ГГц

Знаете ли вы, что Atom создавался для работы с потреблением малых мощностей и использования специально в нетбуках, тогда как Nano нацелен на рынок малых форм-факторов и экологичных настольных ПК.

История процессоров Intel | Первенец – Intel 4004

Свой первый микропроцессор Intel продала в 1971 году. Это был 4-битный чип с кодовым названием 4004. Он предназначался для совместной работы с тремя другими микрочипами, ПЗУ 4001, ОЗУ 4002 и сдвиговым регистром 4003. 4004 выполнял непосредственно вычисления, а остальные компоненты имели критическое значение для работы процессора. Чипы 4004 главным образом использовались в калькуляторах и прочих подобных устройствах, и не предназначались для компьютеров. Его максимальная тактовая частота составляла 740 кГц.

За 4004 последовал похожий процессор под названием 4040, который, по сути, представлял улучшенную версию 4004 с расширенной системой команд и более высокой производительностью.

История процессоров Intel | 8008 и 8080

С помощью 4004 Intel заявила о себе на рынке микропроцессоров, и чтобы извлечь выгоду из ситуации представила новую серию 8-битных процессоров. Чипы 8008 появились в 1972 году, затем в 1974 году появились процессоры 8080, а в 1975 году – чипы 8085. Хотя 8008 является первым 8-битным микропроцессоров Intel, он был не так известен, как его предшественник или преемник – модель 8080. Благодаря возможности обрабатывать данные 8-битными блоками 8008 был быстрее, чем 4004, но имел довольно скромную тактовую частоту 200-800 кГц и не особо привлекал внимание проектировщиков систем. 8008 производился по 10-микрометровой технологии.

Intel 8080 оказался намного более успешным. Архитектурный дизайн чипов 8008 был изменен ввиду добавления новых инструкций и перехода к 6-микрометровым транзисторам. Это позволило Intel более чем вдвое повысить тактовые частоты, и самые быстрые процессоры 8080 в 1974 году работали при частоте 2 МГц. ЦП 8080 использовались в бесчисленном множестве устройств, в связи с чем несколько разработчиков программного обеспечения, например, недавно сформированная Microsoft, сосредоточились на программном обеспечении для процессоров Intel.

В конечном счете, появившиеся позже микрочипы 8086 имели общую архитектуру с 8080, чтобы сохранить обратную совместимость с ПО, написанным для них. В результате ключевые аппаратные блоки процессоров 8080 присутствовали во всех когда-либо произведенных процессорах на базе x86. Программное обеспечение для 8080 технически также может работать на любом процессоре с архитектурой x86.

Процессоры 8085, по сути, представляли удешевленный вариант 8080 с повышенной тактовой частой. Они были очень успешны, хотя оставили меньший след в истории.

История процессоров Intel | 8086: начало эры x86

Первым 16-битным процессором Intel был 8086. Он имел существенно большую производительность по сравнению с 8080. Кроме повышенной тактовой частоты процессор обладал 16-разрядной шиной данных и аппаратными исполнительными блоками, позволяющими 8086 одновременно выполнять две восьмибитные инструкции. Кроме того процессор мог выполнять более сложные 16-битные операции, но основная масса программ того времени была разработана для 8-битных процессоров, поэтому поддержка 16-битных операций была не так актуальна, как многозадачность процессора. Разрядность адресной шины была расширена до 20-бит, что дало процессору 8086 доступ к 1 Мбайт памяти и увеличило производительность.

8086 также стал первым процессором на архитектуре x86. Он использовал первую версию набора команд x86, на которой базируются почти все процессоры AMD и Intel с момента появления этого чипа.

Примерно в то же время Intel выпускала чип 8088. Он был построен на базе 8086, но у него была отключена половина адресной шины, и он ограничивался исполнением 8-битных операций. Тем не менее, он имел доступ к 1 Мбайт ОЗУ и работал при более высоких частотах, поэтому был быстрее предыдущих 8-битных процессоров Intel.

История процессоров Intel | 80186 и 80188

После 8086 Intel представила несколько других процессоров, все они использовали схожую 16-битную архитектуру. Первым был чип 80186. Он разрабатывался с целью упрощения проектирования готовых систем. Intel переместила некоторые аппаратные элементы, которые обычно располагались на системной плате, в ЦП, включая генератор тактовых импульсов, контроллер прерываний и таймер. Благодаря интеграции этих компонентов в ЦП 80186 стал во много раз быстрее, чем 8086. Intel также увеличила тактовую частоту чипа, чтобы еще больше повысить производительность.

Процессор 80188 также имел ряд аппаратных компонентов, интегрированных в чип, но обходился 8-битной шиной данных, как 8088, и предлагался в качестве бюджетного решения.

История процессоров Intel | 80286: больше памяти, больше производительности

После выхода 80186 в том же году появился 80286. Он имел почти идентичные характеристики, за исключением расширенной до 24-бит адресной шины, которая, в так называемом защищенном режиме работы процессора, позволяла ему работать с оперативной памятью объемом до 16 Мбайт.

История процессоров Intel | iAPX 432

iAPX 432 был ранней попыткой Intel уйти от архитектуры x86 в совершенно другую сторону. По расчетам Intel iAPX 432 должен быть в несколько раз быстрее, чем другие решения компании. Но, в конечном счете, процессор потерпел неудачу из-за существенных просчетов в архитектуре. Хотя процессоры x86 считались относительно сложными, iAPx 432 поднял сложность CISC на совершенно новый уровень. Конфигурация процессора была довольно громоздкой, что вынудило Intel выпускать ЦП на двух отдельных кристаллах. Процессор также был рассчитан на высокие нагрузки и не мог хорошо работать в условиях недостатка пропускной способности шин или поступления данных. iAPX 432 смог обогнать 8080 и 8086, но его быстро затмили более новые процессоры на архитектуре x86, и в итоге от него отказались.

История процессоров Intel | i960: первый RISC-процессор Intel

В 1984 Intel создала свой первый RISC-процессор. Он не являлся прямым конкурентом процессорам на базе x86, поскольку предназначался для безопасных встраиваемых решений. В этих чипах использовалась 32-битная суперскалярная архитектура, в которой применялись концепция дизайна Berkeley RISC. Первые процессоры i960 имели относительно низкие тактовые частоты (младшая модель работала на 10 МГц), но со временем архитектура была улучшена и переведена на более тонкие техпроцессы, что позволило поднять частоту до 100 МГц. Также они поддерживали 4 Гбайт защищенной памяти.

i960 широко использовался в военных системах а также в корпоративном сегменте.

История процессоров Intel | 80386: переход x86 на 32-бита

Первым 32-битным процессором на архитектуре x86 от Intel стал 80386, который появился в 1985 году. Его ключевым преимуществом являлась 32-битная адресная шина, которая позволяла адресовать до 4 Гбайт системной памяти. Хотя в те времени столько памяти практически никто не использовал, ограничения ОЗУ часто вредили производительности предшествующих процессоров x86 и конкурирующих ЦП. В отличие от современных ЦП, на момент появления 80386 увеличение объема ОЗУ почти всегда означало увеличение производительности. Также Intel реализовала ряд архитектурных усовершенствований, которые помогали повысить производительность выше уровня 80286, даже когда обе системы использовали одинаковый объем ОЗУ.

