La historia del desarrollo de CPU de las microcomputadoras Intel
En 1978 y 1979, INTEL lanzó los chips 8086 y 8088, ambos microprocesadores de 16 bits, que contenían 29.000 transistores, con una frecuencia de reloj de 4,77 MHz, un bus de direcciones de 20 bits y 1 MB. de memoria. Su bus de datos interno es de 16 bits, el bus de datos externo es de 8 bits para 8088 y de 16 bits para 8086. 1981 El chip 8088 se utilizó por primera vez en la PC de IBM, lo que marcó el comienzo de una nueva era de microcomputadoras. Los primeros i8086/8088 estaban empaquetados en formato DIP. A partir de i80286, el BGA cuadrado se utiliza en paquetes planos (soldados). Desde i80386 hasta Pentiumpro, se utiliza PGA (pines) cuadrados. En 1982, INTEL lanzó el chip 80286, que contenía 134.000 transistores. Sus buses de datos internos y externos son de 16 bits, el bus de direcciones es de 24 bits y puede direccionar 16 MB de memoria. 80286 tiene dos modos de trabajo: modo real y modo protegido.
En 1985, Intel lanzó el chip 80386, el primer microprocesador de 32 bits de la serie 80X86, que contenía 275.000 transistores. La frecuencia del reloj es de 12,5 MHz y luego aumentó a 20 MHz, 25 MHz y 33 MHz. Sus buses de datos internos y externos son de 32 bits, y el bus de direcciones también es de 32 bits, que puede direccionar 4 GB de memoria. Además del modo real y el modo protegido, también agrega un modo de trabajo llamado virtual 86, que puede proporcionar capacidades multitarea simulando múltiples procesadores 8086 al mismo tiempo.
Además del chip estándar 80386 (llamado 80386DX), INTEL también ha lanzado algunos otros tipos de chips 80386 para diferentes consideraciones de mercado y aplicaciones: 80386SX, 80386SL, 80386DL, etc.
El 80386SX lanzado en 1988 es un chip con un posicionamiento en el mercado entre 80286 y 80386DX. La diferencia con 80386DX es que el bus de datos externo y el bus de direcciones son los mismos que 80286, que son 16 bits y 24 bits respectivamente (es decir, la capacidad de direccionamiento es 16 MB).
Los 80386SL y 80386DL lanzados en 1990 son chips de bajo consumo que ahorran energía y se utilizan principalmente en computadoras portátiles y computadoras de escritorio que ahorran energía. La diferencia entre 80386SL y 80386DL es que el primero se basa en 80386SX y el segundo en 80386DX, pero ambos añaden un nuevo modo de trabajo: el modo de gestión del sistema (SMM). Al ingresar al modo de administración del sistema, la CPU reducirá automáticamente la velocidad de ejecución, controlará la pantalla, el disco duro y otros componentes para que dejen de funcionar, o incluso dejará de funcionar y entrará en el estado de "suspensión" para lograr el propósito de ahorrar energía.
En 1989, INTEL lanzó el chip 80486, que en realidad rompió el límite de los 10.000 transistores e integró 12.000 transistores. Su frecuencia de reloj aumenta gradualmente de 25MHz a 33MHz y 50MHz. 80486 integra 80386, el coprocesador matemático 80387 y un caché de 8 KB en un solo chip. La serie 80X86 utiliza tecnología RISC por primera vez y puede ejecutar una instrucción en un ciclo de reloj. También utiliza un modo de bus en ráfaga, que mejora enormemente la velocidad del intercambio de datos con la memoria. Debido a estas mejoras, el 80486 funciona 4 veces mejor que el 80386DX con el coprocesador matemático 80387.
Al igual que 80386, existen varios tipos de 80486. El modelo original presentado anteriormente es 80486DX. En 1990 se presentó el 80486SX, una versión más económica del modelo 486. La diferencia con el 80486DX es que no tiene coprocesador matemático.
El esclavo 80486DX2 utiliza tecnología de multiplicación de reloj y la velocidad de funcionamiento interno es el doble que la del bus externo. Es decir, la velocidad de funcionamiento interno del chip es el doble del reloj del sistema, pero aún se comunica con el. mundo exterior a la velocidad del reloj original. Las frecuencias de reloj interno del 80486DX2 incluyen principalmente 40MHz, 50MHz y 66MHz.
