Мікропроцесори

У процесі вдосконалювання технології виробництва мікросхем одночасно з ростом щільності розміщення елементів пам'яті йшло і підвищення щільності розміщення логічних перемикаючих схем — вентилів. У результаті усе менше і менше мікросхем було потрібно для того, щоб зібрати електронну схему процесора.

Якісний стрибок відбувся в 1971 році, коли фірма Intel оголосила про випуск мікросхеми 4004, що містила усі компоненти процесора в одному корпусі. Цей рік вважається роком появи на світ нового класу пристроїв — мікропроцесорів.

Хоча по нинішніх мірках функціональні можливості процесора 4004 були дуже скромними — він міг складати два 4-розрядних числа, а множення виконувалося шляхом багаторазового додавання, — але саме з цього виробу почався переможний хід мікропроцесорів.

Легше усього простежити еволюцію мікропроцесорів по зміні такого показника, як зміна розрядності оброблюваних в одному такті чисел. Строго говорячи, за основу варто взяти розрядність шини даних — кількість двійкових розрядів, які можна одночасно (паралельно) передати в мікропроцесор чи одержати від нього. Інший параметр, тісно зв'язаний з першим, — розрядність акумулятора чи регістрів загального призначення процесора. Найчастіше значення цих параметрів збігаються, хоча це і необов'язково. Наприклад, у деяких мікропроцесорах маються 16-розрядні регістри, але прийом і передача даних виробляється порціями по 8 біт.

Наступний важливий етап — поява на світ в 1972 році мікропроцесора 8008 все тієї ж фірми Intel. Це був перший 8-розрядний мікропроцесор і практично вдвічі більш складний, ніж його попередник моделі 4004.

Але ще більш істотна подія відбулася в 1974 році — фірма Intel започаткувала виробництво мікропроцесора загального призначення моделі 8080. Колишні моделі були придатні тільки для побудови процесорів спеціалізованих комп'ютерів, а процесор 8080 призначався для комп'ютерів самого широкого застосування. Процесор 8080, як і 8008, був 8-розрядним, але відрізнявся більш розвитою системою команд, підвищеною швидкодією і великим діапазоном адресованих комірок пам'яті.

Приблизно в той же час почалася робота над створенням 16-розрядних мікропроцесорів, однак перший промисловий зразок цілком працездатного пристрою такого типу з'явився тільки наприкінці 1970-х років. І знову першість належала фірмі Intel — цим процесором була модель 8086. Наступний бар'єр був переборений усього через пару років — у 1981 році фірми Bell Labs і Hewlett-Packard оголосили про початок виробництва 32-розрядних мікропроцесорів. Intel почала випускати свій 32-розрядний мікропроцесор 80386 у 1985 році (табл. 3.1, 3.2, 3.3).

Таблиця 3.1. Еволюція мікропроцесорів фірми Intel. Вироби 1970-х років.

Дата початку випуску	15.11.71	01.04.72	01.04.74	08.06.78	01.06.79
Частота тактових імпульсів	108 кГц	108 кГц	2 МГц	5 МГц, 8 МГц, 10 МГц	5 МГц, 8 МГц,
Розрядність шини
Кількість транзисторів (розмір транзистора мкм)	2 300   (10)	3 500	6 000   (6)	29 000   (3)	29 000   (3)
Фізичний адресний простір	640 байт	16 Кбайт	64 Кбайт	1 Мбайт	1 Мбайт
Віртуальний адресний простір	-	-	-	-	-

Таблиця 3.2. Еволюція мікропроцесорів фірми Intel. Вироби 1980-х років.

Таблиця 3.3. Еволюція мікропроцесорів фірми Intel. Вироби 1990-х років.

	Intel486TM SX	Pentium ®	Pentium ® Pro	Pentium ® II
Дата початку випуску	22.04.91	22.03.93	01.11.95	07.05.97
Частота тактових імпульсів	16 МГц – 33 МГц	60 МГц – 166 МГц	150 МГц – 200 МГц	200 МГц – 300 МГц
Розрядність шини
Кількість транзисторів (розмір транзистора мкм)	1.185 млн.   (1)	3.1 млн.   (0.8)	5.5 млн.   (0.6)	7.5 млн.
Фізичний адресний простір	4 Гбайт	4 Гбайт	64 Гбайт	64 Гбайт
Віртуальний адресний простір	64 Тбайт	64 Тбайт	64 Тбайт	64 Тбайт

 

 

Контрольні питання:

1. Операції процесора при обробці команди.

2. Внутрішня структура процесора.

3. Історичні етапи розвитку мікропроцесорів.