इंटेल 8086 - प्रोसेसर जिसने युग खोला

किंवदंती की कहानी

आज, 2018 में, हम पर्सनल कंप्यूटर के इतिहास में, इंटेल 8086 नाम के प्रमुख प्रोसेसर की चालीसवीं वर्षगांठ मना रहे हैं।


यह उसके साथ था कि x86 वास्तुकला का युग शुरू हुआ, जिसने आने वाले कई वर्षों और दशकों तक प्रोसेसर के विकास की नींव रखी, और यह उसके लिए है कि हम प्रत्येक उपयोगकर्ता के लिए उपलब्ध व्यक्तिगत इकाई के रूप में कंप्यूटर की आसमान छूती लोकप्रियता का श्रेय देते हैं। प्रोसेसर की 40 वीं वर्षगांठ के सम्मान में, जिसने मल्टी-बिलियन डॉलर कॉरपोरेशन में इंटेल का रूपांतरण शुरू किया, कंपनी ने अपने प्रशंसकों के लिए एक छोटा प्रतीकात्मक उपहार प्रस्तुत किया - यह सालगिरह i7-8086K, इंटेल इतिहास में पहला प्रोसेसर था, जो बॉक्स से 5 गीगाहर्ट्ज के संचालन में सक्षम था।



लेकिन आज हम आधुनिक प्रोसेसर नेताओं के इंजीनियरों के लिए प्रशंसा नहीं गाएंगे, लेकिन हम 1976 में दूर के अतीत में लौट आएंगे, जहां इंटेल 8086 का इतिहास शुरू हुआ। और यह पूरी तरह से अलग प्रोसेसर के साथ शुरू हुआ।

1976 में, इंटेल ने अपने इंजीनियरों के लिए एक गंभीर कार्य निर्धारित किया - दुनिया का पहला माइक्रोप्रोसेसर बनाने के लिए जो मल्टीटास्किंग का समर्थन करता है और चिप में निर्मित मेमोरी नियंत्रक भी है। अब इन तकनीकी विशेषताओं को बाजार में सबसे सस्ती प्रोसेसर में भी आसानी से पाया जा सकता है, लेकिन 42 साल पहले इस तरह के तकनीकी नवाचारों ने एक संपूर्ण युग से आगे निकलने का वादा किया था - इंटेल ने एक समय में 32-बिट कंप्यूटिंग पर स्विच करने की योजना बनाई थी जब 8-बिट सिस्टम का प्रभुत्व था, और यहां तक ​​कि 16 भी -यात्राएं बहुत दूर थीं। दुर्भाग्य से, या सौभाग्य से, इंटेल अधिकारियों की महत्वाकांक्षाओं को कई समय सीमा, तकनीकी चुनौतियों और कठोर वास्तविकता के साथ सामना किया गया था, जो कि 1976 की तकनीक अभी तक इतनी बोल्ड विचारों का एहसास करने के लिए नहीं गई थी। और सबसे महत्वपूर्ण बात, इंटेल बनाने के लिए बहुत उत्सुक था, जैसा कि वे पश्चिम में कहेंगे, एक अति-इंजीनियर वास्तुकला जो इसे सॉफ्टवेयर बिंदु से व्यावहारिकता की अनदेखी करता है। यह उस प्रणाली की अव्यवहारिकता और जानबूझकर जटिलता थी जिसकी एक बैठक में स्टीफन मोर्स नामक एक विशेषज्ञ, जो 36 वर्षीय माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक इंजीनियर था, तब सॉफ्टवेयर में विशेषज्ञता की आलोचना करता था। फिर भी, इंटेल महत्वपूर्ण टिप्पणियों को ध्यान में रखने की जल्दी में नहीं था, इसलिए मोर्स के नोट एक लंबे बॉक्स में चले गए।

लेकिन जैसा कि यह बाद में पता चला, वे बेहद उपयोगी थे - पहले से ही जुलाई 1976 में, इंटेल 4004 और इंटेल 8008 फेडरिको फैजिन के आविष्कारक द्वारा स्थापित छोटी कंपनी ज़िलॉग, साथ ही इंटेल प्रबंधक राल्फ अनगरमैन और एक अन्य 4004 डेवलपर, जापानी मसाटोशी शिमा ने बाजार पर अपना प्रोसेसर पेश किया। Z-80, जो इंटेल 8080 पर आधारित बग पर वास्तविक कार्य बन गया।



