Evolutie van de Intel x86-processors in de jaren 80: 286, 386 en 486

Vandaag willen we een van de meest productieve periodes in zijn geschiedenis bekijken door de evolutie van de Intel x86-processors van de jaren tachtig. Een tijd van verandering voor pc's.

De processor is een van de meest interessante componenten van de pc vanwege zijn belang, geschiedenis en evolutie. Van dit alles zijn maar weinig bedrijven meer betrokken bij alle genoemde punten dan de blauwe reus van halfgeleiders; Intel is gedurende de hele levensduur van dit stuk een constante hoofdrolspeler geweest.

Inhoudsindex

Zeven jaar continue evolutie

De periode die we in deze tekst willen behandelen, dateert van 1982 tot eind jaren tachtig; Gedurende die tijd beleefden processors op basis van de x86-architectuur een van de snelste en meest opmerkelijke ontwikkelingen in de geschiedenis van het moderne computergebruik en legden ze de basis voor hoe we vandaag de dag elektronica in huis begrijpen.

Afbeelding: Flickr; Pauli Rautakorpi

We zullen praten over de Intel 80286 en de implementatie ervan in de IBM PC / AT, de Intel 80386 en de opkomst van de pc-klonen via Compaq, evenals de lancering en ontwikkeling van de Intel 80486 en de basis van wat later Pentium zou worden. Een algemene rondleiding door de geschiedenis van computers.

Intel 80286 (1982)

Afbeelding: Flickr; Henry Mühlpfordt

De Intel 80286 (ook bekend als iAPX 286 of i286) is de directe opvolger van de Intel 80186- en 80188-processors, die allemaal behoren tot de x86-processorfamilie, en was de favoriete CPU voor thuis-pc's die door IBM vanaf de lancering tot tot ver in de jaren tachtig, en zette de relatie tussen Intel en IBM voort.

Enkele van de x86-specificaties

De i286 was een grote sprong in spec van de vorige iteratie van x86-processors. De P2-architectuur gebruikte een 16-bit databus (vandaar de categorisering van de processor) en een adresbus was 24-bit, een duidelijke evolutie ten opzichte van de originele 80086. Terwijl hun frequenties varieerden van 4 MHz tot 25 MHz in de laatste revisies.

P2-architectuur. Afbeelding: Wikimedia-commons

Hoogtepunten zijn onder meer verbeteringen in het uitvoeren van instructies per klokcyclus en de toevoeging van nieuwe instructiesets die de tijd die nodig is om bepaalde taken uit te voeren drastisch verkort; sommigen van hen hadden minder dan tweemaal de klok nodig om te voltooien.

Eerste stappen in multitasking in de eerste x86

De i286 werd gekenmerkt door het gebruik van twee bedieningsmodi, bedoeld voor het gebruik van multitasking-toepassingen, we hebben het over de beveiligde modus en de echte modus.

De echte modus (echte adresmodus) was degene die standaard van kracht werd in de processor. Behoudt achterwaartse compatibiliteit met eerdere processors van de x86-familie en biedt directe softwaretoegang tot het systeem-BIOS. Dankzij deze achterwaartse compatibiliteit konden i286-processors alle software gebruiken die voor hun voorgangers was ontwikkeld, waardoor ze een zeer veelzijdige processor waren. We benadrukken dat dit de manier was waarop het MS-DOS- besturingssysteem en de eerste versies van Microsoft Windows werkten.

De beschermde modus daarentegen gaf de processor de mogelijkheid om te multitasken, dankzij de mogelijkheid om snel tussen twee verschillende processen te schakelen. De naam is afgeleid van de beperkte toegang tot de instructies van de apparatuur door de programma's (de figuur van de supervisor verschijnt) om conflicten te voorkomen wanneer ze samen worden gebruikt; Helaas heeft dit de compatibiliteit voor veel van de software verwijderd, inclusief die met de naam MS-DOS.

Een debuut van IBM

De i286 werd uitgebracht op de derde generatie personal computers van IBM, de PC / AT. Het enorme succes van het systeem van het bedrijf in New York zorgde voor een enorme verkoop van de microprocessor en de invoering van het AT-model als de standaard voor thuiscomputers, wat de creatie van software die compatibel was met de Intel-architectuur aanmoedigde.

IBM PC / AT-computer. Afbeelding: Wikimedia Commons; MBlair Martin.

Zoals gewoonlijk was Intel niet de enige fabrikant. Bedrijven zoals IBM zelf, of de huidige AMD, produceerden in sommige gevallen vergelijkbare en compatibele modellen (zoals die van de Harris Corporation of AMD zelf), die de snelheid van het originele door Intel ontwikkelde model ver overschreden.

WIJ RADEN U AAN Intel stopt met de eerste generatie Thunderbolt 3-controllers

Intel 80386 (1985)

Afbeelding: Flickr; Contri

Na de lancering van de Intel 80286 zou de review komen, de Intel 80386 (of i386). Deze processor was bedoeld om de functies van de i286 te verbeteren, nieuwe bedieningsmodi en tal van nieuwe functies toe te voegen aan de x86-architectuur. Dit was de opmars die de basis zou leggen voor latere processors, althans tot het verschijnen van de P6-chips.

De "klonen" van Intel en IBM

De originele i286 was een processor die ontworpen was om eenvoudig en efficiënt te worden geproduceerd; Kort na de oorspronkelijke lancering en vanwege het succes begonnen de rest van de fabrikanten hun eigen versies van het model te produceren en te verkopen. Sommigen met substantiële verbeteringen ten opzichte van het origineel, vooral in de bereikte frequenties.

De i386 was bij de lancering een dure processor in zijn productie en implementatie; misschien was dat de reden waarom IBM het pas in 1987 begon te gebruiken, een ruimte waar het Compaq- bedrijf (bekend om zijn betaalbare IBM-compatibele pc's) gebruik van maakte om de Compaq Portable 386 / III op de markt te brengen en het voortouw te nemen in het aanbod. IBM PC. Het gouden tijdperk van klonen op basis van computers van het Noord-Amerikaanse bedrijf zou beginnen.

Compaq PC was een van de eerste bedrijven die pc's compatibel maakte met IBM PC. Afbeelding Wikimedia Commons; Titian Garuti

Intel bleef ook niet ongestraft door andere bedrijven; Daarom had de i386 geen licentie voor productie buiten de fabrieken van Mountain View. Bedrijven als AMD en Texas Instruments bleven echter doorgaan met het ontwikkelen van snellere en goedkopere op i286 gebaseerde processors; Om ze te bestrijden, ontwikkelde Intel de i386SX, een goedkope versie van de originele i386 met enkele overeenkomsten met de i286 en gemakkelijker en goedkoper te produceren. De strategie zou van kracht worden tot het begin van de jaren negentig, toen versies van de originele i386 vanaf AMD met de Am386 en Cyrix met hun Cx486 verschenen.

De krachtige P3-processors

Hoewel het qua snelheid niet zo'n substantiële sprong zou zijn als de i286, was de i386 een aanzienlijke vooruitgang voor de x86-processors. De frequentie nam dramatisch toe, tot 12 MHz in de eerste modellen, tot 40 MHz in latere modellen. De databus werd ook verdubbeld tot 32-bits en de adresbus werd ook verhoogd tot 32-bits, evenals belangrijke wijzigingen in de uitvoering van instructies, en de IA-32-instructieset verscheen.

P3-architectuur. Afbeelding: Wikimedia Commons

Vanwege de IA-32 was de compatibiliteit met de i286-software beperkt, maar de implementatie ervan zou de basis leggen voor de x86-architectuur voor de komende 20 jaar en zou de x86-64-instructiesets (Intel 64 voor Intel) die we gebruiken in huidige huishoudelijke apparatuur.

Aan de andere kant werkten de i386SX-processors met een 16-bits databus en een 24-bits adresbus, waardoor deze langzamer ging, net als zijn voorganger, hoewel hij het interne ontwerp van de chip behield, die wel telde met andere grote verbeteringen.

Nieuwe modi, dezelfde problemen op x86

Een ander hoogtepunt van de i386 was de implementatie, opnieuw, van verschillende functionele modi. Real-modus en beveiligde modus verschenen om compatibiliteitsredenen, maar een eigen beschermde modus verscheen met belangrijke nieuwe functies, zoals het verwijderen van segmenten of de virtualisatie van verschillende sessies.

Helaas bleef de slechte uitvoering ervan de belangrijkste belemmering voor deze ontwikkelingen; Het bleef een belangrijke beperking van de mogelijkheden van deze processors tot de opkomst van meer geavanceerde besturingssystemen.

WIJ RADEN U AAN Corsair One PRO Review in het Spaans (volledige analyse)

Intel 80486 (1989)

Na het onmiskenbare succes van de i386, ontwikkelde Intel de volgende generatie x86-processors met als doel de prestaties van de i386 te verbeteren. Dit is hoe de P4-processors, wereldwijd bekend als de Intel 80486 of i486, zouden worden geboren.

De 387 coprocessor en de i486SX

De i486-processors lijken intern sterk op hun vorige generatie, behalve de integratie van de 387-coprocessor; Deze chip bevatte een drijvende-komma-eenheid en een uniforme cache binnen het circuit, waardoor monolithische chipprocessors steeds vaker zouden voorkomen. Anders was het nog steeds een 32-bits processor op de databus en de adresbus, en de rest van de verbeteringen draaide meer om het optimaliseren van de instructieset of het verhogen van frequenties dan andere factoren.

P4-architectuur. Afbeelding: Wikimedia Commons

Er was echter een variant van de i486, de i486SX, die deze coprocessor achterwege liet om kosten te besparen. De i486SX had geen andere busgrootte dan het origineel (althans van Intel), dus het was een erg populaire chip voor zijn lagere prijs.

De obsessie met hoge frequenties

Wat de i486 wel bracht, was het begin van de MHz-koorts in processors. Intel introduceerde, dankzij de opname van het geïntegreerde cachegeheugen, de duplicatie van de interne frequenties van de klok, de naam was Intel OverDrive. Hierdoor konden i486-processors twee keer (en later drievoudig) hun frequenties gebruiken voor het voltooien van instructies, waarbij ze profiteerden van langere.

De eerste processor met deze kenmerken was de i486DX2, die de kloksnelheid verdubbelde van 25 MHz tot 50 MHz. De laatste iteratie van dit type was die van de i486DX4, die de frequenties verdrievoudigde tot 100 MHz, hoewel de krachtigste Het kwam van AMD met de Am5x86-P75 + die 150 MHz bereikte.

Ondersteunde processors komen opnieuw binnen en breiden uit op x86

De overeenkomsten tussen de architectuur van de i486- en i386-processors maakten het gemakkelijk voor fabrikanten van i486-compatibele processors. Nadat de licenties verdwenen waren met de lancering van de i386, begon het publiek ze in de volksmond "klonen" te noemen, hoewel deze term alleen van toepassing was op die identiek (intern) aan de originelen.

Processors afgeleid van andere merken Intel 80486. Afbeelding: MCbx Computer Collection

Een van de meest productieve fabrikanten van processors van dit type van AMD, die zelfs zo ver is gegaan (zoals we al hebben vermeld) om krachtigere modellen te lanceren dan de Intel-varianten, hoewel de grootste troef op de markt nog steeds de meest betaalbare prijs was. Dat was ook de Cyrix- lijn, het resultaat van reverse engineering van Intel-processors; hun processors presteerden niet exact hetzelfde, dus vertrouwden ze op betaalbare prijzen.

Andere interessante namen kunnen IBM of Texas Instruments zijn, hoewel hun aanwezigheid minder sterk was dan in eerdere fasen van de x86-processorfamilie.

Een laatste woord over x86-processors

De processors van de x86-familie hebben in deze periode enkele van de meest opmerkelijke veranderingen in hun geschiedenis meegemaakt. Het is niet verrassend dat de basis werd gelegd voor veel van de elementen die ons zouden vergezellen jaren nadat ze in deze generaties aan het licht kwamen.

We raden aan om onze gids te lezen over de beste moederborden

Het is ongetwijfeld een van de mooiste periodes van modern computergebruik en de eerste stadia van thuiscomputer zoals we die nu kennen. Als je meer wilt weten over dit onderdeel, nodigen we je uit om ons artikel te lezen over de generatiesprong van Intel Pentium 4 naar Intel Core.