Lịch sử phát triển động vxl của Intel
|
Intel được biết đến với bộ vi xử lý ISA x86, đã có một số cải tiến theo thời gian và đã trở thành ngôn ngữ chung của tất cả các ứng dụng chạy trên PC của chúng tôi và mặc dù các bộ đăng ký và hướng dẫn khác đã xuất hiện cho đến ngày nay ISA được phát minh bởi công ty mà Pat Gelsinger hiện đang điều hành vào cuối những năm 1970 vẫn mạnh như ngày đầu nếu không muốn nói là còn mạnh hơn. Show
Nội dung
Lịch sử ban đầu của Intel, trước năm 8086 Trong phần đầu tiên của câu chuyện này, chúng ta sẽ thảo luận về các CPU mà Intel đã sản xuất trước khi máy tính IBM xuất hiện sẽ dẫn họ đến thành công và trở thành nhà sản xuất bộ vi xử lý cho máy tính cá nhân lớn nhất trong lịch sử. Intel 4004, CPU đầu tiên trên chipNếu bạn xem bất kỳ cuốn sách lịch sử nào, họ sẽ nói với bạn rằng cuốn sách đầu tiên CPU mà Gordon Moore và Robert Noyce thiết kế dưới thương hiệu Intel là i4004, được coi là CPU hoàn chỉnh đầu tiên được chế tạo trong một bộ phận, kể từ trước khi CPU thường có tất cả các thành phần của nó được chia thành nhiều chip khác nhau. Tuy nhiên, nó không phải là sản phẩm chủ lực của công ty vào thời điểm đó, vì nguồn vốn của nó đến từ việc bán bộ nhớ DRAM và SRAM cho các máy tính mini thời bấy giờ. Vào thời điểm đó không có máy tính cá nhân và bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên là tối tân. Mặc dù không phải Noyce và Moore lên bàn thiết kế để tạo ra 4004, nhưng đó là công của ba kỹ sư: Federico Faggin, Ted Hoff và Stanley Mazor, những người đã thiết kế ra một CPU 4-bit hoàn chỉnh cho Busicom, một công ty điện tử. máy tính từ Nhật Bản đã ủy thác dự án từ Intel. Do đó, công ty vào thời điểm đó là một công ty mới nổi so với những gã khổng lồ khác thời bấy giờ như Fairchild Semiconductor hay Texas Instruments chịu trách nhiệm tạo ra CPU hoàn chỉnh đầu tiên trên một con chip. Intel 8008 và thiết bị đầu cuối DatapointThử nghiệm i4004 đã phục vụ Intel để xác nhận chính nó cho phần còn lại của ngành, nhưng họ vẫn chưa phải là gã khổng lồ mà họ sẽ trở thành nhiều năm sau đó. Thời đại của PC vẫn chưa đến và rất ít người dùng máy tính tiếp tục sử dụng thiết bị đầu cuối chia sẻ thời gian kết nối với máy tính mini, nghịch lý thay, nó có thể lớn bằng một chiếc tủ lạnh. Một trong những công ty này là Datapoint Corporation và mẫu thiết bị đầu cuối 2200 của nó có một điểm đặc biệt và đó là mạch của nó không chỉ đóng vai trò như một thiết bị đầu cuối từ xa, mà còn có một máy tính hoàn chỉnh, vì nó có thể thực thi các chương trình nhờ vào thực tế có mạch tích hợp của một CPU bên trong. Một lần nữa, ba kiến trúc sư phụ trách i4004 được giao nhiệm vụ giảm thiểu tất cả các mạch 8008 phức tạp mà bạn thấy ở trên những hình ảnh này trên i8008. Thật không may, dự án với Datapoint đã không thành hiện thực và cuối cùng mối quan hệ giữa cả hai công ty đã chấm dứt hoàn toàn. Điều này không ngăn họ hoàn thiện CPU 8-bit