Processzorok

Intel D3002: 197?
D3002 Intel D3002
USSRK589IK02
Az Intel D3002-es processzora 2 bites adatszélességen dolgozik. 28 lábú kerámia DIP tokban került elhelyezésre. Az Intel MD3002/B továbbfejlesztett verziója a hadsereg számára.
A Szovjetunióban is elkészítették az intel D3002-es klónját a K589IK02-et. "Micron" joint-stock vállalat gyártotta. Üzemh?mérséklet -10 - 70 °C. A processzor tokozása 28-pin-es plasztik DIP.

4004: 1970
4004A világ els? mikroprocesszora, 4-bites adatbusszal és 12-bites címzéssel (maxium 4 Kb memória). 2250 tranzisztorból épül fel.
A 4004-es egy 16 lábú DIP tokban került elhelyezésre. A processzor fôbb részei: egy 4 bites párhuzamos összeadó, tizenhat 4 bites regiszter, egy utasításszámláló, egy verem és egy akkumulátor a számítási muveletekhez. 2300 tranzisztorból állt, órajele 108 kHz volt, ami másodpercenként 60000 utasítás végrehajtását tette lehetôvé (utasításvégrehajtási sebessége 0.06 MIPS volt). 4 bites architektúrával rendelkezett, azaz kívül-belül 4 bites volt. A processzoron helyet kapott egy 640 bájtos memória, de képes volt külsô memória címzésére is. Az adatszélessége 4 bit, a címszélessége pedig 12 bit volt, tehát 8192 félbájtot (nibble) tudott megcímezni, azaz a külsô memóriakapacitása 4 Kbájt volt. Nem volt külön adat- és címbusza, hanem csak egy 4 vezetékes busszal rendelkezett, ezen felváltva továbbították az adatokat és a címeket. (Ez jelentôs költségmegtakarítási lépés volt, mivel akkoriban az integrált áramkörök ára nôtt a lábak számával) Elôbb a 12 bites cím átvitele történt három 4 bites csoportra bontva, majd csak ezután következett a tényleges adatforgalom. Külön volt az adat- és a programmemóriája. Az adatmemória mérete 4 Kb volt, a programmemóriáé 1 Kb. Utasításai 8 bitesek voltak, 46 utasítása volt, ennek legnagyobb részét az aritmetikai muveletek tették ki. Tudott BCD-ben is számolni. Az aritmetikai utasításokon kívül voltak struktúrált programozást segítô utasításai is, mint például a CALL és a RET.

4040: 1972
4040
A 4004 továbbfejlesztett változata. B?vített utasításkészlete van, és kezeli a megszakításokat (interrupt) Órajele: 0,704 Mhz

8008: 1972 április

8008Az adatbuszt 8-bitesre, a címvezetéket 14-bitesre (maximum 16 Kb memória) b?vítették. 300-500 KHz-es órajelen m?ködött, 3300 tranzisztort tartalmazott.
8008 jel? mikroprocesszor, amely már 8 bitnyi információt képes egyszerre kezelni (8 bites architektúra). Az új chipet rengeteg eszközbe építik be, digitális mérlegekt?l m?szereken át számológépekbe. Gordon Moore-nak javasolja valaki, hogy építsen egy kis számítógépet a 8008 köré, szerelje fel monitorral, és próbálja piacra dobni. Moore csak legyint a személyi számítógép ötletére: ugyan, ki venne ilyen haszontalan masinát?

8080: 1974 április
8080Intel 8080-as mikropocesszor, ami sok évre meghatározó volt az újabb processzorok fejlesztésében és a személyi számítógépek gyártásában. Ennek a processzornak 16 címvonala volt, így 64 kilobájt memóriát tudott megcímezni. A m?veleteket azonban 8 bites adatokon tudta csak elvégezni, a bels? busz is 8 bites volt. Az órajele: 2Mhz
Az aritmetikai áramkörök fixpontos bináris és decimális számok összeadását és kivonását tudták elvégezni, a szorzást, osztást és a lebegopontos muveleteket külön programozni kellett.

