تاریخچه پردازنده های اینتل (قسمت دوم)

پردازنده‌های 376 و 386

دوران پردازنده‌های ۳۲ بیتی در سال ۱۹۸۵ با عرضه‌ی 386DX آغاز شد. هرچند اینتل پیش از این نیز پردازنده‌ای ۳۲ بیتی ساخته بود و 386DX اولین پردازنده‌ی ۳۲ بیتی به شمار نمی‌رفت، اما این پردازنده اولین CPU اینتل با معماری ۳۲ بیتی بود که توانست از لحاظ تجاری به موفقیت دست پیدا کند.

386DX با داشتن ۲۷۵ هزار ترانزیستور که با فناوری ساخت ۱۵۰۰ نانومتری ساخته شده بودند و بهره‌مندی از سرعت کلاک بین ۱۶ تا ۳۲ مگاهرتز، قدرت محاسباتی برابر با ۱۱.۴ MIPS را در اختیار مصرف‌کنندگان قرار می‌داد. کامپیوتر DESKPRO ساخت شرکت Compaq اولین محصولی بود که از پردازنده‌ی اینتل با نام تجاری ™Intel386 استفاده می‌کرد.

در سال ۱۹۸۸، اینتل پردازنده‌ی 386 خود را با فناوری ساخت ۱۰۰۰ نانومتری به روز کرد و نام 386SX را روی آن گذاشت. پردازنده‌ی جدید از باس ۱۶ بیت استفاده می‌کرد و هدف از ساخت آن استفاده در کامپیوترهای دسکتاپ پایین رده و ارزان‌قیمت بود. اگرچه 386SX کاملا تونایی محاسبات ۳۲ بیت را داشت، اما باس آن به منظور ساده سازی طرح بُرد مدار و کاهش قیمت به ۱۶ بیت محدود شده بود. علاوه بر ساده سازی باس، تنها ۲۴ پین به آدرس باس 386SX متصل شده بودند که عملاً این پردازنده را به استفاده از ۱۶ مگابایت حافظه محدود می‌کرد.

جالب است بدانید لینوس توروالدز، لینوکس را روی یک کامپیوتر مبتنی بر پردازنده‌ی 386 ساخته است. داستان هم از این قرار بوده است که وقتی لینوس متوجه شد نسخه‌ای از سیستم‌عامل ۱۶ بیتی مینیکس (MINIX) را که سفارش داده بود، با معماری ۳۲ بیتی پردازنده‌ی 386 چندان سازگار نیست، تصمیم گرفت سیستم‌عامل خودش را بنویسد!

هر دو چیپ 386SX و 386DX فاقد کمک پردازنده‌ی ریاضی بودند و به دلیل مشکلات ساخت i387، از کمک پردازنده‌ی 80287 استفاده می‌کردند.

اولین چیپ نوت‌بوک اینتل با نام 386SL در سال ۱۹۹۰ از راه رسید. طراحی این چیپ به‌شدت مجتمع و یکپارچه بود، بطوری که برای اولین‌بار حافظه‌ی کش، باس و مموری کنترلر در چیپ ادغام شده بودند. 386SL از ۸۵۵ هزار ترانزیستور با سرعت کلاک ۲۰ تا ۲۵ مگاهرتز بهره می‌برد. پردازنده‌ی 376 در سال ۱۹۸۹ و 386EX در سال ۱۹۹۴ آخرین اعضای خانواده‌ی پردازنده‌های 376/386 را تشکیل می‌دادند. هر دو این پردازنده‌ها برای استفاده در سامانه‌های نهفته (embedded systems) طراحی و ساخته شده بودند. باوجود اینکه CPU های کامپیوترهای شخصی با متداول شدن در دهه‌ی ۹۰ میلادی عملاً باعث منسوخ شدن این دو پردازنده شده بودند، اینتل به دلیل تقاضای بازار و استفاده‌ی گسترده از این چیپ‌ها در صنایع هوافضا، تا سپتامبر سال ۲۰۰۷ به تولید خانواده‌ی پردازنده‌های 80386 ادامه داد.

