Evolusi prosesor Intel x86 di tahun 80-an: 286, 386 dan 486

Hari ini kami ingin meninjau salah satu periode paling produktif dalam sejarahnya melalui evolusi prosesor Intel x86 tahun delapan puluhan. Saat perubahan untuk komputer pribadi.

Prosesor adalah salah satu komponen paling menarik dari PC karena pentingnya, sejarah dan evolusi. Dari semua itu, beberapa perusahaan lebih terlibat dalam semua poin yang dikutip daripada raksasa biru semikonduktor; Intel telah menjadi protagonis yang konstan sepanjang hidup bagian ini.

Indeks isi

Tujuh tahun evolusi berkelanjutan

Periode waktu yang ingin kita bahas dalam teks ini berasal dari tahun 1982 hingga akhir tahun delapan puluhan; Selama waktu itu, prosesor yang didasarkan pada arsitektur x86 mengalami salah satu perkembangan tercepat dan paling luar biasa dalam sejarah komputasi modern dan meletakkan beberapa dasar untuk bagaimana kita memahami elektronik rumahan saat ini.

Gambar: Flickr; Pauli Rautakorpi

Kami akan berbicara tentang Intel 80286 dan implementasinya dalam IBM PC / AT, Intel 80386 dan kebangkitan klon PC melalui Compaq, serta peluncuran dan pengembangan Intel 80486 dan dasar-dasar apa yang nantinya akan menjadi Pentium. Tur umum sejarah komputasi.

Intel 80286 (1982)

Gambar: Flickr; Henry Mühlpfordt

Intel 80286 (juga dikenal sebagai iAPX 286, atau i286) adalah penerus langsung prosesor Intel 80186 dan 80188, semuanya milik keluarga prosesor x86, dan merupakan CPU pilihan untuk PC rumahan yang diproduksi oleh IBM mulai dari peluncuran hingga memasuki tahun delapan puluhan, melanjutkan hubungan antara Intel dan IBM.

Beberapa spesifikasi x86-nya

I286 adalah lompatan besar dalam spesifikasi dari iterasi prosesor x86 sebelumnya. Arsitektur P2 menggunakan bus data 16-bit (maka kategorisasi prosesor) dan bus alamat adalah 24-bit, sebuah evolusi yang jelas dari 80086 asli. Sementara frekuensinya berkisar dari 4 MHz hingga 25 MHz dalam revisi terbaru.

Arsitektur P2. Gambar: Wikimedia commons

Sorotan mencakup peningkatan dalam melaksanakan instruksi per siklus jam dan dimasukkannya set instruksi baru yang secara dramatis mengurangi waktu yang diperlukan untuk melakukan beberapa tugas; beberapa dari mereka membutuhkan kurang dari dua kali siklus jam untuk menyelesaikannya.

Langkah pertama dalam multitasking di x86 pertama

I286 ditandai dengan penggunaan dua mode operasi, yang dimaksudkan untuk penggunaan aplikasi multitasking, kita berbicara tentang mode terlindungi dan mode nyata.

Mode nyata (mode alamat asli) adalah mode yang mulai berlaku secara default di prosesor. Mempertahankan kompatibilitas ke belakang dengan prosesor keluarga x86 sebelumnya dan fitur akses perangkat lunak langsung ke sistem BIOS. Berkat kompatibilitas yang terbelakang ini, prosesor i286 dapat menggunakan semua perangkat lunak yang dikembangkan untuk pendahulunya, menjadikannya prosesor yang sangat serbaguna. Kami menyoroti bahwa itu adalah cara di mana sistem operasi MS-DOS dan versi pertama Microsoft Windows bekerja.

Mode terlindungi, di sisi lain, memberi prosesor kemampuan untuk melakukan banyak tugas, berkat kemampuan untuk dengan cepat beralih dua proses yang berbeda. Namanya berasal dari akses terbatas ke instruksi peralatan oleh program (sosok pengawas muncul) untuk menghindari konflik saat digunakan bersama; Sayangnya, ini menghapus kompatibilitas untuk sebagian besar perangkat lunak, termasuk yang bernama MS-DOS.

Debut oleh IBM

I286 dirilis pada komputer pribadi generasi ketiga IBM, PC / AT. Keberhasilan luar biasa dari sistem perusahaan New York melambungkan penjualan mikroprosesor dan pembentukan model AT sebagai standar dalam komputasi rumah mendorong penciptaan perangkat lunak yang kompatibel dengan arsitektur Intel.