Чтобы добавить в продуктовую линейку более доступные модели, Intel представила 80386SX. Этот процессор был практически идентичен 32-битному 80386, но ограничивался 16-битной шиной данных и поддерживал работу с ОЗУ объемом лишь до 16 Мбайт.

История процессоров Intel | i860

В 1989 году Intel предприняла еще одну попытку уйти от процессоров x86. Она создала новый ЦП с архитектурой RISC под названием i860. В отличие от i960 этот ЦП разрабатывался как модель с высокой производительностью для рынка настольных ПК, но процессорный дизайн имел некоторые недостатки. Главный из них заключался в том, что для достижения высокой производительности процессор полностью полагался на программные компиляторы, которые должны были размещать инструкции в порядке их выполнения в момент создания исполняемого файла. Это помогло Intel сохранить размер кристалла и уменьшить сложность чипа i860, но при компиляции программ было практически невозможно корректно расположить каждую инструкцию с начала и до конца. Это вынуждало ЦП тратить больше времени на обработку данных, что резко снижало его производительность.

История процессоров Intel | 80486: интеграция FPU

Процессор 80486 стал следующим большим шагом Intel с точки зрения производительности. Ключом к успеху являлась более плотная интеграция компонентов в ЦП. 80486 был первым процессором x86 с кэшем L1 (первого уровня). Первые образцы 80486 имели на кристалле 8 Кбайт кэш-памяти и изготавливались с применением техпроцесса 1000 нм. Но с переходом на 600 нм объем кэша L1 увеличился до 16 Кбайт.

Intel также включила в ЦП блок FPU, который до этого являлся отдельным функциональным блоком обработки данных. Переместив эти компоненты в центральный процессор, Intel заметно снизила задержку между ними. Чтобы увеличить пропускную способность процессоры 80486 также использовали более быстрый интерфейс FSB. Для повышения скорости обработки внешних данных было произведено множество усовершенствований в ядре и других компонентах. Эти изменения значительно подняли производительность процессоров 80486, которые в разы обгоняли старые 80386.

Первые процессоры 80486 достигали частоты 50 МГц, а более поздние модели, произведенные по техпроцессу 600 нм, могли работать на частоте до 100 МГц. Для покупателей с меньшим бюджетом Intel выпускала версию 80486SX, в которой был заблокирован блок FPU.

История процессоров Intel | P5: первый процессор Pentium

Pentium появился в 1993 году и был первым процессором x86 Intel, который не следовал системе нумерации 80x86. Pentium использовал архитектуру P5 – первую суперскалярную микроархитектуру x86 Intel. Хотя Pentium в целом был быстрее 80486, его главной особенностью был существенно улучшенный блок FPU. FPU оригинального Pentium был более чем в десять раз быстрее старого блока в 80486. Значение этого усовершенствования лишь усилилось, когда Intel выпустила Pentium MMX. В плане микроархитектуры этот процессор идентичен первому Pentium, но он поддерживал набор команд Intel MMX SIMD, который мог значительно повышать скорость отдельных операций.

По сравнению с 80486 Intel увеличила в новых процессорах Pentium объема кэша L1. Первые модели Pentium имели 16 Кбайт кэша первого уровня, а Pentium MMX получил уже 32 Кбайт. Естественно, эти чипы работали при более высоких тактовых частотах. Первые процессоры Pentium использовали транзисторы с техпроцессом 800 нм и достигали только 60 МГц, но последующие версии, созданные с использованием производственного процесса Intel 250 нм, достигали уже 300 МГц (ядро Tillamook).

История процессоров Intel | P6: Pentium Pro

Вскоре после первого Pentium Intel планировала выпустить Pentium Pro, основанный на архитектуре P6, но столкнулась с техническими трудностями. Pentium Pro выполнял 32-битные операции значительно быстрее оригинального Pentium благодаря внеочередному исполнению команд. Эти процессоры имели сильно переработанную внутреннюю архитектуру, которая декодировала инструкции в микрооперации, которые выполнялись на модулях общего назначения. В связи с дополнительными аппаратными средствами декодирования Pentium Pro также использовал значительно расширенный 14-уровневый конвейер.

Поскольку первые процессоры Pentium Pro были предназначены для рынка серверов, Intel снова расширила адресную шину до 36-бит и добавила технологию PAE, позволяющую адресовать до 64 Гбайт ОЗУ. Это гораздо больше, чем было нужно среднему пользователю, но возможность поддержки большого объема ОЗУ была крайне важна для заказчиков серверов.

Также была переработана система кэш-памяти процессора. Кэш L1 был ограничен двумя сегментами по 8 Кбайт, один для инструкций и один для данных. Чтобы восполнить дефицит 16 Кбайт памяти по сравнению с Pentium MMX, Intel добавила от 256 Кбайт до 1 Мбайт кэша L2 на отдельной микросхеме, присоединенной к корпусу ЦП. Она соединялась с ЦП с помощью внутренней шины передачи данных (BSB).

Изначально Intel планировала продавать Pentium Pro простым пользователям, но, в конечном счете, ограничила его выпуск моделями для серверных систем. Pentium Pro имел несколько революционных функций, но продолжал конкурировать с Pentium и Pentium MMX в плане производительности. Два более старых процессора Pentium были значительно быстрее при выполнении 16-битных операций, а в то время 16-битное ПО было преобладающим. Процессору также нахватало поддержки набора команд MMX, в результате Pentium MMX обгонял Pentium Pro в оптимизированных под MMX программах.

У Pentium Pro был шанс удержаться на потребительском рынке, но он был довольно дорогим в производстве из-за отдельной микросхемы, содержащей кэш L2. Самый быстрый процессор Pentium Pro достигал тактовой частоты 200 МГц и производился по техпроцессам 500 и 350 нм.

История процессоров Intel | P6: Pentium II

Intel не отступилась от архитектуры P6 и в 1997 году представила Pentium II, в которым были исправлены почти все недостатки Pentium Pro. Лежащая в основе архитектура была похожа на Pentium Pro. Он также использовал 14-уровневый конвейер и имел некоторые улучшения ядра, повышающие скорость выполнения инструкций. Объем кэша L1 вырос – 16 Кбайт для данных плюс 16 Кбайт для инструкций.

Для снижения стоимости производства Intel также перешла к более дешевым чипам кэш-памяти, присоединенным к более крупному корпусу процессора. Это был эффективный способ сделать Pentium II дешевле, но модули памяти не могли работать на максимальной скорости ЦП. В результате частота работы кэша L2 составляла лишь половину от процессорной, но для ранних моделей ЦП этого было достаточно, чтобы увеличить производительность.

Intel также добавила набор команд MMX. Ядра ЦП в Pentium II под кодовым названием "Klamath" и "Deschutes" также продавалась под брендами Xeon и Pentium II Overdrive, ориентированными на сервера. Модели с самой высокой производительностью имели 512 Кбайт кэша L2 и тактовую частоту до 450 МГц.