El 80486DX4 también es un chip que utiliza tecnología de multiplicación de reloj, lo que permite que sus unidades internas funcionen a dos o tres veces la velocidad del bus externo. Para admitir esta mayor frecuencia operativa interna, su caché en el chip se amplía a 16 KB. El 80486DX4 tiene una frecuencia de reloj de 100MHz, que es un 40% más rápido que los 66MHz del 80486DX2.
80486 también dispone de una versión mejorada SL con modo de gestión del sistema para ordenadores portátiles o de sobremesa de bajo consumo. En 1993, Intel lanzó el 80586, oficialmente llamado Pentium. El Pentium contenía más de 365.438 millones de transistores y la frecuencia de reloj era inicialmente de 60 MHZ y 66 MHZ, que luego aumentó a 200 MHZ. El rendimiento del microprocesador Pentium a 66 MHZ es más de 3 veces más rápido que el rendimiento del 80486DX a 33 MHZ, mientras que el rendimiento del Pentium a 100 MHZ es de 6 a 8 veces más rápido que el rendimiento del 80486DX a 33 MHZ.
La sensación causada por el Pentium aún no ha terminado. Intel ha lanzado una nueva generación de microprocesador: el P6. El P6 contiene 5,5 millones de transistores y tiene una frecuencia de 133 MHZ, casi el doble de rápido que el Pentium de 100 MHZ. El caché de nivel uno (en el chip) del P6 es de 8 KB de instrucciones y 8 KB de datos. Vale la pena señalar que, además del chip P6, un paquete P6 también incluye un chip de caché de segundo nivel de 256 KB. Los dos chips están interconectados a través de un bus de comunicación interno de alto ancho de banda. Lo más llamativo de P6 es que tiene una tecnología innovadora llamada "ejecución dinámica", que es otro salto después de que Pentium rompiera la arquitectura superescalar.
A partir de 1997, Pentium (P54C) y P6 han realizado nuevos desarrollos. Un Pentium (P54C) agrega 57 instrucciones multimedia y ha sido mejorado en los siguientes aspectos: (1) Soporta un nuevo conjunto de instrucciones llamado MMX Multimedia Extensions, agregando 57 nuevas instrucciones. (2) La caché interna aumenta de 16 KB a 32 KB. (3) Optimizado el núcleo de ejecución de la CPU.
Para suplir algunas deficiencias del chip P6, Intel desarrolló dos variantes basadas en P6: kla math (Pentium II II) y Deschutes para complementarlo y mejorarlo. Pentium II utiliza tecnología MMX y AGP y la velocidad del bus del sistema alcanza los 66 MHz. El caché de primer nivel contiene un caché de instrucciones de 16 KB y un caché de datos de 16 KB, y el caché de segundo nivel es de 512 KB. Utilizando un proceso de 0,35 micrones, el voltaje de funcionamiento de la CPU es de 2,8 V: Los modelos (PII 350 y superiores CPU) son la versión de 0,25 micrones del Pentium II II, con un voltaje de alimentación más bajo y una frecuencia externa de 100 MHz. PentiumII cambió el paquete cerámico PGA anterior, integrando el chip del procesador, la caché L2 y TAGPAM (utilizado para administrar la caché L2) en una placa de circuito, y luego empaquetado en un nuevo SEC (contacto único). Debido al nuevo paquete SEC, PentiumII debe insertarse en el SLOT1 de 242 líneas, es decir, PentiumII no es compatible con la estructura Socket7.
En julio de 1998, Intel lanzó el procesador Pentium II Xeon para servidores y estaciones de trabajo. Adopta una nueva estructura de microprocesador P6, fabricado en 0,25 micras, con una frecuencia mínima de 400MHz y un caché interno de nivel dos de 512K o 1M. Pentium II Xeon utiliza SLOT2 de 330 líneas, lo que permite que la caché L2 se ejecute sincrónicamente con la frecuencia de la CPU, lo que mejora enormemente el rendimiento del sistema. Eso sí, sus dimensiones son ligeramente mayores que las del Pentium II con SLOT1.
