Fairchildi pooljuhid (asutatud 1957) leiutasid 1959. aastal esimese integreeritud vooluringi, mis tähistas seda mikroprotsessor ajalugu. Aastal 1968 astusid Gordan Moore, Robert Noyce ja Andrew Grove Fair lapse pooljuhtidest tagasi ja asutasid oma ettevõtte: Integrated Electronics (Intel). 1971. aastal leiutati esimene mikroprotsessor Intel 4004. Mikroprotsessorit tuntakse ka kui keskset protsessorit, milles ühele kiibile on toodetud arv välisseadmeid. Sellel on arvutusülesannete täitmiseks ALU (aritmeetiline ja loogiline üksus), juhtplokk, registrid, siinisüsteemid ja kell. Selles artiklis käsitletakse mikroprotsessorite ajaloo ja selle põlvkondade ülevaadet.

Mis on mikroprotsessor?

Kaasaegsetes arvutites või seadmetes on mikroprotsessor oluline osa. See kasutab keskprotsessorina tuntud protsessori funktsioone. Arvutis vastutab see osa juhiste täitmise eest, mis on programmeeritud ainsale integraallülitusele (IC), mis ühendab masina seadmed nende hoidmiseks vajaliku elektritaristu kaudu. Mikroprotsessori disain kasutab tohutut töötlemisvõimsust vähemas ruumis.

Mikroprotsessori põhiülesanne on teostada erinevaid aritmeetilisi ja loogilisi toiminguid, näiteks arvude liitmine, lahutamine, numbrite ülekandmine ühest piirkonnast teise ja kahe arvu hindamine. Mikroprotsessori alternatiivne nimi on protsessor, protsessor või loogikakiip. Arvutis töötab see nagu aju, integreerides ühe integreeritud vooluringi või keskprotsessori funktsioonid. See on programmeeritav seade, mida kasutatakse mitmeotstarbeliseks kasutamiseks.

Mikroprotsessori sisend on binaarandmetöötlus, mis töötleb neid andmeid väljundi saamiseks sõltuvalt mälus olevatest salvestatud juhistest. Andmetöötlust protsessoris saab teha ALU, juhtploki ja registrimassiivi abil.

Registrimassiiv töötleb andmeid mitmete registrite kaudu, mis toimivad nagu hetkelised kiire juurdepääsuga mälupositsioonid. Andmete voogu ja juhiseid süsteemis saab hallata läbi juhtploki. Üldiselt vajab põhiline mikroprotsessor spetsiifilisi elemente mõne toimingu sooritamiseks, näiteks registrid, ALU (aritmeetika- ja loogikaüksus), juhtplokk, käsuregister, programmiloendur ja siin.

Mikroprotsessorite ajalugu

Mikroprotsessori arhitektuur

Mikroprotsessor on üks IC-pakett, milles ühele räni pooljuhtkiibile on integreeritud ja valmistatud mitu kasulikku funktsiooni. Selle arhitektuur koosneb keskprotsessorist, mälumoodulid , süsteemibuss ja sisend / väljundseade.

Mikroprotsessori arhitektuur

Teabevahetuse hõlbustamiseks ühendab süsteemibuss erinevaid üksusi. Andmete vahetuse nõuetekohaseks täitmiseks koosneb see veel andmetest, aadressidest ja juhtsiinidest.

Keskprotsessor koosneb ühest või mitmest aritmeetilise loogika üksusest (ALU), registritest ja juhtplokist. Registrite põhjal saab liigitada ka mikroprotsessori põlvkondi. Mikroprotsessor koosneb üldotstarbelistest ja spetsiaalsetest registritüüpidest käskude täitmiseks ning aadressi või andmete salvestamiseks programmi käivitamise ajal. ALU arvutab kogu aritmeetika samuti loogikaoperatsioonid andmete kohta ja määrab mikroprotsessorite suuruse nagu 16- või 32-bitine.