đầu tiên của mình, nhưng Intel không hài lòng lắm với kết quả này. Sự bùng nổ của Intel 8080 và S-100Bộ vi xử lý thứ ba của Intel ra đời từ thực tế: 8008 quá hạn chế để sử dụng và chạy các chương trình phức tạp. Đó là lý do tại sao Intel xem xét một bộ vi xử lý 8-bit khác có thể có khả năng chạy bất kỳ chương trình máy tính nào và từ đó i8080 ra đời. Một lần nữa Federico Faggin và Stan Mazor trở lại làm việc, lần này được giúp đỡ bởi Masatoshi Shima, người đã hợp tác với họ trong việc thiết kế 4004. Do tò mò, Faggin sẽ rời Intel vào năm 1974 để thành lập Zilog và tạo ra một phiên bản cải tiến trong của Z80 nổi tiếng từng là CPU trung tâm của các hệ thống như Spectrum, MSX, Amstrad CPC và nhiều hệ thống khác. 8080 không phải là một CPU được xây dựng từ đầu, nó được xây dựng từ thiết kế của 8008. Họ giữ nguyên hệ thống ngắt, nhưng cải thiện địa chỉ từ 16 KB tối đa RAM lên 64 KB, thêm nhiều cổng ngoại vi hơn và hướng dẫn mới. Đối với tốc độ xung nhịp, nó tăng từ 0.5 MHz lên 2 MHz, nhanh hơn bốn lần so với người tiền nhiệm. CPU này nổi bật vì là bộ xử lý chính của Altair 8800 được tạo ra bởi Viện Kỹ thuật Massachusetts, mang theo thế hệ máy tính cá nhân đầu tiên được gọi là S-100 do các thành phần khác nhau của máy tính được kết nối với một bo mạch chung. đã sử dụng giao diện cùng tên. Hệ điều hành cho máy MITS là CP / M được tạo ra bởi Gary Kildall, tiền thân của MS-DOS. Nhờ sử dụng bus S-100 làm tiêu chuẩn, các bản sao của Altair 8800 sớm xuất hiện ở khắp mọi nơi, tiếc là sự tồn tại của Z80 cải tiến đã khiến Intel vượt ra khỏi vị trí dẫn đầu của các máy tính cá nhân tiền thân này. Con đường dẫn đến Intel 8086Có người tin rằng Intel 8086 là bộ xử lý do Intel sản xuất theo yêu cầu của IBM cho chiếc PC đầu tiên của mình, điều này là sai, vì nó đã tồn tại hai năm trước và lịch sử của nó không liên quan gì đến chiếc máy tính cá nhân đầu tiên của hồi đó người khổng lồ xanh. Hơn nữa, ban đầu nó chỉ là một dự án nhỏ trong công ty của Gordon Moore, vì 8800, được phát hành dưới tên iAPX 432, trên giấy tốt hơn nhiều với ALU 32-bit, một MMU tích hợp và mọi thứ bạn cần để làm điều đó. đa nhiệm. Tệ hơn nữa, ba người lính ngự lâm đã tạo ra ba CPU Intel đầu tiên còn lại, đó là Stephen Morse đơn độc, người được chọn để thiết kế 8086 vì hai lý do: Anh ta là một kỹ sư điện và phần mềm. Vì vậy, anh ấy biết cả hai thế giới một cách hoàn hảo. Tuy nhiên, 8086 có một vấn đề và đó là nó bắt đầu từ một ISA hoàn toàn mới và hệ nhị phân không tương thích. Nếu các chương trình cho CP / M phù hợp tốt thì nó nhanh hơn nhiều so với Z80, nhưng không ai sẵn sàng làm điều đó. Morse rời công ty ngay sau đó, 8086 có phải là thất bại lớn nhất của Intel cho đến nay hay không. Lịch sử của Intel trong những năm 80: sự khởi đầu của PCNăm 1981, đã có máy tính cá nhân trong các cửa hàng, vì vậy IBM đã không phát minh ra máy tính cá nhân, nhưng từng chút một chúng là mối đe dọa