История процессоров Intel | P6: Pentium III и схватка за 1 ГГц

После Pentium II Intel планировала выпустить процессор, основанный на архитектуре Netburst, но она была еще не готова. Поэтому в Pentium III компания снова использовала архитектуру P6.

Первый процессор Pentium III носил кодовое имя "Katmai" и был очень похож на Pentium II: он использовал упрощенный кэш L2, работающий лишь на половине скорости ЦП. Базовая архитектура получила существенные изменения, в частности, несколько частей 14-уровневого конвейера были объединены между собой до 10 ступеней. Благодаря обновленному конвейеру и увеличению тактовой частоты первые процессоры Pentium III, как правило, немного обгоняли Pentium II.

Katmai производился по технологии 250 нм. Однако, после перехода на производственный процесс 180 нм, Intel смогла значительно увеличить производительность Pentium III. В обновленной версии под кодовым названием "Coppermine" кэш L2 был перемещен в ЦП, а его объем был снижена наполовину (до 256 Кбайт). Но поскольку он мог работать на частоте процессора, уровень производительности все равно повысился.

Coppermine участвовал в гонке с AMD Athlon за частотой 1 ГГц и преуспел. Позднее Intel попыталась выпустить модель процессора 1,13 ГГц, но в конечном счете она была отозвана после того, как доктор Томас Пабст из Tom"s Hardware обнаружил нестабильности в его работе . В итоге чип с частотой 1 ГГц остался самым быстрым процессором Pentium III на базе Coppermine.

Последняя версия ядра Pentium III называлась "Tualatin". При ее создании использовался техпроцесс 130 нм, который позволил добиться тактовой частоты 1,4 ГГц. Кэш L2 был увеличен до 512 Кбайт, что также позволило немного повысить производительность.

История процессоров Intel | P5 и P6: Celeron и Xeon

Вместе с Pentium II Intel также представила линейки процессоров Celeron и Xeon. Они использовали ядро Pentium II или Pentium III, но с разным объемом кэш-памяти. У первых моделей процессоров под брендом Celeron, основанных на базе Pentium II, вообще не было кэша L2, и производительность была ужасной. Более поздние модели на базе Pentium III имели половину от его объема кэша L2. Таким образом мы получили процессоры Celeron, которые использовали ядро Coppermine и имели только 128 Кбайт кэша L2, а более поздние модели, на базе Tualatin уже 256 Кбайт.

Версии с половиной кэша также называли Coppermine-128 и Tualatin-256. Частота этих процессоров была сопоставима с Pentium III и позволяла конкурировать с процессорами AMD Duron. Microsoft использовала процессор Celeron Coppermine-128 с частотой 733 МГц в игровой консоли Xbox.

Первые процессоры Xeon тоже были основаны на Pentium II, но имели больше кэша второго уровня. У моделей начального уровня его объем составлял 512 Кбайт, тогда как у старших собратьев могло быть до 2 Мбайт.

История процессоров Intel | Netburst: премьера

Прежде чем обсуждать архитектуру Intel Netburst и Pentium 4, важно понимать, в чем преимущества и недостатки ее длинного конвейера. Под понятием конвейера подразумевается перемещение инструкций через ядро. На каждом этапе конвейера выполняется множество задач, но иногда может выполняться только одна единственная функция. Конвейер можно увеличить путем добавлением новых аппаратных блоков или разделением одного этапа на несколько. А также можно уменьшить за счет удаления аппаратных блоков или объединения нескольких этапов обработки в один.

Длина или глубина конвейера имеет прямое влияние на задержку, IPC, тактовую частоту и пропускную способность. Более длинные конвейеры обычно требуют большей пропускной способности от других подсистем, и если конвейер постоянно получает необходимый объем данных, то каждый этап конвейера не будет простаивать вхолостую. Также процессоры с длинными конвейерами обычно могут работать при более высоких тактовых частотах.

Недостатком длинного конвейера является повышенная задержка исполнения, поскольку данные, проходящие через конвейер, вынуждены «останавливаться» на каждом этапе на определенное число тактов. Кроме того, процессоры, имеющие длинный конвейер, могут иметь более низкий показатель IPC, поэтому для повышения скорости работы они используют более высокие тактовые частоты. Со временем процессоры, использующие комбинированный подход, доказали свою эффективность без существенных недостатков.

История процессоров Intel | Netburst: Pentium 4 Willamette и Northwood

В 2000 году архитектура Intel Netburst, наконец, была готова и увидела свет в процессорах Pentium 4, доминировав в течение последующих шести лет. Первая версия ядра называлась "Willamette", под которой Netburst и Pentium 4 просуществовали два года. Однако это было трудное время для Intel, и новый процессор с трудом обгонял Pentium III. Микроархитектура Netburst позволяла использовать более высокие частоты, и процессоры на базе Willamette смогли достичь 2 ГГц, но в некоторых задачах Pentium III с частотой 1,4 ГГц оказывался быстрее. В этот период процессоры AMD Athlon имели большее преимущество в производительности.

Проблема Willamette состояла в том, что Intel расширила конвейер до 20 этапов и планировала побить планку частоты 2 ГГц, но из-за ограничений, накладываемых энергопотреблением и тепловыделением, она не смогла достигнуть поставленных целей. Ситуация улучшилась с появлением микроархитектуры Intel "Northwood" и использованием нового техпроцесса 130 нм, который позволил увеличить тактовую частоту до 3,2 ГГц и удвоить объем кэша L2 с 256 Кбайт до 512 Кбайт. Впрочем, проблемы с потребляемой мощностью и тепловыделением архитектуры Netburst никуда не делись. Однако производительность Northwood была значительно выше, и он мог конкурировать с новыми чипами AMD.

В процессорах класса high-end Intel внедрила технологию Hyper-Threading, увеличивающую эффективность использования ресурсов ядра в условиях многозадачности. Польза от Hyper-Threading в чипах Northwood была не так велика, как в современных процессорах Core i7 – прирост производительности составлял несколько процентов.

Ядра Willamette и Northwood также использовались в процессорах серии Celeron и Xeon. Как и в предыдущих поколениях ЦП Celeron и Xeon, Intel соответственно уменьшала и увеличивала размер кэша второго уровня, чтобы дифференцировать их по производительности.

История процессоров Intel | P6: Pentium-M

Микроархитектура Netburst разрабатывалась для высокопроизводительных процессоров Intel, поэтому она была довольно энергоемкой и не подходила для мобильных систем. Поэтому в 2003 году Intel создала свою первую архитектуру, разработанную исключительно для ноутбуков. Процессоры Pentium-M базировались на архитектуре P6, но с более длинными 12-14-уровневыми конвейерами. Кроме того в ней впервые был реализован конвейер переменной длины – если необходимая для команды информация уже была загружена в кэш, инструкции могли выполняться после прохождения 12 этапов. В противном случае им нужно было пройти еще два дополнительных этапа, чтобы загрузить данные.

Первый из таких процессоров выпускался по техпроцессу 130 нм и содержал 1 Мбайт кэш-памяти L2. Он достигал частоты 1,8 ГГц при потребляемой мощности всего 24,5 Вт. Более поздняя версия под именем "Dothan" с 90-нанометровыми транзисторами была выпущена в 2004 году. Переход на более тонкий производственный процесс позволял Intel увеличить кэш второго уровня L2 до 2 Мбайт, который в сочетании с некоторыми улучшениями ядра заметно увеличивал производительность из расчета на такт. Кроме того максимальная частота ЦП поднялась до 2,27 ГГц при небольшом повышении энергопотребления до 27 Вт.

Архитектура процессоров Pentium-M впоследствии использовалась в мобильных чипах Stealey A100, на замену которых пришли процессоры Intel Atom.

История процессоров Intel | Netburst: Prescott

Ядро Northwood с архитектурой Netburst продержалось на рынке с 2002 по 2004 год, после чего Intel представила ядро Prescott с многочисленными улучшениями. При производстве использовался техпроцесс 90 нм, позволивший Intel увеличить кэш L2 до 1 Мбайт. Также Intel представила новый процессорный интерфейс LGA 775, который обладал поддержкой памяти DDR2 и расширенной в четыре раза шиной FSB. Благодаря этим изменениям Prescott обладал большей пропускной способностью, чем Northwood, а это было необходимо для повышения производительности Netburst. Кроме того на базе Prescott Intel показала первый 64-битный процессор x86, имеющий доступ к ОЗУ большего объема.

Intel рассчитывала, что процессоры Prescott станут самыми успешными среди чипов на базе архитектуры Netburst, но вместо этого они потерпели фиаско. Intel снова расширила конвейер выполнения команд, на сей раз до 31 этапа. В компании надеялись, что увеличения тактовых частот будет достаточно, чтобы компенсировать наличие более длинного конвейера, но им удалось достичь только 3,8 ГГц. Процессоры Prescott были слишком горячими и потребляли слишком много энергии. В Intel рассчитывали, что переход на техпроцесс 90 нм устранит эту проблему, однако повышенная плотность транзисторов лишь усложнила охлаждение процессоров. Добиться более высокой частоты было невозможно, и изменения ядра Prescott негативно сказались на общей производительности.

Даже со всеми улучшениями и дополнительным кэшем Prescott, в лучшем случае, выходил на один уровень с Northwood по части произвольности на такт. В то же время процессоры AMD K8 также осуществили переход на более тонкий техпроцесс, что позволило повысить их частоты. AMD некоторое время доминировала на рынке ЦП для настольных компьютеров.

История процессоров Intel | Netburst: Pentium D

В 2005 году два основных производителя соревновались за первенство в анонсе двухъядерного процессора для потребительского рынка. AMD первой анонсировала двухъядерный Athlon 64, но он долго отсутствовал в продаже. Intel стремилась обойти AMD, используя многоядерный модуль (MCM), содержащий два ядра Prescott. Компания окрестила свой двухъядерный процессор Pentium D, а первая модель носила кодовое имя "Smithfield".

Однако Pentium D подвергся критике, поскольку имел те же проблемы, что и оригинальные чипы Prescott. Тепловыделение и энергопотребление двух ядер на базе Netburst ограничивали таковую частоту на уровне 3,2 ГГц (в лучшем случае). И поскольку эффективность архитектуры сильно зависела от загруженности конвейера и скорости поступления данных, показатель IPC у Smithfield заметно снизился, поскольку пропускная способность канала делилась между двумя ядрами. Кроме того физическая реализация двухъядерного процессора не отличалась изящностью (по сути это два кристалла под одной крышкой). И два ядра на одном кристалле в ЦП AMD считались более продвинутым решением.

После Smithfield появился Presler, который был переведен на 65 нм техпроцесс. Многоядерный модуль содержал два кристалла Ceder Mill. Это помогло уменьшить тепловыделение и потребляемую мощность процессора, а также поднять таковую частоту до 3,8 ГГц.

Существовало две основных версии Presler. Первая имела более высокий тепловой пакет 125 Вт, а более поздняя модель ограничивалась значением 95 Вт. Благодаря уменьшенному размеру кристалла Intel также смогла удвоить объема кэша L2, в итоге каждый кристалл имел по 2 Мбайт памяти. Некоторые модели для энтузиастов также поддерживали технологию Hyper-Threading, позволяющую ЦП выполнять задачи в четыре потока одновременно.

Все процессоры Pentium D поддерживали 64-битное ПО и ОЗУ объемом более 4 Гбайт.

Во второй части: процессоры Core 2 Duo, Core i3, i5, i7 вплоть до Skylake.

1. Волков Ю.А. Microsoft Office 2000 Professional. 6 книг в одной. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001 – 944 с.

2. Симонович С.В. Информатика. Базовый курс – СПб.: Питер, 1999. – 640 с.

3. Информатика. 10-11 класс /Под ред. Н.В. Макаровой. – СПб.: Питер, 2000. – 304 с.

4. Стоцкий Ю. Самоучитель Office-2000. – СПб.: Питер, 1999. – 576 с.

Министерство образования Российской Федерации

Рязанская Государственная

Радиотехническая Академия

Кафедра АиММ

Курсовая работа на тему:

«Процессоры»

	Рязань 2004

1.История появления процессоров. ---3стр.

2.Процессор и его составляющие. ---7стр.

3. Современная микропроцессорная технология фирмы Intel. ---11стр.

3,1. Первые процессоры фирмы Intel. ---11стр.

3,2. Процессор 8086/88. ---12стр.

3,3. Процессор 80186/88. ---12стр.

3,4. Процессор 80286. ---12стр.

3,5. Процессор 80386. ---12стр.

3,6. Процессор 80486. ---13стр.

3,7. Процессор i486SX. ---14стр.

3,8. Intel OverDrive процессор. ---14стр.

3,9. Процессор Pentium. ---16стр.

3,10. Процессор Pentium Pro---19стр.

3,10,1. Общее описание. ---19стр.

3,10,2. Два кристалла в одном корпусе. ---20стр.

3,10,3. Значения тестов для некоторых чипов фирмы Intel. ---21стр.

3,11. Intel® Pentium® 4 с технологией Hyper-Threading, Intel® Pentium® 4, Intel® Pentium® III Processor , Intel® Pentium® II-в сравнительной характеристике. ---22стр.

3,12. Hyper-Threading: зачем она нужна? ---24стр.

3,13. Pentium 5. ---27стр.

4. AMD---28стр.

4,1. Развитие семейства K-6. ---28стр.

4,2. Технология 3DNow! ---31стр.

4,3. AMD Duron 650. ---34стр.

4,4.AMD Athlon. ---37стр.

4,4,1. Архитектура. Общие положения. ---39стр.

4,5.Чипсеты. ---42стр.

4,6. AMD Athlon (Thunderbird) 800. ---42стр.

4,7. AMD Athlon XP 1800+ (1533 MHz). ---44стр.

4,8. Athlon XP 3200+.---45стр.

5.Многопроцессорные системы. (SMP). ---48стр.

5,1. Многопроцессорные системы. Opteron. ---49стр.

6. Советы по выбору процессора Intel и AMD. ---56стр.

7.Другие фирмы-производители и некоторые процессоры этих фирм. ---57стр.

7,1. Cyrix. ---57стр.

7,2.Rise. ---57стр.

7,3.Centaur. ---58стр.

7,4. VIA. ---58стр.

7,5. SiS. ---59стр.

7,6. Transmeta. ---59стр.

7,7. Compaq.---59стр.

8. Разгон процессора или overclocking. ---61стр.

9.Системы охлаждения процессора.--- 64стр.

9,1. Радиаторы. ---64стр.

9,2. Вентиляторы.--- 67стр.

История появления процессоров.

С чего же всё началось?

Может быть, всё началось с изобретения транзистора в 1947 году?

А может, всё началось с первого электронного компьютера ENIAC (1946 г.), который умел считать на три порядка быстрее релейных машин (прорыв!). Система насчитывала 18 тыс. электронных ламп, занимала помещение 9x15 кв. метров, весила 30 т, потребляла 150 кВт, имела тактовую частоту 100 кГц (разгону не поддавалась), складывала за 0,2 мс, умножала за 2,8 мс.

И, конечно, у ENIAC имелся ворох недостатков. Во-первых, десятичная система счисления. Во-вторых, чрезвычайно сложное программирование, на перепрограммирование элементарной задачи уходили недели человекотруда. Третье вытекает из второго - очень низкая надёжность системы из-за большой зависимости от человеческого фактора, а на поиск неисправности уходили часы и даже дни.

А может, всё начиналось в 1705 году, когда Фрэнсис Хуксби изобрёл свой электростатический генератор?

Вот он, самый первый электрический генератор, основанный на трении, назывался он автором “influence machine” (машина влияний).

Началось это всё в апреле 1969 года, когда некая японская компания Busicom заказала у молодой, но уже очень амбициозной Intel несколько специальных микросхем для своих будущих калькуляторов. Сама же Intel к тому времени занималась относительно мелкими заказами типа биполярной статической памяти Шотки.

Так вот, прикинув смету на заказ японцев, Intel приходит к выводу, что необходимо разрабатывать десятки микросхем. Говорят, Les Vadasz (тогдашний президент Intel) даже грязно выругался – у них просто не было достаточно людей для подобных разработок. Кроме того, японцы хотели сделать чипам дорогостоящую (по тем временам) упаковку и программировать микросхемы на языке высокого уровня, что, естественно, скорости работы им не добавляло. Но Intel, поднапрягши свои мозги, подтвердил народную русскую пословицу о том, что голь на выдумку хитра.

Вот тут на сцену и выходит Тед Хофф младший (1937 г. рождения), который предлагает все функции возложить на один-единственный центральный процессор.

Идея нравится Бобу Нойсу (на тот момент большой шишке маленькой компании), он всячески помогает Теду продолжить свои разработки. Японские же инженеры, постоянно навещающие Санта-Клару, ставят палки в колёса нового изобретения, не принимая дизайн и идеи Теда, параллельно разрабатывая свои микросхемы. Так отвергалось изобретение, которое в будущем будет стоять в одном ряду с двигателем внутреннего сгорания, радио и электрической.лампочкой. И тем не менее, на очередном собрании где-то в октябре 1969 года японцы понимают все преимущество идеи Теда и дают полное добро на новую разработку от Intel “компьютер на чипе”.

К тому времени помогал Теду младшему некий Стен Мэйзор. Вместе они работали над системой команд, так как в архитектурных нюансах конструирования микрочипа не сильно-то и разбирались. Злые языки даже утверждают, что Хофф и Ко. “позаимствовали” систему команд из разработок IBM и Digital.

Intel постоянно искал талантливых разработчиков, и в апреле 1970 года к группе присоединяется Федерико Фэджин. Трудолюбие его не знало предела, на протяжении девяти месяцев всё возможное время Федерико посвятил разработке новых чипов.

Первый рабочий камень сошел с конвейера в январе 1971 года. Федерико получил камень около шести часов вечера, после чего заперся в лаборатории, нацепил свой футуристический (по тем временам) защитный костюм, защитные очки и стал проводить опыты. Вышел из Intel lab он только в 3 часа ночи и, качаясь от многомесячного перенапряжения, отправился домой, где его давно ожидала всё понимающая жена Эльвия. С порога бросив: “Он работает, он работает!”, он принялся её радостно обнимать.

Однако процессор содержал несколько серьёзных ошибок, и после напряженного труда, Федерико к февралю представляет вторую, подправленную, версию.

Много позже разгорятся споры, кто же из родителей первого процессора “круче”. Интересно, что об этом думают сами изобретатели:

Стен Мазор: “...самый крутой был Фэджин. Этот парень днём и ночью сидел в лабораториях и тестировал, тестировал, тестировал новое детище. Я сомневаюсь, что без Федерико этот чип действительно когда-либо заработал бы.”

Федерико Фэджин: “Ха-ха! Написать систему команд (фундаментальная работа Хоффа и Стена в 1971 году) мог каждый выпускник колледжа.”

Les Vadasz: “Безусловно, Федерико внёс огромный вклад в разработку. И, тем не менее, нельзя преуменьшать заслугу Теда Хоффа, ведь это он предложил концептуальную модель - новый скачок в информационных технологиях.”

Выходит так, что каждый внёс большой вклад в изобретение. Убрать из цепочки даже одного из них – и, вполне возможно, 4004 так бы и не увидел свет. Кроме того, задолго до 1969 года Нойс, когда он ещё работал в Fairchild Semiconductor, придумал напылять транзисторы на кремний, вместо того, чтобы изнурительным ручным трудом пытаться соединить каждый транзистор проводками с нарезанными треугольниками кремния.

Итак, 15 ноября 1971 года (в красный день календаря) Intel представила миру свой новый микрочип. Официальный День Рождения Процессора состоялся!

Характеристика нового чипа:

4-разрядный, 2300 р-канальных МОП-транзисторов, кристалл площадью 3,8x2,8мм, тактовая частота 108кГц.

Обеспечивал адресацию 4Кб ПЗУ и 512байт ОЗУ.

Позже, в 1974 году Федерико уйдёт из Intel, основывает свою компанию Zilog которая будет напрямую конкурировать с Intel.

После его ухода роль Фэджина в создании i4004 будет всячески преуменьшаться менеджерами Intel. Имя Федерико в Санта-Кларе будет всеми силами придаваться забвению.

Производство первого процессора постоянно затягивалось, что никак не радовало Busicom. Прежде всего, из-за растущей конкуренции на рынке калькуляторов. Получилось так, что к выходу i4004 Busicom просто не имел необходимой суммы денег на оплату услуг Intel. И тогда принимается соломоново решение: Intel урезает стоимость контракта на 60 тыс. долларов, но при этом все права на новую разработку остаются у Intel.

Запатентовали новое изобретение на имя всем известной, всеми любимой троицы: Хоффа, Мазора и Фэджина.

Как ни странно, рынок далеко не сразу хорошо принял нововведение. Пройдут годы и десятилетия, прежде чем новое изобретение раскроется во всей красе. Маркетологи Intel на всевозможных форумах и выставках достижений будут рассказывать о своём изобретении и его преимуществах, в космос полетит спутник, в сердце которого будет биться 4004, заработают калькуляторы в конце концов обанкротившейся Busicom.

И, тем не менее, Intel всерьёз воспринимать не будут. Стандартное мнение середины 70-ых, главный инженер DEC:

“Intel никогда не будет представлять серьёзной угрозы. Мы не берём их в расчет”.

Пройдёт 10 лет со времени изобретения первого процессора. И тогда Intel заговорит со всеми конкурентами в полный голос.

История развития процессоров

Характеристики МП

Контрольные вопросы

История развития процессоров с 1971 года до наших дней

Интересен тот факт, что первый процессор был выпущен на 10 лет раньше первого ком­пьютера IBM PC. Компания Intel создала свой первый процессор в 1971 году, а компания IBM свой первый ПК - в 1981 году. Но даже теперь, спустя более четверти века, мы продол­жаем использовать системы, в той или иной мере сходные по архитектуре с первым ПК. Про­цессоры, установленные в наших компьютерах сегодня, большей частью имеют обратную совместимость с процессором 8088, который компания IBM выбрала для своего первого персо­нального компьютера в 1981 году.

15 ноября 2001 года микропроцессор отпраздновал свое 30-летие. За эти годы его быстро­действие увеличилось более чем в 18500 раз (с 0,108 МГц до 2 ГГц). Процессор 4004 был представлен 15 ноября 1971 года; он работал на частоте 108 кГц (108000 тактов в секунду, или всего 0,1 МГц). Про­цессор 4004 содержал 2300 транзисторов и производился с использованием 10-микронной технологии. Это означает, что все линии, дорожки и транзисторы располагались от других элементов на расстоянии около 10 микрон (миллионная часть метра). Данные передавались блоками по 4 бит за такт, а максимальный адресуемый объем памяти составлял 640 байт. Процессор 4004 предназначался для использования в калькуляторах, однако в конечном ито­ге нашел и другие применения в связи с широкими возможностями программирования. На­пример, процессор 4004 использовался для управления светофорами, при анализе крови и даже в исследовательской ракете Pioneer 10, запущенной NASA!

В апреле 1972 года Intel выпустила процессор 8008, который работал на частоте 200 кГц. Он содержал 3500 транзисторов и производился все по той же 10-микронной технологии. Шина данных была 8-разрядной, что позволяло адресовать 16 Кбайт памяти. Этот процессор предназначался для использования в терминалах и программируемых калькуляторах.

Следующая модель процессора, 8080, была анонсирована в апреле 1974 года. Этот процессор содержал 6000 транзисторов и мог адресовать уже 64 Кбайт памяти. На нем был собран первый персональный компьютер (не PC) Altair 8800. В этом компьютере использовалась операционная система CP/M, а Microsoft разработала для него интерпретатор языка BASIC. Это была первая массовая модель компьютера, для которого были написаны тысячи программ.

Со временем процессор 8080 стал настолько известен, что его начали копировать. В конце 1975 года несколько бывших инженеров Intel, занимавшихся разработкой процессора 8080, создали компанию Zilog. В июле 1976 года эта компания выпустила процессор Z-80, который представлял собой значительно улучшенную версию 8080. Этот процессор был несовместим с 8080 по контактным выводам, но сочетал в себе множество различных функций, например интерфейс памяти и схему обновления ОЗУ (RAM), что давало возможность разрабатывать более дешевые и простые компьютеры. В Z-80 был также включен расширенный набор ко­манд процессора 8080, позволяющий использовать его программное обеспечение. В этот про­цессор вошли новые команды и внутренние регистры, поэтому программное обеспечение, разработанное для Z-80, могло использоваться практически со всеми версиями 8080. Перво­начально процессор Z-80 работал на частоте 2,5 МГц (более поздние версии работали уже на частоте 10 МГц), содержал 8500 транзисторов и мог адресовать 64 Кбайт памяти.

Компания Intel не остановилась на достигнутом, и в марте 1976 года выпустила процессор 8085, который содержал 6500 транзисторов, работал на частоте 5 МГц и производился по 3-микронной технологии. Несмотря на то что он обогнал процессор Z-80 на несколько меся­цев, ему так и не удалось достичь популярности последнего. Он использовался в основном в качестве управляющей микросхемы различных компьютеризованных устройств.

В этом же году компания MOS Technologies выпустила процессор 6502, который был аб­солютно не похож на процессоры Intel. Он был разработан группой инженеров компании Mo­torola. Эта же группа работала над созданием процессора 6800, который в будущем трансфор­мировался в семейство процессоров 68000. Цена первой версии процессора 8080 достигала 300 долларов, в то время как 8-разрядный процессор 6502 стоил всего около 25 долларов. Та­кая цена была вполне приемлема для Стива Возняка (Steve Wozniak), и он встроил процессор- 6502 в новые модели Apple I и Apple II. Процессор 6502 использовался также в системах, соз­данных компанией Commodore и другими производителями. Этот процессор и его преемники с успехом работали в игровых компьютерных системах, в число которых вошла приставка Nintendo Entertainment System (NES). Компания Motorola продолжила работу над созданием серии процессоров 68000, которые впоследствии были использованы в компьютерах Apple Macintosh. Второе поколение компьютеров Mac использовало процессор PowerPC, являю­щийся преемником 68000. Сегодня компьютеры Mac снова перешли на архитектуру PC и ис­пользуют с ними одни процессоры, микросхемы системной логики и прочие компоненты.

В июне 1978 года Intel выпустила процессор 8086, который содержал набор команд под ко­довым названием х86. Этот же набор команд до сих пор поддерживается в самых современных процессорах Core 2 и AMD Athlon 64 X2. Процессор 8086 был полностью 16-разрядным - внут­ренние регистры и шина данных. Он содержал 29000 транзисторов и работал на частоте 5 МГц. Благодаря 20-разрядной шине адреса он мог адресовать 1 Мбайт памяти. При создании про­цессора 8086 обратная совместимость с 8080 не предусматривалась. Но в то же время значи­тельное сходство их команд и языка позволили использовать более ранние версии программ­ного обеспечения. Это свойство впоследствии сыграло важную роль для быстрого перевода программ системы CP/M (8080) на рельсы PC.

Несмотря на высокую эффективность процессора 8086 его цена была все же слишком вы­сока по меркам того времени и, что гораздо важнее, для его работы требовалась дорогая мик­росхема поддержки 16-разрядной шины данных. Чтобы уменьшить себестоимость процессо­ра, в 1979 году Intel выпустила процессор 8088 - упрощенную версию 8086. Процессор 8088 использовал те же внутреннее ядро и 16-разрядные регистры, что и 8086, мог адресовать 1 Мбайт памяти, но в отличие от предыдущей версии использовал внешнюю 8-разрядную шину данных. Это позволило обеспечить обратную совместимость с ранее разработанным 8-разрядным процессором 8085 и тем самым значительно снизить стоимость создаваемых системных плат и компьютеров. Именно поэтому IBM выбрала для своего первого ПК "урезанный" процессор 8088, а не 8086.