मूल इंटेल प्रोसेसर की वास्तुकला में सुधार करते हुए, ज़िलोग टीम ने एक सस्ती और शक्तिशाली प्रोसेसर की पेशकश की, जो उस समय के उपकरण और अग्रणी प्लेटफार्मों के कई निर्माताओं द्वारा तुरंत प्यार किया। यह Z-80 था जिसने पौराणिक ZX स्पेक्ट्रम के आधार का गठन किया था, और एक कोप्रोसेसर के रूप में समान रूप से प्रसिद्ध कमोडोर 128 में भी स्थापित किया गया था। Z-80 दुनिया के कई हिस्सों में अविश्वसनीय रूप से सफल हो गया, और यह सफलता किसी का ध्यान नहीं जा सकी - इंटेल ने तत्काल निर्णय लिया कि Z-80 को एक योग्य प्रतियोगी की आवश्यकता है।

यह यहां था कि कंपनी के नेताओं ने स्टीफन मोर्स की टिप्पणियों को याद किया, और सुझाव दिया कि वे एक मौलिक नए प्रोसेसर के निर्माण का नेतृत्व करते हैं, जिसे ज़िलॉग के नए उत्पाद के साथ प्रतिस्पर्धा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इंटेल ने इस परियोजना के लिए रूपरेखा निर्धारित करने के लिए कोई विशेष कारण नहीं देखा - तब यह सभी को लग रहा था कि नया प्रोसेसर Z-80 के लिए एक त्वरित प्रतिक्रिया होगी, और अगले वर्षों में भूल जाएगा, इसलिए मोर्स को किसी भी प्रयोगों के लिए हरी बत्ती मिली। यह जुनूनी विचार था कि प्रोसेसर को सॉफ्टवेयर के साथ काम करने की प्रभावशीलता के आसपास बनाया जाना चाहिए, क्योंकि यह बाद में निकला, पूरे उद्योग के विकास के लिए महत्वपूर्ण हो गया।

मई 1976 में, स्टीव मोर्स ने नए प्रोसेसर की वास्तुकला पर काम शुरू किया। संक्षेप में, मोर्स को सौंपा गया कार्य सरल था। यदि नई 16-बिट चिप को 8-बिट 8080 वें की तुलना में गति में महत्वपूर्ण वृद्धि देनी चाहिए, तो इसे कई मापदंडों में भिन्न होना चाहिए। लेकिन इंटेल चाहता था कि उपभोक्ता इसे फिर से एक्सेस करें। इसे प्राप्त करने के तरीकों में से एक के रूप में, एक उच्च स्तर पर स्थानांतरित करने की संभावना कम शक्तिशाली प्रोसेसर के लिए डिज़ाइन की गई प्रणाली पर विचार किया गया था, जब इसे एक नए के साथ प्रतिस्थापित किया जाता है तो यह काम करेगा। इसके लिए, आदर्श रूप से, नया प्रोसेसर 8080 के लिए लिखे गए किसी भी कार्यक्रम के अनुकूल होना चाहिए।

मोर्स को प्रोजेक्ट 8080 पर निर्माण करना था, जिसके अनुसार प्रोसेसर ने प्रत्येक स्थान पर एक "पता" असाइन किया था जहां संख्याओं को संग्रहीत किया गया था, जैसे कि कॉपीराइट लेबल। पते 16-बिट बाइनरी नंबर थे, जिसने 65536 अलग-अलग पते नामित करने की अनुमति दी थी। यह सीलिंग स्वीकार्य थी जब डेवलपर्स को संयम से स्मृति का उपयोग करने की आवश्यकता होती थी। हालांकि, अब उपभोक्ताओं को एक बड़ी राशि की आवश्यकता थी, उन्होंने 64 केबी बाधा को तोड़ने पर जोर दिया।

जुलाई 1978 में, एक नया प्रोसेसर, जिसे इंटेल 8086 करार दिया गया था, ने बाजार में प्रवेश किया।



