پردازنده های اینتل

مروری بر تاریخچه پردازنده های اینتل

در این مقاله به بررسی نسل های مختلف پردازنده های اینتل می پردازیم، اما قبل از آن مرور کوتاهی بر تاریخچه تشکیل کمپانی Intel خواهیم داشت. کلمه Intel برگرفته از دو کلمه Integrated و Electronics است. می توان گفت اینتل یک ابرشرکت در صنعت کامپیوتر است که در سال ۱۹۶۸ توسط رابرت نویس و گوردون مور به همراه آرتور راک و مکس پاوسکی در مانتین ویو، کالیفرنیا تأسیس شد و در زمینه تولید و طراحی انواع سخت ‌افزار رایانه، مانند مادربورد، کارت شبکه، چیپست، بلوتوث، حافظه فلش، همچنین انواع مختلف ریزپردازنده، نیم‌ رسانا، مدار مجتمع، واحد پردازش گرافیکی و سامانه نهفته فعالیت می‌نماید. مهم‌ ترین رقیب Intel، شرکت AMD بود که از همان ابتدا رقابت تنگاتنگی با آن داشت. گرچه در ابتدا بیشترین سهم بازار در انحصار کمپانی اینتل بود اما بعد ها AMD با معرفی فناوری های جدید خود مانند پردازنده‌های رایزن از آن پیشی گرفت. با ورود شرکت های همچون موتورلا، ای ام دی، سایریکس و غیره دیگر اینتل یکه تاز این عرصه نیست اما با محبوبیت و اعتبار ویژه ای که بین کاربران یافته است، سهم چشمگیری از این بازار را به خود اختصاص می دهد.

پردازنده 4004

اولین پردازنده کمپانی اینتل تراشه 4004 می باشد که در سال 1971 به بازار عرضه شد. این پردازنده برای استفاده در کامپیوترها طراحی نشده بود و کاربرد آن استفاده در ماشین حساب ها و دستگاه های مشابه بود. سرعت این پردازنده تک هسته، 740 کیلوهرتز و تکنولوژی ساخت آن 10 میکرون بود، که قابل مقایسه با پردازنده های امروزی که سرعت گیگاهرتزی و تکنولوژی ساخت نانومتری دارند نیست اما به گونه ای پایه گذار CPU های قدرتمند امروزی شد. پردازنده 4004 قادر بود در هر ثانیه ۶۰ هزار عملیات انجام دهد که در آن زمان پیشرفت بزرگی در صنعت کامپیوتر به شمار می‌رفت اما در سال ۱۹۸۱ تولید آن متوقف شد.

پردازنده های 8 بیتی

اولین پردازنده ی 8 بیتی با معرفی پردازنده 8008 در سال 1972 توسط کمپانی اینتل وارد بازار شد و پس از آن در سال 1974 مدل 8080 و در سال 1975 مدل 8085 نیز عرضه شدند . اینتل در پردازنده های 8080 با سرعت 2 الی 3.125 مگاهرتز، برای اولین بار تکنولوژی ساخت ترانزیستور 6 میکرون را معرفی کرد و شاهد سرعت قابل توجه این پردازنده بودیم .

