Procesory od początków po PIV i Athlona XP

HISTORIA PROCESORÓW

Kiedy w 1968 roku trzech inżynierów odeszło z kalifornijskiej firmy Fairchild Semiconductor i wraz z kolegą założyli Intel Corporation, nikt nie przypuszczał, że wkrótce wywołają oni prawdziwą rewolucję technologiczną. Tym bardziej, że początkowo chcieli tylko produkować i sprzedawać pamięci półprzewodnikowe. Jednak "business is business" - zamówienia kontrahentów były inne, co doprowadziło do opracowania i (w 1971 roku) wprowadzenia na rynek zestawu mikrokomputerowego 4004 - pierwszego na świecie mikroprocesora.

Zasadę działania mikroprocesora Intel opatentował jeszcze w 1969 roku, w ramach projektu zakładającego stworzenie zestawu układów scalonych dla rodziny programowalnych kalkulatorów japońskiej firmy Busicom. Gdy 4-bitowy układ 4004 ujrzał wreszcie światło dzienne był mniejszy od paznokcia (12 mm2), składał się z 2 300 tranzystorów i pracował z szybkością 108 kHz, a jego moc obliczeniowa (60 tys. operacji na sekundę) dorównywała pierwszemu - zbudowanemu w 1946 r. - komputerowi elektronicznemu (właściwie: lampowemu) ENIAC , który zajmował całą olbrzymią halę.

Intel - czując chyba "przez skórę" wagę własnego wynalazku - zdecydował się na odkupienie od japończyków za 60 tys dolarów praw do 4004, które wcześniej nieopatrznie im sprzedał. Najważniejszymi cechami mikroprocesora nie były bowiem tylko jego wielkość czy ilość tranzystorów, ale olbrzymia moc obliczeniowa, niezwykle niskie koszty produkcji i przede wszystkim możliwość dowolnego zastosowania. Zastępując olbrzymie konstrukcje mechaniczno-elektroniczne wykonywane "na miarę" (w zależności od zadań jakie miały spełniać) układy mikroprocesorowe kosztowały kilkaset (4004 w chwili wejścia na rynek kosztował 200 USD), a nie kilkanaście tysięcy dolarów i mogły obdarzyć "inteligencją" właściwie każde urządzenie. Intel docenił potęgę programowalnego krzemowego mikroprocesora i związał z nim swą przyszłość.

Pierwsze zastosowania układu 4004 były bardzo różnorodne: od kalkulatorów, sterowania światłami na skrzyżowaniach i pracą analizatorów składu krwi, aż po sterowanie sondą kosmiczną Pioneer 10 (która notabene wciąż działa :)

Wynalazek Intela poruszył rynek - chwilę po 4004 zaczęły powstawać mikroprocesory innych firm (Texas Instruments, Rockwell, Motorola) znajdujące zastosowanie w przeróżnych urządzeniach elektronicznych. Intel nie spoczął jednak na laurach, opracowując w kolejnych latach następne układy i doprowadzając za ich sprawą do zbudowania pierwszych komputerów osobistych.

W niecały rok po wyprodukowaniu układu 4004 (1972) Intel wprowadza jego następcę - 8-bitowy procesor 8008 . Został on wykorzystany do budowy pierwszych komputerów domowych, składanych samodzielnie przez elektroników hobbystów, mi. in. urządzeń noszących nazwę Mark-8 , które jednak (ze względu na bardzo ograniczoną funkcjonalność i brak zastosowań) przeszły prawie bez echa.

W 1974 roku powstaje nieco inna odmiana 8008 - mikroprocesor 8080 potrafiący adresować 64 KB pamięci i wykonujący aż 75 rozkazów. Układ posiadał już 6 000 tranzystorów i pracował z zawrotną częstotliwością 2 MHz. Rok później układ ten zostaje wykorzystany jako "mózg" komputera osobistego Altair 8800.

Jeszcze w pierwszej połowie lat 70-tych na rynku pojawiają się mikroprocesory innych firm wykorzystywane, podobnie jak układy Intela, do produkcji przeróżnych urządzeń: od sprzętu powszechnego użytku po komputery "domowe" i zastosowania profesjonalne. Wśród nich wymienić należy kości Motorola 6800.

Tymczasem główni animatorzy rynku mikroprocesorów nie zasypiają gruszek w popiele i konstruują pierwsze układy określane mianem 16-bitowych: Texas Instruments TMS 9900 (1976), AMD 2901 czy National Semiconductor IMP-16 , a w 1978 roku Intel wypuszcza pierwszy całkowicie 16-bitowy procesor - 8086 - zbudowany z 29 000 tranzystorów i pracujący z szybkością 4,77 MHz (później nawet 8 i 10 MHz). Mógł on już adresować całe 1 MB pamięci (640 kB operacyjnej plus pamięć stała i porty). Jego przerobioną wersję, wewnętrznie szesnasto-, ale zewnętrznie już tylko ośmiobitową, nazwano 8088 .

Rok później powstają kolejne 16-bitowe mikroprocesory: Motorola 68000 (nazwa od ilości tranzystorów - procesor wewnętrznie 32-bitowy, zewnętrznie 16- lub nawet w niektórych odmianach 8-bitowy) i Zilog Z-8000 , a w 1980 Intel tworzy pierwszy 32-bitowy (!) procesor iAPX 432 - około 3-krotnie wolniejszy od 8086, w zamian znacznie bardziej stabilny. W 1979 AMD konstruuje układ AMD 9511 , który można określić mianem pierwszego koprocesora.

Choć 8-bitowe mikroprocesory rozruszały cały przemysł pozwalając na miniaturyzację zaawansowanych urządzeń elektronicznych, przyspieszenie wielu prac i znaczne zwiększenie możliwości przeróżnych maszyn, to ciągle były na tyle słabe i niewydajne, że komputery budowane z ich wykorzystaniem, choć były "ucieszne" i fascynujące, służyły właściwie tylko do zabawy. Nie było też mowy ani o masowości - sprzedaż serii komputerów liczyło się w setkach, no może tysiącach sztuk - ani o dostępności - komputer należało złożyć i oprogramować samodzielnie, co było sztuką daną tylko nielicznym.