Utvecklingen av Intel x86-processorerna på 80-talet: 286, 386 och 486

Idag vill vi se över en av de mest produktiva perioderna i dess historia genom utvecklingen av Intel x86-processorerna på åttiotalet. En tid för förändring för persondatorer.

Processorn är en av de mest intressanta komponenterna på datorn på grund av dess betydelse, historia och utveckling. Av allt är det få företag som är mer involverade i alla citerade punkter än den blå jätten av halvledare; Intel har varit en ständig huvudperson under hela detta stycke.

Innehållsindex

Sju år av kontinuerlig evolution

Den tidsperiod som vi vill täcka i denna text är från 1982 till slutet av åttiotalet; Under den tiden upplevde processorer baserade på x86-arkitekturen en av de snabbaste och mest anmärkningsvärda utvecklingen i modern datorhistoria och lagt några av grunden för hur vi förstår hemelektronik idag.

Bild: Flickr; Pauli Rautakorpi

Vi kommer att prata om Intel 80286 och dess implementering i IBM PC / AT, Intel 80386 och ökningen av PC-kloner genom Compaq, liksom lanseringen och utvecklingen av Intel 80486 och baserna för vad som senare skulle bli Pentium. En allmän rundtur i datorhistoria.

Intel 80286 (1982)

Bild: Flickr; Henry Mühlpfordt

Intel 80286 (även känd som iAPX 286 eller i286) är den direkta efterträdaren till Intel 80186 och 80188-processorerna, alla tillhörande x86-processorfamiljen, och var den CPU som valts för hemdatorer som tillverkades av IBM från lanseringen till långt in på åttiotalet och fortsatte förhållandet mellan Intel och IBM.

Några av dess x86-specifikationer

I286 var ett stort språng i spec från den tidigare iterationen av x86-processorer. P2-arkitekturen använde en 16-bitars databuss (därmed kategoriseringen av processorn) och en adressbuss var 24 bitar, en tydlig utveckling från det ursprungliga 80086. Medan deras frekvenser varierade från 4 MHz till 25 MHz i de senaste revisionerna.

P2-arkitektur. Bild: Wikimedia commons

Höjdpunkter inkluderar förbättringar av utförande av instruktioner per klockcykel och inkludering av nya instruktionsuppsättningar som dramatiskt minskar den tid som krävs för att utföra vissa uppgifter; några av dem behövde mindre än två gånger klockcyklerna för att slutföra.

Första steg i multitasking i den första x86

I286 kännetecknades av användningen av två driftsätt, avsedda för användning av multitasking-applikationer, vi talar om skyddat läge och verkligt läge.

Det verkliga läget (verklig adressläge) var det som trädde i kraft som standard i processorn. Bibehåller bakåtkompatibilitet med tidigare x86-familjeprocessorer och har direkt programvaruåtkomst till system-BIOS. Tack vare denna bakåtkompatibilitet kunde i286-processorer använda all mjukvara utvecklad för sina föregångare, vilket gjorde dem till en mycket mångsidig processor. Vi framhäver att det var det sätt på vilket operativsystemet MS-DOS och de första versionerna av Microsoft Windows fungerade.

Skyddat läge gav å andra sidan processorn möjlighet att multitask, tack vare förmågan att snabbt växla två olika processer. Dess namn härrör från programmets begränsade åtkomst till instruktionerna för utrustningen (bilden av handledaren visas) för att undvika konflikter när de används tillsammans; tyvärr har detta tagit bort kompatibiliteten för mycket av programvaran, inklusive den som heter MS-DOS.

En debut av IBM

I286 släpptes på IBMs tredje generation av persondatorer, PC / AT. Den enorma framgången med New Yorks företagssystem katapulterade försäljningen av mikroprocessorn och inrättandet av AT-modellen som standard inom hemmastatistik uppmuntrade skapandet av programvara kompatibel med Intel-arkitekturen.

IBM PC / AT-dator. Bild: wikimedia commons; MBlair Martin.

Som vanligt då var inte Intel den enda tillverkaren. Företag som IBM själv eller den nuvarande AMD tillverkade liknande och kompatibla modeller, i vissa fall (som Harris Corporation , eller AMD själv), vilket mycket överskred hastigheten på den ursprungliga modellen som utvecklats av Intel.

VI ANBEFALAR DIG Intel avbryter första generationens Thunderbolt 3-kontroller

Intel 80386 (1985)

Bild: Flickr; Contri

Efter lanseringen av Intel 80286 skulle komma sin recension, Intel 80386 (eller i386). Denna processor syftade till att förbättra funktionerna som presenterades i i286, lägga till nya driftsätt och många nya funktioner i x86-arkitekturen. Ett sådant var framsteget som skulle lägga grunden för senare processorer, åtminstone tills P6-chipsen ser ut.

Intel och IBMs "kloner"

Den ursprungliga i286 var en processor designad för att produceras enkelt och effektivt; Strax efter den ursprungliga lanseringen, och på grund av dess framgång, började resten av tillverkarna att producera och sälja sina egna versioner av modellen. Några av dem med väsentliga förbättringar jämfört med originalet, särskilt i frekvenser som nås.

I386 var vid lanseringen en dyr processor i sin produktion och implementering; kanske var det anledningen till att IBM inte började använda det förrän 1987, ett utrymme som Compaq- företaget (känt för sina prisvärda IBM-kompatibla datorer) utnyttjade för att lansera Compaq Portable 386 / III på marknaden och ta ledningen i erbjudandet. IBM PC. Klonens guldålder baserade på det nordamerikanska företagets datorer skulle börja.

