इंटेल 8008 प्रोसेसर - अंदर क्या है?

यह विश्वास करना कठिन है, लेकिन इंटेल 8008 प्रोसेसर, अपनी तरह का पहला, जो x86 प्रोसेसर के विशाल परिवार का पूर्ववर्ती था, ठीक 45 साल पहले पैदा हुआ था - 1 अप्रैल 1972 को। उनके जन्म की कहानी, जैसा कि आप जानते हैं , बल्कि भ्रमित करने वाली थी और शायद, उस समय कुछ लोगों ने उन्हें भविष्य के लीजेंड के रूप में देखा था। खैर, अब 8008 की स्थिरता और भव्यता, मुझे लगता है, कुछ विवाद करेंगे - यह वास्तव में चिप निर्माण में एक मील का पत्थर था। आइए उत्साही-पुराने फेज केन शिरिफ और उनके माइक्रोस्कोप की मदद से इस चिप के अंदर के हिस्से को देखें और देखें कि यह कैसे काम करता है।



यहां इसकी महिमा में 8008 क्रिस्टल प्रोसेसर है। किनारों पर चौकोर प्लेटफॉर्म हैं जिन पर बड़े पैमाने पर पैर रखे गए थे। चिप पर आप दाईं ओर शिलालेख "8008" और नीचे "Intel 1971" देखते हैं। शीर्ष दाईं ओर से एचएफ इनिशियल्स हाल फेनी के हैं , जिन्होंने प्रोसेसर के तार्किक और भौतिक सर्किटरी का निर्माण किया। फिने के साथ मिलकर टेड हॉफ, स्टेन मेयर और फेडरिको फुगिन ने 8008 के निर्माण पर काम किया।



अब हमारे चिप के घटक कार्यात्मक भागों पर विचार करें। बाईं ओर हम उपलब्ध आंकड़ों पर अंकगणित तर्क इकाई (अंकगणित / तर्क इकाई, ALU) देखते हैं । ALU के पास इनपुट डेटा संग्रहीत करने के लिए दो अस्थायी रजिस्टर हैं। जैसा कि हम देख सकते हैं, वे आकार में बड़े हैं, लेकिन डिवाइस की जटिलता के कारण नहीं, बल्कि उनके उपयोग किए गए ट्रांजिस्टर के आकार के कारण।

नीचे त्वरित हस्तांतरण योजना (कैरी) में पूर्वावलोकन आइटम हैं। जोड़ते और घटाते समय, इस घटक ने उत्पादकता बढ़ाने के लिए समानांतर में सभी 8 स्थानांतरण मूल्यों की गणना की। चूंकि कम से कम महत्वपूर्ण बिट्स का स्थानांतरण केवल कम से कम महत्वपूर्ण बिट्स पर निर्भर करता है, जबकि उच्च बिट्स के लिए यह विभिन्न बिट्स पर निर्भर करता है, सर्किट के इस ब्लॉक में त्रिकोणीय आकार होता है।

ALU का त्रिकोणीय आकार असामान्य है। आम तौर पर इसमें एक आयत (बिटवाइज़ स्ट्रक्चर) का आकार होता है। 8008 में, हालांकि, 8 जनरेटर (एक बिट के लिए) ट्रांसफर जनरेटर के त्रिकोण को फिट करने के लिए यादृच्छिक रूप से व्यवस्थित किए जाते हैं।

चिप के केंद्र में अनुदेश रजिस्टर और निर्देश डिकोडिंग योजना है, जो प्रत्येक 8-बिट निर्देश का मूल्य निर्धारित करता है। डिकोडिंग को एक प्रोग्रामेबल लॉजिक मैट्रिक्स (प्रोग्रामेबल लॉजिक एरे, पीएलए) का उपयोग करके किया जाता है, जो कि जब कुछ बिट सीक्वेंस मिलते हैं, तो पूरे चिप के लिए संबंधित कंट्रोल सिग्नल उत्पन्न करता है। शीर्ष दाईं ओर, हम 7 स्टोरेज रजिस्टर देखते हैं, उनके नीचे एक एड्रेस स्टैक है जिसमें आठ 14-बिट एड्रेस शब्द हैं। अधिकांश प्रोसेसर के विपरीत, 8008 कॉल स्टैक सीधे चिप में संग्रहीत किया जाता है, मेमोरी में नहीं।


