👏 😠 🚔 Sejarah perkembangan prosesor: dari tahun 70-an hingga 90-an 🍇 🖍️ ✖️

Prosesor sentral adalah sirkuit terintegrasi yang kompleks, yang merupakan salah satu komponen kunci dari elemen PC modern. Komputer pertama muncul sekitar 40-an abad terakhir, bekerja pada relay elektromekanis dan tabung vakum. Mereka menyediakan fungsi komputer pertama. Pada 60-an, sirkuit terintegrasi pertama muncul yang untuk waktu yang lama menjadi bagian integral dari setiap perangkat komputasi. Awal era CPU modern dapat dengan aman disebut tahun 1971.

Intel 4004

Mikroprosesor chip tunggal pertama dianggap sebagai Intel 4004 4-bit, dirilis 15 November 1971. Intel baru saja memulai pembentukannya dan penciptanya, Robert Noyce, Gordon Moore dan Andrew Grove, menghabiskan banyak energi pada proses pengembangan. Berkat kontribusi fisikawan Italia Federico Fagina, para insinyur perusahaan berhasil menempatkan komponen-komponen utama pada satu chip dan membuat mikroprosesor 4004.

Intel 4004 diproduksi menggunakan teknologi proses 10-mikron, menghitung 2.250 transistor dan bekerja pada frekuensi 108 kHz (dilakukan 92.600 operasi per detik). Frekuensi jam adalah 740 kHz. Kapasitas memori mencapai 4 Kb, kapasitas bus adalah 4 bit. Daerah kristal adalah 12 mm ² .

Intel 8008

Pada awal 70-an, perusahaan merilis prosesor sentral 8-bit pertama Intel 8008. Ini dikembangkan secara bersamaan dengan 4004 sesuai pesanan untuk Computer Terminal Corporation (kemudian Datapoint). Tetapi perusahaan menolak CPU (serta kerja sama dengan Intel) karena fakta bahwa proses menciptakan sirkuit mikro melampaui tenggat waktu yang ditetapkan, dan karakteristiknya tidak memenuhi harapan.

Menurut karakteristik teknis, mikroprosesor 8008 sebagian besar berhubungan dengan versi sebelumnya. Itu diproduksi menggunakan teknologi proses 10-mikron yang sama dan berisi 3.500 transistor. Tumpukan internal mendukung 8 level, dan kapasitas memori adalah 16 Kb. Frekuensi clock lebih rendah dari 4004, itu 500 kHz. Dalam hal kecepatan, prosesor Intel 8-bit tertinggal dari 4-bit. Lebar bus adalah 8-bit. Prosesor dapat mengakses 8 port input dan 24 port output.

Salah satu sistem komputer berbasis mikroprosesor pertama adalah proyek Sac State 8008 (1972). Itu adalah komputer mikro penuh dengan OS disk, layar warna, 8 KB RAM dan 3 + 2 MB disk, keyboard, modem, dan printer. Itu dimaksudkan untuk pemrosesan dan penyimpanan rekam medis.

Intel 8080

Pada musim semi 1974, Intel merilis versi yang lebih baik, mikroprosesor Intel 8080 8-bit yang diproduksi menggunakan teknologi proses 6-mikron baru menggunakan teknologi NMOS, yang memungkinkan 4758 transistor untuk ditempatkan pada chip. Frekuensi clock adalah 2 MHz (dengan waktu 2,5 MHz, 3,1 MHz dan 4 MHz), kapasitas memori adalah 64 Kb. Lebar bus data adalah 8-bit, dan bus alamat 16-bit. 8080 memiliki sistem perintah yang sangat maju: 16 perintah transfer data, 31 perintah untuk pemrosesan mereka, 28 perintah untuk transisi (dengan pengalamatan langsung), 5 perintah kontrol.

