Um histórico detalhado do processador

Os processadores são provavelmente a peça de hardware mais interessante do seu computador. Eles têm uma história rica e pura, datada de 1971, com o primeiro microprocessador disponível no mercado, o Intel 4004. Como você pode imaginar e sem dúvida se viu, desde então, a tecnologia melhorou aos trancos e barrancos.

Vamos mostrar um histórico do processador, começando com o Intel 8086. Foi o processador que a IBM escolheu para o primeiro PC e só tem um histórico interessante a partir de então.

Nota do editor: este artigo foi publicado originalmente em 2001, mas em dezembro de 2016, o atualizamos para incluir novos avanços no campo desde então.

Intel 8086

Os processadores passaram por muitas mudanças nos últimos anos desde que a Intel lançou o primeiro. A IBM escolheu o processador 8088 da Intel para o cérebro do primeiro PC. Essa escolha da IBM foi o que fez da Intel a líder percebida do mercado de CPUs. A Intel continua sendo a líder do desenvolvimento de microprocessadores. Embora os concorrentes mais recentes tenham desenvolvido suas próprias tecnologias para seus próprios processadores, a Intel continua a ser mais do que uma fonte viável de novas tecnologias neste mercado, com a crescente AMD entrando em seus calcanhares.

As primeiras quatro gerações de processadores Intel adotaram o nome “8” como “série”, e é por isso que os tipos técnicos se referem a essa família de chips como 8088, 8086 e 80186. Isso vai até o 80486, ou simplesmente o 486. Os seguintes chips são considerados os dinossauros do mundo dos computadores. Os PCs baseados nesses processadores são do tipo que geralmente fica na garagem ou armazém, coletando poeira. Eles não são mais muito úteis, mas nós, nerds, não gostamos de jogá-los fora porque ainda funcionam. Você sabe quem você é.

• Intel 8086 (1978)
  Esse chip foi ignorado no PC original, mas foi usado em alguns computadores posteriores que não chegavam a muito. Era um verdadeiro processador de 16 bits e conversava com seus cartões através de uma conexão de dados de 16 fios. O chip continha 29.000 transistores e 20 linhas de endereço que lhe permitiam conversar com até 1 MB de RAM. O interessante é que os designers da época nunca suspeitaram que alguém precisaria de mais de 1 MB de RAM. O chip estava disponível nas versões 5, 6, 8 e 10 MHz.
• Intel 8088 (1979)
  O 8088 é, para todos os efeitos práticos, idêntico ao 8086. A única diferença é que ele lida com suas linhas de endereço de maneira diferente do 8086. Esse chip foi o escolhido para o primeiro IBM PC e, como o 8086, é capaz de trabalhar com o chip do coprocessador matemático 8087.
• NEC V20 e V30 (1981)
  Clones dos 8088 e 8086. Eles deveriam ser cerca de 30% mais rápidos que os da Intel.
• Intel 80186 (1980)
  O 186 era um chip popular. Muitas versões foram desenvolvidas em sua história. Os compradores podem escolher entre as versões CHMOS ou HMOS, de 8 ou 16 bits, dependendo do que precisarem. Um chip CHMOS pode funcionar com o dobro da velocidade do relógio e com um quarto da potência do chip HMOS. Em 1990, a Intel lançou a família Enhanced 186. Todos eles compartilhavam um design central comum. Eles tinham um design de núcleo de 1 mícron e rodavam a cerca de 25 MHz a 3 volts. O 80186 continha um alto nível de integração, com o controlador do sistema, o controlador de interrupção, o controlador DMA e o circuito de tempo diretamente na CPU. Apesar disso, o 186 nunca se encontrou em um computador pessoal.
• Intel 80286 (1982)
  Um processador de transistor de 16 bits e 134.000 capaz de endereçar até 16 MB de RAM. Além do aumento do suporte à memória física, este chip é capaz de trabalhar com memória virtual, permitindo grande expansão. O 286 foi o primeiro processador "real". Introduziu o conceito de modo protegido . Essa é a capacidade de realizar várias tarefas ao mesmo tempo, com programas diferentes sendo executados separadamente, mas ao mesmo tempo. Essa capacidade não foi aproveitada pelo DOS, mas futuros sistemas operacionais, como o Windows, poderiam jogar com esse novo recurso. Nos inconvenientes dessa capacidade, porém, era que, embora pudesse mudar do modo real para o modo protegido (o modo real pretendia torná-lo compatível com os anos 80), não era possível voltar ao modo real sem uma reinicialização a quente. Esse chip foi usado pela IBM em seu PC / AT de Tecnologia Avançada e em muitos compatíveis com a IBM. Ele rodava em 8, 10 e 12, 5 MHz, mas as edições posteriores do chip chegavam a 20 MHz. Embora hoje esses chips sejam considerados pesos de papel, eles foram bastante revolucionários para o período.
• Intel 386 (1985-1990)
  O 386 significou um grande aumento de tecnologia da Intel. O 386 era um processador de 32 bits, o que significa que sua taxa de transferência de dados era imediatamente duas vezes maior que a do 286. Contendo 275.000 transistores, o processador 80386DX veio nas versões de 16, 20, 25 e 33 MHz. O barramento de endereço de 32 bits permitiu que o chip trabalhasse com 4 GB de RAM completos e impressionantes 64 TB de memória virtual. Além disso, o 386 foi o primeiro chip a usar o pipelining de instruções, o que permite que o processador comece a trabalhar na próxima instrução antes que a anterior seja concluída. Embora o chip possa ser executado no modo real e protegido (como o 286), ele também pode ser executado no modo real virtual, permitindo que várias sessões do modo reasl sejam executadas ao mesmo tempo. Um sistema operacional multitarefa, como o Windows, era necessário para fazer isso. Em 1988, a Intel lançou o 386SX, que era basicamente uma versão de baixo teor de gordura do 386. Usava o barramento de dados de 16 bits em vez do de 32 bits, e era mais lento, mas consumia menos energia e habilitava a Intel. para promover o chip em desktops e até portáteis. Em 1990, a Intel lançou o 80386SL, que era basicamente uma versão de transistor 855, 00 do processador 386SX, com compatibilidade com ISA e circuitos de gerenciamento de energia.
  386 chips foram projetados para serem fáceis de usar. Todos os chips da família eram compatíveis com pinos por pinos e binários com os 186 chips anteriores, o que significa que os usuários não precisavam obter um novo software para usá-lo. Além disso, o 386 oferece recursos de baixo consumo de energia, como requisitos de baixa tensão e SMM (System Management Mode), que podem desligar vários componentes para economizar energia. No geral, esse chip foi um grande passo para o desenvolvimento do chip. Estabeleceu o padrão que muitos chips posteriores seguiriam. Ele ofereceu um design simples, para o qual os desenvolvedores poderiam projetar facilmente.

