Historia mikroprocesora i jego pokolenia

Historia mikroprocesora i jego pokolenia

Półprzewodniki Fairchild (założone w 1957) wynalazły pierwszy układ scalony w 1959 roku, który oznaczał mikroprocesor historia. W 1968 roku Gordan Moore, Robert Noyce i Andrew Grove zrezygnowali z Fair child semiconductors i założyli własną firmę: Integrated Electronics (Intel). W 1971 roku wynaleziono pierwszy mikroprocesor Intel 4004. Mikroprocesor jest również znany jako jednostka centralna, w której liczba urządzeń peryferyjnych jest wytwarzana na pojedynczym chipie. Posiada ALU (jednostkę arytmetyczno-logiczną), jednostkę sterującą, rejestry, układy magistrali oraz zegar do wykonywania zadań obliczeniowych. W tym artykule omówiono historię mikroprocesorów i ich generacje.



Co to jest mikroprocesor?

We współczesnych komputerach lub urządzeniach mikroprocesor jest istotną częścią. Wykorzystuje funkcje procesora, który jest znany jako jednostka centralna. W komputerze część jest odpowiedzialna za wykonywanie instrukcji zaprogramowanych w jedynym układzie scalonym (IC), który łączy urządzenia maszyny za pośrednictwem infrastruktury elektrycznej wymaganej do ich przechowywania. Konstrukcja mikroprocesora wykorzystuje ogromną moc obliczeniową na mniejszej przestrzeni.


Główną funkcją mikroprocesora jest wykonywanie różnych operacji arytmetycznych i logicznych, takich jak dodawanie liczb, odejmowanie, przenoszenie liczb z jednego obszaru do drugiego i obliczanie dwóch liczb. Alternatywną nazwą mikroprocesora jest procesor, procesor lub układ logiczny. W komputerze działa jak mózg, włączając funkcje pojedynczego układu scalonego lub jednostki centralnej. Jest to urządzenie programowalne, wykorzystywane do wielu celów.





Dane wejściowe mikroprocesora to dane binarne, które przetwarzają te dane w celu zapewnienia wyjścia zależnego od instrukcji przechowywanych w pamięci. Przetwarzanie danych w procesorze może odbywać się za pomocą jednostki ALU, jednostki sterującej i tablicy rejestrów.

Tablica rejestrów przetwarza dane za pomocą szeregu rejestrów, które działają jak chwilowe pozycje pamięci szybkiego dostępu. Przepływ danych i instrukcji w systemie może być obsługiwany przez jednostkę sterującą. Zasadniczo podstawowy mikroprocesor wymaga określonych elementów do wykonywania niektórych operacji, takich jak rejestry, jednostka ALU (jednostka arytmetyczna i logiczna), jednostka sterująca, rejestr instrukcji, licznik programu i magistrala.



Historia mikroprocesora

Historia mikroprocesora

Architektura mikroprocesora

Mikroprocesor to pojedynczy pakiet IC, w którym kilka użytecznych funkcji jest zintegrowanych i wytwarzanych na pojedynczym krzemowym układzie półprzewodnikowym. Jego architektura składa się z jednostki centralnej, moduły pamięci , magistrala systemowa i jednostka wejścia / wyjścia.


Architektura mikroprocesora

Architektura mikroprocesora

Magistrala systemowa łączy różne jednostki, ułatwiając wymianę informacji. Ponadto składa się z magistrali danych, adresów i sterujących, aby zapewnić prawidłową wymianę danych.

Jednostka centralna składa się z jednej lub więcej jednostek arytmetyczno-logicznych (ALU), rejestrów i jednostki sterującej. Na podstawie rejestrów można również sklasyfikować generacje mikroprocesora. Mikroprocesor składa się z rejestrów ogólnego przeznaczenia i specjalnego typu do wykonywania instrukcji i przechowywania adresu lub danych podczas wykonywania programu. ALU oblicza wszystkie arytmetyki, a także operacje logiczne na danych i określa rozmiar mikroprocesorów, np. 16-bitowy lub 32-bitowy.