Karena kinerja prosesor yang tinggi, itu sukses. Berdasarkan Intel 8080, MITS telah merilis mikrokomputer Altair-8800. Meskipun memiliki karakteristik sederhana (256 byte RAM, kurangnya monitor dan keyboard), ia mendapatkan popularitas yang belum pernah terjadi sebelumnya dan terjual dengan sangat cepat.

Ada beberapa klon Intel 8080 dari perusahaan lain, seperti National Semiconductor, NEC, Siemens, dan AMD. Ada juga mitra Soviet dari Institut Riset Ilmiah Kiev Microdevices - mikroprosesor KR580VM80A (1977).

Motorola 6800

Pada 1974, Motorola merilis prosesornya - 6800. Kristal itu diproduksi menggunakan teknologi proses 6-mikron, dengan frekuensi clock 2 MHz dan memori 64 Kb. Teknologi N-MOS digunakan. Prosesor memiliki bus alamat 16-bit dan sistem perintah 78 operasi. Daftar indeks hadir.

Motorola 6800 sangat populer, digunakan di banyak PC. Mikrokontroler Motorola 6801 dan 6803 dibuat berdasarkan arsitekturnya.

Teknologi MOS 6502

Pada tahun 1975, MOS Technology memperkenalkan mikroprosesor 8-bit 6502. Sebenarnya, prosesor ini adalah versi terbaru dari 6501, yang gagal karena kompatibilitas pin dengan Motorola 6800. CPU lebih rendah daripada pesaing 8080 dan 6800 dalam hal kinerja. Ia memiliki 16-bit bus alamat, 64 Kb RAM. Frekuensi clock hanya 1 MHz. Prosesor memiliki arsitektur CISC.

Kelebihan model ini adalah harganya - hanya $ 25 (berkali-kali lebih murah daripada Intel dan Motorola). Ini telah berkontribusi pada pertumbuhan cepat dalam penjualan prosesor.

6502 digunakan pada PC seperti Apple I, Apple II, Commodore PET, dll. Prosesor seri ini juga menemukan aplikasi dalam permainan video, dimulai dengan Atari 2600, menggunakan model 6507 dengan pin lebih sedikit dan kemampuan untuk mengatasi hanya 8 KB memori.

Teknologi MOS diberikan lisensi oleh Rockwell, perusahaan Synertek untuk produksi prosesor dan penggunaan 6502. Ada analog Soviet 4K602BM1.

Zilog z80

Di paruh kedua tahun 70-an, salah satu pencipta mikroprosesor, Federico Fagin Italia, meninggalkan Intel. Bersama dengan insinyur Ralph Wingermann dan insinyur Jepang Masatoshi Shima, mereka mendirikan perusahaan Zilog. Dan sudah di awal musim panas 1976, prosesor Zilog Z80 memasuki pasar, yang dalam arsitekturnya menyerupai 8080 yang ditingkatkan. Mikroprosesor memiliki serangkaian instruksi yang diperluas, register baru, mode interupsi, dua blok register terpisah.

Z80 diproduksi menggunakan teknologi proses 3-mikron menggunakan teknologi CMOS dan berisi 8500 transistor. Frekuensi jam berkisar antara 2,5 MHz hingga 8 MHz untuk versi utama dan 1 MHz hingga 20 MHz untuk versi CMOS. Memori mencapai 64 KB, dengan bus alamat 16-bit. Ukuran kristal adalah 4,6 mm x 4,9 mm, dengan luas 22,54 mm ². Selain keunggulan teknis, Z80 juga lebih murah daripada prosesor Intel.

CPU ini tersedia dalam berbagai versi: Z80 (2.5 MHz), Z80A (4 MHz), Z80B (6 MHz) dan Z80H (8 MHz). Itu digunakan di komputer Sharp, NEC dan lainnya.

Intel 8086 dan 8088

Pada tahun 1978, Intel merilis mikroprosesor 8086 16-bit pertama dan telah dikembangkan lebih dari dua tahun. Prosesor ini diproduksi menggunakan teknologi proses 3-mikron dan berisi 29.000 transistor. Kapasitas memori mencapai 1 MB. Frekuensi clock adalah 4 MHz - 10 MHz, lebar register dan data bus adalah 16 bit, dan lebar bus alamat adalah 20 bit. Intel 8086 berbeda dalam kecepatan.

