XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

История первого процессора

В 1969 году небольшая японская компания Nippon Calculating Machine, Ltd. (впоследствии Busicom Corp.), занимавшаяся производством калькуляторов, заказала у Intel 12 микросхем (логический дизайн системы был разработан сотрудником Busicom — Масатоси Сима (嶋正利)), которые должны были использоваться в новом настольном калькуляторе. Такие микросхемы всегда были узкоспециализированными, предназначались для выполнения строго определённой работы. Такой подход сотрудникам Intel показался невыгодным. Маршиан Эдвард (Тед) Хофф предложил свою идею руководству Intel и Busicom использовать центральный процессор, который должен будет выполнять арифметические и логические функции, один вместо нескольких микросхем.

Данная идея была одобрена и после этого появился первый коммерчески доступный однокристальный процессор intel 4004

15 ноября 1971 года вышла микросхема 4004 — первый микропроцессор, который имел стоимость 200 долларов и реализовывал на одном кристалле функции процессора большой ЭВМ.

Электро́нная вычисли́тельная маши́на (сокращённо ЭВМ) — комплекс технических, аппаратных и программных средств, предназначенных для автоматической обработки информации, вычислений, автоматического управления. При этом основные функциональные элементы (логические, запоминающие, индикационные и др.) выполнены на электронных элементах. Термин машина означает устройство, выполняющее механические движения. Современные компьютеры не являются машинами, название сохранилось за ними от простых счетных машин

Первый в мире микропроцессор был анонсирован в ноябре 1971 года в журнале Electronic News. Микропроцессор 4004 выпускался в 16-контактном корпусе типа DIP, размеры кристалла были 12 мм² (3×4 мм). Процессор мог выполнять 60 000 (в среднем; максимально — до 93 000) инструкций в секунду (для сравнения, один из первых полностью электронных компьютеров — американский ЭНИАК — выполнял только 5000 (максимально) инструкций в секунду с разрядностью 20 бит, занимал 280 м², весил 27 тонн и потреблял 174 кВт энергии). Фирма Intel предугадала решающее значение микропроцессоров в миниатюризации компьютеров и поэтому выкупила у фирмы Busicom авторские права на микропроцессор 4004 и его усовершенствованные версии за 60 000 долларов

Однако в 1971 году процессор так и не стал хитом продаж.

Блок схема процессора Назначение выводов

2. Процессор Intel 4040

Intel 4040 – это 4-битный микропроцессор, который был выпущенный в 1974 году.Вышел после Intel 4004 его улучшенный вариант.

Чип i4040 содержал в себе 3000 транзисторов, которые были размещены на одном кристалле, по техпроцессу 10мкм.Он использовался в основном в игровых устройствах, в микроконтроллерах которые управляют различными процессами, и так же в тестовых устройствах. Корпус данного процессора был вдвое шире корпуса его предшественника I4004 и имеет 24 вывода. Были добавнны 14 новых команд к 46, так же было увеличено количество регистров до 24, так была расширена память команд до 8кб и увеличили глубину стека до 7-ми уровней, одно из самого важного - добавилась поддержка системных прерываний. Семейство микросхем i4040 также именовали как MCS-40. Выпускались микросхемы 3-х видов: C4040, D4040, P4040.

3. Первый 8-битный процессор Intel 8008

Intel 8008 — первый 8-битный центральный процессор, разработанный фирмой Intel и выпущенный 1 апреля 1972 года. Процессор позиционировался как процессор для продвинутых калькуляторов общего назначения, терминалов ввода-вывода и автоматов бутылочного розлива.

В 1969 году компания Computer Terminal Corporation, впоследствии переименованная в Datapoint, заказывает у Intel новый процессор, который CTC намеревалась интегрировать в новый терминал Datapoint 2000. Первоначально CTC хотела разместить всё на нескольких микросхемах, однако, инженер компании Intel — Тед Хофф, взглянув на проект, предложил разместить все компоненты нового процессора на одной микросхеме. Получив согласие CTC, инженеры Intel приступили к разработке микросхемы, которая получила рабочее название 1201. В 1970 году, когда микросхема была уже практически готова, CTC отказывается от проекта. Причины были таковы — микросхему предоставили поздно, и характеристики микросхемы не удовлетворяли CTC, в результате она не использовалась в терминалах Datapoint 2200. Договор между Intel и CTC был разорван, что позволяло продавать эту микросхему другим компаниям. Микросхемой 1210 заинтересовалась японская компания Seiko. Впоследствии, после некоторой модификации, 1210 превратилась в микропроцессор i8008 (выпущен в 1972 году), который положил начало новому семейству MCS-8.