Intel 486 (1989-1994)

O 80486DX foi lançado em 1989. Era um processador de 32 bits contendo 1, 2 milhão de transistores. Ele tinha a mesma capacidade de memória do 386 (ambos eram de 32 bits), mas oferecia o dobro da velocidade a 26, 9 milhões de instruções por segundo (MIPS) a 33 MHz. Existem algumas melhorias aqui, porém, além da velocidade. O 486 foi o primeiro a ter uma unidade de ponto flutuante (FPU) integrada para substituir o coprocessador matemático normalmente separado (embora nem todos os sabores do 486 tivessem isso). Ele também continha um cache integrado de 8 KB. Isso aumenta a velocidade usando o pipelining de instruções para prever as próximas instruções e armazenando-as no cache. Então, quando o processador precisa desses dados, ele os retira do cache, em vez de usar a sobrecarga necessária para acessar a memória externa. Além disso, o 486 veio nas versões de 5 e 3 volts, permitindo flexibilidade para desktops e laptops.

O chip 486 foi o primeiro processador da Intel que foi projetado para ser atualizável. Os processadores anteriores não foram projetados dessa maneira; portanto, quando o processador se tornou obsoleto, toda a placa-mãe precisou ser substituída. Com o 486, o mesmo soquete da CPU poderia acomodar vários tipos diferentes do 486. As ofertas iniciais do 486 foram projetadas para poderem ser atualizadas usando a tecnologia “OverDrive”. Isso significa que você pode inserir um chip com um relógio interno mais rápido no sistema existente. Nem todos os 486 sistemas poderiam usar o OverDrive, pois é necessário um certo tipo de placa-mãe para suportá-lo.

O primeiro membro da família 486 foi o i486DX, mas em 1991 eles lançaram o 486SX e o 486DX / 50. Ambos os chips eram basicamente os mesmos, exceto que a versão 486SX tinha o coprocessador matemático desativado (sim, estava lá, apenas desligado). O 486SX era, obviamente, mais lento que seu primo DX, mas o custo e a energia reduzidos resultantes se prestaram a vendas e movimentos mais rápidos no mercado de laptops. O 486DX / 50 era simplesmente uma versão de 50MHz do original 486. O DX não podia suportar futuras OverDrives enquanto o processador SX.

Em 1992, a Intel lançou a próxima onda de 486, usando a tecnologia OverDrive. Os primeiros modelos foram o i486DX2 / 50 e o i486DX2 / 66. O "2" extra nos nomes indica que a velocidade normal do clock do processador está sendo efetivamente dobrada com o OverDrive; portanto, o 486DX2 / 50 é um chip de 25MHz dobrado para 50MHz. A velocidade base mais lenta permitiu que o chip trabalhasse com os projetos existentes de placas-mãe, mas permitiu que o chip operasse internamente a uma velocidade maior, aumentando assim o desempenho.

Também em 1992, a Intel lançou o 486SL. Era praticamente idêntico aos processadores 486 antigos, mas continha 1, 4 milhão de transistores. As entranhas extras foram usadas por seu circuito interno de gerenciamento de energia, otimizando-o para uso móvel. A partir daí, a Intel lançou vários sabores 486, misturando SLs com SX e DXs em uma variedade de velocidades de clock. Em 1994, eles estavam completando o desenvolvimento contínuo da família 486 com os processadores DX4 Overdrive. Embora você possa pensar que eram quadruplicadores de clock de 4X, na verdade eram triplicadores de 3X, permitindo que um processador de 33 MHz operasse internamente a 100 MHz.

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