История развития персональных компьютеров

 

В 1971 году был выпущен первый в мире микропроцессор. Микропроцессоры, или обобщенно - большие и сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) революционизировали вычислительную технику. Она стала более дешевой, массовой и надежной, а ее применение экономически эффективно практически во всех областях.

Однокристальные микропроцессоры представляют собой то, что традиционно называется центральным процессором (ЦП), и для организации функционально законченной системы требуют памяти и средств ввода - вывода. Они применяются в большинстве персональных компьютеров и являются ядром ПК.

С того времени появилось несколько поколений микропроцессоров.

Более всего известно семейство микропроцессоров фирмы Intel. ПК традиционно получают название по названию ЦП, поэтому соответственно поколениям ЦП известны такие поколения ПК:

· 8086/8088 - использовались в 80-е годы;

· 80286 - «двойка», использовались примерно в 89-95 годах;

· 80386 - «тройка», использовались примерно в 91-96 годах;

· 80486 - «четверка», использовались примерно в 92-97 годах;

· Pentium - «пентиум», использовались примерно в 94-98 годах;

· Pentium MMX - использовались примерно с 96 года и до сих пор;

· Pentium II, Celeron - использовались примерно с 97 года и до сих пор;

· Pentium III - использовались примерно с 99 года и до сих пор.

Производителей процессоров (хоть и не таких именитых, как Intel и AMD), конечно же гораздо больше, вспомним Cyrix и их последний чип - Cyrix III с ядром Samuel2, а также Transmeta с их x86-совместимым процессором Crusoe. Перенесемся в дни, предшествующие буму компьютерной популярности, когда множество компаний разрабатывали свои собственные процессоры. Motorola и Sun, например, имели чип 68000, использовавшийся в ранних системах Macintosh, а также SunSPARC для Sun.

Чип Intel 8086 был создан в 1978 году, имел частоты 4.77, 8 и 10MHz (частота современных калькуляторов). Изготавливался по 3 мкм технологии и имел внутренний 16 битный дизайн.

Чуть позже, в том же 1978 году был разработан 8088, который имел те же частоты, что и 8086. Использовался в ранних системах IBM PC.

Далее последовал 80186, который был не очень известен из-за своей ненадежности и несовместимости с ранними системами IBM PC.

80286 Объявлен в 1982 году. Имел частоты 6, 8, 10 и 12MHz, производился по 1.5 мкм техпроцессу и содержал около 130000 транзисторов. Данный чип имел полную 16 битную поддержку. Также с его появлением появилось такое понятие, как protected mode. Производительность чипа по сравнению с 8086 увеличилась в несколько раз (0.99-2.6 млн. операций в секунду).

80386 Первый 32-разрядный процессор появился в 1985 году. Производился по 1 мкм техпроцессу.Были выпущены следующие модели:

386DX (октябрь 1985) с частотой 16, 20, 25 и 33MHz.

386SX -упрощенный 386DX с 16-ти, а не 32 битной шиной. Частота 16, 20, 25, 33MHz.

386SL (октябрь 1990) - мобильная версия 386-го процессора. Частота 20 и 25MHz.

80486 Как и в случае с 80386, имеется несколько моделей данного процессора:

486DX (апрель 1989) - имеет встроенный FPU. Частота 25, 33 и 50MHz.

486SL (ноябрь 1992) - версия 486DX с расширенными возможностями - контроллер шины ISA, DRAM контроллер, контроллер локальной шины. Частота 25 и 33MHz, процесс производства - 0.8 мкм.

486SX - несколько упрощенный вариант 486DX, не имеющий FPU. Первые 486SX были ничем иным, как 486DX, с бракованным не прошедшим тестирование FPU, однако в дальнейшем 486SX изначально не имели блока FPU. Процесс производства - 0.8 мкм, 1.1 млн. транзисторов.

486DX2 -версия 486DX с удвоенной частотой - 50 и 66MHz.

486SX2 -как и в случае с 486DX2, SX2 - тот же 486SX, но с частотой 50MHz.

