История процессоров Intel

Автор: Александр Кох
Date: 17/01/2000

В далеких 80-х годах компания IBM Data Entry Systems представила широкой публике персональные компьютеры IBM PC XT (eXtended Technology). Успех машины превзошел все ожидания, PC XT положил начало истории IBM PC-совместимых компьютеров. Процессор 8086 и видеоконтроллер для XT предоставила компания Intel. В те годы, Гордоном Муром, руководителем Intel, был высказан тезис, что мощность процессоров будет увеличиваться примерно вдвое каждый год. Фраза стала канонической и на многие годы стала "ориентиром" всей процессорной индустрии. До недавнего времени "Закон Мура" был на редкость справедлив.

С тех пор Intel'ом выпущено множество процессоров(только у меня побывали 386,486, потом P166MMX, ожидается Celeron 500 :)), в данной статье речь пойдет о 8086, 80286, 80386, 80486, Pentium/Pentium Pro/Pentium MMX, Pentium II, Celeron, Pentium III.

8086

Процессор 8086 был создан в 1978 году, использовался в XT машинах, имел частоту 5 MHz, 8 MHz и 10 MHz, изготовлялся по 3 мкм(микронной) технологии и мог выполнять целых 0.3-0.7 миллионов операций в секунду. Для сравнения - современный Celeron изготовляется по 0.25 мкм технологии. Тем не менее 8086 был примерно в десять раз быстрее 8080 - процессора, созданного несколькими годами раньше.

80286

80286 или просто 286 ("двойка") объявлен в 1982 году. Работал, хотя, кое-где до сих пор работает :), на частоте 6 MHz, 10 MHz, 12 MHz. По сравнению с 8086 производительность возрасла в 6 раз, производилось это чудо уже по 1.5 мкм технологии, содержало около 130000 транзисторов и выполняло 0.99-2.6 млн операций в секунду. Устанавливался этот процессор на первые AT (Advanced Technology) машины.

80386

80386 (386, "тройка"). Если предыдущие поколения изделий Intel были представлены одной моделью, то с появлением 80386 ситуация изменилась. Были выпущены следущие модели этого процессора:

386DX

Анонсирован в октябре 1985 г.
Тактовая частота 16 MHz, 5 млн. операций в секунду.
20 MHz - февраль 1987 г., 7 млн операций в секунду.
25 MHz - апрель 1988 г., 8 млн операций в секунду.
33 MHz - апрель 1989 г., 11 млн операций в секунду.
Все эти процессоры изготавлялись с применением 1-1.5 мкм технологии и содержали уже около 270000 транзисторов.

386SX

386SX - упрощенный вариант DX процессора, работал на частотах
16 MHz, 2 млн. операций в секунду.
20 MHz - февраль 1989 г., 2.5 млн. операций в секунду.
25 MHz - 1989 г., 2.7 млн операций в секунду.
33 MHz - 1992 г., 2.9 млн операций в секунду.

386SL

386SL - первый процессор, созданный специально для мобильных компьютеров. Были выпущены:

20 MHz - октябрь 1990 г., 4.2 млн операций в секунду.
25 MHz - сентябрь 1991 г., 5.3 млн операций в секунду.
При изготовлении применялась 1 мкм технология, содержал 850000 транзисторов.

80486

Чип 80486 (486, "четверка") является усовершенствованным 386 процессором. Имеет встроенный FPU (Floating Point Unit - блок вычислений с плавающей запятой). Модификаций 486 было выпущено еще больше, чем 386:

486DX

Анонсирован в апреле 1989 г. Тактовая частота 20 MHz, 20 млн операций в секунду.
33 MHz - май 1990 г., 27 млн операций в секунду.
50 MHz - июнь 1991 г., 41 млн операций в секунду.
Процессор изготовлен по 1 мкм технологии (50 MHz по 0.8 мкм), содержит 1.2 млн транзисторов.

486SL

Ноябрь 1992 г. Вариант 486 с дополнительными возможностями: контроллер шины ISA, DRAM контроллер, контроллер локальной шины. Тактовая частота 25 MHz, 33 MHz. Произведен по 0.8 мкм технологии, содержит 1.4 млн транзисторов.

486SX

Объявлен в апреле 1991 г., не имеет встроенного FPU, в начале производства DX процессоры с не прошедшим тестирование FPU маркировались как SX, позже Intel стал производить SX, изначально не имеющие FPU. Тактовая частота 20 MHz, 25 MHz, 33 MHz, 0.8 мкм технология, 1.1 млн транзисторов.

486DX2

Март 1992 г., версия 486DX с внутренним удвоением частоты. 1.2 млн транзисторов, 0.8 мкм технология. Тактовая частота:

50 MHz, 41 млн операций в секунду.
66 MHz - август 1992 г., 54 млн операций в секунду.

486SX2

Процессор 486SX с внутренним удвоением частоты. Тактовая частота 50 MHz.

486DX4

Март 1994 г. Процессор 486DX с внутренним утроением частоты, совместим с 486DX, кэш объемом 16Кб. 1.6 млн транзисторов, 0.6 мкм техноология.

75 MHz, 53 млн операций в секунду.
100 MHz, 70 млн операций в секунду.

Pentium

Pentium - первый суперскалярный процессор Intel. Суперскалярность - термин, означающий, что процессор имеет более одного вычислительного конвеера. У Pentium их два, что позволяет ему при одинаковых частотах быть вдвое производительней 486, выполняя сразу 2 инструкции за такт. Были выпущены следущие модели:

Pentium P5

Март 1993 г., тактовая частота 60 MHz и 66 MHz, 3.1 млн транзисторов, 0.8 мкм технология, 112 млн операций в секунду.