El Pentium II Celeron es un procesador Pentium II lanzado por Intel en abril de 1998 para el mercado de gama baja. Utiliza el núcleo PII y elimina la caché L2 en el procesador PII, lo que reduce los costos, pero también reduce su impuesto de rendimiento entero. El Inter de Milán también es consciente de esto e integra una caché L2 de 128 K en el Celeron de 300 MHz y 333 MHz, que es menos que los 512 K del Pentium II. Sin embargo, dado que la caché L2 de 128 K del Celeron se ejecuta a la misma frecuencia que la CPU, el rendimiento es casi. la misma que la del mismo procesador. La frecuencia del Pentium II es comparable, y a veces incluso superior, al Pentium II. Y su precio es sólo la mitad del Pentium II de misma frecuencia, lo que tiene una muy buena relación calidad-precio.
El 5 de octubre de 1999 65438+, Intel lanzó el Socket370 Celeron, que todavía usaba el núcleo Celeron de arquitectura Socket 1, pero usaba un nuevo paquete PPGA para reducir los costos de producción. El procesador Celeron del Socket370 es muy similar en apariencia al PentiumMMX, pero tiene 370 pines más que el PentiumMMX, mientras que el PentiumMMX sólo tiene 321 pines. Por tanto, si los usuarios del antiguo Socket7 quieren utilizar Socket370 Celeron, deberán comprar una placa base Socket370, mientras que los usuarios de placas base Slot1 pueden optar por convertir la tarjeta y utilizar el nuevo Socket370 Celeron.
El 26 de febrero de 1999, Intel lanzó oficialmente el procesador Pentium III, disparando el primer disparo de la guerra de CPU de 1999. El núcleo del Pentium III es aproximadamente el mismo que el del Pentium II, excepto por la adición de 70 conjuntos de instrucciones SSE (StreamingSIMDExtensions), que mejoran las capacidades informáticas de punto flotante de la CPU y mejoran la eficiencia de ejecución de la CPU para aplicaciones intensivas en informática de punto flotante. La otra cosa tiene que ver con el número de serie del PentiumIII. Dado que Intel ha implantado un número de serie fijo en cada chip de silicio del Pentium III, el usuario de la computadora puede ser identificado en Internet a través del número de serie del Pentium III. Esto es para mejorar la seguridad del comercio electrónico, pero al mismo tiempo a más personas les preocupa que su privacidad quede expuesta en línea. Para resolver este problema, puede utilizar el software de control del número de serie de Intel para desactivar el número de serie, o puede desactivar el número de serie directamente en el BIOS.
La frecuencia principal actual del Pentium III es de 450 MH y 500 MHz, fabricado con un proceso de 0,25 micras. El caché de primer nivel de 32 K y el caché de segundo nivel de 512 K funcionan a la mitad del voltaje principal de la CPU. es 2.0V y Slot1 todavía se usa. Cabe señalar que actualmente existen muy pocos softwares que admitan el conjunto de instrucciones SSE y no pueden reflejar las ventajas de las instrucciones SSE. Con el soporte de instrucciones SSE de los principales fabricantes de software, el rendimiento del Pentium III mejorará enormemente.
Poco después del lanzamiento de PentiumIII, Intel lanzó procesadores PentiumIII Xeon de 500MHz y 550MHz con un voltaje central de 2.0V, Slot2, caché L2 incorporada en el chip y versiones de 1M, 2M o más. En el mercado de microprocesadores, si bien Intel es el líder de la industria debido a su gran escala, capacidad y mano de obra superior, todavía existen lagunas en sus productos que puede explotar. Muchas empresas poderosas se están introduciendo en el mercado de los microprocesadores, lo que representa un fuerte desafío para Intel. Los procesadores AMD K6-2, K6-III y K7 pueden competir con Pentium II y Pentium III en algunos aspectos, lo que hace que el mercado de microprocesadores sea más competitivo.
La aparición de los microprocesadores supuso una gran revolución industrial. De 1971 a 1999, en apenas un cuarto de siglo, el desarrollo de los microprocesadores ha sido increíble. El Pentium actual es más de 300 veces más rápido que el 8088 utilizado en la primera PC en 1981. Se puede decir que ningún otro invento humano se ha desarrollado tan rápidamente y ha tenido un impacto tan trascendental como el microprocesador.