Mäluseade hoiab nii programmi kui ka andmeid ning on jagatud protsessoriks, põhi- ja teisemäluks. Sisend- ja väljundüksus ühendab I / O välisseadmed mikroprotsessoriga teabe vastuvõtmiseks ja saatmiseks.

Mikroprotsessorite eriotstarbelised kujundused

Mikroprotsessorid on saadaval eriotstarbeliste disainidega, mis sisaldavad järgmist.

DSP (digitaalne signaaliprotsessor) on ühte tüüpi spetsialiseeritud protsessor, mida kasutatakse signaali töötlemiseks.
GPU-d (graafika töötlemise üksused) on mõeldud peamiselt reaalajas kujutiste renderdamiseks. Masint nägemiseks ja video töötlemiseks kasutatakse muud tüüpi spetsiaalseid protsessoreid.
Sisseehitatud süsteemides integreerivad mikrokontrollerid välisseadmeid kasutava mikroprotsessori
SOC-d (Systems on-chip) sisaldavad sageli ühte või mitut mikrokontrolleri / mikroprotsessori südamikku, kasutades lisakomponente nagu raadiomodemid. Neid modemeid saab kasutada tahvelarvutites, nutitelefonides jne.

Kiiruse ja võimsuse kaalutlused

Mikroprotsessori valimine toimub peamiselt erinevate rakenduste jaoks, sõltuvalt sõna suurusest. Kui sõna suurus on pikk, võimaldab see mikroprotsessori igal taktsüklil rohkem arvutada, kuid füüsiliselt suurema IC sureb suhtlema nii suurema ooterežiimi kui ka töövõimsuse, 4-bitise, 8-bitise või 12-ga -bitiseid protsessoreid kasutatakse laialdaselt mikrokontrollerite sisseehitatud süsteemides.

Kui süsteem eeldab, et suurte andmemahtude haldamine vajab muidu paindlikumat kasutajaliidest, kasutatakse 16-bitiseid 32- ja 64-bitiseid protsessoreid. SoC või mikrokontrolleri rakenduste jaoks, mis vajavad väga väikese võimsusega elektrone, võib 32-bitise asemel valida 8-bitise / 16-bitise mikroprotsessori

Kui 32-bitine aritmeetika töötab 8-bitises protsessoris, võib see olla tohutu võimsusega, sest protsessor peab tarkvara läbi viima mitme juhise kaudu.

Varajane mikroprotsessori ajalugu

Esimene Inteli poolt välja töötatud mikroprotsessor on Intel 4004. Mõne aasta pärast on ajakiri Electronics Magazine avaldanud 1975. aastal artikli Altair kohta, milles kasutati uut protsessorit, nimelt Intel 8080. See on teise põlvkonna protsessor. 1980. aastal otsustas IBM kasutada Inteli mikroprotsessorit, mida nimetatakse 8088-ks.

“kuidas tõmbetakisti töötab ”

See protsessor oli esimene massitoodetud arvuti, mis oli tabavalt tuntud kui PC.
Kui inimesed hakkasid personaalarvuteid kasutama erinevatel eesmärkidel, näiteks graafika loomiseks, sõnade töötlemiseks, kasvas kasti sees olevate protsessorite arv suuremaks, on protsessor ka tänapäeval tähelepanu keskpunktis.

Generatsiooni ja mikroprotsessorite ajalugu

1. põlvkond: See oli mikroprotsessorite ajaloo periood 1971–1973. 1971. aastal lõi INTEL esimese mikroprotsessori 4004, mis töötaks taktsagedusel 740 kHz. Sel perioodil olid kasutusel teised turu mikroprotsessorid, sealhulgas Rockwelli rahvusvaheline PPS-4, INTEL-8008 ja National pooljuhid IMP-16. Kuid kõik need ei olnud TTL-iga ühilduvad protsessorid.

kaks^ndPõlvkond: See oli ajavahemik 1973–1978, kus kasutusele võeti väga tõhusad 8-bitised mikroprotsessorid nagu Motorola 6800 ja 6801, INTEL-8085 ja Zilog’s-Z80, mis olid kõige populaarsemad. Tänu ülikiirele kiirusele olid need kulukad, kuna põhinesid NMOS-tehnoloogial tootmine .

3. põlvkond: Sel perioodil loodi ja kujundati HMOS-tehnoloogiat kasutades 16-bitised protsessorid. Aastatel 1979–1980 töötati välja INTEL 8086/80186/80286 ning Motorola 68000 ja 68010. Nende protsessorite kiirused olid neli korda paremad kui 2. põlvkonna protsessoritel.

4. põlvkond: Aastatel 1981–1995 arendas see põlvkond HCMOS-i tootmist kasutades 32-bitiseid mikroprotsessoreid. INTEL-80386 ja Motorola 68020/68030 olid populaarsed protsessorid.

5. põlvkond: Alates 1995. aastast kuni praeguseni on see põlvkond toonud välja suure jõudlusega ja kiired protsessorid, mis kasutavad 64-bitiseid protsessoreid. Selliste protsessorite hulka kuuluvad Pentium, Celeron, kahe- ja neljatuumalised protsessorid.

Seega on mikroprotsessor arenenud läbi kõigi nende põlvkondade ja viienda põlvkonna mikroprotsessorid kujutavad endast spetsifikatsioonide edasiminekut. Seetõttu selgitatakse allpool lühidalt mõnda protsessori viiendast põlvkonnast koos nende spetsifikatsioonidega.

Intel Celeron

Intel Celeron esitleti 1998. aasta aprillis. Väärtusena viitab see Inteli X86 protsessorite vahemikule personaalarvuti s. See põhineb Pentium 2-l ja seda saab kasutada kõigis arvutiprogrammides IA-32.

Intel Celeron

Aastast 2000 kuni praeguseni on siin Intel Celeroni protsessorite lühike mikroprotsessorite ajalugu.

Aasta 2000 tähistas järgmisi protsessoreid:

4. jaanuar - Intel Celeroni protsessor (533 MHz)
14. veebruar - mobiilne Intel Celeroni protsessor (450, 500 MHz)
19. juuni - madala pingega mobiilne Intel Celeroni protsessor (500 MHz)

Aasta 2001 tähistas järgmisi protsessoreid:

3. jaanuar - Intel Celeroni protsessor (800 MHz)
2. oktoober - Intel Celeroni protsessor (1,2 GHz)

Aasta 2002 tähistas järgmiste protsessorite kasutuselevõttu:

3. jaanuar - Inteli Celeroni protsessor (1,30 GHz)
20. november - Inteli Celeroni protsessor (2,10, 2,20 GHz)

Aasta 2002 tähistas järgmiste protsessorite kasutuselevõttu:

14. jaanuar: Mobiilne Intel Celeroni protsessor (2 GHz)
Madalpinge mobiilne Intel Celeroni protsessor (866 MHz)
12. november: Mobiilne Intel Celeroni protsessor (2,50 GHz)
Eriti madala pingega mobiilne Intel Celeroni protsessor (800 MHz)

Aastatel 2004–2007 tähistati järgmisi protsessoreid:

4. jaanuar 2004: Intel Celeron M protsessor 320 ja 310 (1,3, 1,2 GHz)
20. juuli 2004: Intel Celeron M protsessor Ultra Low voltage 353 (900 MHz)
Märts - Intel Celeron M protsessor 430-450 (1,73-2,0 GHz)
23. november: Intel Celeron D protsessor 345 (3,06 GHz)

Aasta 2008 tähistas järgmist protsessorit:

Jaanuar 2008 Celeron Core 2 DUO (Allendale)
2008. aasta märtsis vabastasid Intel Intel Core 2 Quad protsessori nagu Q9300 ja Core 2 Quad protsessori nagu Q9450
2. märtsil 2008 andis Intel välja Core 2 Duo protsessori nagu E4700
2008. aasta aprillis andis Intel välja esimese Atom-seeria protsessori nagu seeria Z5xx. Need on ühetuumalised protsessorid 200 MHz GPU kaudu.
Core 2 Duo protsessori nagu E7200 andis Intel välja 20. aprillil 2008.
Core 2 Duo protsessori nagu E7300 andis Intel välja 10. aprillil 2008.
Mitu Core 2 Quad protsessorit, näiteks Q8200, Q9400 ja Q9650, andis Intel välja 2008. aasta augustis.
Core 2 Duo protsessori nagu E7400 andis Intel välja 19. oktoobril 2008
Esimeste Core i7, näiteks i7-920, 7-940 ja i7-965, lauaarvutiprotsessorid vabastasid Intel 2008. aasta novembris
Core 2 Duo protsessori, nagu näiteks E7500, andis Intel välja 18. jaanuaril 2009. Core 2 Quadi protsessori nagu Q8400 andis Intel välja 2009. aasta aprillis.
Core 2 Duo protsessori nagu E7600 andis Intel välja 31. mail 2009
Esimese Core i7 mobiiliprotsessori, nagu i7-720QM, andis Intel välja 2009. aasta septembris
Esimese Core i5 lauaarvuti protsessori, mis koosnes neljast südamikust, nagu i5-750, 8. septembril 2009, lasi välja Intel.
Core 2 Quad protsessori nagu Q9500 andis Intel välja 2010. aasta jaanuaris.
Esimesed i5 i5 mobiiliprotsessorid, nagu i5-430M ja i5-520E, vabastati Inteli poolt 2010. aastal
Esimese Core i5 lauaarvuti protsessori nagu i5-650 andis Intel välja 2010. aasta jaanuaris
Esimesed Core i3 töölauaprotsessorid, nagu i3-530, andis Intel välja 7. jaanuaril 2010
Esimesed Core i3 töölauaprotsessorid, nagu i3-530 ja i3-540, andis Intel välja 7. jaanuaril 2010.
Esimesed Core i3 mobiiliprotsessorid nagu i3-330M ja i3-350M ilmutati Inteli poolt 7. jaanuaril 2010.
Esimene Core i7 lauaarvuti protsessor, mis sisaldas 6 südamikku nagu i3-970, ilmus 2010. aasta juulis.
Seitse uut Core i5 protsessorit, sealhulgas neli südamikku, nagu i5-2xxx seeria, ilmusid 2011. aasta jaanuaris.
Esimene lauaarvuti Core i9 protsessor nagu i9-7900X ilmus 2017. aasta juunis.
Esimene 14-tuumaline lauaarvuti protsessor nagu Core i9-7940X ilmus 2017. aasta septembris.
Esimene 16-tuumaline lauaarvuti protsessor nagu Core i9-7960X ilmus 2017. aasta septembris.
Esimene 18-tuumaline lauaarvuti protsessor nagu Core i9-7980X ilmus 2017. aasta septembris
Esimese Core i9 mobiiliprotsessori, nagu i9-8950HK, lasi Intel välja 2018. aasta aprillis

Motorola mikroprotsessori ajalugu

Juhtiv mikroprotsessorite tootja on Motorola Inc. Neid protsessoreid kasutatakse igat tüüpi Apple Macintoshi arvutites kuni 1990. aastani erinevates töökohtades. 8-bitise mikroprotsessori, nagu 6800, lasi Motorola välja pärast Intel 8080 aastal 1974. See Motorola protsessor sisaldab 78 juhist. See on esimene protsessor, mis sisaldab registriregistrit. Tavaliselt pakiti see 40-kontaktilisse kahesuunalisse paketti.

Allpool on loetletud leiutatud aastatega Motorola protsessorite erinevad perekonnad.

Mikroprotsessor Motorola 6800 ilmus aastal 1974.
Mikroprotsessor Motorola 68000 ilmus aastal 1979.
Mikroprotsessor Motorola 68020 ilmus aastal 1984.
Mikroprotsessor Motorola 68030 ilmus 1987. aastal.
Mikroprotsessor Motorola 68040 ilmus 1991. aastal.
Mikroprotsessor Motorola 68020 ilmus 1993. aastal.
Mikroprotsessor Motorola power PC 603 ilmus 1994. aastal.
Mikroprotsessor Motorola power PC 604 ilmus 1994. aastal.
Mikroprotsessor Motorola power PC 620 ilmus 1996. aastal.

Pentium

Pentium võeti kasutusele 2. märtsil 1993. Pentium oli Intel 486 järeltulija. 4 tähistab mikroprotsessori ajaloos neljanda põlvkonna mikroarhitektuuri. Pentium viitab Inteli ühetuumalisele mikroprotsessorile x 86, mis põhineb viienda põlvkonna mikroarhitektuuril. Selle töötleja nimi tuletati kreekakeelsest sõnast Penta, mis tähendab viit.

Esialgse Pentium protsessori järgnes Pentium MMX 1996. aastal. Selle protsessori andmebuss on 64-bitine. Standardne ühekordne ülekandetsükkel suudab korraga lugeda või kirjutada kuni 64 bitti. Sarivõtte lugemise ja tagasi kirjutamise tsükleid toetavad Pentium protsessorid. Neid tsükleid kasutatakse vahemäluoperatsioonide jaoks ja 32 baiti (Pentium vahemäluliini suurus) edastamiseks 4 kellas. Kõik vahemäluoperatsioonid on Pentiumil pursketsüklid.

Pentiumi protsessor

Aasta 2000 tähistas järgmisi protsessoreid:

20. märts: Intel Pentium III protsessor (866, 850MHz)
8. märts: Intel Pentium III protsessor (1GHz)
20. november: Intel Pentium 4 protsessor (1,50, 1,40 GHz)

Aasta 2001 tähistas järgmisi protsessoreid:

23. aprill: Pentium 4 protsessor 1.7
2. juuli: Pentium 4 protsessor (1,80, 1,60 GHz)
27. august: Intel Pentium 4 protsessor (2, 1,90 GHz)

Aasta 2002 tähistas järgmiste protsessorite kasutuselevõttu:

7. jaanuar: Intel Pentium 4 protsessor (2,20, 2 GHz)
8. jaanuar: Intel Pentium III protsessor serveritele (1,40 GHz)
2. aprill 2002: Intel Pentium 4 protsessor (2,40, 2,20 GHz)
21. jaanuar: ülimadal pingega mobiilne Pentium III protsessor-M
Madalpingeline mobiilne Pentium III protsessor (866, 850MHz)
14. november 2002: Intel Pentium 4 protsessor (3,06 GHz HT-tehnoloogiaga)

Aastal 2003 tähistati järgmisi protsessoreid:

Mobiilne Intel Pentium 4 protsessor-M (2. 40 GHz)
21. mai: Hyper-Threadinguga Intel Pentium 4 protsessor (2,80 C GHz, 2,60 C GHz, 2,40 C GHz)
3. november: Intel Pentium 4 protsessori Extreme Edition (3,20 GHz)

Aasta 20004 tähistas järgmiste protsessorite kasutuselevõttu:

2. veebruar 2004: Intel Pentium 4 protsessor (90 nm) (3,40 GHz, 3,20 GHz, 3,0 GHz, 2,80 GHz)
Intel Pentium 4 Processor Extreme Edition (0,13 mikronit) (3,40 GHz)
7. aprill 2004: ülimadal pingega Intel Pentium M protsessor (1,10, 1,30 GHz)
15. november 2004: Intel Pentium 4 Processor Extreme Edition, mis toetab HT-tehnoloogiat (3,46 GHz)