Pentium P54C

75 MHz- март 1994 г., 3.2 млн транзисторов, 0.6 мкм технологический процесс, 126 млн операций в секунду.
90 MHz и 100 MHz, 150-166 млн операций в секунду, 0.6 мкм, содержат 3.2 млн транзисторов.
120 MHz - март 1995 г., 0.6 и 0.35 мкм, 3.2 млн транзисторов, 203 млн операций в секунду.
133 MHz - июнь 1995 г., 0.35 мкм, 3.3 млн транзисторов.
166 MHz - январь 1996 г., 0.35 мкм, 3.3 млн транзисторов.
200 MHz - июнь 1996 г., 0.35 мкм технология, 3.3 млн транзисторов.

Pentium P6(Pentium Pro)

P Pro создавался, как процессор для серверов и рабочих станций (подобно нынешним P2 Xeon и P3 Xeon), имеет объединенный в одном корпусе кэш второго уровня объемом 256Кб (в августе 1997 г. появилась версия с 1Мб кэша второго уровня). Анонсирован в ноябре 1995 г., тактовая частота 150 MHz, 166 MHz, 180 MHz, 200 MHz, 0.35 мкм (150 MHz изготовлен по 0.6 мкм технологии), 5.5 млн транзисторов.

Pentium P55(Pentium MMX)

Pentium MMX - версия Pentium с дополнительными возможностями. Технология MMX должна была добавить/расширить мультимедиа возможности компьютеров, но, IMHO, ощутимой пользы не принесла. Единственное приложение, где я увидел разницу, была игра "Tiger Shark" - несколько уменьшился размер пикселей, из которых состояла вода и добавился относительно качественный туман. P MMX объявлен в январе 1997 г., тактовая частота 166 MHz и 200 MHz, в июне того же года появилась 233 MHz версия. Технологический процесс 0.35 мкм, 4.5 млн транзисторов.

Pentium II

Первые Pentium II объявлены в мае 1997 г. как процессоры для настольных high-end компьютеров. Была изменена конструкция корпуса - кремниевую пластину с контактами заменили на картридж, увеличена частота шины, естественно, тактовая частота, расширены MMX инструкции. Первые модели 233 MHz - 300 MHz, производились по 0.35 мкм технологии, следующие уже по 0.25 мкм. Модели с частотой 333 MHz выпущены в январе 1998 г. и содержат 7.5 млн транзисторов. В апреле того же года появились 350 MHz и 400 MHz версии, а августе - 450 MHz. Все P2 имеют кэш второго уровня объемом 512Кб. Есть также модель для ноутбуков - Pentium II PE, а также для рабочих станций Pentium II Xeon 450 MHz.

Celeron

Celeron - упрощенный вариант P2 для дешевых компьютеров. Основные отличия этих процессоров в объеме кэша второго уровня частоте шины. Первые, выпущенные в апреле и июне 1998 г. Celeron'ы 266 MHz и 300 MHz не имели кэша вообще при частоте шины 66 MHz и выполнены в конструктиве SLOT1. Следущие модели имеют 128Кб кэша и выпускаются как для SLOT1, так и для Socket370 (PPGA), в их названии присутствует буква A (например, Celeron 333A). Тактовая частота 266 MHz, 300 MHz, 333 MHz, 366 MHz, 400 MHz, 433 MHz, 466 MHz, 500 MHz, 533 MHz. Все эти процессоры выполнены по 0.25 мкм технологии и имеют от 7.5 до 19 млн транзисторов.

Pentium III

P3 - один из самых мощных и производительных процессоров Intel, но в своей конструкции он мало чем отличается от P2, увеличена частота и добавлено около 70 новых инструкций. Первые модели объявлены в феврале 1999 г., тактовая частота 450 MHz, 500 MHz, 550 MHz и 600 MHz. Частота системной шины 100 MHz, 512Кб кэша второго уровня, 0.25 мкм технологический процесс, 9.5 млн транзисторов. В октябре 1999 г. также выпущена версия для мобильных компьютеров, выполненная по 0.18 мкм технологии с частотой 400 MHz, 450 MHz, 500 MHz, а также 0.18 мкм 533 MHz, 550 MHz, 600 MHz, 650 MHz, 700 MHz и 733 MHz модели.
Для рабочих станций и серверов существует P3 Xeon, ориентированный на системную логику GX с 512Кб, 1Мб или 2Мб кэша второго уровня. Технологический процесс 0.25 мкм, системная шина работает на частоте 100 MHz, есть 0.18 мкм версия с частотой шины 133 MHz. Есть 600 MHz, 666 MHz и 733 MHz модели.

Технические характеристики

А на следующей диаграмме изображено увеличение тактовой частоты в период с 1978 по 1999 год:

Что мы видим? За 23 года частота процессоров увеличилась в 146 раз! Ждем Pentium IV.

Заключение

В этой статье рассмотренны чипы от Intel, созданные в период с 1978 по 1999 год. За это время мощность процессоров увеличилась в сотни раз, но, конечно, это далеко не предел. В ближайшее время планируется выпуск 800 MHz процессоров, да и AMD скоро выведет свой Athlon на гигагерцовый рубеж. К концу этого года у многих будут компьютеры с 1 GHz камнями, у некоторых будут 3D акселераторы с 64 мегами: это и называется прогресс. Так что через несколько лет воспоминания о мощности современных компьютеров вызовут лишь улыбку, чего и вам желаю.