8085: 1976
8085B?vebben... Új utasításokat és több megszakításvonalat (interrupt line) tartalmaz. 3, 5 és 6 MHz változatban készült. 6200 tranzisztorból áll.

8086/8088: 1978 május
8086Az Intel els? széleskörben elterjed processzora, mert az Intel 8088 processzorra épültek az IBM PC és PC/XT rendszerek. 16 bites bels? és 8 (8088), vagy 16 (8086) bites küls? adatbusszal, 20 bites címvezetékkel rendelkezik. Ebben a processzorban jelent meg el?ször a szegmentált memóriakezelés. 1 Mb memóriát tud kezelni, 64 Kb-os szegmensekben. 2 mikronos technológiával készült, 4, 5, 8 és 10 MHz-es változatokban. Az utasítás-végrehajtást 4 szakaszra bontották, mindegyikért egy-egy egység felel?s: Fetch Unit (az utasítás betöltése a memóriából), Decode Unit (betölti az adatokat, az utasításokat un. micro operation -ökre (uop) bontja), Execute Unit (sorban végrehajtja az uop -okat), Retire Unit (az eredményt visszaírja a megfelel? regiszterbe, portra vagy memóriacímre). 1983-ban megjelent kib?vített változatuk a 80186 és 80188. Ezeket már 12.5 és 16 MHz-es változatban is gyártották. 29000 tranzisztort tartalmaz.

80286: 1984
286.gif (11331 bytes)A 8086-os processzor úgynevezett Real Mode (valós üzemmód) üzemmódban dolgozott. Ezt a 80286 is tudja, így teljesen kompatibilis a 8086/8088-assal, de ekkor csak 1 Mbyte memóriát lehet vele megcímezni. A küls? és bels? adatbusz 16 bites, a címvezetéket 24 bitesre b?vítették, így lehet?vé vált 16 Mb memória kezelése, de továbbra is csak 64 Kb-os szegmensekben. Megjelent a védett mód (Protected Mode) ami lehet?vé teszi az 1 Mb fölötti memóriaterület elérését, és több program párhuzamos futtatását. Ilyenkor a processzor gondoskodik arról, hogy minden program csak a saját memóriaterületére írhasson. Ha mégis illegális elérés történik, akkor a processzor általános védelmi hibát (General Protection Fault) generál. Így lehet?vé vált többfeladatos operációs rendszerek (pl: Windows) futtatása. A védett mód nagy el?nye, hogy az op. rendszer a fizikai memóriában elmozgassa a futó programok szegmenseit, anélkül, hogy ezt a programok érzékelnék. 6, 8, 10, 12, 16 és 20 MHz-es változatban gyártották. Erre a processzorra épültek az IBM PC/AT rendszerek. 134000 tranzisztorból áll.

80386: 1985 október
38632-bites bels?, 32 (DX: Double-word eXternal) vagy 16 (SX: Single-word eXternal) bites küls? adatbuszt, és 32 bites címvezetéket tartalmaz. Így az elérhet? memória mérete 4 Gb, és a 64 Kb-os szegmenskorlátozás is megsz?nt. Tartalmazza az eddig meglév? utasítások 32-bites változatait, és új, bittesztel? és bitkeres? utasításokat is. Megjelent a virtual 8086 mode, ami több 8086 processzor egymástól független emulálását jelenti. Két új szegmensregisztert is beépítettek. A pipeline technikának köszönhet?en az utasítás-végrehajtó egységek már párhuzamosan dolgozhatnak. Pl. amikor az Execute Unit egy uop végrehajtásán dolgozik, a Fetch és Decode Unitok már a következ? utasítást töltik be, és szedik szét uop -okra, a Retire Unit pedig még az el?z? m?velet eredményét írja vissza. Így a négy egység m?ködése folyamatossá válik. 12, 16, 20, 25 és 33 MHz-es változatban gyártották, 0.8 mikronos technológiával. A tranzisztorok száma 275000.

