История развития микропроцессоров фирмы INTEL

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство по образованию

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГОПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Санкт-Петербургский Государственный университет информационных технологии, механики и оптики»

Институт международного бизнеса и права

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Вычислительные машины, сети и системы телекоммуникаций в таможенном деле»

на тему: «История развития микропроцессоров фирмы INTEL»

Выполнила: студентка 2-ого курса

очной формы обучения ИМБИП,

группа 2444

Матвеева К. А.

Баллы___________________________

Подпись_________________________

«____»___________________2011  год

Санкт-Петербург

2011

Оглавление

Введение

1.Развитие микропроцессоров

2. Микропроцессоры 80286

3. Микропроцессоры i80386

4. Микропроцессоры 80486

5. Процессоры Pentium

6. Обзор процессоров INTEL ATOM.

7. Процессор INTEL ATOM 330.

Заключение

Список литературы

Введение

Корпорация Intel - INTegrated ELectronics была создана в середине июня 1968 года Робертом Нойсом и Гордоном Муром. В 1974 г. в корпорацию пришел еебудущий президент и главный управляющий Крейг Барретт (Craig Barrett).

Первые опыты по созданию микропроцессоров проводились еще в фирме Shockley Semiconductor Laboratory, затем в Fairchild Semiconductor. Нойс  и Гордон являлись сотрудниками обеих фирм и когда они организовали Intel, то получился некий алхимический состав, органично вбиравший в себя опыт двух предшествующих фирм. Нойсу пришла в голову идея попробовать соединить друг с другом элементы при сборке схем сразу на одной кремниевой пластине без помощи проводов. В 1959 году Нойс сделал  первое детальное сообщение об интегральных диффузионных или  напыленных резисторах, по поводу изоляции приборов друг от друга с помощью смещенных в обратном направлении pn- переходов и по поводу соединения друг с другом элементов через отверстия в окисле путем напыления металла на поверхность. Еще через месяц Нойс поделится идеями о размещении на одном кристалле нескольких элементов. С этого момента замысел интегральной схемы делается реальностью. На  вершине успеха Fairchild Semiconductor Нойс и Мур уходят из фирмы, чтобы создать свою фирму - Intel.

С тех пор Intel превратилась в крупнейшего в мире производителя микропроцессоров с числом сотрудников, превысившим 64 тысячи, и годовым доходом свыше 25 миллиардов долларов.

Микропроцессор, о котором часто говорят как о "мозге" вычислительной машины, выполняет функции главного органа управления персональным компьютером и другими электронными устройствами.

1.Развитие микропроцессоров

В 1970 году Маршиан Эдвард Хофф из фирмы Intel сконструировал интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ - первый микропроцессор Intel-4004, который уже в 1971 году был выпущен в продажу.

4004 был четырехбитовым, то есть он мог хранить, обрабатывать и записывать в память или считывать из нее четырехбитовые числа, предназначался данный микропроцессор для калькуляторов. Чип 4004 оказался средством более мощным чем лучший в мире компьютер того времени - ENIAC - компьютер американского правительства. 4004 мог обрабатывать 60000 инструкций в секунду, в сравнении с 5000 инструкций ENIAC, при этом чип легко умещался на кончике пальца - размер его не превышал 1/6 на 1/8 дюйма. ENIAC же занимал площадь в 3000 квадратных футов и весил 30 тонн/

4004 стал поистине революционным изобретением, открывшем путь к созданию искусственных интеллектуальных систем вообще и  персонального компьютера в частности.

Свой очередной микропроцессор компания Intel выпустила в 1972 году. Мощность этого процессора, по сравнению с его предшественником, возросла вдвое. Энтузиаст вычислительных технологий Дон Ланкастер  (Don  Lancaster) применил процессор 8008 в разработке прототипа персонального компьютера, использовалось оно в качестве терминала ввода-вывода.

Подлинный успех корпорации принес микропроцессор 8080 выпущенный вn1974 году. В нашей стране его аналог - микропроцессор KP580ИК80. С микропроцессором 8080 также связано появление стека внешней памяти, что озволило использовать программы любой вложенности. Этот процессор стал "мозгом" первого персонального компьютера "Альтаир".

В 1978 году фирма Intel первой выпустила 16-битный микропроцессо 8086, микропроцессор 8086 оказался "прародителем" целого семейства, которое называют семейством 80x86 или х86. На смену микропроцессора 8086 пришел микропроцессор 8088, архитектурно повторяющий микропроцессор 8086 и имеющий 16-битный внутренние регистры, но его внешняя шина данных составляет 8 бит.Крупная партия этих устройств, приобретенная вновь образованным подразделением корпорации IBM по разработке и производству персональных компьютеров, сделала процессор 8088 "мозгом" — IBM PC.