پردازنده‌های 486 و i860

پردازنده‌ی 486 که تحت نظر پت گلسینگر، مدیرعامل فعلی VMware ساخته شد، اینتل را وارد بزرگ‌ترین فاز رشد خود کرد. طراحی ۱۰۰۰ و ۸۰۰ نانومتری این پردازنده با نام 486DX عرضه شد و با داشتن سرعت کلاک بین ۲۵ تا ۵۰ مگاهرتز قادر بود ۴۱ میلیون دستور بر ثانیه را پردازش کند. این پردازنده همچنین اولین چیپ اینتل بود که از حافظه‌ی کش ادغام شده روی بورد تراشه بهره می‌برد؛ هرچند میزان این حافظه ۸ کیلوبایت بیشتر نبود. 486DX با داشتن ۱.۲ میلیون ترانزیستور، اولین پردازنده‌ی اینتل بود که بیش از ۱ میلیون ترانزیستور را در خود جای می‌داد. مدل پایین رده‌ی 486SX (که درواقع 486DX ای بود که کمک پردازنده‌ی ریاضی آن غیرفعال شده بود) در سال ۱۹۹۱ با سرعت ۱۶ تا ۳۳ مگاهرتز عرضه شد. برای مقایسه ™Intel486 حدود ۵۰ برابر از اولین پردازنده‌ی اینتل یعنی 4004 سریع‌تر عمل می‌کرد.

در سال ۱۹۹۲، اینتل 486DX2 (SX2) را با سرعت کلاک ۶۶ مگاهرتز به‌عنوان یک به‌روزرسانی سخت‌افزاری عرضه کرد و 486SL را نیز به‌عنوان 486SX بهینه شده برای نوت‌بوک‌ها (با سرعت ۳۳ مگاهرتز، فناوری ساخت ۸۰۰ نانومتری و ۱.۴ میلیون ترانزیستور) معرفی کرد. آخرین محصول معرفی شده در خانواده‌ی 486، پردازنده‌ی 486DX4 با سرعت ۱۰۰ مگاهرتز بود که شعار تبلیغاتی آن «راه حلی اقتصادی، برای کسانی که نمی‌خواهند پول زیادی خرج سیستم‌های پنتیوم جدید بکنند» بود. DX4 بر مبنای فناوری ساخت ۶۰۰ نانومتری ساخته شده بود و ۱.۶ میلیون ترانزیستور داشت. این پردازنده توان محاسبه‌ی ۷۰.۷ میلیون دستور در ثانیه را داشت.

اینتل در سال ۱۹۸۹ پردازنده‌ی i860 را نیز معرفی کرد تا وارد رقابت با پردازنده‌های RISC شود. i860 دومین تلاش اینتل برای معرفی یک محصول سخت‌افزاری بالارده بود. i860 و i960 هیچگاه نتوانستند به موفقیت دست پیدا کنند و در نهایت در اوایل دهه‌ی ۹۰ میلادی تولید آن‌ها متوقف شد.

پردازنده‌ی پنتیوم Pentium (P5, i586)

اولین پردازنده‌ی پنتیوم در سال ۱۹۹۳ معرفی شد. در سال ۲۰۰۵ و با معرفی پردازنده‌های سری Core شایعاتی مبنی بر اینکه ممکن است اینتل دیگر از نام پنتیوم استفاده نکند شنیده می‌شد؛ اما این نام تا به امروز توسط اینتل برای پردازنده‌هایش استفاده می‌شود.

برند پنتیوم بخش مهمی از تاریخ اینتل را به خود اختصاص می‌دهد. سیستم نام‌گذاری پنتیوم آغازی بود بر خروج اینتل از سیستم نام‌گذاری عددی روی پردازنده‌ها. بنا بر گزارش‌ها، اینتل به این دلیل به استفاده از کلمه به‌جای عدد روی آورد تا بتواند با ثبت آن به‌عنوان نام تجاری، جلوی استفاده‌ی AMD از نام‌های مشابه را بگیرد. AMD تا پیش از این نام پردازنده‌های خود را مشابه‌ها نام پردازنده‌های اینتل (مانند 286/386/486) انتخاب می‌کرد.

اولین پردازنده‌ی اینتل از سری پنتیوم با نام P5 Pentium و با سرعت ۶۰ مگاهرتز در سال ۱۹۹۳ معرفی شد. این پردازنده ۵ برابر سریع‌تر از Intel486 بود و با توانایی اجرای ۹۰ میلیون دستور در ثانیه، سرعت آن حدود ۱۵۰۰ برابر بیشتر از اولین پردازنده‌ی اینتل بود.