486DX4 (март 1994) - версия 486DX с утроенной частотой - 75 и 100MHz. Первый в истории x86 процессоров чип, имевший кэш L1 (объем -16Кб). Производился по 0.6 мкм технологии.

Pentium Первые Pentium с ядром P5 были выпущены в марте 1993 года и имели частоту 60 и 66MHz. Pentium - первый суперскалярный процессор Intel (два вычислительных конвейера).

Второе поколение Pentium (ядро P54) работали на частоте от 75 до 200MHz.

Pentium MMX (P55) - версия Pentium с дополнительными мультимедиа-инструкциями. Частота 166, 200, 233MHz. Производился по 0.35 мкм процессу, 4.5 млн. транзисторов.

Pentium Pro (P6) - версия Pentium для серверов и рабочих станций. Имеет объединенный в корпусе кэш L2 объемом 256Кб, в 1997 году появилась версия с 1 MB кэша. При 32 битных вычислениях и многозадачности значительно превосходил по производительности Pentium, но в 16 битных приложениях проигрывал ему. Частота 150, 166, 180, 200MHz. Процесс производства - 0.35 мкм (150MHz модель - 0.6 мкм).

Pentium II, Celeron Первые процессоры Pentium II появились весной 1997 года. Выпускался в конструктиве Slot 1, что естественно потребовало апгрейда старых системных плат. Частота - 233, 266, 300, 333, 350, 400, 450MHz. Частота системной шины первых моделей составляла 66MHz, более поздних - 100MHz. Процесс производства - 0.35 мкм (233, 266, 300MHz модели), 0.25 мкм (все остальные). Для своего времени данный процессор обеспечивал потрясающую производительность, при солидной цене, конечно же. Также имеется мобильная версия данного процессора - Pentium II PE.

В 1998 году был выпущен Pentium II Xeon, предназначавшийся для рабочих станций и серверов. По сравнению с оригинальным Pentium II значительно увеличен объем кэша.

Летом 1998 года был выпущен Celeron - недорогой вариант Pentium II. Основные отличия от P2 - 66MHz системная шина, первые модели с частотой 266 и 300MHz не имели кэша L2. Позднее появились 300MHz модели с кэшем L2 - Celeron 300A. До недавнего времени выпускались модели с 66MHz FSB, но сейчас имеется 800MHz модель с 100MHz системной шиной (ядро Coppermine128).

Pentium III Первые Pentium III мало чем отличались от мощных 450MHz Pentium II - та же системная шина с частотой 100MHz, та же тактовая частота, разве что добавлены дополнительные 70 инструкций. Но со временем различия все больше увеличивались - значительно возросла тактовая частота, конструктив SECC2 изменен на FC-PGA. Частота системной шины - 100 и 133MHz. Процесс производства - 0.18 мкм (первые чипы выпускались по 0.25 мкм). Частота от 450MHz до 1GHz.

Pentium IV. В 2000 г. Intel выпускает Pentium IV. Данный процессор имел частоту от 1.3 до 1.5GHz, а также системную шину, работающую на частоте 400MHz (4x100MHz).

В 2004 г. фирмой Intel был выпущен Pentium IV с 64 битным модулем расширения для обработки инструкций. Технология производства – 90 нм. Частоты до 5 ГГц.

Ему соответствует Celeron D351.

2005 г.: двуядерные процессоры Intel Pentium 840 EE – Extreme Edition.

2004-2005 гг.

Intel Pentium М – для ноутбуков. Смена Intel Pentium 4 M, но является принципиально новым по технологии процессором. Он также по характеристикам и возможностям лучше P IV EE. А именно: понятие Centrino обозначает несколько новых технологий: мобильная технология Centrino, представляющая собой новый мобильный процессор Pentium-M (кодовое имя Banias, кэш L2 1 Мбайт), новая линейка чипсетов Intel 855 (Odem, Montara-GM) и WLAN адаптер в mini-PCI формате Calexico, на основе стандарта 802.11 b/a. Только лишь ноутбук, включающий в себя три указанные компонента, может называться " Centrino Notebook ".

Преемник Banias - Dothan. Dothan будет производиться по 90 нм техпроцессу и содержать 2 Мб L2 кэша (в два раза больше Banias) и, подобно Pentium-4, работать на 400 МГц процессорной системной шине (PSB) с пониженной мощностью.

Процессоры AMD. AMD выбрала иное направление, нежели Intel - выпуск недорогих продуктов. Интересно, но изначально AMD производила процессоры для Intel, и только потом решила продавать свои собственные.

В 1982 году был объявлен один из первых процессоров AMD, названный 286A. При частоте 12 и 16MHz чип не представлял собой ничего необычного, но тем не менее имел несколько интересных особенностей, таких как эмуляцию EMS, а также способность выхода из protected mode, которой не имели 286'е процессоры Intel. Следующим шагом был 386 процессор, DX и SX модели, но данный чип ничем не выделялся на фоне конкурентов. Затем последовал довольно посредственный 486 процессор, имевший частоту 66, 80 и 100 и 120MHz.

Следующим большим анонсом AMD стал процессор 5x86. Чип работал на частоте 133MHz, имел 33MHz системную шину, а также несколько довольно интересных особенностей, например интегрированный power management. В начале 1996 года появился процессор K5, имевший частоту от 75 до 166MHz и довольно посредственную производительность. Уже к концу того же 1996 года был выпущен процессор K6 с частотой от 166 до 233MHz. Чип имел технологию MMX и вполне мог составить конкуренцию Pentium MMX при значительно более низкой цене. В 1998 году анонсирован K6-2 с увеличенной частотой (от 266 до 550MHz). Данный процессор обеспечивал солидную производительность при невысокой цене. Одной из интересных особенностей данного процессора стало наличие технологии 3DNow!Для некоторых игр (например, для Quake 2) были выпущены патчи, обеспечивающие поддержку 3DNow!, что довольно серьезно увеличивало скорость. Однако вскоре девелоперы потеряли интерес к этой технологии. Вскоре появился K6-3, который отличался от K6-2 лишь наличием on-die кэша. Также в 1998 году были выпущены K6-2/3+ - мобильные версии процессоров K6-2/3 с пониженным энергопотреблением и тепловыделением.

Athlon

И, наконец, самый мощный процессор AMD - Athlon, был анонсирован в 1999 году. Одна из важных особенностей Athlon (как и Duron, о котором можно прочитать ниже) - системная шина EV6, работающая на частоте 100MHz DDR, что дает эффективных 200MHz. Первые модели с ядром K7 имели частоту от 500 до 700MHz и производились по 0.25 мкм техпроцессу, из-за чего грелись, как заправские обогреватели. Они имели интерфейс Slot A. Следующим шагом стало ядро K75, производившееся уже по 0.18 мкм процессу. Процессоры с этим ядром также имели интерфейс Slot A, частоту от 750 до 1000MHz. По сравнению с K7 техпроцесс стал более тонким и изменился делитель кэша L2 - 2/5 или 1/3 вместо 1/2 у K7. Это связано с тем, что с увеличением тактовой частоты микросхемы кэша были не способны работать при старом делителе.. В следующем ядре - Thunderbird, имеющим интерфейс Socket A, данная проблема решена очень просто - теперь кэш расположен в ядре и работает на его частоте. Также относительно недавно появились процессоры Athlon с ядром Thunderbird, имеющие не 100MHz, а 133MHz системную шину. Частота Athlon с ядром Thunderbird составляет от 750MHz до 1.3GHz.

Duron

В 2000 году появился недорогой вариант Athlon - Duron, основанный на ядре Spitfire. В принципе, единственное отличие Duron от Athlon состоит в уменьшенном объеме кэша L2 - 64Кб вместо 256Кб. В тестах же, Duron отстает от Athlon с эквивалентной частотой примерно на 10% при значительно более низкой цене. Первые Duron имели частоту 600MHz, в настоящее время доступны 850MHz модели, а в Японии уже продается официально не существующий Duron 900.

64 разряда – AMD Opteron, Athlon 64 FX – 59 - 3 ГГц (57 – 2,8 ГГц, 55), Sempron 3400+

2005 г.: Двуядерные процессоры: Athlon 64 Х2 3800+; 4800+ - дороже.

Технология производства – 90 нм