हमारे क्रिस्टल किन परतों से युक्त होते हैं? इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, हम वृद्धि को और अधिक मजबूत बनाएंगे। अब हम 3 परतें देखते हैं: ऊपरवाला एक धातु प्रवाहकीय है। इसके तहत पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन की एक परत होती है; माइक्रोस्कोप के नीचे, इसका नारंगी रंग होता है। यहां तक ​​कि गहरा भी एक ग्रे सिलिकॉन सब्सट्रेट है जो भराव कणों के साथ अर्धचालक बनाता है। सब्सट्रेट देखने के लिए कठिन है, लेकिन आप additives के साथ शुद्ध सिलिकॉन और सिलिकॉन के बीच की काली रेखाएं देख सकते हैं।


अब देखते हैं कि चिप पर पावर बसें (नीली और लाल रेखाएं) और डेटा बस (इंद्रधनुष रेखा) कैसे स्थित थीं। डेटा बस दाईं ओर ALU को निर्देश रजिस्टर, स्टोरेज रजिस्टर और दाईं ओर एड्रेस स्टैक से जोड़ती है। बिजली वितरण भी एक चुनौती साबित हुआ है। पहले माइक्रोप्रोसेसरों में केवल एक धातु की परत होती थी, और इसे व्यवस्थित करना पड़ता था ताकि कोई छोटा चौराहा न हो।


और यह प्रोसेसर के एक सेट की तरह दिखता है 8008 को पंजीकृत करता है। इसमें 8x7 DRAM कोशिकाओं की एक सरणी होती है, जिनमें से प्रत्येक एक बिट को स्टोर करने के लिए 3 ट्रांजिस्टर का उपयोग करता है। प्रत्येक पंक्ति सात 8-बिट रजिस्टरों (ए, बी, सी, डी, ई, एच, एल) में से एक है। बाईं ओर आप पढ़ने और लिखने के लिए क्षैतिज रेखाएँ देखते हैं, पढ़ने और लिखने की बिट्स और पावर लाइनों के लिए शीर्ष ऊर्ध्वाधर लाइनों पर। स्थैतिक ट्रिगर के बजाय रजिस्टरों में DRAM का उपयोग करना भी असामान्य है। यह शायद इस तथ्य के कारण है कि मूल रूप से मेमोरी में लगे इंटेल को DRAM के साथ अधिक अनुभव था।

शायद इंटेल 8008 डिवाइस में कुछ आपके लिए आदिम प्रतीत होगा, यदि सभी संदिग्ध नहीं हैं। दुनिया के सभी उपकरणों की तरह, प्रोसेसर दोषों के बिना नहीं था, जिनमें से कुछ तब भी दिखाई दे रहे थे। उदाहरण के लिए, अकथनीय तकनीकी कारणों के लिए, 8008 में केवल 18 पैर थे, और डेटा बिट्स और पतों का एक पूरा सेट प्रसारित करने में 3 I / O चक्रों के रूप में कई लगे। समस्या स्पष्ट थी, और अगला प्रोसेसर, i8080, पहले से ही 40 पैर था। लेकिन, दूसरी ओर, यह मत भूलो: 45 साल बीत चुके हैं। यह मानवीय दृष्टिकोण से बहुत कुछ है, और प्रोसेसर के मानकों से यह सिर्फ एक गांगेय दूरी है। इन पदों से और चलो इस उल्लेखनीय उत्पाद को देखें।