4. Первый 16-битный процессор Intel 8086

Intel 8086  — первый 16-битный микропроцессор компании Intel. Начал разрабатываться с весны 1976 года и был выпущен 8 июня 1978 года. Архитектура набора команд в данном процессоре стала основой для последующих x86. Процессоры c этой архитектурой стали наиболее успешными в линейке процессоров, Intel. Современные процессоры этой архитектуры сохраняют эту самую возможность выполнять все команды данного набора.

В конце 1970 годов рынок 8-разрядных микропроцессоров был переполнен, и Intel, которая оставляла попытки закрепиться на нём, выпустила свой первый 16-битный процессор. В марте 1976 года был начат проект 8086 и первоначально был как временная заменой проекта iAPX 432 (также известного как 8800). С середины августа до середины мая была разработана первая версия архитектуры 8086(а именно ее система команды, работа с памятью, вводом-выводом и прерываниями) и была представлена Стивеном Морзе. После были представлены два проекта - 8086 ArchitecturalSpecifications» и «8086 DeviceSpecifications» и команда была увеличина до 4-х человек. В разработы не были задействованы специализированные CAD-программы и всё было исполненно из текстовых символов.

4.4 Шины

В данном процессоре был увеличен размер шины с 16 бит до 20 бит соостветсвенно. Данный апгрейд позволял передовать 1 мбайт памяти. Его шина была 16-разрядной. В данном процессоре нельзя было одновременно подавать на системную шину данные и адреса, так как шина адреса и шина данных использовали одни и теже контакты на корпусе.Да это позволило использовать всего 20 контактов на корпусе, но скорость передачи данных была значительно меньше, именно из-за этого для выполнения напрмиер комманд сложения параллельно был добавлен буфер который состовлял 6 байт.

5. Первый 32-битный процессор IAPX 432

Первым 32-разрядным процессором является Intel iAPX 432 Micromainframe, который был анонсирован компанией Intel в 1981 году.

В нем была использована аббревиатура iAPX которая означает intel Advanced Processor architecture.

Данный процессор реализовывал функции управления памятью и многозадачность. Но на то время компания Intel не могла хорошо реализовать данный процессор, так как он сильно отличался от своих предшественников сложностью разработки. И по конечному результату он получился достаточно медленным и крайне дорогим, так как полупроводниковые технологии того времени не позволяли сделать реализацию эффективнее.

5.1 Система команд

Система команд микропроцессора поддерживала работу со сложными структурами данных, что давало возможность сократить объём программного кода операционной системы (по сравнению с объёмом кода для процессоров с другой системой команд).

6. Развитый 64-битный процессор IntelCore 2

Core 2 — восьмое поколение микропроцессоров архитектуры x86-64 корпорации Intel, основанное на микроархитектуре Core. Это потомок микроархитектуры Intel P6, на которой, начиная с процессора Pentium Pro, построено большинство микропроцессоров Intel, исключая процессоры с архитектурой NetBurst. Введя новый бренд, от названий Pentium и Celeron Intel не отказалась, в 2007 году переведя их также на микроархитектуру Core, были доступны процессоры Pentium Dual-Core (не путать с Pentium D) и Core Celeron (400-я серия). Тогда воссоединились мобильные и настольные серии продуктов (разделившиеся на Pentium M и Pentium 4 в 2003 году).

Первые процессоры Core 2 официально были представлены 27 июля 2006 года. Так же, как и их предшественники, процессоры Core, они делятся на модели Solo (одноядерные), Duo (двухъядерные), Quad (четырёхъядерные) и Extreme (двух- или четырёхъядерные с повышенной частотой и разблокированным множителем). Процессоры получили следующие кодовые названия — Conroe (двухъядерные процессоры для настольного сегмента), Merom (для портативных ПК), Kentsfield (четырёхъядерный Conroe). Хотя процессоры Woodcrest также основаны на микроархитектуре Core, они выпускались под маркой Xeon. С декабря 2006 года все процессоры Core 2 Duo производились на пластинах диаметром 300 миллиметров на заводе Fab 12 в Аризоне, США и на заводе Fab 24-2 в County Kildare, Ирландия.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:

http://www.intel.com/corporate/europe/emea/rus/country/museum/history/history.htm

https://web.archive.org/web/20090203171936/http://pc.uz/publish/doc/text10952

http://chernykh.net/content/view/458/670/

http://www.datasheet-pdf.com/PDF/4004-Datasheet-Intel-787753

https://web.archive.org/web/20051217023245/http://balusc.xs4all.nl/ned/har-cpu-int-pd.php

https://web.archive.org/web/20060205022011/http://developer.intel.ru/design/pentiumd/documentation.htm

https://web.archive.org/web/20030602183609/http://users.erols.com/chare/elec.htm

http://www.intel.com/products/processor/core2/index.htm

http://www.intel.com/technology/architecture-silicon/core/

http://www.intel.com/pressroom/archive/releases/20060727comp.htm

Код для цитирования: Скопировать