Compaq PC var ett av de första företagen som gjorde datorer kompatibla med IBM PC. Bild Wikimedia Commons; Titian Garuti

Intel blev inte heller straffad av andra företag; Det var därför i386 inte hade licens för tillverkning utanför Mountain View-företagets fabriker. Företag som AMD och Texas Instruments fortsatte dock att utveckla snabbare och mer prisvärda i286-baserade processorer; För att bekämpa dem utvecklade Intel i386SX, en billig version av den ursprungliga i386 med vissa likheter med i286 och enklare och billigare att producera. Strategin skulle träda i kraft fram till början av 1990-talet, då versioner av den ursprungliga i386 började dyka upp från AMD med Am386 och Cyrix med sin Cx486.

De kraftfulla P3-processorerna

Även om det inte skulle vara ett så stort hopp när det gäller hastighet som i286, var i386 ett betydande framsteg för x86-processorerna. Frekvensen ökade dramatiskt till 12 MHz i de första modellerna och nådde 40 MHz i senare. Databussen fördubblades också till 32-bitar och adressbussen ökades också till 32-bitar, såväl som viktiga förändringar gjordes i utförandet av instruktioner, och instruktionsuppsättningen IA-32 dök upp.

P3-arkitektur. Bild: wikimedia commons

På grund av IA-32 var kompatibiliteten med i286-programvaran begränsad, men dess implementering skulle lägga grunden för x86-arkitekturen under de kommande 20 åren och påverka x86-64-instruktionsuppsättningarna (Intel 64 för Intel) som vi använder i nuvarande hushållsutrustning.

Å andra sidan arbetade i386SX-processorerna med en 16-bitars databuss och en 24-bitars adressbuss, vilket gjorde den långsammare, som sin föregångare, även om den bibehöll den interna utformningen av chipet, vilket räknade med andra större förbättringar.

Nya lägen, samma problem på x86

En annan höjdpunkt i i386 var implementeringen, återigen, av olika funktionslägen. Det verkliga läget och det skyddade läget dök upp igen av kompatibilitetsskäl, men ett eget skyddat läge gjorde ett utseende med viktiga nya funktioner, som att ta bort segment eller virtualisera flera sessioner.

Tyvärr fortsatte dess dåliga genomförande att vara det främsta draget i denna utveckling. Det fortsatte att vara en viktig begränsare för kapaciteten hos dessa processorer tills framväxten av mer avancerade operativsystem.

VI rekommenderar dig Corsair One PRO-recension på spanska (fullständig analys)

Intel 80486 (1989)

Efter den obestridliga framgången med i386 utvecklade Intel nästa generation av x86-processorer med målet att förbättra vad den hade uppnått med i386. Så här skulle P4-processorer, kända över hela världen som Intel 80486, eller i486 födas.

387-processorn och i486SX

I486-processorerna är mycket lik sin tidigare generation internt, med undantag för integrationen av 387-processorn; Detta chip inkluderade en flytande punktenhet och enhetlig cache i kretsen, från det monolitiska chipprocessorer skulle bli allt vanligare. Annars var det fortfarande en 32-bitars processor på databussen och adressbussen, och resten av förbättringarna kretsade mer kring optimering av instruktionsuppsättningen eller ökning av frekvenser än andra faktorer.

P4-arkitektur. Bild: wikimedia commons

Det fanns emellertid en variant av i486, i486SX, som släppte denna coprocessor för att sänka kostnaderna. I486SX hade inte en annan bussstorlek än originalet (åtminstone av Intel), så det var ett mycket populärt chip för det lägre priset.

Besattheten med höga frekvenser

Vad i486 tog med var att MHz-febern började hos processorer. Intel introducerade, tack vare införandet av det integrerade cacheminnet, dupliceringen av klockans interna frekvenser, namnet Intel OverDrive. Genom dem kunde i486-processorer arbeta med två gånger (och senare tredubbla) sina frekvenser för att fullfölja instruktioner, och dra nytta av längre.

Den första processorn med dessa egenskaper var i486DX2, som fördubblade klockhastigheten från 25 MHz till 50 MHz. Den sista iterationen av denna typ var den i486DX4, som tredubblade frekvenserna till 100 MHz, även om den mest kraftfulla Den kom från AMD med Am5x86-P75 + som nådde 150 MHz.

Processorer som stöds återinförs och expanderar på x86

Likheterna mellan arkitekturen för i486 och i386-processorerna gjorde det enkelt för tillverkare av i486-kompatibla processorer. Efter att licenserna försvann med lanseringen av i386 började allmänheten populärt hänvisa till dem som "kloner", även om denna term endast gällde de identiska (internt) med originalen.

Processorer härrörande från andra märken av Intel 80486. Bild: MCbx datorsamling

En av de mest produktiva tillverkarna av processorer av denna typ från AMD, till och med går så långt (som vi redan har nämnt) för att lansera mer kraftfulla modeller än Intel-varianterna, även om dess största tillgång på marknaden fortfarande var det mest överkomliga priset. Det var också Cyrix- linjen, resultatet av reverse engineering av Intel-processorer, deras processorer utförde inte exakt samma sak, så de förlitade sig på överkomliga priser.

Andra namn av intresse kan vara IBM eller Texas Instruments, även om deras närvaro var mindre stark än i tidigare steg i processorns familj x86.

Ett sista ord om x86-processorer

Familjeprocessorerna x86 upplevde några av de mest anmärkningsvärda förändringarna i sin historia under denna tid. Inte förvånansvärt låg grunden för många av de element som skulle följa oss år efter att de kom fram i dessa generationer.

Vi rekommenderar att du läser vår guide på de bästa moderkorten

Utan tvekan är det en av de vackraste perioderna med modern datoranvändning, och de första stadierna i hemdatorer som vi känner det idag. Om du vill veta mer om den här komponenten inbjuder vi dig att läsa vår artikel om generationssprånget från Intel Pentium 4 till Intel Core.