מוליכים למחצה של פיירצ'יילד (שנוסדו בשנת 1957) המציאו את המעגל המשולב הראשון בשנת 1959 שסימן את מיקרו - מעבד הִיסטוֹרִיָה. בשנת 1968 התפטרו גורדן מור, רוברט נויס ואנדרו גרוב מהמוליכים למחצה לילדים הוגנים והקימו חברה משלהם: אלקטרוניקה משולבת (אינטל). בשנת 1971 הומצא המיקרו-מעבד הראשון אינטל 4004. מיקרו מעבד ידוע גם כיחידת עיבוד מרכזית שמספרים בה ציוד היקפי על שבב יחיד. יש לו ALU (יחידת חשבון ולוגיקה), יחידת בקרה, רגיסטרים, מערכות אוטובוסים ושעון לביצוע משימות חישוביות. מאמר זה דן בסקירה כללית על תולדות המעבדים על דורותיה.

מהו מעבד מיקרו?

במחשבים או מכשירים מודרניים, המעבד הוא חלק חיוני. הוא משתמש בפונקציות של מעבד המכונה יחידת עיבוד מרכזית. במחשב, החלק אחראי לבצע הוראות המתוכנתות על גבי מעגל משולב בלבד (IC) המחבר בין מכשירי המכונה דרך התשתית החשמלית הנדרשת להחזקתם. תכנון המיקרו-מעבד משתמש בכוח עיבוד עצום בפחות מקום.

התפקיד העיקרי של המעבד הוא לבצע פעולות שונות של חשבון וכן לוגיקה כמו הוספת מספרים, חיסור, העברת מספרים מאזור לאזור אחר והערכת שני מספרים. שם חלופי של מעבד הוא מעבד, מעבד או שבב לוגי. במחשב זה עובד כמו מוח על ידי שילוב פונקציות של מעגל משולב יחיד או יחידת עיבוד מרכזית. זהו מכשיר לתכנות, המשמש לתכלית רב תכליתית.

הקלט של המעבד הוא נתונים בינאריים מעבדים נתונים אלה כדי לספק פלט בהתאם להוראות המאוחסנות בזיכרון. ניתן לבצע את עיבוד הנתונים במעבד באמצעות ה- ALU, יחידת הבקרה ומערך הרישום.

מערך הרישום מעבד את הנתונים באמצעות מספר רושמים המבצעים כמו עמדות זיכרון בעלות גישה מהירה רגעית. ניתן לטפל בזרימת הנתונים וההוראות במערכת דרך יחידת הבקרה. באופן כללי, מעבד בסיסי זקוק לאלמנטים ספציפיים בכדי לבצע פעולות מסוימות כמו רושמים, ALU (יחידת חשבון ולוגיקה), יחידת בקרה, רישום הוראות, מונה תוכנית ואוטובוס.

היסטוריית מעבד המיקרו

אדריכלות של מעבד

המיקרו-מעבד הוא חבילת IC יחידה בה מספר פונקציות שימושיות משולבות ומייצרות על שבב מוליך למחצה סיליקון יחיד. הארכיטקטורה שלה מורכבת מיחידת עיבוד מרכזית, מודולי זיכרון , אוטובוס מערכת ויחידת קלט / פלט.

אדריכלות של מעבד

אוטובוס המערכת מחבר בין היחידות השונות בכדי להקל על חילופי המידע. בנוסף, הוא מורכב מאוטובוסים של נתונים, כתובת ובקרה כדי לבצע חילופי נתונים כהלכה.

יחידת העיבוד המרכזית מורכבת מיחידת לוגיקה אריתמטית אחת או יותר (ALU), רושמים ויחידת בקרה. על פי הרישומים ניתן גם לסווג את הדורות של המעבד. מיקרו-מעבד מורכב ממטרות כלליות וסוג מיוחד של רושמים לביצוע הוראות ולאחסון הכתובת או הנתונים בזמן הפעלת התוכנית. ה- ALU מחשב את כל חשבונות כמו גם פעולות לוגיות על נתונים ומציין את גודל המיקרו-מעבדים כמו 16 סיביות או 32 סיביות.

יחידת הזיכרון מחזיקה את התוכנית כמו גם נתונים ומחולקת למעבד, זיכרון ראשוני ומשני. יחידת הכניסה והפלט מממשקת את התקני ההקלטה / פלט למיקרו-מעבד לקבלת ושליחת מידע.

מעבדים למטרות מיוחדות למעבד

מיקרו-מעבדים זמינים בעיצובים שונים המיועדים למטרה מיוחדת הכוללים את הדברים הבאים.