تا سال ۱۹۹۶ مدل‌هایی از P5 Pentium با نام P54CS و با سرعت ۲۰۰ مگاهرتز عرضه می‌شد. طراحی اولیه‌ی این پردازنده از فناوری ساخت ۸۰۰ نانومتری استفاده می‌کرد و تعداد ۳.۱ میلیون ترانزیستور را در خود جای می‌داد. این طراحی در نهایت به فناوری ساخت ۳۵۰ نانومتری و تعداد ۳.۳ میلیون ترانزیستور در سال ۱۹۹۶ ختم شد. پردازنده‌ی P55C در سال ۱۹۹۷ با مجموعه دستورالعمل‌های MMX(Multimedia Extensions) و ۴.۵ میلیون ترانزیستور در سرعت کلاک ۲۳۳ مگاهرتز معرفی شد. در این نسخه از ۳۲ کیلوبایت حافظه‌ی کش سطح ۱ (L1) نیز استفاده می‌شد.

AMD با کپی برداری مجموعه دستور العمل‌های MMX و بهبود آن‌ها، مجموعه دستورالعمل‌های خود با نام !3DNow را با پردازنده‌های K6-II خود معرفی کرد. اینتل نیز بعدها با عرضه‌ی پردازنده‌های پنتیوم III از مجموعه دستورالعمل‌های SSE رونمایی کرد. نسخه‌ای از این دستورالعمل‌ها که هم‌اکنون اکثر ما در پردازنده‌های سری Core از آن‌ها استفاده می‌کنیم، SSE4.2 است.

نسخه‌ای از پردازنده‌های Pentium MMX که مخصوص استفاده در دستگاه‌های قابل حمل بود تا سال ۱۹۹۹ تولید می‌شد و در نهایت توانست به سرعت ۳۰۰ مگاهرتز دست پیدا کند.

در سال ۱۹۹۷ اینتل شخصیت‌های مشهور BunnyPeople را معرفی کرد. این شخصیت‌ها، تکنسین‌های کوچک و رنگارنگی بودند که «پردازنده‌های اینتل را بامزه جلوه می‌دادند». شخصیت‌های BunnyPeople اینتل در تبلیغات این شرکت، مراسم رسمی معرفی محصولات جدید و فروشگاه‌های عرضه‌ی PC در سرتاسر جهان حضور داشتند.

چالش‌های اینتل در خلال سال‌های ۱۹۹۴ تا ۱۹۹۹

در طی این سال‌ها، اینتل چندین پردازنده و معماری موفق را به خانواده‌ی محصولات خود اضافه کرد، اما در این راه با مشکلاتی نیز رو‌به‌رو شد.

در سال ۱۹۹۴ یکی از اساتید دانشگاه لینکبورگ متوجه وجود یک باگ در واحد ممیز شناور (FPU) پردازنده‌های P5 Pentium شد که بسیاری از مدل‌های ابتدایی این پردازنده را تحت تأثیر قرار می‌داد. این باگ که به Pentium FDIV bug مشهور شده بود، باعث می‌شد تا پردازنده نتایج اعشاری نادرستی را در عملیات خاص ریاضی به دست بدهد. این مسئله باعث بروز مشکل در کاربردهایی مانند ریاضی و مهندسی می‌شد که در آن‌ها نتایج به‌شدت دقیق مورد نیاز است. گرچه این باگ تقریبا نادر بود، اما «مجله‌ی بایت» در آن زمان تخمین زد که حدود ۱ تا ۹ میلیون دستگاه به دلیل وجود این باگ در حال تولید نتایج غلط هستند.

در سال ۱۹۹۹ اینتل پردازنده‌های Pentium III را معرفی کرد که اولین پردازنده‌های x86 بودند که از یک شماره ID منحصر‌به‌فرد با نام PSN (Processor Serial Number) استفاده می‌کردند. اگر PSN توسط کاربر از طریق بایوس غیرفعال نمی‌شد، نرم‌افزارها به‌راحتی می‌توانستند به آن دسترسی پیدا کنند. پس از کشف این قضیه، اینتل تحت فشار گروه‌ها و سازمان‌های مختلفی از جمله پارلمان اروپا قرار گرفت. مشکل دسترسی به PSN توسط نرم‌افزارها این بود که هکرها و افرادی که قصد نظارت بر کاربران را داشتند می‌توانستند به‌راحتی کاربران را با استفاده از ID منحصر‌به‌فرد پردازنده‌ی کامپیوتر شناسایی کنند و این موضوع نقض آشکار حریم خصوصی به شمار می‌رفت. اینتل به همین دلیل ویژگی PSN را از پردازنده‌های بعدی خود حذف کرد.