Jednostka pamięci przechowuje program oraz dane i jest podzielona na procesor, pamięć podstawową i dodatkową. Moduł wejścia i wyjścia łączy urządzenia peryferyjne we / wy z mikroprocesorem w celu przyjmowania i wysyłania informacji.

Konstrukcje specjalne mikroprocesorów

Mikroprocesory są dostępne w różnych konstrukcjach do zastosowań specjalnych, które obejmują:

  • DSP (cyfrowy procesor sygnałowy) to jeden z rodzajów wyspecjalizowanych procesorów używanych do przetwarzania sygnału.
  • Procesory graficzne (GPU) są przeznaczone głównie do renderowania obrazu w czasie rzeczywistym. Inne typy wyspecjalizowanych procesorów są używane do widzenia maszynowego, a także do przetwarzania wideo.
  • W systemach wbudowanych mikrokontrolery zawierają mikroprocesor wykorzystujący urządzenia peryferyjne
  • Układy SOC (Systems on-chip) często zawierają jeden lub więcej rdzeni mikrokontrolera / mikroprocesora przy użyciu dodatkowych komponentów, takich jak radiomodemy. Te modemy mają zastosowanie w tabletach, smartfonach itp.

Rozważania dotyczące szybkości i mocy

Wyboru mikroprocesora dokonuje się głównie dla różnych zastosowań w zależności od wielkości słowa. Jeśli rozmiar słowa jest długi, to pozwala każdemu cyklowi zegara mikroprocesora wykonać więcej obliczeń, jednak komunikować się z fizycznie większymi układami scalonymi poprzez wyższy stan gotowości, a także wykorzystanie mocy roboczej, 4-bitowe, 8-bitowe lub 12 -bitowe procesory są szeroko stosowane w systemach wbudowanych mikrokontrolerów.

Gdy system oczekuje, że będzie obsługiwał duże ilości danych, w innym przypadku będzie wymagał bardziej elastycznego interfejsu użytkownika, stosowane są 16-bitowe procesory 32-bitowe / 64-bitowe. W przypadku aplikacji SoC lub mikrokontrolerów, które wymagają elektronów o bardzo małej mocy, zamiast 32-bitowych można wybrać mikroprocesory 8-bitowe / 16-bitowe

Gdy arytmetyka 32-bitowa działa na 8-bitowym procesorze, może zakończyć się z ogromną mocą, ponieważ procesor musi wykonywać oprogramowanie za pomocą kilku instrukcji.

Wczesna historia mikroprocesorów

Pierwszym mikroprocesorem opracowanym przez firmę Intel jest Intel 4004. Po kilku latach magazyn Electronics opublikował w roku 1975 artykuł na temat Altaira, w którym zastosowano nowy procesor, mianowicie Intel 8080. Jest to procesor drugiej generacji. W roku 1980 IBM zdecydował się na wykorzystanie mikroprocesora Intel o nazwie 8088.

Ten procesor był pierwszym generowanym masowo komputerem PC, który był trafnie znany jako PC.
Kiedy ludzie zaczęli wykorzystywać komputery osobiste do różnych celów, takich jak tworzenie grafiki, przetwarzanie słów, liczba procesorów w pudełku wzrosła, jednak procesor pozostaje w centrum uwagi nawet dzisiaj.

Historia generacji i mikroprocesora

1. generacja: Był to okres od 1971 do 1973 roku historii mikroprocesorów. W 1971 roku INTEL stworzył pierwszy mikroprocesor 4004, który pracowałby z zegarem 740 kHz. W tym okresie w użyciu były inne mikroprocesory dostępne na rynku, w tym Rockwell international PPS-4, INTEL-8008 i National semiconductors IMP-16. Ale wszystkie te procesory nie były zgodne z TTL.

dwandPokolenie: Był to okres od 1973 do 1978 roku, w którym zaimplementowano bardzo wydajne mikroprocesory 8-bitowe, takie jak Motorola 6800 i 6801, INTEL-8085 i Zilog’s-Z80, które należały do ​​najpopularniejszych. Ze względu na ich superszybką prędkość były kosztowne, ponieważ były oparte na technologii NMOS produkcja .

