تاريخچه پردازنده هاي اينتل (قسمت دوم)

پردازنده‌هاي 376 و 386

دوران پردازنده‌هاي ۳۲ بيتي در سال ۱۹۸۵ با عرضه‌ي 386DX آغاز شد. هرچند اينتل پيش از اين نيز پردازنده‌اي ۳۲ بيتي ساخته بود و 386DX اولين پردازنده‌ي ۳۲ بيتي به شمار نمي‌رفت، اما اين پردازنده اولين CPU اينتل با معماري ۳۲ بيتي بود كه توانست از لحاظ تجاري به موفقيت دست پيدا كند.

386DX با داشتن ۲۷۵ هزار ترانزيستور كه با فناوري ساخت ۱۵۰۰ نانومتري ساخته شده بودند و بهره‌مندي از سرعت كلاك بين ۱۶ تا ۳۲ مگاهرتز، قدرت محاسباتي برابر با ۱۱.۴ MIPS را در اختيار مصرف‌كنندگان قرار مي‌داد. كامپيوتر DESKPRO ساخت شركت Compaq اولين محصولي بود كه از پردازنده‌ي اينتل با نام تجاري ™Intel386 استفاده مي‌كرد.

در سال ۱۹۸۸، اينتل پردازنده‌ي 386 خود را با فناوري ساخت ۱۰۰۰ نانومتري به روز كرد و نام 386SX را روي آن گذاشت. پردازنده‌ي جديد از باس ۱۶ بيت استفاده مي‌كرد و هدف از ساخت آن استفاده در كامپيوترهاي دسكتاپ پايين رده و ارزان‌ارزش بود. اگرچه 386SX كاملا تونايي محاسبات ۳۲ بيت را داشت، اما باس آن به منظور ساده سازي طرح بُرد مدار و كاهش ارزش به ۱۶ بيت محدود شده بود. علاوه بر ساده سازي باس، تنها ۲۴ پين به آدرس باس 386SX متصل شده بودند كه عملاً اين پردازنده را به استفاده از ۱۶ مگابايت حافظه محدود مي‌كرد.

جالب است بدانيد لينوس توروالدز، لينوكس را روي يك كامپيوتر مبتني بر پردازنده‌ي 386 ساخته است. داستان هم از اين قرار بوده است كه وقتي لينوس متوجه شد نسخه‌اي از سيستم‌عامل ۱۶ بيتي مينيكس (MINIX) را كه سفارش داده بود، با معماري ۳۲ بيتي پردازنده‌ي 386 چندان سازگار نيست، تصميم گرفت سيستم‌عامل خودش را بنويسد!

هر دو چيپ 386SX و 386DX فاقد كمك پردازنده‌ي رياضي بودند و به دليل اشكالات ساخت i387، از كمك پردازنده‌ي 80287 استفاده مي‌كردند.

اولين چيپ نوت‌بوك اينتل با نام 386SL در سال ۱۹۹۰ از راه رسيد. طراحي اين چيپ به‌شدت مجتمع و يكپارچه بود، بطوري كه براي اولين‌بار حافظه‌ي كش، باس و مموري كنترلر در چيپ ادغام شده بودند. 386SL از ۸۵۵ هزار ترانزيستور با سرعت كلاك ۲۰ تا ۲۵ مگاهرتز بهره مي‌برد. پردازنده‌ي 376 در سال ۱۹۸۹ و 386EX در سال ۱۹۹۴ آخرين اعضاي خانواده‌ي پردازنده‌هاي 376/386 را تشكيل مي‌دادند. هر دو اين پردازنده‌ها براي استفاده در سامانه‌هاي نهفته (embedded systems) طراحي و ساخته شده بودند. باوجود اينكه CPU هاي كامپيوترهاي شخصي با متداول شدن در دهه‌ي ۹۰ ميلادي عملاً باعث منسوخ شدن اين دو پردازنده شده بودند، اينتل به دليل تقاضاي بازار و استفاده‌ي گسترده از اين چيپ‌ها در صنايع هوافضا، تا سپتامبر سال ۲۰۰۷ به توليد خانواده‌ي پردازنده‌هاي 80386 ادامه داد.