đối với gã khổng lồ xanh và đó là lý do tại sao họ quyết định tạo ra một dự án kinh phí thấp có tên là Project Chess, dựa trên sử dụng phần cứng hiện có và vì điều này, họ sẽ lấy máy tính S-100 lấy từ Altair 8800 làm ví dụ. Vào thời điểm đó, CPU tiên tiến nhất cho các máy tính này là 68000, nhưng CPU này vẫn chưa sẵn sàng để sản xuất hàng loạt. Giải pháp? Nó đến từ Intel, hãng có Intel 8086 và phiên bản 8-bit của nó, 8088. Để có được hợp đồng cho CPU của máy tính IBM đầu tiên, họ phải chấp nhận rằng sẽ có nhà cung cấp bộ xử lý thứ hai, một công ty nhất định được gọi là AMD . Chỉ qua một đêm, một dự án từng là thất bại lớn nhất trong lịch sử của nó đã trở thành thành công lớn nhất của nó. Cả 8088 và 8086 đều là những CPU đầu tiên có ISA x86, chúng cũng là những bộ vi xử lý đầu tiên trong hệ thống gia đình có ALU 16 bit. Sự khác biệt giữa hai mô hình? 8088 có một bus dữ liệu 8 bit và không phải 16 bit. Mặc dù điều nổi bật nhất là địa chỉ bộ nhớ 20-bit, cho phép hệ thống có bộ nhớ lên tới 1 MB, nhiều hơn 16 lần so với những gì 8080 hỗ trợ. 80286, bước nhảy IPC lớn nhất từ CPU x86Thành công vượt bậc của IBM PC, vào năm 1984, nó đã trở thành nền tảng xuất sắc như một máy tính cá nhân cho các doanh nghiệp trên toàn thế giới, nhưng cần phải tạo ra một phiên bản nhanh hơn đi kèm với sự ra đời của AT PC và điều này Đúng lúc IBM hoàn toàn tin tưởng vào Intel đã yêu cầu ông tạo ra một CPU mới hoàn toàn tương thích ngược ở cấp nhị phân, nhưng nhanh hơn nhiều. 80286 là bước nhảy vọt lớn nhất trong IPC đã được thực hiện trong lịch sử của CPU Intel, vì hiệu suất trên mỗi chu kỳ đồng hồ của nó cao hơn gấp đôi so với 8086. Để đạt được điều này, các bus nội bộ của nó đã được cải tiến để ngăn chặn các quá trình ghép kênh này. của các hướng dẫn nắm bắt đã được tối ưu hóa và chức năng của các hướng dẫn nhảy đã được cải thiện. Ngoài ra, Intel lần đầu tiên đưa vào một MMU, hoạt động theo các phân khúc. Như một điều gây tò mò, đây là CPU dành cho PC có tuổi thọ cao nhất trong lịch sử, kể từ năm 1990, bạn có thể tìm thấy những chiếc máy tính được rao bán với CPU này. Cuối cùng là 32 bit, 8038680386 không phải là CPU 32-bit đầu tiên trong lịch sử của Intel, tuy nhiên, iAPX 432 có vinh dự là nó, tuy nhiên, khi tạo ra phiên bản 32-bit của 8086, Intel đã lấy nhiều ý tưởng từ dự án đó, mặc dù thách thức lớn nhất là di chuyển mã. Giải pháp? Sử dụng các thanh ghi giống nhau, nhưng được mở rộng kích thước lên đến 32 bit. Ngoài ra, 80386 là CPU đầu tiên trong lịch sử của Intel có đường ống phân đoạn, ba giai đoạn. Mặc dù thách thức lớn đối với đa nhiệm, ý tưởng về việc có một bộ xử lý có thể chạy một hệ điều hành có khả năng chạy nhiều chương trình cùng một lúc trên máy tính cá nhân hoặc máy trạm. Vì vậy, họ đã thiết kế một MMU mới, lần này hỗ trợ bộ nhớ ảo trên mỗi phân trang, một phương pháp được sử dụng ngày nay. Nhờ CPU này, PC đã có một bước nhảy vọt về chất lượng như một nền tảng, vì nó mang lại những tin tức cho phép cửa sổ từ phiên bản thứ ba để không còn là một trò đùa nữa, cũng như Linux và trên hết, nó đánh dấu sự thống trị của PC so với các nền tảng khác. 80486, một bản cập nhật nhỏ nhưng quan trọngThế hệ thứ tư của bộ vi xử lý x86 trong lịch sử của Intel đã mang đến cho chúng ta hai tính năng mới quan trọng, đầu tiên trong số đó là bộ nhớ đệm cấp đầu tiên của dữ liệu và hướng dẫn. Thứ hai là sự tích hợp của đơn vị dấu chấm động, không còn là một bộ đồng xử lý riêng biệt để trở thành một phần không thể thiếu của CPU. Đường ống hoặc phân đoạn kéo dài của nó ở 5 chu kỳ cho phép nó đạt tới 100 MHz với mô hình DX4. Nó cũng là cái đinh trong quan tài của tình địch Motorola, người đã hợp tác với IBM và Apple để tạo PowerPC. Nguyên nhân? Intel không hài lòng với phiên bản cải tiến một chút của 386 và lặp lại động thái của 286 với sự gia tăng đáng kinh ngạc trong IPC, chứng nhận sức mạnh lớn hơn của PC so với các đối thủ cạnh tranh, nhưng đặc biệt đã mang lại cho Intel chiến thắng cuối cùng trước Motorola. Như một sự tò mò, kiến trúc sư trưởng của nó là Pat Gelsinger, Giám đốc điều hành hiện tại của Intel. Intel Pentium, CPU đa phương tiện đầu tiên trong lịch sửIntel Pentium là CPU siêu cấp đầu tiên thuộc ISA x86, mang trong mình khả năng thực thi 2 lệnh song song và cùng lúc. Nhờ đó, CPI so với 80486 đã cải thiện 40% trong quá trình này. Nhiều năm sau, Intel tung ra Pentium MMX, đã thực hiện một sự thay đổi trong đơn vị dấu phẩy động, vì nó đã triển khai SIMD qua thanh ghi trong đó để tăng tốc các chương trình đa phương tiện mới ra đời vào thời điểm đó. Nhưng vòng đời thương mại của Pentium MMX rất ngắn, kể từ năm 1997 khi chúng được tung ra thị trường cùng lúc với Pentium II, chỉ một năm sau phiên bản cải tiến của CPU x86 thế hệ thứ năm của Intel. Ở cấp độ kiến trúc, những thay đổi là nhỏ so với 80486, nhưng thiết kế lại trở lại với bàn tay của những người đã tạo ra 80386 ban đầu, người đã hoàn thành thiết kế vào năm 1992. Xét cho cùng, bên ngoài thiết kế superscalar của nó rất bảo thủ. , công ty đã ngừng cạnh tranh, tuy nhiên, điều này không có nghĩa là họ đã đứng yên. Vụ ám sát RISC, kỷ nguyên P6Người ta nói rằng trong mỗi thập kỷ lịch sử, Intel tạo ra một sự thay đổi lớn trong các CPU của mình, trong những năm 80, 80386 đã cập nhật ISA lên 32 bit và trong những năm 90 đó là Pentium Pro, một bộ xử lý được coi là mũi nhọn. từ x86 sang thị trường máy trạm, vốn bị thống trị bởi kiến trúc RISC vào thời điểm đó. Từ Intel, họ biết rất rõ rằng tập lệnh x86 có những hạn chế, đó là lý do tại sao Intel tạo ra cả quá trình thực thi không theo thứ tự và suy đoán cho bộ xử lý này. Ngoài ra, nó đã tăng số lượng giai đoạn từ 5 lên 14 và thêm bộ nhớ cache cấp hai lần đầu tiên. Theo kiến trúc của Pentium Pro hoặc P6, có nhiều CPU khác nhau, được phát hành dưới dạng nhiều thế hệ sản phẩm thương mại khác nhau.