Prosesor 8086 memiliki empat belas register 16-bit: 4 tujuan umum (AX, BX, CX, DX), 2 register indeks (SI, DI), 2 indeks (BP, SP), register segmen 4 (CS, SS, DS, ES), penghitung program atau penunjuk instruksi (IP) dan register bendera (FLAGS, termasuk 9 bendera).

Untuk meningkatkan penjualan 8086, Intel merilis prosesor 8088, yang sebagian besar cocok dengan pendahulunya. Lebar bus hanya berkurang dari 16 bit menjadi 8 bit. Perubahan ini memungkinkan prosesor untuk bekerja dengan chip dukungan 8-bit. Arsitekturnya juga sedikit berubah. Mikroprosesor Intel 8088 menggunakan antrian prefetch 4-byte daripada 6-byte.

Prosesor ini digunakan dalam model pertama garis IBM PC 5150 (1981). Banyak perusahaan besar, seperti AMD, Siemens, NEC dan lainnya, mengkloning 8.088.

Zilog Z8000

Pada tahun 1979, Zilog meluncurkan mikroprosesor Z8000 16-bit. Diproduksi menggunakan teknologi proses 6-mikron-3-mikron dengan 17.500 transistor, frekuensi clock berkisar dari 4 MHz hingga 10 MHz untuk versi utama dan dari 4 MHz hingga 20 MHz untuk CMOS. Kapasitas memori mencapai 8 MB untuk Z8001 dan 64 KB untuk Z8002. Lebar bus data adalah 16 bit, dan bus alamat adalah 23 bit (dalam versi Z8002 - 16 bit).

Awalnya, dua versi prosesor dirilis: Z8001 dan Z8002. Perbedaan mereka hanya terdiri dari kenyataan bahwa yang pertama bekerja dengan menangani hingga 8 MB memori, dan yang kedua hanya hingga 64 KB. Beberapa saat kemudian, model Z8003 dan Z8004 muncul, yang dapat bekerja dengan memori virtual.

Prosesor Z8000 digunakan di komputer desktop Unix, memungkinkan Anda untuk membuat sistem multi-pengguna nyata.

Motorola 68000

Mikroprosesor CISC seri Motorola 68000 (68k) diperkenalkan pada tahun 1979. Kristal memiliki inti 32-bit, tetapi bekerja melalui bus data 16-bit dan bus alamat 24-bit. Frekuensinya adalah 8 MHz - 20 MHz, dan jumlah transistor berjumlah 68.000 buah. CPU diproduksi dalam faktor bentuk DIP dengan 64 pin. Tetapi ada juga model dengan konektor LCC dan PGA.

Prosesor telah mendapatkan popularitas di antara banyak perusahaan dan telah digunakan di berbagai PC. Tapi tentu saja, yang paling terkenal adalah komputer Apple: Lisa dan Macintosh.

Intel 80186

Prosesor Intel berikutnya adalah 80186, yang didasarkan pada arsitektur 8086. Diproduksi menggunakan teknologi proses 3-mikron dan berisi 134.000 transistor. Kapasitas memori adalah 1 MB, kapasitas bus data 16-bit, dan bus alamat 20-bit. Frekuensi clock mencapai 6 MHz - 25 MHz.

Perintah baru ditambahkan ke 80186:
- dua pengontrol akses memori langsung dengan sirkuit interupsi (DMA);
- alamat decoder;
- penghitung waktu yang dapat diprogram tiga saluran;
- generator sinkronisasi;
- Pengontrol interupsi yang dapat diprogram.

Prosesor yang digunakan sedikit di komputer, hanya dalam beberapa model PC, seperti Compis (Swedia), RM Nimbus (Inggris Raya), Unisys ICON (Kanada), HP 200lx (AS), dan Tandy 2000 (AS).