उनका बाहर निकलना सनसनी या अविश्वसनीय सफलता नहीं बन गया। पहली बार, प्रोसेसर ने कई बजट कंप्यूटरों के हिस्से के रूप में अलमारियों को हिट किया जो लोकप्रिय नहीं थे, और विभिन्न टर्मिनलों में भी इस्तेमाल किया गया था। थोड़ी देर बाद, इसने नासा के माइक्रोकंट्रोलर के आधार का गठन किया, जहां इसका उपयोग 2000 के दशक के प्रारंभ तक मिसाइल लॉन्च डायग्नोस्टिक सिस्टम को नियंत्रित करने के लिए किया गया था।

मोर्स ने 1979 में इंटेल छोड़ दिया, इससे पहले कि कंपनी ने इंटेल 8088 को पेश किया, लगभग समान 8086 माइक्रोप्रोसेसर जिसने 16-बिट बस को दो चक्रों में विभाजित करके 8-बिट सिस्टम के साथ संगतता प्रदान की। मोर्स ने खुद इस प्रोसेसर को 8086 का "कास्टेड" संस्करण कहा।

8088 की पौराणिक स्थिति बाद में प्राप्त हुई, जब 1980 में आईबीएम ने पहली बार व्यक्तिगत कंप्यूटर बाजार पर विजय प्राप्त करने और एक ऐसा कंप्यूटर बनाने के बारे में सोचा, जिसकी कीमत यथोचित होगी और इसमें मध्य-वर्ग के घटक शामिल होंगे। यह आईबीएम 5150 था, जिसे ब्रांड नाम आईबीएम पीसी के तहत जाना जाता था, जिसे 8088 प्रोसेसर (मूल रूप से समान 8086) मिला, जिसने इंटेल को आम उपयोगकर्ताओं के बीच भी व्यापक रूप से जाना। लेकिन मोटोरोला 68000 (पहले ऐप्पल मैकिंटोश के आधार) ने भी 8088 की जगह का दावा किया, लेकिन आईबीएम प्रबंधन ने इंटेल को वरीयता दी।



आईबीएम पीसी तेजी से कंप्यूटर सिस्टम के बाजार में मुख्य बल में बदल गया, और इंटेल, "बेहतर, बेहतर" के तर्क के बाद, प्रोसेसर का उत्पादन करना जारी रखा - स्टीफन मोर्स की एक ही नींव के आधार पर 80186, 80286, 80386, 80486, पेंटियम और इतने पर - का उत्पादन किया। वे 8086 में वापस आ गए थे। यह अंतिम दो अंकों के लिए धन्यवाद था कि वास्तुकला को "x86" के रूप में जाना जाता है, और आईबीएम कंप्यूटरों की अविश्वसनीय लोकप्रियता ने इंटेल को भारी लाभ और ब्रांड पहचान प्रदान की।

वास्तुशिल्प सुविधाएँ 8086

वास्तुशिल्प सुविधाओं के संदर्भ में, इंटेल 8086 ने 8080 प्रोसेसर विकसित करने के अनुभव पर बहुत भरोसा किया, और इसके बेहतर समकक्ष 8085, जिसने 1976 की गर्मियों में बाजार में प्रवेश किया। कुछ समानताएं होने के बावजूद, 8086 कंपनी का पहला 16-बिट प्रोसेसर बन गया, जिसमें 16 डेटा चैनल और 20 एड्रेस चैनल थे, जो 1 एमबी डेटा तक प्रसंस्करण करने में सक्षम थे, और साथ ही अन्य चीजों के अलावा, विभाजन / गुणा कार्य करने की अनुमति देने वाले निर्देशों की एक विस्तृत श्रृंखला थी। 8086 की एक विशेषता दो मोड्स की उपस्थिति थी - न्यूनतम और अधिकतम, जिनमें से अंतिम में कई प्रोसेसर वाले सिस्टम में प्रोसेसर का उपयोग शामिल था, और पहला - एक प्रोसेसर के साथ शास्त्रीय प्रणालियों में।