DSP (מעבד אותות דיגיטלי) הוא מעבד מיוחד אחד המשמש לעיבוד אותות.
GPUs (יחידות עיבוד גרפיקה) מיועדות בעיקר להצגת תמונות בזמן אמת. סוגים אחרים של מעבדים מיוחדים משמשים לראיית מכונה וכן לעיבוד הווידאו.
במערכות משובצות, מיקרו-בקרים משלבים מיקרו-מעבד המשתמש במכשירים היקפיים
מערכות SOC (מערכות על שבב) משלבות לעיתים קרובות ליבת מיקרו-בקר / מיקרו-מעבד אחת או יותר באמצעות רכיבים נוספים כמו מודמי רדיו. מודמים אלה רלוונטיים לטאבלטים, סמארטפונים וכו '.

שיקולים של מהירות וכוח

בחירת המעבד נעשית בעיקר ליישומים שונים בהתאם לגודל המילה. אם גודל המילה ארוך, הוא מאפשר לכל מחזור שעון של מעבד לבצע חישובים רבים יותר, אולם, לתקשר עם מתים גדולים יותר מבחינה פיזית באמצעות המתנה גבוהה יותר, כמו גם שימוש בהספק הפעלה, 4 סיביות, 8 סיביות או 12 נעשה שימוש נרחב במעבדי ביט במערכות משובצות מיקרו-בקרים.

ברגע שהמערכת מצפה לטפל בכמויות גדולות של נתונים אחרת צריך ממשק משתמש גמיש יותר, אז משתמשים במעבדי 16 סיביות 32 סיביות / 64 סיביות. עבור יישומי SoC או מיקרו-בקר הזקוקים לאלקטרונים בעלי הספק נמוך מאוד, ניתן לבחור במעבדים 8-סיביות / 16-סיביות במקום 32 סיביות.

כאשר חשבון 32 סיביות פועל על מעבד 8 סיביות יכול להסתיים בעוצמה עצומה, מכיוון שהמעבד חייב לבצע תוכנה באמצעות מספר הוראות.

היסטוריה מוקדמת של המעבדים

המעבד הראשון שפותח על ידי אינטל הוא אינטל 4004. לאחר כמה שנים, מגזין אלקטרוניקה פרסם מאמר בשנת 1975 על Altair ששימש את המעבד החדש דהיינו אינטל 8080. זהו מעבד דור שני. בשנת 1980 החליטה יבמ להשתמש במעבד אינטל המכונה 8088.

“סוגי מתגים חשמליים בבית ”

מעבד זה היה המחשב הראשון שהופק בהמוניו, שהיה ידוע בכינויו המחשב האישי.
כאשר אנשים התחילו להשתמש במחשבים אישיים למטרות שונות כמו יצירת גרפיקה, עיבוד מילים, מספר המעבדים בתוך התיבה הלך וגדל, אולם המעבד נותר במרכז תשומת הלב גם בימינו.

היסטוריה של דור ומעבדים

דור 1: זו הייתה התקופה שבין 1971 ל 1973 בהיסטוריה של המעבד. בשנת 1971, חברת INTEL יצרה את המעבד 4004 הראשון שיפעל במהירות שעון של 740 קילוהרץ. במהלך תקופה זו, המיקרו-מעבדים האחרים בשוק, כולל PPS-4 הבינלאומי של Rockwell, INTEL-8008 ומוליכים למחצה הלאומיים IMP-16 היו בשימוש. אבל כל אלה לא היו מעבדים תואמי TTL.

שתיים^נדדוֹר: זו הייתה התקופה שבין 1973 ל -1978 בה מיושמים מיקרו-מעבדים יעילים מאוד של 8 סיביות כמו מוטורולה 6800 ו -6801, INTEL-8085 ו- Zilog's-Z80, שהיו בין הפופולריים ביותר. בגלל המהירות המהירה במיוחד, הם היו יקרים כיוון שהתבססו על טכנולוגיית NMOS ייצור .

דור שלישי: בתקופה זו נוצרו ועוצבו מעבדי 16 סיביות באמצעות טכנולוגיית HMOS. בין השנים 1979 ל -1980 פותחו INTEL 8086/80186/80286 ומוטורולה 68000 ו -68010. המהירויות של אותם מעבדים היו טובות פי ארבעה ממעבדי הדור השני.

דור רביעי: בין השנים 1981-1995 פיתח דור זה מיקרו-מעבדים באמצעות ייצור HCMOS. INTEL-80386 ו- 68020/68030 של מוטורולה היו המעבדים הפופולריים.