Intel 80286

Model perusahaan selanjutnya dirilis pada Februari 1982. Itu adalah mikroprosesor 16-bit x86-kompatibel dari generasi kedua 80286. Ada dukungan untuk mode nyata. Dalam mode terproteksi, kapasitas ruang alamat bisa mencapai 1 GB dengan mengubah mekanisme pengalamatan memori.

Prosesor melampaui model sebelumnya dalam spesifikasi teknis. Itu diproduksi menggunakan teknologi proses 1,5 mikron dengan 134.000 transistor. RAM-nya 16 MB, dan dalam mode terproteksi dimungkinkan untuk menggunakan memori virtual hingga 1 GB. Lebar register dan bus data adalah 16-bit. Tergantung pada modelnya, frekuensi clock bisa menjadi 6 MHz, 8 MHz, 10 MHz atau 12,5 MHz (pada 12,5 MHz, prosesor melakukan setidaknya 2,66 juta operasi per detik).

WDC W65C816S

Pada tahun 1984, Pusat Desain Barat (WDC) meluncurkan mikroprosesor 16-bit W65C816S. Model ini memiliki pengalamatan memori 24-bit dan mendukung hingga 16 MB memori akses acak, serta serangkaian instruksi tambahan.

Prosesor ini digunakan di komputer Apple IIGS, serta Acorn Communicator dan sistem C-One.

Intel i386

Pada tahun 1985, prosesor 32-bit dengan arsitektur x86 dari generasi ketiga Intel 80386 (atau i386) dirilis. Prosesor mempertahankan kompatibilitas ke belakang dengan 8086 dan 80286. Prosesor ini diproduksi menggunakan teknologi proses 1,5-mikron-1,0-mikron. Melalui konversi halaman, prosesor dapat menangani hingga 4 GB memori fisik dan hingga 64 GB memori virtual. Frekuensi clock adalah 12 MHz - 40 MHz.

Prosesor Intel i386 dihadirkan dalam berbagai modifikasi, berbeda di antaranya dalam hal kinerja, konsumsi daya, konektor, casing dan karakteristik lainnya. Model: 386DX (DX - eXternal dua kata), 386SX, 386SL, dan 386EX (modifikasi prosesor 386SX).

Komputer pertama yang menggunakan prosesor adalah Compaq Deskpro 386. Selain itu, model ini adalah prosesor 32-bit pertama untuk PC desktop dan laptop IBM.

I386 memiliki beberapa klon yang diproduksi oleh AMD, Cyrix, dan IBM. Model teratas AMD adalah Am386DX, yang tidak kalah dalam kinerjanya, lebih murah, dan memiliki frekuensi clock 40 MHz. Klon Cyrix 86SLC dan 486DLC juga diterima dengan baik oleh pengguna. Klon IBM yang paling terkenal adalah prosesor 386SLC dan 386DLC, yang digunakan pada komputer desktop IBM PS / 2 dan PS / ValuePoint.

Intel i486

Prosesor 32-bit berikutnya dari perusahaan, i486 (1989), lebih produktif karena modernisasi. CPU berisi hampir 1,2 juta transistor (sekitar setengahnya dicadangkan untuk memori cache). Chip diproduksi menggunakan teknologi proses 1-mikron, kemudian oleh proses manufaktur 0,8 mikron dan 0,6 mikron. Jumlah memori adalah 4 GB. Frekuensi clock adalah 25 MHz - 50 MHz.

Prosesor ini dilengkapi dengan:
- memori cache (8 Kb);
- jalur komputasi, yang terlibat dalam membagi pemrosesan instruksi komputer ke dalam urutan tahapan independen dengan menyimpan hasil di akhir masing-masing. Konveyor termasuk pemilihan, decoding, decoding dari alamat operan, pelaksanaan perintah dan merekam hasil pelaksanaan instruksi;
- built-in coprocessor (operasi modul dengan floating point) yang membantu untuk melakukan operasi matematika pada bilangan real;
- faktor multiplikasi (pengganda).