पहली बार, इंटेल 8086 में एक निर्देश कतार दिखाई दी, जो स्मृति से सीधे निर्देशों के छह बाइट्स तक संग्रहीत करने की अनुमति देती है, उन्हें संसाधित करने में लगने वाले समय को काफी कम कर देती है। प्रोसेसर की 16-बिट प्रकृति केवल कुछ घटकों पर आधारित नहीं थी, क्योंकि 8086 में 16-बिट ALU, 16-बिट रजिस्टर और साथ ही एक आंतरिक और बाहरी डेटा बस शामिल थी, जो 16-बिट निर्देशों के अनुसार डेटा संसाधित करती थी, इसलिए सिस्टम की तुलना में बहुत तेजी से काम किया। पहले वाले इंटेल प्रोसेसर के साथ।

बेशक, नवाचारों के इतने बड़े पैमाने पर सेट के कारण, 8086 अपने पूर्ववर्ती की तुलना में बहुत अधिक महंगा था, लेकिन उपभोक्ता के पास एक विकल्प भी था - इंटेल ने प्रोसेसर के आवृत्तियों के आधार पर कई संस्करणों में एक नया उत्पाद खरीदने की पेशकश की - वे 5 से 10 मेगाहर्ट्ज से लेकर थे।

वास्तुकला के दृष्टिकोण से, इंटेल 8086 माइक्रोप्रोसेसर में दो हार्डवेयर मॉड्यूल शामिल थे - एक निष्पादन मॉड्यूल और एक बस इंटरफ़ेस मॉड्यूल। निष्पादन मॉड्यूल बस इंटरफ़ेस मॉड्यूल को इंगित करता है जहां से निर्देश डेटा प्राप्त करना है, और फिर उनकी तैयारी और निष्पादन के लिए आगे बढ़ा। इसका सार निर्देश डिकोडर और ALU का उपयोग करके डेटा प्रबंधन के लिए कम कर दिया गया था, जबकि मॉड्यूल का डेटा बसों से सीधा संबंध नहीं था, और विशेष रूप से बस इंटरफ़ेस मॉड्यूल के माध्यम से काम किया।

निष्पादन मॉड्यूल में तार्किक और अंकगणितीय संचालन करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक ALU ब्लॉक होता है, जैसे गुणा, भाग, जोड़, घटाव, या OR, और नहीं के प्रकार। झंडे का 16-बिट रजिस्टर भी था जो बैटरी में संचालन की विभिन्न स्थितियों को संग्रहीत करता था - कुल में 9 थे, जिनमें से 6 स्थिति झंडे थे, और 3 सिस्टम झंडे थे जो डिवाइस की स्थिति को दर्शाते थे।

पूर्व में शामिल थे: ध्वज, समता ध्वज, सहायक कैरी ध्वज, शून्य ध्वज, चिह्न ध्वज और अतिप्रवाह ध्वज। सिस्टम झंडे में ट्रेस ध्वज, सक्षम व्यवधान ध्वज और दिशा ध्वज शामिल थे।

झंडे के अलावा, ऑपरेशन मॉड्यूल में 8 सामान्य-उद्देश्य रजिस्टर शामिल थे, जिनका उपयोग 16-बिट बस के माध्यम से डेटा प्रसारित करने के लिए किया गया था। उसी समय, 8-बिट सिस्टम के लिए सॉफ़्टवेयर की पिछली पीढ़ी के साथ संगतता बनाए रखी गई थी, क्योंकि सामान्य-उद्देश्य वाले रजिस्टर (AX, BX, CX, DX) दोनों 16-बिट बस मोड में और निचले वाले से डेटा रीडिंग मोड में काम कर सकते थे (AL बीएल, सीएल, डीएल) और उच्च (एएच, बीएच, सीएच, डीएच) एक साथ रजिस्टर करता है, 8-बिट बस के प्रारूप में दो-चैनल संचालन प्रदान करता है। सॉफ्टवेयर के मामले में पिछले प्लेटफार्मों के साथ संगतता पर जोर देने के कारण, x86 आर्किटेक्चर प्रमुख हो गया और सबसे बाद के प्रोसेसर के लिए आधार के रूप में सेवा की।

अंत में, मॉड्यूल में रजिस्टरों का अंतिम एक 16-बिट पॉइंटर रजिस्टर था, जिसने ऑपरेशन को पूरा करने के लिए आवश्यक मेमोरी बफर में डेटा सेगमेंट के पते को बचाया। शेष कार्यात्मक भागों पड़ोसी बस इंटरफ़ेस मॉड्यूल के थे।