پردازنده‌هاي 486 و i860

پردازنده‌ي 486 كه تحت انديشه متخصصين پت گلسينگر، مديرعامل فعلي VMware ساخته شد، اينتل را وارد بزرگ‌ترين فاز رشد خود كرد. طراحي ۱۰۰۰ و ۸۰۰ نانومتري اين پردازنده با نام 486DX عرضه شد و با داشتن سرعت كلاك بين ۲۵ تا ۵۰ مگاهرتز قادر بود ۴۱ ميليون دستور بر ثانيه را پردازش كند. اين پردازنده همچنين اولين چيپ اينتل بود كه از حافظه‌ي كش ادغام شده روي بورد تراشه بهره مي‌برد؛ هرچند ميزان اين حافظه ۸ كيلوبايت بيشتر نبود. 486DX با داشتن ۱.۲ ميليون ترانزيستور، اولين پردازنده‌ي اينتل بود كه بيش از ۱ ميليون ترانزيستور را در خود جاي مي‌داد. مدل پايين رده‌ي 486SX (كه درواقع 486DX اي بود كه كمك پردازنده‌ي رياضي آن غيرفعال شده بود) در سال ۱۹۹۱ با سرعت ۱۶ تا ۳۳ مگاهرتز عرضه شد. براي مقايسه ™Intel486 حدود ۵۰ برابر از اولين پردازنده‌ي اينتل يعني 4004 سريع‌تر عمل مي‌كرد.

در سال ۱۹۹۲، اينتل 486DX2 (SX2) را با سرعت كلاك ۶۶ مگاهرتز به‌عنوان يك به‌روزرساني سخت‌افزاري عرضه كرد و 486SL را نيز به‌عنوان 486SX بهينه شده براي نوت‌بوك‌ها (با سرعت ۳۳ مگاهرتز، فناوري ساخت ۸۰۰ نانومتري و ۱.۴ ميليون ترانزيستور) معرفي كرد. آخرين محصول معرفي شده در خانواده‌ي 486، پردازنده‌ي 486DX4 با سرعت ۱۰۰ مگاهرتز بود كه شعار تبليغاتي آن «راه حلي اقتصادي، براي كساني كه نمي‌خواهند پول زيادي خرج سيستم‌هاي پنتيوم جديد بكنند» بود. DX4 بر مبناي فناوري ساخت ۶۰۰ نانومتري ساخته شده بود و ۱.۶ ميليون ترانزيستور داشت. اين پردازنده توان محاسبه‌ي ۷۰.۷ ميليون دستور در ثانيه را داشت.

اينتل در سال ۱۹۸۹ پردازنده‌ي i860 را نيز معرفي كرد تا وارد رقابت با پردازنده‌هاي RISC شود. i860 دومين تلاش اينتل براي معرفي يك محصول سخت‌افزاري بالارده بود. i860 و i960 هيچگاه نتوانستند به موفقيت دست پيدا كنند و در نهايت در اوايل دهه‌ي ۹۰ ميلادي توليد آن‌ها متوقف شد.

پردازنده‌ي پنتيوم Pentium (P5, i586)

اولين پردازنده‌ي پنتيوم در سال ۱۹۹۳ معرفي شد. در سال ۲۰۰۵ و با معرفي پردازنده‌هاي سري Core شايعاتي مبني بر اينكه ممكن است اينتل ديگر از نام پنتيوم استفاده نكند شنيده مي‌شد؛ اما اين نام تا به امروز توسط اينتل براي پردازنده‌هايش استفاده مي‌شود.

برند پنتيوم بخش مهمي از تاريخ اينتل را به خود اختصاص مي‌دهد. سيستم نام‌گذاري پنتيوم آغازي بود بر خروج اينتل از سيستم نام‌گذاري عددي روي پردازنده‌ها. بنا بر گزارش‌ها، اينتل به اين دليل به استفاده از كلمه به‌جاي عدد روي آورد تا بتواند با ثبت آن به‌عنوان نام تجاري، جلوي استفاده‌ي AMD از نام‌هاي مشابه را بگيرد. AMD تا پيش از اين نام پردازنده‌هاي خود را مشابه‌ها نام پردازنده‌هاي اينتل (مانند 286/386/486) انتخاب مي‌كرد.

اولين پردازنده‌ي اينتل از سري پنتيوم با نام P5 Pentium و با سرعت ۶۰ مگاهرتز در سال ۱۹۹۳ معرفي شد. اين پردازنده ۵ برابر سريع‌تر از Intel486 بود و با توانايي اجراي ۹۰ ميليون دستور در ثانيه، سرعت آن حدود ۱۵۰۰ برابر بيشتر از اولين پردازنده‌ي اينتل بود.

