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Storia dei processori Intel

Intel è il più importante produttore di microprocessori al mondo. Architettura dopo architettura, ecco la storia delle sue CPU.

Storia dei processori Intel

Intel 4004

Il primo microprocessore venduto da Intel fu il 4004 a 4 bit nel 1971. Fu progettato per lavorare insieme ad altri tre microchip - la ROM 4001, la RAM 4002 e lo Shift Register 4003. Il 4004 svolgeva calcoli, mentre gli altri erano cruciali per far funzionare il processore.

intel 4004

Il 4004 venne usato principalmente in calcolatori e dispositivi simili, e non era pensato per finire all'interno di computer. La sua frequenza massima era di 740 KHz. Al 4004 seguì un processore simile, il 4040, una variante migliorata con un set di istruzioni esteso e prestazioni maggiori.

8008 e 8080

Il 4004 permise a Intel di farsi un nome nel settore dei microprocessori. Per capitalizzare la situazione, Intel introdusse una nuova linea di processori a 8 bit. L'8008 arrivò nel 1972, seguito dall'8080 nel 1974 e dall'8085 nel 1975. Anche se l'8008 fu il primo processore a 8 bit prodotto da Intel, non fu importante come il suo predecessore e il suo successore.

intel 8080

Era più veloce del 4004 grazie alla sua capacità di processare dati a 8 bit, ma aveva una frequenza piuttosto conservativa, tra 200 e 800 KHz, e di conseguenza le sue prestazioni non convinsero del tutto. L'8008 era prodotto con transistor a 10 micrometri. L'8080 ebbe più successo: era un 8008 a 6 micrometri e integrava nuove istruzioni.

Questo permise all'azienda di più che raddoppiare le frequenze: i chip 8080 migliori arrivarono nel 1974 con una frequenza di 2 MHz. L'8080 venne integrato in moltissimi dispositivi e questo portò moltissimi sviluppatori di software, come l'allora giovane Microsoft, a concentrarsi sui processori di Intel.

8086

L'8086 è stato il primo processore x86. Questo chip a 16 bit poteva gestire 1 MB di memoria usando un bus esterno a 20 bit. La frequenza di clock era di 4,77 MHz, decisamente bassa, considerando che alla fine della sua carriera questo processore raggiunse i 10 MHz.

Grazie ai 16 bit gestiva due istruzioni a 8 bit simultaneamente. L'8086 usava la prima revisione dell'ISA x86, usata tuttora da AMD e Intel.

80186 e 80188

All'8086 seguirono diversi altri processori basati sulla stessa architettura a 16 bit. Il primo fu l'80186. Intel migrò diversi componenti hardware solitamente situati sulla motherboard all'interno della CPU, come il generatore di clock, il controller interrupt e il timer. Grazie all'integrazione di questi componenti nel processore l'80186 si dimostrò diverse volte più veloce dell'8086. Intel aumentò anche la frequenza per ottenere maggiori prestazioni. L'80188 era una variante meno costosa con un bus dimezzato.

80286

intel 80286

Presentato nello stesso anno dell'80186, l'80286 era tre volte più veloce dell'8086 alla stessa frequenza. Poteva gestire 16 MB di memoria grazie a un address bus a 24 bit. Fu il primo x86 con un'unità di gestione della memoria (MMU), che consentiva di amministrare la memoria virtuale. Come l'8086, non aveva un'unità floating-point (FPU): si affidava a un co-processore x87 (80287). La frequenza massima toccò 12,5 MHz.

iAPX 432

iAPX 432 fu il primo tentativo di Intel di separarsi dall'x86. Da questa soluzione l'azienda si aspettava prestazioni diverse volte maggiori rispetto alle soluzioni x86. Il processore però non ebbe fortuna a causa di grandi problemi dell'architettura. I processori x86 erano relativamente complessi, ma iAPX 432 portò CISC a un nuovo livello di complessità.

Intel dovette creare due die separati. Il processore, inoltre, era piuttosto affamato di dati e non offriva buone prestazioni senza un bandwidth estremamente alto. iAPX 432 riuscì a superare l'8080 e 8086 quanto a prestazioni, ma bastò poco all'x86 per ritornare davanti.

i960

Intel creò il suo primo processore RISC nel 1984. Non era pensato come concorrente dei processori x86, bensì era un microcontrollore per applicazioni embedded. Internamente era un'architettura superscalare a 32 bit che usava i concetti del progetto Berkeley RISC.

intel i960

I primi processori i960 avevano una frequenza relativamente bassa, con il modello più lento che funzionava a 10 MHz, ma negli anni migliorò e passò a processi più avanzati che permisero di toccare i 100 MHz. Supportava 4 GB di memoria protetta. L'i960 venne usato nei sistemi militari così come nei sistemi business.

80386

L'Intel 80386 fu il primo processore x86 con architettura a 32 bit. Debuttò nel 1985. Uno dei vantaggi principali di questa soluzione era l'address bus a 32 bit che gli consentiva di supportare fino a 4 GB di memoria. Sebbene si trattasse di molta più memoria di quella usata in quel periodo, non va dimenticato che la RAM limitata spesso frenava le prestazioni dei precedenti processori x86.

intel 80386

A differenza delle CPU moderne, in quel periodo più RAM quasi sempre si traduceva in un aumento delle prestazioni. Intel implementò inoltre diversi miglioramenti all'architettura che permisero di superare le prestazioni dell'80286, anche con la stessa quantità di RAM. Il chip supportava anche il virtual mode processing, cosa che migliorava il supporto multitasking.

Arrivarono sul mercato diverse versioni, come il famoso 80386SL, che aveva un bus dati a 16 bit. Supportava comunque 4 GB di RAM, ma il minor bandwidth impattava sulle prestazioni.

i860

Nel 1989 Intel tentò nuovamente di abbandonare l'x86. Creò una nuova CPU RISC nota con il nome i860. A differenza dell'i960, questo progetto nasceva per essere una soluzione ad alta prestazioni in grado di competere nel settore desktop. Dato che ancora oggi Intel realizza chip x86, sapete già come è andata a finire.

Il problema più grande è che il processore basava le sue prestazioni interamente sul compilatore, deputato al posizionamento delle istruzioni nell'ordine in cui si sarebbe dovuto eseguirle alla prima creazione del codice. In questo modo Intel voleva contenere la dimensione del die e la complessità, ma era quasi impossibile elencare correttamente ogni istruzione dall'inizio alla fine alla compilazione del programma. Di conseguenza la CPU entrava in stallo costantemente provando ad aggirare il problema.

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