Komputer IBM PC / AT. Gambar: wikimedia commons; MBair Martin.

Seperti biasa pada saat itu, Intel bukan satu-satunya produsen. Perusahaan seperti IBM sendiri, atau AMD saat ini memproduksi model yang serupa dan kompatibel, dalam beberapa kasus (seperti Harris Corporation , atau AMD sendiri), jauh melebihi kecepatan model asli yang dikembangkan oleh Intel.

KAMI MENYARANKAN ANDA Intel menghentikan pengontrol Thunderbolt 3 generasi pertama

Intel 80386 (1985)

Gambar: Flickr; Contri

Setelah peluncuran Intel 80286 akan muncul review, Intel 80386 (atau i386). Prosesor ini bertujuan untuk meningkatkan fitur yang disajikan di i286, menambahkan mode operasi baru dan banyak fitur baru dalam arsitektur x86. Begitulah kemajuan yang akan meletakkan dasar untuk prosesor kemudian, setidaknya sampai munculnya chip P6.

"Klon" dari Intel dan IBM

I286 asli adalah prosesor yang dirancang untuk diproduksi secara sederhana dan efisien; Tak lama setelah peluncuran aslinya, dan karena keberhasilannya, sisa produsen mulai memproduksi dan menjual versi model mereka sendiri. Beberapa dari mereka dengan perbaikan substansial atas yang asli, terutama dalam frekuensi yang dicapai.

I386, pada saat peluncuran, merupakan prosesor yang mahal dalam produksi dan implementasinya; mungkin itulah alasan mengapa IBM tidak mulai menggunakannya sampai 1987, sebuah ruang yang dimanfaatkan perusahaan Compaq (dikenal dengan PC kompatibel IBM yang terjangkau) memanfaatkan untuk meluncurkan Compaq Portable 386 / III ke pasar dan memimpin dalam penawaran tersebut. IBM PC. Zaman emas klon berdasarkan komputer perusahaan Amerika Utara akan dimulai.

Compaq PC adalah salah satu perusahaan pertama yang membuat PC kompatibel dengan PC IBM. Gambar Wikimedia Commons; Titian Garuti

Intel juga tidak luput dari hukuman oleh perusahaan lain; Itulah sebabnya i386 tidak dilisensikan untuk pembuatan di luar pabrik perusahaan Mountain View. Namun, perusahaan seperti AMD dan Texas Instruments terus mengembangkan prosesor berbasis i286 yang lebih cepat dan lebih terjangkau; Untuk memerangi mereka, Intel mengembangkan i386SX, versi murah dari i386 asli dengan beberapa kesamaan dengan i286 dan lebih mudah dan lebih murah untuk diproduksi. Strategi ini akan mulai berlaku hingga awal 1990-an, ketika versi i386 asli mulai muncul dari AMD dengan Am386 dan Cyrix dengan Cx486 mereka.

Prosesor P3 yang kuat

Meskipun itu tidak akan menjadi lompatan substansial dalam hal kecepatan seperti i286, i386 adalah kemajuan yang signifikan untuk prosesor x86. Frekuensi meningkat secara dramatis, menjadi 12 MHz pada model pertama, mencapai 40 MHz pada model berikutnya. Bus data juga digandakan menjadi 32-bit dan bus alamat juga ditingkatkan menjadi 32-bit, serta perubahan penting dibuat untuk pelaksanaan instruksi, dan set instruksi IA-32 muncul.

Arsitektur P3. Gambar: wikimedia commons

Karena IA-32 kompatibilitas dengan perangkat lunak i286 terbatas, tetapi implementasinya akan meletakkan dasar bagi arsitektur x86 selama 20 tahun ke depan, dan akan memengaruhi set instruksi x86-64 (Intel 64 untuk Intel) yang kami gunakan di peralatan rumah tangga saat ini.

Di sisi lain, prosesor i386SX bekerja dengan bus data 16-bit dan bus alamat 24-bit, membuatnya lebih lambat, seperti pendahulunya, meskipun tetap mempertahankan desain internal chip, yang menghitung dengan perbaikan besar lainnya.

Mode baru, masalah yang sama pada x86

Sorotan lain dari i386 adalah implementasi, sekali lagi, mode fungsional yang berbeda. Mode nyata dan mode terproteksi muncul kembali karena alasan kompatibilitas, tetapi mode terproteksinya sendiri muncul dengan fitur-fitur baru yang penting, seperti penghapusan segmen atau virtualisasi beberapa sesi.