تا سال ۱۹۹۶ مدل‌هايي از P5 Pentium با نام P54CS و با سرعت ۲۰۰ مگاهرتز عرضه مي‌شد. طراحي اوليه‌ي اين پردازنده از فناوري ساخت ۸۰۰ نانومتري استفاده مي‌كرد و تعداد ۳.۱ ميليون ترانزيستور را در خود جاي مي‌داد. اين طراحي در نهايت به فناوري ساخت ۳۵۰ نانومتري و تعداد ۳.۳ ميليون ترانزيستور در سال ۱۹۹۶ ختم شد. پردازنده‌ي P55C در سال ۱۹۹۷ با مجموعه دستورالعمل‌هاي MMX(Multimedia Extensions) و ۴.۵ ميليون ترانزيستور در سرعت كلاك ۲۳۳ مگاهرتز معرفي شد. در اين نسخه از ۳۲ كيلوبايت حافظه‌ي كش سطح ۱ (L1) نيز استفاده مي‌شد.

AMD با كپي برداري مجموعه دستور العمل‌هاي MMX و بهبود آن‌ها، مجموعه دستورالعمل‌هاي خود با نام !3DNow را با پردازنده‌هاي K6-II خود معرفي كرد. اينتل نيز بعدها با عرضه‌ي پردازنده‌هاي پنتيوم III از مجموعه دستورالعمل‌هاي SSE رونمايي كرد. نسخه‌اي از اين دستورالعمل‌ها كه هم‌اكنون اكثر ما در پردازنده‌هاي سري Core از آن‌ها استفاده مي‌كنيم، SSE4.2 است.

نسخه‌اي از پردازنده‌هاي Pentium MMX كه مخصوص استفاده در دستگاه‌هاي قابل حمل بود تا سال ۱۹۹۹ توليد مي‌شد و در نهايت توانست به سرعت ۳۰۰ مگاهرتز دست پيدا كند.

در سال ۱۹۹۷ اينتل شخصيت‌هاي مشهور BunnyPeople را معرفي كرد. اين شخصيت‌ها، تكنسين‌هاي كوچك و رنگارنگي بودند كه «پردازنده‌هاي اينتل را بامزه جلوه مي‌دادند». شخصيت‌هاي BunnyPeople اينتل در تبليغات اين شركت، مراسم رسمي معرفي محصولات جديد و فروشگاه‌هاي عرضه‌ي PC در سرتاسر جهان حضور داشتند.

چالش‌هاي اينتل در خلال سال‌هاي ۱۹۹۴ تا ۱۹۹۹

در طي اين سال‌ها، اينتل چندين پردازنده و معماري موفق را به خانواده‌ي محصولات خود اضافه كرد، اما در اين راه با اشكالاتي نيز رو‌به‌رو شد.

در سال ۱۹۹۴ يكي از اساتيد دانشگاه لينكبورگ متوجه وجود يك باگ در واحد مميز شناور (FPU) پردازنده‌هاي P5 Pentium شد كه بسياري از مدل‌هاي ابتدايي اين پردازنده را تحت تأثير قرار مي‌داد. اين باگ كه به Pentium FDIV bug مشهور شده بود، باعث مي‌شد تا پردازنده نتايج اعشاري نادرستي را در عمليات خاص رياضي به دست بدهد. اين مسئله باعث بروز اشكال در متخصصدهايي مانند رياضي و مهندسي مي‌شد كه در آن‌ها نتايج به‌شدت دقيق مورد نياز است. گرچه اين باگ تقريبا نادر بود، اما «مجله‌ي بايت» در آن زمان تخمين زد كه حدود ۱ تا ۹ ميليون دستگاه به دليل وجود اين باگ در حال توليد نتايج غلط هستند.

در سال ۱۹۹۹ اينتل پردازنده‌هاي Pentium III را معرفي كرد كه اولين پردازنده‌هاي x86 بودند كه از يك شماره ID منحصر‌به‌فرد با نام PSN (Processor Serial Number) استفاده مي‌كردند. اگر PSN توسط متخصص از طريق بايوس غيرفعال نمي‌شد، نرم‌افزارها به‌راحتي مي‌توانستند به آن دسترسي پيدا كنند. پس از كشف اين قضيه، اينتل تحت فشار گروه‌ها و سازمان‌هاي مختلفي از جمله پارلمان اروپا قرار گرفت. اشكال دسترسي به PSN توسط نرم‌افزارها اين بود كه هكرها و افرادي كه قصد نظارت بر متخصصان را داشتند مي‌توانستند به‌راحتي متخصصان را با استفاده از ID منحصر‌به‌فرد پردازنده‌ي كامپيوتر شناسايي كنند و اين موضوع نقض آشكار حريم خصوصي به شمار مي‌رفت. اينتل به همين دليل ويژگي PSN را از پردازنده‌هاي بعدي خود حذف كرد.