Это решение имело далеко идущие последствия для всей компьютерной индустрии. Про­цессор 8088 был полностью программно-совместимым с 8086, что позволяло использовать 16-разрядное программное обеспечение. В процессорах 8085 и 8080 использовался очень по­хожий набор команд, поэтому программы, написанные для процессоров предыдущих версий, можно было легко преобразовать для процессора 8088. Это, в свою очередь, позволяло разра­батывать разнообразные программы для IBM РС, что явилось залогом его будущего успеха. Не желая останавливаться на полпути, Intel была вынуждена обеспечить поддержку обратной совместимости 8088/8086 с большинством процессоров, выпущенных в то время.

В те годы еще поддерживалась обратная совместимость процессоров, что ничуть не меша­ло вводить различные новшества и дополнительные возможности. Одним из основных изме­нений стал переход от 16-разрядной внутренней архитектуры процессора 286 и более ранних версий к 32-разрядной внутренней архитектуре 386-го и последующих процессоров, относя­щихся к категории IA-32 (32-разрядная архитектура Intel). Эта архитектура была представ­лена в 1985 году, однако потребовалось еще 10 лет, чтобы на рынке появились такие операци­онные системы, как Windows 95 (частично 32-разрядные) и Windows NT (требующие ис­пользования исключительно 32-разрядных драйверов). И только еще через шесть лет появилась операционная система Windows XP, которая была 32-разрядной как на уровне драйверов, так и на уровне всех компонентов. Итак, на адаптацию 32-разрядных вычислений потребовалось 16 лет. Для компьютерной индустрии это довольно длительный срок.

Теперь наблюдается очередной "скачок" в развитии архитектуры ПК - компании Intel и AMD представили 64-разрядные расширения 32-разрядной архитектуры Intel IA-64 (Intel Archi­tecture, 64-bit - 64-разрядная архитектура Intel), выпустив процессоры Itanium и Itanium 2. Од­нако данная архитектура была абсолютно несовместима с существовавшей 32-разрядной. Архи­тектура IA-64 была анонсирована в 1994 году в рамках проекта по разработке компаниями Intel и HP нового процессора с кодовым именем Merced; первые технические детали были опубликованы в октябре 1997 года. В результате в 2001 году был выпущен процессор Itanium, поддерживающий архитектуру IA-64.

К сожалению, IA-64 не являлась расширением архитектуры IA-32, а была совершенно но­вой архитектурой. Это хорошо для рынка серверов (собственно, для этого IA-64 и разрабаты­валась), однако совершенно неприемлемо для мира ПК, который всегда требовал обратной совместимости. Хотя архитектура IA-64 и поддерживает эмуляцию IA-32, при этом обеспечи­вается очень низкая производительность.

Компания AMD пошла по другому пути и разработала 64-разрядные расширения для архи­тектуры IA-32. В результате появилась архитектура AMD64 (которая также называется x86-64). Через некоторое время Intel представила собственный набор 64-разрядных расширений, кото­рый назвала EM64T (IA-32e). Расширения Intel практически идентичны расширениям AMD, что означает их совместимость на программном уровне. В результате впервые в истории сложи­лась ситуация, когда Intel следовала за AMD в разработке архитектуры ПК, а не наоборот.

Для того чтобы 64-разрядные вычисления стали реальностью, необходимы 64-разрядные операционные системы и драйверы. В апреле 2005 года компания Microsoft начала распро­странять пробную версию Windows XP Professional x64 Edition, поддерживающую дополни­тельные инструкции AMD64 и EM64T. Основные производители компьютеров уже постав­ляют готовые системы с предустановленной Windows XP Professional x64 и с 64-разрядной системой Windows Vista; они также разработали 64-разрядные драйверы для достаточно со­временных моделей устройств. Выпускаются и 64-разрядные версии Linux, благодаря чему каких-либо серьезных препятствий для перехода к 64-разрядным вычислениям нет.

Последним достижением можно считать выпуск компаниями Intel и AMD двух- и четы-рехъядерных процессоров. Они содержат два или четыре полноценных ядра на одной под­ложке; в результате один процессор теоретически может выполнять работу двух или четырех процессоров. Хотя многоядерные процессоры не обеспечивают значительного увеличения быстродействия в играх (которые в основном предполагают выполнение данных в один по­ток), они просто незаменимы в многозадачной среде. Если вы когда-нибудь пытались одно­временно выполнять проверку компьютера на наличие вирусов, работать с электронной по­чтой, а также запускать какие-то другие приложения, то наверняка знаете, что такая нагрузка может "поставить на колени" даже самый быстрый одноядерный процессор. Поскольку двухъядерные процессоры сейчас выпускаются обеими компаниями, Intel и AMD, шансы на то, что вам удастся выполнить работу гораздо быстрее благодаря многозадачности, значи­тельно возрастают. Современные двухъядерные процессоры также поддерживают 64-разряд­ные расширения AMD64 или EM64T, что позволяет воспользоваться преимуществами как двухъядерности, так и 64-разрядных вычислений.

Персональные компьютеры прошли долгий путь развития. Первый используемый в ПК процессор 8088 содержал 29 тыс. транзисторов и работал с частотой 4,77 МГц. Процессор AMD Athlon 64 FX содержит больше 105 млн. транзисторов, процессор Pentium 4 670 (ядро Prescott) работает с частотой 3,8 ГГц и содержит 169 млн. транзисторов, преимущественно благодаря наличию кэш-памяти второго уровня L2 объемом 2 Мбайт. Двухъядерные процес­соры, содержащие два ядра и кэш-память на одной подложке, характеризуются еще большим количеством транзисторов. Процессор Intel Pentium D содержит 230 млн. транзисторов, а AMD Athlon 64 X2 - более 233 млн. Последние процессоры Core 2 Duo и Core 2 Quad содер­жат 291 и 582 млн. транзисторов соответственно; при этом в последний интегрирована кэш­память второго уровня объемом 8 Мбайт. Многоядерная архитектура и постоянно растущий объем кэш-памяти второго уровня приводят к постоянному росту количества транзисторов. Скоро эта отметка перевалит за один миллиард. Все это является практическим подтвержде­нием закона Мура, в соответствии с которым быстродействие процессоров и количество со­держащихся в них транзисторов удваивается каждые 1,5-2 года.

ПРИМЕЧАНИЕ В сфере выпуска микропроцессоров с фирмой Intel постоянно конкурирует фирма AMD. Микропроцессоры фирмы AMD выпуска 2003- 2004 годов (Athlon ХР, Athlon 64) мало в чем уступают процессорам Pentium 4, а в некоторых режимах работы даже превосходят последние по быстродействию. Но, как и прежде, МП AMD сильнее греются (их штатная температура - 55-80 °С, в то время, как у МП Pentium 30-60 °С), поэтому для них необходим мощный вентилятор и надежная система защиты от катастрофического перегрева. Все МП Pentium такой системой снабжены: у них имеется датчик, который при превышении температуры 120-130 °С мгновенно выключает МП, спасая его от «сгорания». У МП Pentium есть еще более совершенная система - Thermal Monitor, принудительно замедляющая работу микропроцессора при превышении допустимой температуры

История создания современного компьютера не насчитывает даже ста лет, хотя первые попытки облегчить счёт были предприняты человеком 3000 лет до нашей эры в Древнем Вавилоне. Тем не менее сегодня не каждому пользователю известно как выглядел . Стоит отметить, что он имел мало общего с современным персональным устройством.