3. generacja: W tym okresie 16-bitowe procesory zostały stworzone i zaprojektowane przy użyciu technologii HMOS. W latach 1979-1980 opracowano INTEL 8086/80186/80286 oraz Motorola 68000 i 68010. Prędkości tych procesorów były czterokrotnie lepsze niż procesorów drugiej generacji.

4. generacja: W latach 1981-1995 ta generacja opracowała 32-bitowe mikroprocesory przy użyciu technologii HCMOS. Popularnymi procesorami były INTEL-80386 i Motorola 68020/68030.

Piąta generacja: Od 1995 roku do teraz ta generacja wprowadza wydajne i szybkie procesory, które wykorzystują procesory 64-bitowe. Do takich procesorów należą procesory Pentium, Celeron, dwurdzeniowe i czterordzeniowe.

Tak więc mikroprocesor ewoluował przez wszystkie te generacje, a mikroprocesory piątej generacji stanowią postęp w specyfikacji. Dlatego poniżej pokrótce opisano niektóre procesory z piątej generacji procesorów wraz z ich specyfikacjami.

Intel Celeron

Intel Celeron został wprowadzony w kwietniu 1998 r. Pod względem wartości odnosi się do szeregu procesorów Intel X86 komputer osobisty s. Opiera się na Pentium 2 i może działać na wszystkich programach komputerowych IA-32.

Intel Celeron

Intel Celeron

Od roku 2000 do chwili obecnej, oto krótka historia mikroprocesorów dla procesorów Intel Celeron.

Rok 2000 to wprowadzenie następujących procesorów:

  • 4 stycznia - procesor Intel Celeron (533 MHz)
  • 14 lutego - Mobile Intel Celeron Processor (450, 500 MHz)
  • 19 czerwca - niskonapięciowy procesor Intel Celeron do notebooków (500 MHz)

Rok 2001 to wprowadzenie następujących procesorów:

  • 3 stycznia - procesor Intel Celeron (800 MHz)
  • Procesor Oct 2-Intel Celeron (1,2 GHz)

Rok 2002 to wprowadzenie następujących procesorów:

  • 3 stycznia - procesor Intel Celeron (1,30 GHz)
  • 20 listopada - procesor Intel Celeron (2,10, 2,20 GHz)

Rok 2002 to wprowadzenie następujących procesorów:

  • 14 stycznia: procesor Mobile Intel Celeron (2 GHz)
  • Procesor niskonapięciowy Mobile Intel Celeron (866 MHz)
  • 12 listopada: procesor Mobile Intel Celeron (2,50 GHz)
  • Ultraniskonapięciowy procesor Intel Celeron do notebooków (800 MHz)

Rok 2004-2007 to wprowadzenie następujących procesorów:

  • 4 stycznia 2004: procesor Intel Celeron M 320 i 310 (1,3, 1,2 GHz)
  • 20 lipca 2004: Ultraniskonapięciowy procesor Intel Celeron M 353 (900 MHz)
  • Marzec - procesor Intel Celeron M 430-450 (1,73-2,0 GHz)
  • 23 listopada: Procesor Intel Celeron D 345 (3,06 GHz)

Rok 2008 to wprowadzenie następującego procesora:

  • Styczeń 2008 Celeron Core 2 DUO (Allendale)
  • W marcu 2008 roku procesor Core 2 Quad, taki jak Q9300, i procesor Core 2 Quad, taki jak Q9450, został wydany przez firmę Intel
  • 2 marca 2008 r. Procesor Core 2 Duo, taki jak E4700, został wydany przez firmę Intel
  • W kwietniu 2008 roku Intel wypuścił pierwszy procesor z serii Atom, podobnie jak seria Z5xx. Są to procesory jednordzeniowe z GPU 200 MHz.
  • Procesor Core 2 Duo, taki jak E7200, został wydany 20 kwietnia 2008 roku przez firmę Intel.
  • Procesor Core 2 Duo, taki jak E7300, został wydany 10 kwietnia 2008 roku przez firmę Intel.
  • Kilka procesorów Core 2 Quad, takich jak Q8200, Q9400 i Q9650, zostało wypuszczonych przez firmę Intel w sierpniu 2008 roku.
  • Procesor Core 2 Duo, taki jak E7400, został wydany przez firmę Intel 19 października 2008 r
  • Procesory do komputerów stacjonarnych pierwszego Core i7, takie jak i7-920, 7-940 i i7-965, zostały wydane w listopadzie 2008 roku przez firmę Intel
  • Procesor Core 2 Duo, taki jak E7500, został wydany przez firmę Intel 18 stycznia 2009 r. Procesor Core 2 Quad, taki jak Q8400, został wydany przez firmę Intel w kwietniu 2009 r.
  • Procesor Core 2 Duo, taki jak E7600, został wydany 31 maja 2009 roku przez firmę Intel
  • Pierwszy mobilny procesor Core i7, taki jak i7-720QM, został wydany we wrześniu 2009 roku przez firmę Intel
  • Pierwszy procesor do komputerów stacjonarnych Core i5 z czterema rdzeniami, taki jak i5-750 8 września 2009 r., Został wydany przez firmę Intel.
  • Procesor Core 2 Quad, taki jak Q9500, został wydany przez firmę Intel w styczniu 2010.
  • Pierwsze mobilne procesory Core i5, takie jak i5-430M i i5-520E, zostały wydane w 2010 roku przez firmę Intel
  • Pierwszy procesor do komputerów stacjonarnych Core i5, taki jak i5-650, został wydany przez firmę Intel w styczniu 2010 roku
  • Pierwsze procesory do komputerów stacjonarnych Core i3, takie jak i3-530, zostały wydane przez firmę Intel 7 stycznia 2010 r
  • Pierwsze procesory do komputerów stacjonarnych Core i3, takie jak i3-530 i i3-540, zostały wydane przez firmę Intel 7 stycznia 2010 r.
  • Pierwsze mobilne procesory Core i3, takie jak i3-330M i i3-350M, zostały wydane przez firmę Intel 7 stycznia 2010 r.
  • Pierwszy procesor stacjonarny Core i7 z 6 rdzeniami, taki jak i3-970, został wydany w lipcu 2010 roku.
  • Siedem nowych procesorów Core i5, w tym cztery rdzenie, takie jak seria i5-2xxx, zostało wydanych w styczniu 2011 roku.
  • Pierwszy desktopowy procesor Core i9, taki jak i9-7900X, został wydany w czerwcu 2017 roku.
  • Pierwszy procesor do komputerów stacjonarnych zawierający 14 rdzeni, taki jak Core i9-7940X, został wydany we wrześniu 2017 r.
  • Pierwszy procesor do komputerów stacjonarnych zawierający 16 rdzeni, taki jak Core i9-7960X, został wydany we wrześniu 2017 r.
  • Pierwszy procesor do komputerów stacjonarnych zawierający 18 rdzeni, taki jak Core i9-7980X, został wydany we wrześniu 2017 r
  • Pierwszy mobilny procesor Core i9, taki jak i9-8950HK, został wydany w kwietniu 2018 roku przez firmę Intel

Historia mikroprocesorów firmy Motorola

Wiodącym producentem mikroprocesorów jest Motorola Inc. Procesory te są używane we wszystkich typach komputerów Apple Macintosh do roku 1990 na różnych stacjach roboczych. 8-bitowy mikroprocesor, taki jak 6800, został wydany przez Motorolę po Intel 8080 w roku 1974. Ten procesor Motoroli zawiera 78 instrukcji. To jest pierwszy procesor zawierający rejestr indeksowy. Zwykle był zapakowany w 40-pinową obudowę dwurzędową.

Poniżej wymieniono różne rodziny procesorów Motorola z latami wynalezienia.