Perusahaan yang berbeda juga menyalin Intel i486, serta model sebelumnya. Produksi klon dilakukan oleh AMD, Cyrix, IBM, Texas Instruments dan lainnya.

Motorola 68020, 68030, 68040

Dari 1984 hingga 1990, Motorola merilis jajaran prosesor 32-bit: 68020, 68030, 68040. Pioneer i386 (68020) diproduksi menggunakan teknologi proses 2-mikron dan total 190.000 transistor. Frekuensi clock-nya adalah 12 MHz - 33 MHz. 68020 menjadi prosesor pertama dalam jajaran Motorola 68k dengan memori cache tingkat pertama bawaan (256 byte).

Prosesor ini digunakan di komputer Apple: Macintosh II dan Macintosh LC.

68030 mulai dijual pada tahun 1987. Prosesor ini memiliki bus data dinamis, yang beroperasi dalam mode 8-bit, 16-bit, dan 32-bit. Cache 256 byte tambahan di tingkat pertama muncul. Frekuensi jam berkisar dari 16 MHz hingga 50 MHz.

Motorola 68030 juga telah digunakan pada komputer Apple Macintosh II dan Commodore Amiga, pada Next Cube, Sun 3/80, Atari TT, dan sistem Atari Falcon.

Pada tahun 1990, prosesor 68040 memasuki pasar, sebuah coprocessor terintegrasi muncul di dalamnya. Cache instruksi dan cache data telah meningkat menjadi 4 KB. Prinsip prosesor didasarkan pada komputasi pipa, yang terdiri dari enam tahap. Frekuensi clock mencapai 40 MHz.

Prosesor 68040 menjadi tulang punggung Sistem High-End Macintosh Quadra. Macintosh Centris dan Performa juga menggunakan 68040 keluarga prosesor.

Dec vax

Antara tahun 80-an dan 90-an, DEC merilis serangkaian prosesor 32-bit berdasarkan arsitektur VAX-nya sendiri (arsitektur komputer 32-bit yang dikembangkan oleh Digital Equipment Corporation sebagai bagian dari proyek Star).

Yang pertama dalam seri ini adalah MicroVAX 78032. Diproduksi menggunakan teknologi proses 3-mikron dan berisi 125.000 transistor, yang beroperasi pada frekuensi 5 MHz.

Pada tahun 1987, chipset CVAX diperkenalkan, frekuensi clock 11,11 MHz atau 12,5 MHz. Prosesor diproduksi menggunakan teknologi CMOS generasi pertama, total cache instruksi dan data adalah 1 KB dan 64 KB cache eksternal didukung.

NEC V60, V70, V80

Disebutkan secara khusus layak untuk prosesor pasar domestik Jepang.

Prosesor V60 32-bit pertama dirilis oleh NEC pada tahun 1986. CPU ini diproduksi menggunakan teknologi proses 1,5 mikron dan total 375.000 transistor. Dia menggunakan jaringan pipa komputasi enam-tahap, dan juga memiliki unit manajemen prosesor dan memori terintegrasi. Frekuensi clock mencapai 16 MHz.

Pada tahun 1987, V70 keluar, yang akhirnya mulai diproduksi menggunakan teknologi proses 1,2-mikron. Frekuensi clock adalah 20 MHz. Pada kecepatan ini, kinerja chip mencapai 6,6 juta instruksi per detik.

Dan pada tahun 1989, perusahaan merilis prosesor V80. Model ini sudah memiliki cache instruksi dan cache data (masing-masing 1 KB). Sebuah kristal diproduksi menggunakan teknologi proses 0,8 mikron dan berisi 980.000 transistor. V80 bekerja pada frekuensi 25/33 MHz.

Sejarah perkembangan prosesor: dari tahun 70-an hingga 90-an