बस इंटरफ़ेस मॉड्यूल में काफी अधिक कार्यात्मक घटक शामिल थे - इसने सभी डेटा के प्रसंस्करण और निष्पादन मॉड्यूल को निर्देश भेजने, कंप्यूटर मेमोरी से पते पढ़ने और सभी उपलब्ध इनपुट / आउटपुट पोर्ट से सूचना पढ़ने के साथ-साथ उपलब्ध मेमोरी और उपरोक्त के माध्यम से डेटा लिखने का जवाब दिया। बंदरगाहों। इस तथ्य के कारण कि निष्पादन मॉड्यूल का बस इंटरफ़ेस मॉड्यूल के साथ सीधा संबंध नहीं था, ब्लॉकों ने आंतरिक डेटा बस के माध्यम से बातचीत की।

इस मॉड्यूल में 8086 प्रोसेसर - निर्देश कतार के प्रमुख वास्तुशिल्प विशेषताओं में से एक है। बस इंटरफ़ेस मॉड्यूल में एक अनुदेश कतार शामिल है जो एक बफर में निर्देशों के 6 बाइट्स को संग्रहीत करने में सक्षम है, निष्पादन मॉड्यूल से संबंधित अनुरोध प्राप्त होने के बाद पाइपलाइन पर नए निर्देश भेज रहा है। शब्द पाइपलाइनिंग 8086 प्रोसेसर के साथ बाजार में प्रवेश करते समय ठीक दिखाई दिया, क्योंकि इसका मतलब है कि अगले निर्देश को उस समय तैयार करना जब पिछला एक निष्पादन की प्रक्रिया में हो।

4 सेगमेंट रजिस्टर भी हैं जो कंप्यूटर की मेमोरी में निर्देशों और संबंधित डेटा के पते को बफ़र करने के लिए जिम्मेदार हैं, और इस तरह केंद्रीय प्रोसेसर को आवश्यक सेगमेंट तक पहुंच प्रदान करते हैं। रजिस्टर में एक कमांड पॉइंटर (आईपी) भी होता है जिसमें निष्पादन मॉड्यूल के लिए अगले निर्देश का पता होता है।

अंत में, रजिस्टरों में से एक 16-बिट इंस्ट्रक्शन पॉइंटर है जिसमें निष्पादन के लिए अगले निर्देश का पता है।

इंटेल 8086 कंपनी का पहला 16-बिट प्रोसेसर बन गया, जो 40-पिन डीआईपी (डीपीआई) पैकेज में उपलब्ध था, जो कई अन्य विशेषताओं के साथ, अगले वर्षों के माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में मानकों में से एक बन गया।

प्रभाव और विरासत

इंटेल की दीवारों के भीतर एक छोटे "बेटी" प्रोसेसर की अवधारणा बनाने वाले स्टीफन मोर्स ने शायद ही कभी सोचा होगा कि वह एक ऐतिहासिक माइक्रोप्रोसेसर बनाने की कगार पर है। इंटेल 8086 मामूली और विवादास्पद था, लेकिन इसके छोटे भाई 8088 ने आईबीएम पीसी / एक्सटी के हिस्से के रूप में प्रसिद्धि प्राप्त की, जिससे इंटेल को प्रसिद्धि हासिल करने और भारी मुनाफा कमाने की अनुमति मिली।

X86 आर्किटेक्चर ने आगे के सभी इंटेल प्रोसेसर के लिए आधार तैयार किया, जिसने मोर्स के "पहले सॉफ़्टवेयर - फिर भरने" की अवधारणा की सुविधा और बहुमुखी प्रतिभा को पहचान लिया। प्रत्येक बाद के प्रोसेसर को पिछले एक की नींव पर बनाया गया था, नई प्रौद्योगिकियों, निर्देशों और ब्लॉकों के साथ ऊंचा हो गया, लेकिन संक्षेप में यह 8086 से थोड़ा अलग था।



और आज भी, i7 8086K को देखते हुए, आपको यह समझने की आवश्यकता है कि 40 साल पहले प्रकाश को देखने वाले बहुत ही प्रोसेसर की जड़ें अभी भी अंदर हैं, जिसने x86 युग के उद्घाटन को चिह्नित किया।

पाठ के लेखक अलेक्जेंडर लिस हैं।

इस लेख पर आधारित हमारा वीडियो: