Procesory

Powstanie architektury x86

przeczytasz w 3 min.

8080 jest przez wielu uważany za pierwszy, w pełni uniwersalny mikroprocesor. W stosunku do 8008 wprowadzono w nim kilka istotnych zmian. Główne to: Zwiększenie limitu obsługiwanej pamięci do 64kB, zwiększenie ilości portów wejścia/wyjścia do 256, możliwość bezpośredniego adresowania pamięci a także zniesienie ograniczenia głębokości stosu za sprawą rejestru SP. W 8080 stos mógł być tak duży, na ile pozwalała pamięć. Procesor w pierwotnej wersji był taktowany zegarem 2MHz i potrafił wykonać 0.5mln instrukcji/sekundę. Jest to pierwszy procesor Intela, który był masowo klonowany w wielu krajach. Niewielu z Was pewnie zdaje sobie sprawę, że także w Polsce powstał klon tego procesora. Jego producentem były zakłady CEMI należące wtedy do Unitry. Polski układ miał oznaczenie MCY7880. Swoją ogromną popularność 8080 zawdzięcza właśnie min. klonom. Niebieski gigant nie zamierzał jednak zasypywać gruszek w popiele. Dwa lata później, w 1976 roku wypuścił na rynek udoskonaloną wersję 8080 - procesor oznaczony numerkiem 8085. Główna zmianą w stosunku do poprzedniego CPU było zwiększenie szybkości działania. Również i ten układ doczekał się klonów ze strony innych producentów. Jego najszybsze wersje osiągały taktowanie nawet do 8MHz. Pozostałe zmiany miały za zadanie ułatwić aplikację procesora. Zintegrowano w nim kilka wcześniej produkowanych jako zewnętrzne układów logicznych, a także uproszczono system zasilania. 8080 mógł być zasilany z pojedynczego napięcia +5V, podczas gdy jego poprzednik wymagał trzech różnych napięć. Jednak prawdziwy przełom czekał nas kolejne dwa lata później w 1978 roku, wraz z premierą 8086. Pierwszego procesora o architekturze x86, z której korzystamy po dziś dzień.

Intel 8086 - pierwszy procesor z rodziny x86

Pierwszy PC

Niewielu wie, że pierwszy członek rodziny x86 zamyśle Intela miał być tylko tymczasowym substytutem dla innego procesora, który chipzilla opracowywała od 1975 roku. Tym procesorem miał być Intel APX 432. Niestety jego projekt był na tyle ambitny, że ówczesna technologia wykonania chipów nie mogła mu sprostać technologicznie. Dlatego ostatecznie zakończył się rynkowym fiaskiem. W założeniu Intela miał to być 32-bitowy procesor stanowiący podwaliny wszystkich CPU wydawanych w latach 80-tych. Pamiętajmy, że mówimy o latach 70-tych. Wracając jednak do 8086. Faktycznie był to pierwszy na rynku w pełni 16-bitowy procesor zarówno wewnętrznie jak i zewnętrznie. Za sprawą 20-bitowej szyny adresowej limit obsługiwanej pamięci sięgnął niewyobrażalnej jak na ówczesne czasy pojemności 1MB, przy czym ze względu na 16-bitowe rejestry wewnętrzne procesor nadal bezpośrednio mógł adresować tylko 64kB RAM. Nowy CPU reklamowano jako kompatybilny na poziomie kodu źródłowego z 8080 i 8085 - czyli można było na nim uruchamiać programy do wcześniejszych procesorów po ich przekompilowaniu na kod zrozumiały dla 8086. Lista rozkazów względem 8085 została poszerzona o kilka bardzo skompilowanych instrukcji służących do manipulacji blokami danych. Dzięki temu w sprzyjających warunkach procesor w jednym cyklu mógł wykonać tyle, ile wcześniejsze procesory w 4-5 krokach. Nie muszę chyba pisać, że dzięki temu 8086 był znacznie szybszy od swoich poprzedników. Po raz pierwszy Intel przedstawił także w pełni sprzętowy koprocesor matematyczny służący do przyspieszenia wykonywania operacji na liczbach zmiennoprzecinkowych (ang. FPU - Floating point unit). Układ ten otrzymał oznaczenie 8087. Z technicznego punktu widzenia był to standardowy jak na tamte czasy koprocesor matematyczny operujący na 80-bitowych liczbach. Bardzo szybko na rynku pojawiły się alternatywne FPU kompatybilne z 8087, ale oferujące wyższą wydajność. Jednym z głównych producentów takich układów był Weitek. Dziś wszystkie procesory rodziny x86 mają koprocesor wbudowany w strukturę procesora, a bez niego nie było by możliwe uruchomienie wielu powszechnie używanych dziś aplikacji. Pierwsze wersje 8086 były produkowane z zegarami sięgającymi 5 MHz, później jednak procesory przyspieszono do 10 MHz.

Pierwszy IBM PC

Intel 8086 był jednym z najbardziej przełomowych procesorów w historii. To właśnie na jego bazie powstał pierwszy IBM PC. Komputer od którego zaczęła się rewolucja w komputerach osobistych. Maszyna przed którą dziś siedzicie, jest bezpośrednim spadkobiercom rozwiązań opracowanych na potrzeby procesora 8086, a później dla komputera IBM PC. Tak w bardzo telegraficznym skrócie przedstawia się historia współczesnych procesorów, myślę że warto wiedzieć w jakich okolicznościach powstał pierwowzór najpopularniejszej obecnie rodziny procesorów na świecie.