معماری X86

این شرکت با ابداع معماری X86 قدم بزرگی در توسعه و پیشرفت صنعت کامپیوتر برداشت. در سال 1978 ، اولین پردازنده ی 16 بیتی اینتل یعنی تراشه 8086 که با نام iAPX 86 نیز شناخته می‌شد روانه بازار شد، که یکی از قوی ‌ترین تراشه ‌های اینتل به حساب می آید. این پردازنده دارای 29 هزار ترانزیستور و قدرت پردازشی 0.75 MIPS بود و با فناوری 3 هزار نانومتری ساخته شده بود، همچنین از سرعت کلاک 5 تا 10 مگاهرتز بهره می‌برد. شرکت آی‌ بی ‌ام که یک شرکت معروف و معتبر در صنعت کامپوتر است، در آن زمان از این پردازنده برای تولید رایانه شخصی خود استفاده نمود. یکسال بعد شرکت اینتل مدل 8088 را معرفی کرد که از لحاظ ساختاری مشابه مدل 8086 بود اما خطوط انتقال دیتا در آن نصف شده و پشته هم از 6 بایت به 4 بایت تقلیل یافته بود و می توان گفت این مدل عمکرد پایین تری نسبت به 8086 داشت.
اینتل در سال ۱۹۸۲ چند مدل مشابه پردازنده 8086 تولید کرد. اولی مدل 80186 که مشابه مدل 8086 از معماری 16 بیتی بهره می برد و با استفاده از فناوری ساخت ۲ هزار نانومتری ساخته شده بود. این پردازنده دارای سرعت کلاک ۶ مگاهرتز و توان پردازشی 1 MIPS بود. دومی پردازنده ی 80188 بود که مشابه مدل 8086 بود اما مانند مدل 8088، خطوط ارسال داده آن نصف شده بود. سومین پردازنده یعنی مدل 80286 در همان سال به بازار آمد و ویژگی های مشترک زیادی با 80186 داشت، اما مهم ترین تفاوت آن افزایش مقدار پهنای باند به 24 بیت بود که این امر به پردازنده اجازه می داد، تا 16 مگابایت حافظه را پشتیبانی نماید.

پردازنده iAPX 432

اولین پردازنده ی 32 بیتی شرکت اینتل یعنی مدل iAPX 432 در سال 1981 به بازار عرضه شد. اینتل انتظار داشت تا با استفاده از تجارب گذشته خود در تولید پردازنده های x86 ، پردازنده ای چندین برابر سریعتر از مدل های گذشته ی تولید کند اما با وجود مشکلاتی در طراحی این مدل ، به هدف خود نرسید و این پروژه با شکست مواجه شد. این پردازنده در آن زمان بسیار پیچیده به حساب می آمد و برای اولین ‌بار قابلیت ‌هایی مانند مالتی تسکینگ سخت‌افزاری و مدیریت حافظه را پشتیبانی می‌کرد و دارای سرعت کلاک ۴ تا ۸ مگاهرتز بود. یکی از دلایل شکست این مدل کمبود پهنای باند بود. با کمبود پهناد باند پردازنده با مشکل کمبود دیتا مواجه می شد و موجب می شد تا پردازنده نتواند نتیجه ی مورد انتظار را ارائه دهد. از دیگر عوامل شکست آن قیمت بالای این محصول به دلیل فرایند طولانی و پیچیده تولید بود. اینتل بعد از این شکست تولید این محصول را در سال ۱۹۸۲ متوقف کرد.

پردازنده‌ی 80286

در نهایت کمپانی اینتل در فوریه 1982محصول بی نقصی را برای رایانه های شخصی وارد بازار کرد. پردازنده‌ی 80286 نسبت به نسل قبلی خود کاملا ارتقاء یافته بود و می توان گفت که در بین محصولات اینتل این پردازنده بیشترین پیشرفت را نسبت به نسل قبلی خود داشت. از ویژگی های این محصول که آن را نسبت به دیگر محصول ها متمایز می کرد، قابلیت مدیریت حافظه، توان محاسباتی ۴ MIPS ، مدارات داخلي قوي‌تر، عملكرد چند كاره بودن (Multi Tasking)، خطوط داده 16 بيتي و خطوط آدرس 24 بیتی بود. سرعت کلاک اولین تراشه‌های 80286 حداکثر 6،4 یا 8 مگاهرتز بودند و در نسخه‌های بعدی به 12.5 مگاهرتز رسید. اين پردازنده داراي 68 پايه بود كه شامل 24 خط آدرس برای حافظه، 16 خط‌ داده و بقيه پايه‌ها جهت اعمال كنترل و زمانبندي و تغذيه بودند. همچنین با فناوری ساخت 1500 نانومتری ساخته شده و 134 هزار ترانزیستور داشت. از دیگر ویژگی های این پردازنده که موجب محبوبیت آن شد قیمت مناسب آن و مقرون‌ به‌ صرفه بودن آن بود.