پردازنده‌ي Pentium Pro (P6, i686)

در زمان عرضه، عده‌ي زيادي در مورد پردازنده‌ي پنتيوم پرو دچار سوء تفاهم شدند. بسياري فكر مي‌كردند سري پرو قرار است جايگزين سري P5 شود. اما پرو قرار بود پردازنده‌اي براي استفاده در سرورها باشد؛ درست مانند نسل‌هاي بعدي خود كه Pentium II Xeon نام گرفتند.

باوجود تشابه نام، معماري پردازنده‌هاي پنتيوم پرو با پردازنده‌هاي پنتيوم معمولي تفاوت داشت. علاوه بر تفاوت معماري، پنتيوم پرو از آدرس باس ۳۶ بيتي استفاده مي‌كرد كه به آن اجازه‌ي همراهي از ۶۴ گيگابايت رم را مي‌داد. در بسته‌بندي اين پردازنده يك قطعه كه حاوي حافظه‌ي كش سريع بود نيز عرضه مي‌شد.

پنتيوم پرو با استفاده از فناوري ساخت ۳۵۰ نانومتري توليد مي‌شد و با داشتن ۵.۵ ميليون ترانزيستور، در سرعت‌هاي ۱۵۰ تا ۲۰۰ مگاهرتزي عرضه مي‌شد. مهم‌ترين مورد متخصصد پنتيوم پرو استفاده در سوپركامپيوتر ASCI Red بود. ASCI Red اولين سوپركامپيوتري بود كه سد ۱ ترافلاپ را پشت سر گذاشت.

پردازنده‌هاي Pentium II & Pentium II Xeon

پردازنده‌ي Pentium II مخصوص مصرف‌كننده طراحي شده و معماري آن براساس معماري نسل ششم P6 بود. پنتيوم II، اولين پردازنده‌ي اينتل بود كه به‌جاي ساختاري سوكتي، ظاهري شبيه ماژول‌هاي كارتريجي داشت. در مقايسه با P6، پنتيوم II دو ميليون ترانزيستور بيشتر داشت (در مجموع ۷.۵ ميليون ترانزيستور) و پردازش ۱۶ بيتي آن به مراتب بهتر بود. اين پردازنده همچنين از مجموعه دستورالعمل‌هاي MMX كه با عرضه‌ي پردازنده‌هاي پنتيوم معرفي شده بودند نيز همراهي مي‌كرد.

كامپيوترهاي شخصي بر مبناي پردازنده‌هاي پنتيوم II از تكنولوژي‌هاي جديدي مانند DVD پليرها و گرافيك AGP استفاده مي‌كردند و بهترين تجربه‌ي متخصصي كامپيوترهاي خانگي موجود را ارائه مي‌دادند. پردازنده‌هاي پنتيوم II مخصوص كامپيوترهاي قابل حمل نيز سطحي از عملكرد را براي اين دستگاه‌ها ارائه مي‌دادند كه تا پيش از آن دست نيافتني بود.

پنتيوم II در ابتدا با هسته‌ي ۳۵۰ نانومتري Klamath و سرعت ۲۳۳ و ۲۶۶ مگاهرتز عرضه شد. سپس هسته‌هاي ۲۵۰ نانومتري Deschutes با سرعت ۴۵۰ مگاهرتز در سال ۱۹۹۸ معرفي شدند. پردازنده‌هاي پنتيوم II مخصوص استفاده در دستگاه‌هاي قابل حمل از هسته‌هاي ۲۵۰ نانومتري Tonga و ۱۸۰ نانومتري Dixon استفاده مي‌كردند.

در همان سال اينتل هسته‌هاي Deschutes را در پردازنده‌هاي Pentium II Xeon به كار گرفت و با افزايش ميزان حافظه‌ي كش، همراهي از دو پردازنده (dual-processor support) را نيز معرفي كرد.

مشخصات متخصص كامل، بهترين ارزش CPU اينتل در فروشگاه‌هاي اينترنتي و مقايسه‌ي محصولات اين شركت با يكديگر و پردازنده‌هاي AMD را در بخش محصولات اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران مشاهده كنيد. محصولات متنوعي از سري‌‌ Core i3، Core i5، Core i7 ، محصولات اقتصادي پنتيوم و سلرون، پردازنده‌هاي سرور Xeon و پرچمداران قدرتمند سري Core i9 در اين بخش براي خريد و مقايسه در اختيار متخصصان قرار گرفته است. 

اين مطلب ادامه دارد ...