Aastal 2005–2006 tähistati järgmisi protsessoreid:

HT-tehnoloogiat toetav Intel Pentium 4 Processor Extreme Edition (3.80GHz)
Aprill 2005: Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 (3,20 GHz)
Aastad 2007 ja 08 tähistasid järgmisi protsessoreid:
Intel Pentium Processor Extreme Edition 955 (3,46 GHz)
Intel Pentium Extreme Edition 965 (3,73 GHz)

2007. aastal andis Intel välja Intel v Pro. Peamised Intel v Pro-s kasutatavad tehnoloogiad on TXT - Inteli usaldusväärne käivitustehnoloogia, VT - Inteli virtualiseerimise tehnoloogia

2008. aastal ilmus Core i-seeria ja need seeriaprotsessorid on Core i3, i5 ja i7. Need protsessorid hõlmavad nii Nehalemi mikroarhitektuuri kui ka Inteli 45 nm tootmisprotsessi.

Samal aastal ilmus Atom ja see oli loodud nagu protsessor, et toita nii netopsasid kui ka mobiilseid Interneti-seadmeid.

2010. aastal andis Intel välja HD Graphics ja pelgalt läänes asuvas arhitektuuris kasutati täppisgraafikat.

2010. aastal käivitas Intel mitu integreeritud tuumaarhitektuuri ja Xeon Phi

Aastal 2010 ilmus Inteli SoC

2013. aastal andis Intel välja Core i-seeria protsessori ja sellel on 22 nm Haswelli mikroarhitektuur. See arhitektuur asendati 2011. aasta Sandy Bridge'i arhitektuuriga.

Xeon

Xeon-protsessor on Inteli 400 MHz Pentium-protsessor, mida kasutatakse tööjaamades ja ettevõtte serverites. See protsessor on mõeldud multimeediarakenduste, insenerigraafika, Interneti ja suurte andmebaasiserverite jaoks. Mikroprotsessorite ajalugu nagu Xeon sisaldab järgmist.

Xeoni protsessor

Aastatel 2000-2001 toodi kasutusele järgmised protsessorid:

12. jaanuar: Intel Pentium III Xeon protsessor (800 MegaHertz)
25. september 2001: Intel Xeoni protsessor (2 Giga Hertz)
24. mai: Intel Pentium III Xeon protsessor (933 MegaHertz)

Aastatel 2002-2004 tähistati järgmisi protsessoreid:

9. jaanuar 2002: Intel Xeoni protsessor (2,20 Giga Hertz)
12. märts 2002: Intel Xeoni protsessor M (1,60 Giga Hertz)
10. märts 2003: Intel Xeon 3 GHz protsessor (400 MHz süsteemibuss)
18. november: Intel Xeoni protsessor (2,80 Giga Hertz)
6. oktoober 2003: Intel Xeoni protsessor (3,20 Giga Hertz)
2. märts 2004: Intel Xeoni protsessor MP 3 GHz (4 MB L3 vahemälu)

Aastatel 2005–2008 tähistati järgmisi protsessoreid:

Märts 2005: Intel Xeoni protsessor MP (2,666–3,666 Giga Hertz)
Oktoober 2005: kahetuumaline Intel Xeoni protsessor (2,8 Giga Hertz)
August 2006: kahetuumaline Intel Xeon-7140M (3,33–3,40 Giga Hertz)

See on kõik mikroprotsessori kohta ajalugu ja aastapõhiste töötlejate toodangut INTELilt. Selleks, et see artikkel ei muutuks lugejate jaoks liiga keeruliseks, on erand tehtud mõnest keerukast teabest erinevate tarnijate erinevate protsessorite kohta. Siin artiklis antud teabe põhjal soovitatakse lugejatele postitada oma ettepanekud ja kommentaarid aasta projektide osas allpool toodud kommentaaride osas.

Foto autorid