80486: 1989 ápilis
Továbbfejlesztették a párhuzamos végrehajtást azzal, hogy a Decode és az Execute Unit-ot 5 egysége bontották fel, és ezek közül bármelyik párhuzamosan m?ködhet. Beépítettek egy 8 Kb-os L1 cache -t, ami a memória-elérést jelent?sen felgyorsította. A DX jelzés? típusoknak van egy beépített lebeg?pontos matematikai egysége (FPU - Floating-Point math Unit), az SX-ekb?l ez hiányzik. A DX változat képes egy lebeg?pontos és egy fixpontos m?veletet párhuzamosan végezni. 20, 25, 33 és 50 MHz-es változatban gyártották. 1992 márciusban jelent meg DX2 változat a már rendszersín órajelének kétszeresével, 40, 50 vagy 66 MHz-en m?ködik. Ekkor kellett el?ször, hogy a magas üzemi h?mérséklet miatt, a processzora h?t?bordát, illetve ventilátort szerelni. 1994 márciusban kezdték gyártani a DX4-et, ami a küls? órajelet háromszorozta, és 5 volt helyett 3.6 voltot használt. A Pentiumhoz hasonlóan 2X8Kb bels? cache-t tartalmaz, 0.6 mikronos technológiával gyártották, 75 és 100 MHz-es változatban. 1.2 millió tranzisztorból épül fel.

Pentium: 1993 március
pentiumA küls? adatbuszt 64-bitesre b?vítették, ami már képes Brust Mode-ban is m?ködni, ekkor egy ciklus alatt egy 256-bites adatcsomagot lehet mozgatni. 16 kb-ra növelték az L1 cache méretét, és két külön 8 Kb-os egységre osztották, az egyik adatokat, a másik utasításokat tárol. A f? regiszterek még mindig 32-bitesek, de a bels? adatsíneket 128 illetve 256 bit széleség?re növelték. Az els? típusok a rendszerbusszal azonos órajelen, 60 vagy 66 MHz-en m?ködtek. Ezek 0.8 mikronos technológiával készültek, 5 volt feszültséget használnak. Kés?bb megjelentek a rendszerbusz órajelét másfélszerez? 75, 90 és 100 MHz-es változatok. Ezek, és a kétszerez? 120 MHz-es 0.6 mikronos technológiával készültek, 3.3 voltan m?ködnek. A 133 MHz-es és e fölötti órajel? változatokat már 0.35 mikronos technológiával gyártják. A leggyorsabb változat 200 MHz-es. A tranzisztorok száma 3.1 millió. 2db 5 elem? fixpontos és egy 8 elem? lebeg?pontos pipeline-t tartalmaz, így egyszer?bb fixpontos m?veletekb?l kett?t is el tud egy ciklus alatt végezni. Ezzel viszont megjelent egy probléma, az adatfüggés. Legritkább változata, amikor két egymást követ? utasítás ugyan arra a helyre írja az eredményét, akkor a processzor csak egyesével tudja végrehajtani. Ennek neve WAW (Write After Write) függés. Ha az els? utasítás onnan olvas adatot, ahova a következ? ír, szintén nem lehetséges a párhuzamos végrehajtás. Ez a WAR (Write After Read) függés. Ha egy utasítás az el?z? eredményét használja, és emiatt kel külön-külön végrehajtani, azt RAW (Read After Write) függésnek nevezzük. Másik újítás a feltételes elágazások útjának megbecsülése (Branch Prediction). Ha a becslés sikeres volt, akkor az elágazás valódi végrehajtása után a processzor fennakadás nélkül dolgozik tovább. Ha viszont a becslés hibás volt, akkor a Fetch és Decode Unit felesleges adatokat tartalmaz, ezeket a processzor elhagyja. Ekkor viszont a pipeline kiürül, Ez Execute Unitnak várakoznia kell, mire megkapja az új, helyes adatokat. Ez többciklusnyi fennakadást okoz a végrehajtásban. A lebeg?pontos pipeline számára a második fixpontos pipeline készíti el? az adatokat, ezáltal gyorsul a lebeg?pontos teljesítmény. A Pentium már képes kétprocesszoros rendszerben m?ködni. Bevezették a processzor típusának megállapítására szolgáló CPUID utasítást. 1994 októberében osztáshibát fedeztek fel a lebeg?pontos egységben. Az 1994 november után gyártott Pentiumokban a hibát kijavították. A Pentiumok alján található feliratokból érdekes dolgokat lehet megtudni. A felirat utolsó három bet?je számít. A legjobb min?ség? daraboknál ez SSS. Ha az els? bet? S helyett V, az azt jelenti, hogy a processzor egy kicsit nagyobb feszültséget szeret. Ha a második bet? S helyett M, akkor az id?zítése kicsit lassabb. Ha a harmadik bet? U, akkor nem használható többprocesszoros rendszerben. Az Intel a Pentium nevet bejegyeztette, így más cég ez az elnevzést ne használhatja.

Pentium Pro (P6) 1995 november:
Pentium ProBeépített 256-1024 Kb L2 cache -t tartalmaz a processzormagra integrálva, aminek eléréséhez a kett?s független sínt (Dual Independent Bus) használja. Ennek lényege, hogy a korábbi rendszerbuszt egy külön cache-busz egészíti ki. Ez jóval gyorsabb, mint az alaplapi L2 cache. B?vített 36-bites címsinnel rendelkezik, így 64 GB memóriát tud címezni. 5.5 millió tranzisztorból áll. Ezt a processzor 32-bites programok futtatására optimalizálták, ezért a 16-bites kódot néha az azonos órajel? Pentiumnál lassabban futtatja. 150, 166, 180 és 200 MHz-es változat létezik. Itt alkalmazták el?ször a Register Renaming nev? technikát, ami tulajdonképpen a processzor kiegészítése átmeneti tárolóhelyekkel. Ennek segítségével kiküszöbölték a WAW és a WAR függést. Másik újítás az Out Of Order Execution, ami annyit jelet, hogy az utasításokat nem feltétlenül sorrendben hajtja végre. A Decode Unit-ból az uop-ok egy új egységbe, az Instruction Pool-ba kerülnek. Itt akár 20 uop is elfér egyszerre. Az Execution Unit válogathat az uop-ok között, így el tudja érni, hogy a végrehajtás mindig optimális legyen. Ezután az eredményeket átrakja a Reordering Buffer-be, amib?l a Retire Unit ismét a megfelel? sorrendben veszi ki ?ket. Az a már 12 elem? pipeline-okban a hibás ágbecslés akár 10-15 ciklus fennakadást is okozhat, ezért volt szükség a Pentiuménál pontosabb ágbecslésre (kb. 90%). Tartalmazza az ECC adatellen?rz? algoritmust.

Pentium MMX: 1996 December
Pentium MMXA Pentium b?vített változata, 166, 200 és 233 MHZ -es változatban létezik. 0.35 mikronos technológiával készül, 4.5 millió tranzisztort tartalmaz. Megduplázott bels? L1 cache -t tartalmaz. Az MMX (MultiMedia eXtension) nev? b?vítés 57 db új, f?leg multimédiás alkalmazásokat gyorsító utasítást, és 8 db új 64 bites regisztert jelent. A SIMD (Single Instruction Multiple Data) nev? eljárás segítségével egy utasítás egyszerre több adaton is elvégezhet?. A dupla méret? L1 cache (32 Kb) és az áttervezett bels? struktúra miatt eleve 10-12% -al gyorsabbak az azonos órajel? Pentiumoknál, de az új utasításokat kihasználó programoknál a gyorsulás lényegesen nagyobb. Továbbfejlesztették az elágazásjóslást, és új pipeline állomásokat alakítottak ki. A 200 és 233 MHZ-es változat órajelszorzóját átalakították, 1.5-szörözés helyett 3.5-szörözést csinál. A Pentium MMX másik újítása, hogy kett?s tápfeszültséget használ. A processzor bels? magja (core) 2.8 volton m?ködik, de az I/O m?veleteket 3.3 volt feszültséggel végzi. Az Intel is elismerte azt a hibát, hogy túl sok ciklus fut le, mire a processzor átáll lebeg?pontos számolásra.

Pentium II: 1997 Május
A Pentium Pro átalakított változata javított 16-bites teljesítménnyel. 7,5 millió tranzisztort tartalmaz. Újfajta Slot 1 nev? foglalatot használ, ami már élcsatlakozós, így elkerülték a sérülékeny t?k használatát. Az új tokozás neve SEC (Single Edge Contact). A processzorból kiszedték az L2 cache -t, aminek mérete a Pentium II esetében 512 Kb, és egy elkülönített tokba került a processzorral együtt, így a cache már csak a processzor sebességének felével megy. Ez jelent?sen csökkenti a gyártási költségeket (selejtes cache modul estén már nem kell az egész processzort kidobni), de még midig jóval gyorsabb, mintha az L2 cache az alaplapon lenne. A cache eléréséhez szintén a kett?s független sín? architektúrát alkalmazza. A bels? L1 cache méretét 16-ról 32 Kb-ra növelték, és beépítették az MMX utasításkészletet, és a write bufferek számát is megnövelték. Átalakították a kétprocesszoros rendszerek kezelését, így ezek már nagyobb teljesítményt nyújtanak. Az els? Pentium II-k (Klamath) 66 MHz-es buszsebességgel m?ködnek (233-333MHz), 0.35 mikronos gyártástechnológiát és 2.8 voltot használnak. Kés?bb megjelentek a 100 MHz-es buszsebességgel m?köd? 0.25 mikronos technológiát használó változatok (Deschutes) 350, 400 ?s 450 MHz -es órajelekkel, ami már 2 volton m?ködik.

Pentium II Xeon: 1998 június
pentium 2 xeonA Pentium II nagyteljesítmény? szerverekbe szánt változata. Az L2 cache a processzorral azonos órajelen m?ködik, mérete 512-2048 kb. Az eddigi kett?vel ellentétben, akár nyolcprocesszoros rendszerben is m?ködhet. 400 és 450 MHz-es változatban gyártották az els? "szériát.."

Celeron: 1998 augusztus
celeronA Pentium II olcsóbb, L2 cache és tok nélküli változata 0.25 mikronos technológiával. 2 voltos tápfeszültséget és 66 MHz-es buszsebességet használnak. Az els? típusok (Covington) 266 és 300 MHz-en m?ködtek. Kés?bb megjelentek 128 Kb L2 cache -t tartalmazó Celeronok (Mendocino). A Pentium II-vel ellentétben, ezeken az L2 cache a processzormagba van integrálva, így a processzor teljes sebességével m?ködik. Ennek köszönhet? bizonyos programokat ezek a változatok gyorsabban futtatnak az azonos órajel? Pentium II-nél. 300 MHz-es típus mindkét változatban szerepel, ezért a 128 Kb cache -t tartalmazó változat a Celeron 300A nevet kapta. Kifejlesztettek egy Socket370 elnevezés? foglalatot, ami ránézésre a Socket7-re emlékeztet. Ebbe az újabb, PPGA (Plastic Pin Grid Array) tokozású Celeronok illeszkednek. Ezek a változatok olcsóbbak a Slot 1 foglalatba illeszked?, régebbi SEPP (Single Edge Processor Package) változatoknál. Kapható egy átalakító, aminek segítségével Slot-1 foglalatba is lehet PPGA Celeron-t rakni. 1999 közepén az Intel abbahagyta a SEPP tokozású Celeronok gyártását. A 433 MHz fölötti változatokból csak PPGA tokozású létezik. Jelenleg 500 MHz-en m?köd a leggyorsabb változat. A 300 MHz-es Celeron változatok nagyon jó tuningolhatóságuk miatt lettek népszer?ek. Megfelel? h?téssel nagyrészük m?ködik 66 helyett 100 MHz-es buszsebességgel, azaz 45ö MHz-en. A nagyon szerencsésen kiválasztott darabok akár 504 MHz-en is m?ködnek. Vannak alaplapok, amik a bennük lév? processzor típusát automatikusan érzékelik, és csak az el?írt sebességgel engedik m?ködtetni. A processzor típusát a B21-es lábon keresztül lehet kiolvasni, így ezt a lábat egy vékony szigetel?szalag-csíkkal leragasztva más órajellel is hajtható lesz. Ha a tuningolt processzor bizonytalan a tápfeszültség megemelése segíthet. Sok alaplapon viszont nem lehet a feszültséget állítani, így Celeron csak az el?írt 2 volton m?ködik. Ezen is lehet segíteni: az A121-es, B119-es és A119-es lábak leragasztásával 2.2 volt, az A121-es, B119-es és A120-as lábakéval 2.4 volt érhet? el.