  • Mikroprocesor Motorola 6800 został wydany w 1974 roku.
  • Mikroprocesor Motorola 68000 został wydany w 1979 roku.
  • Mikroprocesor Motorola 68020 został wydany w roku 1984.
  • Mikroprocesor Motorola 68030 został wydany w 1987 roku.
  • Mikroprocesor Motorola 68040 został wydany w 1991 roku.
  • Mikroprocesor Motorola 68020 został wydany w 1993 roku.
  • Mikroprocesor Motorola power PC 603 został wydany w 1994 roku.
  • Mikroprocesor Motorola power PC 604 został wydany w 1994 roku.
  • Mikroprocesor Motorola power PC 620 został wydany w 1996 roku.

Pentium

Pentium został wprowadzony 2 marca 1993 roku. Pentium zastąpił Intel 486. 4 oznacza mikroarchitekturę czwartej generacji w historii mikroprocesorów. Pentium odnosi się do jednordzeniowego mikroprocesora Intel x 86, który jest oparty na mikroarchitekturze piątej generacji. Nazwa tego procesora pochodzi od greckiego słowa Penta, które oznacza pięć.

Pierwotny procesor Pentium został zastąpiony przez Pentium MMX w 1996 roku. Ten procesor ma magistralę danych o długości 64 bitów. Standardowy pojedynczy cykl transferu może odczytywać lub zapisywać do 64 bitów jednocześnie. Cykle odczytu i zapisu w trybie Burst są obsługiwane przez procesory Pentium. Cykle te są używane do operacji pamięci podręcznej i przesyłania 32 bajtów (rozmiar linii pamięci podręcznej Pentium) w 4 zegarach. Wszystkie operacje na pamięci podręcznej są cyklami seryjnymi dla Pentium.

Pentium

Procesor Pentium

Rok 2000 to wprowadzenie następujących procesorów:

  • 20 marca: procesor Intel Pentium III (866, 850 MHz)
  • 8 marca: procesor Intel Pentium III (1 GHz)
  • 20 listopada: Procesor Intel Pentium 4 (1,50, 1,40 GHz)

Rok 2001 to wprowadzenie następujących procesorów:

  • 23 kwietnia: procesor Pentium 4 1.7
  • 2 lipca: procesor Pentium 4 (1,80, 1,60 GHz)
  • 27 sierpnia: Procesor Intel Pentium 4 (2, 1,90 GHz)

Rok 2002 to wprowadzenie następujących procesorów:

  • 7 stycznia: procesor Intel Pentium 4 (2,20, 2 GHz)
  • 8 stycznia: procesor Intel Pentium III do serwerów (1,40 GHz)
  • 2 kwietnia 2002: Procesor Intel Pentium 4 (2,40, 2,20 GHz)
  • 21 stycznia: Ultra niskonapięciowy mobilny procesor Pentium III-M
  • Procesor niskonapięciowy Mobile Pentium III (866, 850 MHz)
  • 14 listopada 2002: procesor Intel Pentium 4 (3,06 GHz z technologią HT)

Rok 2003 to wprowadzenie następujących procesorów:

  • Procesor Mobile Intel Pentium 4-M (2,40 GHz)
  • 21 maja: Procesor Intel Pentium 4 z technologią Hyper-Threading (2,80 C GHz, 2,60 C GHz, 2,40 C GHz)
  • 3 listopada: Procesor Intel Pentium 4 Extreme Edition (3,20 GHz)

Rok 20004 to wprowadzenie następujących procesorów:

  • 2 lutego 2004: Procesor Intel Pentium 4 (90 nm) (3,40 GHz, 3,20 GHz, 3,0 GHz, 2,80 GHz)
  • Procesor Intel Pentium 4 Extreme Edition (0,13 mikrona) (3,40 GHz)
  • 7 kwietnia 2004: Ultraniskonapięciowy procesor Intel Pentium M (1,10, 1,30 GHz)
  • 15 listopada 2004: Procesor Intel Pentium 4 Extreme Edition obsługujący technologię HT (3,46 GHz)