پردازنده‌ی Pentium Pro (P6, i686)

در زمان عرضه، عده‌ی زیادی در مورد پردازنده‌ی پنتیوم پرو دچار سوء تفاهم شدند. بسیاری فکر می‌کردند سری پرو قرار است جایگزین سری P5 شود. اما پرو قرار بود پردازنده‌ای برای استفاده در سرورها باشد؛ درست مانند نسل‌های بعدی خود که Pentium II Xeon نام گرفتند.

باوجود تشابه نام، معماری پردازنده‌های پنتیوم پرو با پردازنده‌های پنتیوم معمولی تفاوت داشت. علاوه بر تفاوت معماری، پنتیوم پرو از آدرس باس ۳۶ بیتی استفاده می‌کرد که به آن اجازه‌ی پشتیبانی از ۶۴ گیگابایت رم را می‌داد. در بسته‌بندی این پردازنده یک قطعه که حاوی حافظه‌ی کش سریع بود نیز عرضه می‌شد.

پنتیوم پرو با استفاده از فناوری ساخت ۳۵۰ نانومتری تولید می‌شد و با داشتن ۵.۵ میلیون ترانزیستور، در سرعت‌های ۱۵۰ تا ۲۰۰ مگاهرتزی عرضه می‌شد. مهم‌ترین مورد کاربرد پنتیوم پرو استفاده در سوپرکامپیوتر ASCI Red بود. ASCI Red اولین سوپرکامپیوتری بود که سد ۱ ترافلاپ را پشت سر گذاشت.

پردازنده‌های Pentium II & Pentium II Xeon

پردازنده‌ی Pentium II مخصوص مصرف‌کننده طراحی شده و معماری آن براساس معماری نسل ششم P6 بود. پنتیوم II، اولین پردازنده‌ی اینتل بود که به‌جای ساختاری سوکتی، ظاهری شبیه ماژول‌های کارتریجی داشت. در مقایسه با P6، پنتیوم II دو میلیون ترانزیستور بیشتر داشت (در مجموع ۷.۵ میلیون ترانزیستور) و پردازش ۱۶ بیتی آن به مراتب بهتر بود. این پردازنده همچنین از مجموعه دستورالعمل‌های MMX که با عرضه‌ی پردازنده‌های پنتیوم معرفی شده بودند نیز پشتیبانی می‌کرد.

کامپیوترهای شخصی بر مبنای پردازنده‌های پنتیوم II از تکنولوژی‌های جدیدی مانند DVD پلیرها و گرافیک AGP استفاده می‌کردند و بهترین تجربه‌ی کاربری کامپیوترهای خانگی موجود را ارائه می‌دادند. پردازنده‌های پنتیوم II مخصوص کامپیوترهای قابل حمل نیز سطحی از عملکرد را برای این دستگاه‌ها ارائه می‌دادند که تا پیش از آن دست نیافتنی بود.

پنتیوم II در ابتدا با هسته‌ی ۳۵۰ نانومتری Klamath و سرعت ۲۳۳ و ۲۶۶ مگاهرتز عرضه شد. سپس هسته‌های ۲۵۰ نانومتری Deschutes با سرعت ۴۵۰ مگاهرتز در سال ۱۹۹۸ معرفی شدند. پردازنده‌های پنتیوم II مخصوص استفاده در دستگاه‌های قابل حمل از هسته‌های ۲۵۰ نانومتری Tonga و ۱۸۰ نانومتری Dixon استفاده می‌کردند.

در همان سال اینتل هسته‌های Deschutes را در پردازنده‌های Pentium II Xeon به کار گرفت و با افزایش میزان حافظه‌ی کش، پشتیبانی از دو پردازنده (dual-processor support) را نیز معرفی کرد.

مشخصات فنی کامل، بهترین قیمت CPU اینتل در فروشگاه‌های اینترنتی و مقایسه‌ی محصولات این شرکت با یکدیگر و پردازنده‌های AMD را در بخش محصولات زومیت مشاهده کنید. محصولات متنوعی از سری‌‌ Core i3، Core i5، Core i7 ، محصولات اقتصادی پنتیوم و سلرون، پردازنده‌های سرور Xeon و پرچمداران قدرتمند سری Core i9 در این بخش برای خرید و مقایسه در اختیار کاربران قرار گرفته است. 

این مطلب ادامه دارد ...