2. Микропроцессоры 80286

Процессор 80286, выпущенный фирмой Intel 1 февраля 1982 г., является усовершенствованным вариантом микропроцессора 8086, содержащим схемы управления памятью и её защиты для упрощения реализации мультизадачных систем. На кристалле процессора размещено около 134000 транзисторов новой 1,5-микронной технологии, позволившей оформить микропроцессор в таком же, как и у микросхемы 80186, корпусе с 68 контактами, расположенными в четыре ряда. Выпускались модели процессора 80286 с частотами синхронизации 6, 8, 10 и 12,5 МГц производительностью 0,9, 1,2, 1,5 и 2,6 млн операций в секунду соответственно. Все модели микропроцессора имели одно напряжение питания +5 В.

Процессор 80286 стал невероятно популярным: на его базе фирмой IBM летом 1984 г. был выпущен персональный компьютер IBM AT, с энтузиазмом воспринятый и деловыми кругами, и индивидуальными пользователями. К 1988 г., через 6 лет после выпуска процессора, по всему миру насчитывалось более 15 млн компьютеров на его базе. Микропроцессор 80286 показал, что персональные компьютеры могут быть также мощны, как и большие промышленные компьютеры.

В апреле 1987 г. фирма IBM объявила о создании нового семейства персональных компьютеров, названного PS/2. В компьютерах IBM PS/2-30 использовался микропроцессор 8088, как и в оригинальных IBM PC, а в компьютерах IBM PS/2-50/60 – новый микропроцессор 80286. Для последних фирмой Microsoft также была разработана мультизадачная операционная система OS/2. Эта система не имела графического интерфейса, в отличие от ОС Microsoft Windows, и потому была менее требовательна к ресурсам компьютера. Позже фирма IBM выкупила права на систему OS/2 и разрабатывала её самостоятельно.

3. Микропроцессоры i80386

В октябре 1985 года Intel анонсировал первый 32-разрядный микропроцессор i80386. Первым компьютером, использующий этот микропроцессор, был Compaq Desk Pro 386. Полностью 32-разрядная архитектура в новом микропроцессоре была дополнена расширенным устройством управления памятью, которое помимо блока сегментации было дополнено блоком управления страницами. Этого устройство позволяет легко переставлять сегменты из одного места памяти в другое. На тактовой частоте 16 МГц быстродействие составляло 6 Mips. 32-адресные линии позволяли физически адресовать 4Gb памяти, кроме того, был введен новый режим управления виртуальной памятью V86. В этом режиме могли одновременно могли выполняться несколько задач для i8086.

Микропроцессор i80386, изготовленный на 1 кристалле с сопроцессором, назывался i80386DX. Более дешевая модель 32-разрядного микропроцессора появилась только в июле 1988г (i80386SX). Новый микропроцессор использовал 16-разрядную шину данных и 24-разрядную шину адреса. Это было особенно удобно для стандартного IBM PC AT. Программное обеспечение, написанное для i80386DX, работало на i80386DX. Внутренние регистры были полностью идентичны. Индекс SX произошел от слова "шестнадцать"(16-разрядная шина данных). Для i486 SX стал означать отсутствие сопроцессора. На осенней выставке в 1989г Intel анонсировала i80486DX, который содержал 1.2 млн. транзисторов на одном кристалле и был полностью совместим с остальными 86-ми процессорами. Новые микросхемы впервые объединили на 1 кристалле ЦП, сопроцессор и Кэш-память. Использование конвейерной архитектуры, присущей RISC-процессорам, позволяющим достичь 4-х кратного производительности обычных 32-разрядных систем. 8Кб встроенной Кэш-памяти ускоряли выполнение за счет промежуточного хранения часто используемых команд и данных. На тактовой частоте 25 МГц микропроцессор имел производительность 16.5 Mips. Созданная в январе 1991г. версия микропроцессора с тактовой частотой 50 МГц позволял увеличить производительность еще на 50%. Встроенный сопроцессор существенно ускорял математические вычисления, однако впоследствии стало ясно, что подобный микропроцессор необходим только 30% пользователей.

4. Микропроцессоры 80486

10 апреля 1989 г. фирма Intel выпустила усовершенствованную версию процессора 80386 и назвала её 486. Вдобавок к ЦПУ класса 80386 на кристалле процессора 486 также располагались кэш-память первого уровня (объёмом 8 или 16 Кбайт) и устройство обработки чисел с плавающей точкой; длина очереди команд процессора была увеличена до 32 байт. Это был первый в мире ЦП со встроенным эквивалентом математического сопроцессора: больше не стояла проблема его эмуляции на системах без сопроцессора, а также удешевлялась и ускорялась система за счёт уменьшения общего числа контактов и корпусов микросхем. С другой стороны, нельзя было установить в систему другой сопроцессор, поскольку команды сопроцессора выполнялись встроенным устройством обработки чисел с плавающей точкой. Поэтому выпускались два варианта процессора 486 – 486DX и 486SX, идентичные по архитектуре, за исключением того, что процессор 486SX не содержал устройства обработки чисел с плавающей точкой.

Процессор 486DX содержал около 1,2 млн транзисторов, а процессор 486SX – около 1185 тыс. Выпускались модели процессоров 486, способные работать на тактовых частотах 25 и 33 (с мая 1990) МГц, а также модели процессоров 486SX, рассчитанные на частоты 16 (с сентября 1991) и 20 (с апреля 1991) МГц и модель процессора 486DX, работающая на частоте 50 МГц (с июня 1991). Соответственно производительность процессора 486DX составляла от 20 до 41 млн, а процессора 486SX – от 13 до 27 млн операций в секунду. Последние (с 1992 г.) образцы процессоров 486SX изготовлялись по новой 0,8-микронной технологии и содержали всего 900 тыс. транзисторов.

Совместимость корпусов микросхем 486 (все они вставлялись в одинаковые гнёзда 17×17 или 19×19 контактов) позволяла легко модернизировать систему простой заменой процессора в гнезде на более совершенный. Но отдел маркетинга фирмы Intel выяснил, что многие люди просто боятся вынимать центральный процессор из гнезда. Технология OverDrive, реализованная в процессорах 486SX, позволяла усовершенствовать центральный процессор добавлением на него так называемого «процессора OverDrive» в специально для этого предназначенное гнездо платы. Старый процессор при этом оставался в системе и выполнял вспомогательные функции. Фирмой Intel выпускались OverDrive-процессоры 486DX2, 486DX4 и Pentium.

5. Процессоры Pentium

Первые процессоры Pentium были выпущены 22 марта 1993 г. Они содержали 3,1 млн транзисторов, работали на тактовых частотах 60 и 66 МГц и имели производительность 100 и 112 млн операций в секунду соответственно. Эти процессоры выпускались в 273-контактных корпусах с сеткой контактов 21×21 и имели напряжение питания 5 В. Процессоры Pentium-60/66 МГц назывались также Pentium-1, а с большими тактовыми частотами – Pentium-2. Процессоры Pentium-1 не могли заменяться на процессоры Pentium-2, так как имели другое напряжение питания и другие размеры гнезда (сокета). Процессоры Pentium-2 имели производительность от 126,5 до 219 млн операций в секунду.

Процессор PentiumMMX был выпущен 8 января 1997 г., и его модели работали на тактовых частотах 166, 200, 233 (с июня 1997), 266 (с января 1998) и 300 (с января 1999) МГц. Так как процессор Pentium MMX выпускался в таких же 296-контактных корпусах, как и процессоры Pentium-2, системы на базе процессоров Pentium-2 можно было легко модернизировать простой заменой процессора на процессор Pentium MMX. Процессоры Pentium MMX содержали около 4,5 млн транзисторов.

Процессоры Pentium II содержат около 7,5 млн транзисторов. В отличие от процессоров Pentium Pro, в которых кэш-память второго уровня работает на той же частоте, что и ЦПУ, в процессорах Pentium II такая кэш-память работает только на половине частоты ЦПУ, что несколько снижает производительность процессора.

Для персональных компьютеров фирмой Intel выпускались процессоры Celeron, являющиеся «облегченными» вариантами Pentium II без внутренней кэш-памяти второго уровня. Выпускаемые в таких же односторонних картриджах, как и процессоры Pentium II, процессоры Celeron имели меньшую рабочую тактовую частоту, а именно 266 (с апреля 1998) и 300 (с июня 1998) МГц. Процессоры Celeron содержат, как и процессоры Pentium II, 7,5 млн транзисторов.

Дальнейшие разработки фирмы Intel включают процессоры Pentium III, Pentium 4, Xeon и Itanium. Последний из них – процессор Itanium – является полностью 64-битным и содержит на кристалле 2 или 4 Мбайт кэш-памяти третьего уровня; модели процессора Xeon могут работать на тактовых частотах до 2,4 ГГц. Об этих процессорах ещё сложно говорить что-то определённое, т.к. разработка новых моделей этих процессоров не завершена.

6. Обзор процессоров INTEL ATOM.

В 2007 назад компания Intel объявила о выпуске новой серии процессоров - Atom. Новые ЦП предназначены исключительно для мобильных компьютеров, и их характеристики полностью соответствуют всем требованиям подобного рода устройств. Это прежде всего относится к энергопотреблению, которое не превышает 4 Вт (TDP). Столь низкие показатели достигнуты за счет новой архитектуры, которая не похожа ни на одну из предшествующих архитектур Intel, хотя и включает их отдельные черты. Ядро состоит из 47 миллионов транзисторов, а поскольку для их производства используется 45-нм техпроцесс, то становится понятным, почему Atom такой компактный и экономичный процессор. В настоящее время в ассортименте Intel есть две серии процессоров Atom. Первая называется Z (процессоры Z500-Z540), она основана на ядре Silverthorne и предназначена для мобильных систем класса MID (Mobile Internet Devices). Вторая серия на ядре Diamondville была анонсирована сравнительно недавно  и включает две модели (N270 и 230). Она предназначена для настольных систем (Nettops) и бюджетных ноутбуков (Netbooks).

Все процессоры Atom имеют кэш L1 объемом 56 кб, из которых 32 кб отведено под кэш инструкций, а 24 кб - под данные. Также все процессоры могут исполнять 32-битный код и поддерживают дополнительные наборы инструкций MMX, SSE, SSE2, SSE3 и SSSE3. Что касается 64-битного кода (x86-64), то его поддерживает только ядро Diamondville и только в модели Atom 230.