Несмотря на то что первый компьютер был представлен общественности только в конце Второй мировой войны, работа над этим началась в начале XX века. Но все вычислительные машины, созданные до ENIAC, так и не нашли практического применения, тем не менее они тоже стали определёнными этапами в движении прогресса.

• Российский исследователь и учёный А. Крылов разработал первую машину, решающую дифференциальные уравнения её в 1912 году.
• 1927 год США, учёные разработали первый аналоговый аппарат.
• 1938 год Германия, Конрад Цзуе создал модель компьютера Z1. Через три года, этот же учёный разработал следующую версию ЭВМ Z3, которая более других была похожа на современные устройства.
• 1941 год США, создан первый автоматический вычислитель «Марк 1» по субподрядному договору с компанией IBM. Последовательно с интервалом в несколько лет были созданы следующие модели: «Марк II», «Марк III/ADEC», «Марк IV».
• 1946 год США, публике представлен самый первый компьютер в мире - ЭНИАК, который был практически применим в военных расчётах.
• 1949 год Россия, Сергей Лебедев представил на чертежах первую советскую ЭВМ, к 1950 году МЭСМ была построена и запущена в массовое производство.
• 1968 год Россия, А. Горохов создал проект машины, содержащей материнскую плату, устройство ввода, видеокарту и память.
• 1975 год США, создан первый серийный ЭВМ Альтаир 8800. В основе устройства был использован микропроцессор Intel

Как видно, разработки не стояли на месте и прогресс двигался семимильными шагами. Прошло совсем немного времени и массивные нелепые устройства трансформировались в привычные нам современные персональные компьютеры.

ENIAC - самый первый компьютер в мире

Этому устройству хочется уделить немного больше внимания. Именно ему присвоено звание первого в мире ЭВМ, несмотря на то, что до него были разработаны некоторые модели. Это связано с тем, что ЭНИАК стал первой ЭВМ, нашедшей практическое применение. Стоит отметить, что машина была запущена в эксплуатацию в 1945 году и окончательно отключена от питания в октябре 1955 года. Согласитесь, 10 лет непрерывной службы, немалый срок для первой вычислительной машины, нашедшей практическое применение.

Как использовалась ЭВМ

Изначально самый первый компьютер в мире создавался для расчёта таблиц стрельбы, требующихся для артиллерийских войск. Команды вычислителей не справлялись со своей работой, так как на расчёты требовалось время. Тогда в 143 году военной комиссии был представлен проект электронного вычислителя, который был одобрен, и началось активное построение машины. Процесс был завершён только в 1945 году, поэтому применить ЭНИАК в военных целях не удалось и его забрали в университет Пенсильвании для проведения вычислений при разработке термоядерного оружия.

Математическое моделирование стало сложной задачей для первой ЭВМ, поэтому формирование моделей происходило по максимально упрощённым схемам. Тем не менее нужного результата удалось добиться и возможность создания водородной бомбы была доказана именно с помощью ЭНИАКа. В 1947 году машину стали использовать для расчётов методом Монте Карло.

Кроме того, в 1946 году на ENIAC решалась задача аэродинамического характера, физик Д. Хартри разбирал проблему обтекания воздухом крыла самолета при сверхзвуковых скоростях.

В 1949 году, Фон Нейман рассчитывал на компьютере константы Пи и e. ЭНИАК представил данные с точностью до 2 тысяч знаков после запятой.

В 1950 году на ЭВМ произвели численный расчёт прогноза погоды, который оказался довольно точным. Несмотря на то что сами вычисления занимали очень много времени.

Создатели машины

Назвать единственного создателя первой вычислительной машины сложно. Над ЭНИАК-ом трудилась большая команда инженеров и программистов. Изначально создателями проекта стали Джон Мокли и Джон Эккерт. Мокли в то время был преподавателем института Мура, а Эккерт числился в нём как студент. Они занялись разработкой архитектуры компьютера и представили комиссии проект ЭВМ.

Кроме того, в создании машины принимали участие следующие люди:

• разработка аккумуляторов – Джек Деви;
• модуль ввода-вывода данных – Гарри Хаски;
• модуль умножения – Артур Бёркс;
• модуль деления и извлечение корня – Джефри Чуан Чу;
• ведущий программист – Томас Кайт Шарплес;
• функциональные таблицы – Роберт Шоу;
• научный консультант – Джон фон Нейман.

Также над машиной трудился целый штат программистов

Параметры устройства

Как уже было сказано выше, самый первый в мире компьютер был совсем непохож на современные устройства. Это была очень массивная конструкция, состоящая более чем из 17 тысяч ламп 16 типов, более 7 тысяч кремниевых диодов, 1,5 тысячи реле, 70 тысяч резисторов и 10 тысяч конденсаторов. В итоге вес первой действующей ЭВМ составлял 27 тонн.

Технические характеристики:

• объем памяти устройства – 20 число-слов;
• мощность, которую потребляла машина – 174 кВт;
• вычислительная мощность 5000 операций сложения в секунду. Для умножения машина применяла множественное сложения, поэтому тут производительность падала и составляла всего 357 операций.
• тактовая частота – 100 кГц;
• табулятор перфокарт для ввода и вывода информации.

Для проведения вычислений использовалась десятичная система счисления, хотя двоичный код уже был известен учёным.

Стоит отметить, что в процессе вычислений ЭНИАК требовал столько электроэнергии, что ближайший город часто оставался без электроснабжения на многие часы. Для смены алгоритма вычисления требовалось перекоммутирование устройства. Фон Нейман после усовершенствовал ЭВМ и добавил в неё память, содержащую основные вычислительные программы, чем значительно упростил процесс работы программистов.

ЭНИАК стал компьютером нулевого поколения. В его конструкции никак нельзя угадать предпосылки для создания современных устройств. Процессы вычислений также были налажены не настолько продуктивно как, возможно, хотелось учёным. Тем не менее именно эта машина доказала, что создать полностью электронную вычислительную машину можно и дала толчок к дальнейшему развитию.

Сегодня некоторые детали самого первого компьютера в мире хранятся в Национальном музее американской истории. Полная конструкция занимает слишком много места, чтобы была возможность предоставить её к обзору. Несмотря на то что это был один из первых опытов по созданию действующей машины, компьютер оставался в рабочем состоянии целых 10 лет и в момент своего создания сыграл огромную и незаменимую роль в развитии компьютерных технологий.

В дальнейшем машины становились всё меньше, а их возможности все обширнее. В 1976 году вышел первый Apple-1. А первая компьютерная игра увидела свет в недалёком 1962 году. Даже сейчас развитие компьютерных технологий не стоит на месте. А как вы думаете, что нас ждёт в будущем?