Chiến lược của Intel đã phát huy tác dụng và vào cuối những năm 90, các kiến trúc RISC nhất của thập niên XNUMX đã hoàn toàn mòn mỏi chờ đợi cái chết cuối cùng của chúng. Chỉ có ARM và PowerPC được sử dụng trong Macintosh sống sót cho đến nay, những người còn lại có thanh kiếm của Damocles trên người và sẽ sớm chống lại. Pentium 4, sự kết thúc của một kỷ nguyênĐối với Pentium 4, Intel đã tạo ra một kiến trúc mới có tên là Netburst, theo xu hướng ngày nay là thêm một số lượng lớn các giai đoạn để đạt được tốc độ xung nhịp cao. Chính với bộ vi xử lý này, Intel đã đạt đến mức tốc độ cao và người ta phát hiện ra rằng cuộc đua dựa trên số liệu đó không có tương lai, do mức tiêu thụ cao của bộ vi xử lý và nhiệt độ mà chúng tạo ra. Từ trải nghiệm của Pentium 4, số liệu "công suất trên mỗi watt" trở nên quan trọng và bắt đầu thiết kế các CPU dựa trên khái niệm đa lõi. Đặc biệt lý do là vì chúng không khả thi khi gắn trên máy tính xách tay và phải kéo dài tuổi thọ của P6 để có thể khởi chạy CPU cho loại máy tính đang được sản xuất tại thời điểm đó. Những người đồn thổi rằng đó là một Apple, bị ám ảnh bởi các thiết kế công nghiệp của mình đã cho Intel một nhịp tim về việc liệu họ có thể tạo ra một lõi có đủ hiệu suất trên mỗi watt và có nhiều năng lượng hơn PowerPC hay không, chỉ sau đó nó mới thực hiện bước nhảy vọt lên x86. Và nó là như vậy, nhưng cùng với nó, họ cũng bỏ cái tên Pentium để nhận một cái tên khác. Kỷ nguyên đa lõi của lịch sử IntelIntel Core đầu tiên dựa trên kiến trúc P6, nhưng có cấu hình lõi kép. Tuy nhiên, họ đã phát triển thế hệ thứ hai mang tính cách mạng và được coi là CPU tốt nhất của những năm 2000. Để phát triển, Intel đã sao chép một số ý tưởng sang Opteron của AMD; cũng như việc triển khai Northbridge trong bộ xử lý và việc áp dụng phần mở rộng x86 64-bit. Về mặt hiệu suất, họ gần như tăng gấp đôi IPC và đây là bước nhảy hiệu suất lớn thứ ba sau mức đạt được với 80286 và 80486. Để làm được điều này, họ đã cải thiện việc thực thi không theo thứ tự, làm cho CPU có khả năng xử lý nhiều lệnh hơn trong song song và họ lần đầu tiên thêm Bộ nhớ đệm thông minh trên bộ vi xử lý Intel. Tuy nhiên, Core 2 có thể được coi là thế hệ 3, vì Intel đã bắt đầu sử dụng các thương hiệu Intel Core i5, i7 và iXNUMX từ kiến trúc Nehalem, được coi là Intel Core thế hệ đầu tiên. Kể từ đó cho đến nay chúng tôi đã có vài thế hệ với những cải tiến dần dần.
Phiên bản mới nhất của nó là Intel Core 12 với kiến trúc Alder Lake-S, là kiến trúc bổ sung thêm nhiều tính năng mới kể từ khi ra mắt Intel Core 2 như thực thi với các lõi không đồng nhất, bổ sung Thread Director và các tính năng mới khác, chúng tôi không biết liệu Đó có phải là bước nhảy vọt lớn của thế hệ mà công ty tạo ra trong mỗi thập kỷ hay có điều gì đó khác đang ẩn giấu, điều rõ ràng là lịch sử của Intel ít nhất cũng rất thú vị. |