Celeron A
Az eredeti Celeronok, a másodlagos gyorsítótárának hiánya ( L2 cache ) miatt az azonos órajel? Pentium II-nél lassabbak voltak, ezért az Intel úgy döntött, hogy megpróbálja megtalálni az arany középutat az ár, és teljesítmény között. Létrehozták hát a Celeron újabb verzióját, a Celeron A-t, ami 128K bels? másodlagos gyorsítótárat tartalmaz. Ez nem túl sok a Pentium II 512K-s méretéhez képest, de egy fontos különbség van közöttük. A Celeron A gyorsítótára a processzor bels? sebességén m?ködik, a Pentium II-é ennek a fele. Így lehet, hogy nagyjából azonos teljesítményt nyújt, mint nagyobb társa. Egy fontos kérdés merül fel: "A Celeron A is olyan jól túlhajtható, mint a sima Celeron?". A válasz igen. Elképeszt? 504 Mhz-ig, vagy akár tovább is hajtható, amivel földbe döngöli a leggyorsabb Pentium II-t is. (333-as képes 560 Mhz-en is ketyegni).

Pentium III: 2001 június
pentiumIII_slot1.gif (11607 bytes)Az elso Pentium III (Katmai) gyakorlatilag nem más, mint egy második generációs Pentium II (Deschutes) hozzáadott streaming kiegészítésekkel (ISSE): Ez az elso Pentium III Katmai maggal és 512 KB külso L2 cache-el adták ki. Ezt hamarosan követte a második generációs Pentium III, a jól ismert Coppermine maggal. A Coppermine-t mutatták be eloször Slot1-re és ugyancsak az elso Intel processzor volt, ami elérte az 1 GHz-et, 5 hónappal a bemutatása után.
pentiumIIINéhány hónappal a Slot1-es Coppermine bemutatása után, az Intel kiadta a Socket 370 FC-PGA (Flip Chip Pin Grid Array) foglalatú Pentium III-at, ami megegyezik a Slot1-es verzióval ( hogy a költségek kisebbek legyenek) . A váltás Slot-ról Socket-re logikus lépés volt, hiszen a Coppermine integrált L2-cache-e a slot1 CPU-PCB-jét (Printed circuit board) feleslegessé tette. Intel az alig módosított Socket370-et használta, amit már ismerünk a másodgenerációs Celeron processzoroktól.
650MHz-1.4GHz közötti sebességgel és 100 vagy 133 MHz-es processzor-busz órajellelel m?ködtek. A leggyorsabb Pentium III 133 MHz-es FSB-el rendelkezett...

vissza a feladatok menure