Rok 2005-06 to wprowadzenie następujących procesorów:

  • Procesor Intel Pentium 4 Extreme Edition obsługujący technologię HT (3,80 GHz)
  • Kwiecień 2005: Procesor Intel Pentium Extreme Edition 840 (3,20 GHz)
  • Rok 2007 & 08 to wprowadzenie następujących procesorów:
  • Procesor Intel Pentium Extreme Edition 955 (3,46 GHz)
  • Procesor Intel Pentium Extreme Edition 965 (3,73 GHz)

W 2007 roku Intel v Pro został wydany przez firmę Intel. Główne technologie używane w Intel v Pro to TXT - technologia Intel Trusted Execution, VT - technologia wirtualizacji Intel

W 2008 roku wydano Core i-Series, a te procesory to Core i3, i5 i i7. Te procesory obejmują mikroarchitekturę Nehalem, a także proces produkcyjny Intela w technologii 45 nm.

W tym samym roku wypuszczono Atom, który został zaprojektowany jako procesor do zasilania nettopów, a także mobilnych urządzeń internetowych.

W roku 2010 Intel wypuścił grafikę HD, a jego zachodnia architektura wykorzystywała grafikę na matrycy.

W roku 2010 Intel wprowadził na rynek kilka Integrated Core Architecture i Xeon Phi

W roku 2010 wydano Intel SoC

W 2013 roku procesor Core i-Series został wydany przez firmę Intel i ma mikroarchitekturę Haswell 22 nm. Ta architektura została zastąpiona architekturą Sandy Bridge z 2011 roku.

Xeon

Procesor Xeon to procesor Pentium 400 MHz firmy Intel do użytku w stacjach roboczych i serwerach korporacyjnych. Ten procesor jest przeznaczony do aplikacji multimedialnych, grafiki inżynierskiej, Internetu i dużych serwerów baz danych. Historia mikroprocesorów, takich jak Xeon, obejmuje następujące elementy.

Xeon

Procesor Xeon

Rok 2000-2001 to wprowadzenie następujących procesorów:

  • 12 stycznia: procesor Intel Pentium III Xeon (800 MegaHertz)
  • 25 września 2001: Procesor Intel Xeon (2 Giga Hertz)
  • 24 maja: procesor Intel Pentium III Xeon (933 MegaHertz)

Rok 2002-2004 to wprowadzenie następujących procesorów:

  • 9 stycznia 2002: Procesor Intel Xeon (2,20 Giga Hertza)
  • 12 marca 2002: Procesor Intel Xeon M (1,60 Giga Hertza)
  • 10 marca 2003: Procesor Intel Xeon 3 GHz (magistrala systemowa 400 MHz)
  • 18 listopada: Procesor Intel Xeon (2,80 Giga Hertza)
  • 6 października 2003: Procesor Intel Xeon (3,20 Giga Hertza)
  • 2 marca 2004: Procesor Intel Xeon MP 3 GHz (4 MB pamięci podręcznej L3)

Rok 2005-2008 to wprowadzenie następujących procesorów:

  • Marzec 2005: Procesor Intel Xeon MP (2,666 -3,666 Giga Hertz)
  • Październik 2005: dwurdzeniowy procesor Intel Xeon (2,8 Giga Hertza)
  • Sierpień 2006: dwurdzeniowy Intel Xeon-7140M (3,33-3,40 Giga Hertz)

To wszystko o mikroprocesorze historii i rocznej produkcji procesorów firmy INTEL. Aby nie uczynić tego artykułu zbyt skomplikowanym, aby czytelnicy mogli go zrozumieć, niektóre zawiłe informacje o różnych procesorach pochodzących od różnych dostawców zostały wyłączone. W oparciu o informacje podane w tym artykule, czytelnicy są zachęcani do zamieszczania swoich sugestii i komentarzy dotyczące projektów w sekcja komentarzy podana poniżej.

Kredyty fotograficzne