پردازنده 80386

پردازنده 32 بیتی 80386 که با نام i386 نیز می شناسیم در سال 1985 معرفی شد. نسخه های اول دارای 275000 ترانزیستور بودند و از سرعت کلاک بین 16 تا 32 مگاهرتز و قدرت محاسباتی 11.4 MIPS بهره می بردند. این پردازنده در دو مدل SX و DX توسط شركت اينتل ساخته شد. اين دو پردازنده از جهت ساختار داخلي يكسان بودند و تفاوت آن‌ها در تعداد خطوط داده بود. پردازنده نوع SX با خطوط داده 16 و نوع DX با خطوط داده 32 تولید شد.
در اکتبر 1990 کمپانی اینتل پردازنده 80386SL را که در اصل یک نسخه 855000 ترانزیستوری از پردازنده 386SX بود را با ویژگی های مموری کنترلر، حافظه‌ی کش، سازگاری ISA و مدار مدیریت انرژی تولید کرد. همچنین حالت مدیریت سیستم ویژه (SMM) را به آن اضافه کرد، که در آن BIOS بدون نیاز به پشتیبانی سیستم عامل می تواند مدیریت انرژی و سایر عملکردها را با سهولت بیشتری انجام دهد. لازم به ذکر است پردازنده 386SL اولین تراشه مخصوص لپ تاپ بود. در نهایت در پایان سال 2007 تولید پردازنده های 386 متوقف شد.

پردازنده 80486

اینتل پردازنده 80486 را در سال 1989 به بازار معرفی کرد، که این محصول با نام i486 یا 486 نیز شناخته می شود. پردازنده 80486 جایگزین پردازنده 80386 با عملکردی بالاتر بود، و اولین پردازنده با معماری x86 بود که بیش از یک میلیون ترانزیستور در آن استفاده شده بود. همچنین اولین تراشه اینتل بود که از حافظه‌ کش روی بورد بهره می‌برد. این پردازنده تا سرعت کلاک 50 مگاهرتز را پشتیبانی می کرد و به طور متوسط قادر به اجرای حدود 40 میلیون دستور در ثانیه بود، همچنین با قدرت محاسباتی حداکثر 50 MIPS ، بسیار سریعتر از پردازنده های 80386 یا 80286 عمل می کرد. سری 486 در دو مدل 486DX و 486SX تولید شد. ابتدا مدل 486DX که عملکرد بالا تری نسبت به 486SX داشت و 1.2 میلیون ترانزیستور داشت وارد بازار شد، و سپس در سال 1991 مدل 486SX با سرعت 16 تا 33 مگاهرتز، با این تفاوت که کمک پردازنده‌ ی ریاضی آن غیرفعال شده بود عرضه شد.
در سال ۱۹۹۲، اینتل مدل 486DX2 را نیز تولید کرد که مشابه پردازنده 486DX بود و فقط مجهز به مدار های افزاینده سرعت بود. با سرعت کلاک ۶۶ مگاهرتز، از سرعت 2 برابر بالا تر نسبت به مدل 486DX بهره می برد. از طرفی مدل 486SX هم بروز رسانی شده و پردازنده 486SL به جهت استفاده در نوت ‌بوک‌ ها معرفی شد. در نهایت در سال 1994 مدل 486DX4 از سری پردازنده های 486 با سرعت ۱۰۰ مگاهرتز وارد بازار شد. این پردازنده از توان محاسباتی 70.7 میلیون دستور در ثانیه بهره می برد و 1.6 میلیون ترانزیستور داست.

پردازنده i860

پردازنده i860 اینتل که با عنوان 80860 نیز شناخته می شود، با ساختار پردازنده های RISC در سال 1989 ارائه شد. اینتل برای ساخت این محصول از جدید ترین و پیشرفته ترین ساختار استفاده کرد و با سر و صدا زیادی به بازار عرضه شد. اما هرگز به موفقیت تجاری نرسید و این پروژه در اواسط دهه 1990 خاتمه یافت.

در این مقاله نگاه کوتاهی به بخشی از پردازنده های اینتل داشتیم و در ادامه به پردازنده‌های پنتیوم، سلرون، اتم، زئون، ایتانیوم و سری Core i خواهیم پرداخت.