Sayangnya, implementasinya yang buruk terus menjadi hambatan utama pada perkembangan ini; Itu terus menjadi pembatas utama dari kemampuan prosesor ini sampai munculnya sistem operasi yang lebih maju.

KAMI MENYARANKAN ANDA Corsair One Ulasan PRO dalam Bahasa Spanyol (Analisis Lengkap)

Intel 80486 (1989)

Menyusul kesuksesan i386 yang tidak dapat dipungkiri, Intel mengembangkan generasi prosesor x86 berikutnya dengan tujuan meningkatkan apa yang telah dicapai dengan i386. Beginilah cara prosesor P4, yang dikenal di seluruh dunia sebagai Intel 80486, atau i486 akan dilahirkan.

Coprocessor 387 dan i486SX

Prosesor i486 sangat mirip dengan generasi sebelumnya secara internal, kecuali untuk integrasi prosesor 387; Chip ini termasuk unit floating point dan unified cache di dalam rangkaian, darinya prosesor chip monolitik akan menjadi semakin umum. Jika tidak, itu masih prosesor 32-bit pada bus data dan bus alamat, dan perbaikan lainnya berkisar pada pengoptimalan set instruksi, atau peningkatan frekuensi, daripada faktor lain.

Arsitektur P4. Gambar: wikimedia commons

Namun, ada varian dari i486, i486SX, yang mengeluarkan coprocessor ini untuk memotong biaya. I486SX tidak memiliki ukuran bus yang berbeda dari aslinya (setidaknya oleh Intel), jadi itu adalah chip yang sangat populer karena harganya yang lebih murah.

Obsesi dengan frekuensi tinggi

Apa yang i486 lakukan adalah timbulnya demam MHz pada prosesor. Intel memperkenalkan, berkat dimasukkannya memori cache terintegrasi, duplikasi frekuensi internal jam, namanya Intel OverDrive. Melalui mereka, prosesor i486 dapat beroperasi pada frekuensi dua kali (dan kemudian tiga kali lipat) untuk penyelesaian instruksi, mendapatkan manfaat dari yang lebih lama.

Prosesor pertama dengan karakteristik ini adalah i486DX2, yang menggandakan kecepatan clock dari 25 MHz menjadi 50 MHz.Iterasi terakhir dari jenis ini adalah dari i486DX4, tiga kali lipat frekuensi ke 100 MHz, meskipun yang paling kuat Itu berasal dari AMD dengan Am5x86-P75 + yang mencapai 150 MHz.

Prosesor yang didukung masuk kembali dan berkembang pada x86

Kesamaan antara arsitektur prosesor i486 dan i386 membuat segalanya menjadi mudah bagi produsen prosesor yang kompatibel dengan i486. Setelah lisensi menghilang dengan peluncuran i386, publik mulai secara populer menyebutnya sebagai "klon", meskipun istilah ini hanya berlaku untuk yang identik (secara internal) dengan aslinya.

Prosesor berasal dari merek Intel 80486 lainnya. Gambar: Koleksi Komputer MCbx

Salah satu produsen prosesor jenis ini yang paling banyak menghasilkan dari AMD, bahkan melangkah sejauh ini (seperti yang telah kami sebutkan) untuk meluncurkan model yang lebih kuat daripada varian Intel, meskipun aset terbesarnya di pasar masih merupakan harga yang paling terjangkau. Itu juga garis Cyrix, hasil rekayasa balik dari prosesor Intel, prosesor mereka tidak melakukan hal yang persis sama, sehingga mereka mengandalkan harga yang terjangkau.

Nama-nama lain yang menarik bisa IBM atau Texas Instruments, meskipun kehadiran mereka kurang kuat dibandingkan pada tahap sebelumnya dari keluarga prosesor x86.

Kata terakhir tentang prosesor x86

Prosesor keluarga x86 mengalami beberapa perubahan paling luar biasa dalam sejarah mereka selama waktu ini. Tidak mengherankan, fondasi diletakkan untuk banyak elemen yang akan menemani kami bertahun-tahun setelah mereka terungkap pada generasi ini.

Kami merekomendasikan membaca panduan kami di motherboard terbaik

Tanpa ragu, itu adalah salah satu periode komputasi modern yang paling indah, dan tahap pertama dari komputasi rumah seperti yang kita kenal sekarang. Jika Anda ingin tahu lebih banyak tentang komponen ini, kami mengundang Anda untuk membaca artikel kami tentang lompatan generasi dari Intel Pentium 4 ke Intel Core.