דור 5: משנת 1995 ועד עכשיו דור זה מוציא מעבדים בעלי ביצועים גבוהים ומהירים המשתמשים במעבדי 64 סיביות. מעבדים כאלה כוללים מעבדי פנטיום, סלרון, כפול וארבע ליבות.

לפיכך, המעבד התפתח בכל הדורות הללו, ומעבדי הדור החמישי מייצגים התקדמות במפרט. לכן, חלק מהמעבדים מהדור החמישי של המעבדים עם המפרט שלהם מוסברים בקצרה להלן.

אינטל קלרון

אינטל סלרון הוצגה באפריל 1998. היא מתייחסת למגוון מעבדי X86 של אינטל עבור ערך מחשב אישי ס. הוא מבוסס על Pentium 2 ויכול לפעול בכל תוכנות המחשב IA-32.

אינטל קלרון

משנת 2000 ועד היום, הנה היסטוריה קצרה של המעבדים למעבדי אינטל סלרון.

שנת 2000 הציגה את הצגתם של המעבדים הבאים:

מעבד 4 אינטל Celeron (533MHz)
מעבד מעבד אינטל סלרון מובייל Feb14 (450, 500 מגה הרץ)
מעבד Intel Intel Celeron נייד מתח נמוך -19 (500 מגה-הרץ)

שנת 2001 הציגה את הצגתם של המעבדים הבאים:

3 בינואר מעבד Celeron של אינטל (800 מגה הרץ)
2 באוקטובר מעבד אינטל Celeron (1.2 ג'יגה הרץ)

שנת 2002 הציגה את הצגתם של המעבדים הבאים:

מעבד 3-אינטל Celeron (1.30 GHz)
מעבד Intel Celeron 20 בנובמבר (2.10, 2.20 GHz)

שנת 2002 הציגה את הצגתם של המעבדים הבאים:

14 בינואר: מעבד Intel Celeron נייד (2 ג'יגה הרץ)
מעבד Intel Celeron נייד מתח נמוך (866 מגה-הרץ)
12 בנובמבר: מעבד Intel Celeron נייד (2.50GHz)
מעבד Intel Celeron נייד בעל מתח נמוך במיוחד (800 מגה הרץ)

שנת 2004-2007 הציגה את הצגתם של המעבדים הבאים:

Jan4, 2004: מעבד Intel Celeron M 320 ו- 310 (1.3, 1.2 GHz)
20 ביולי 2004: מעבד Intel Celeron M מתח נמוך במיוחד 353 (900 מגה הרץ)
מרץ - מעבד Intel Celeron M 430-450 (1.73-2.0 GHz)
23 בנובמבר: מעבד D אינטל Celeron 345 (3.06 GHz)

שנת 2008 הציגה את הצגתו של המעבד הבא:

ינואר 2008 Celeron Core 2 DUO (Allendale)
במרץ 2008 שוחרר מעבד Core 2 Quad כמו Q9300 ומעבד Core 2 Quad כמו Q9450 על ידי אינטל
ב- 2 במרץ 2008 שוחרר מעבד Core 2 Duo כמו E4700 על ידי אינטל
באפריל 2008 שוחרר המעבד הראשון מסדרת Atom על ידי אינטל כמו סדרת Z5xx. מדובר במעבדי ליבה יחידה באמצעות GPU של 200 מגה הרץ.
מעבד Core 2 Duo כמו E7200 שוחרר ב -20 באפריל בשנת 2008 על ידי אינטל.
מעבד Core 2 Duo כמו E7300 שוחרר ב -10 באפריל 2008 על ידי אינטל.
כמה מעבדי Core 2 Quad כמו Q8200, Q9400 ו- Q9650 שוחררו על ידי אינטל באוגוסט 2008.
מעבד Core 2 Duo כמו E7400 שוחרר על ידי אינטל ב -19 באוקטובר 2008
מעבדי שולחן העבודה של ה- Core i7 הראשונים כמו i7-920, 7-940 ו- i7-965 שוחררו בנובמבר 2008 על ידי אינטל.
מעבד Core 2 Duo כמו E7500 שוחרר על ידי אינטל ב- 18 בינואר 2009. מעבד Core 2 Quad כמו Q8400 שוחרר על ידי אינטל באפריל 2009.
מעבד Core 2 Duo כמו E7600 שוחרר ב -31 במאי 2009 על ידי אינטל
המעבד הנייד הראשון של Core i7 כמו i7-720QM שוחרר בספטמבר 2009 על ידי אינטל
המעבד השולחני Core i5 הראשון כולל ארבע ליבות כמו i5-750 ב- 8 בספטמבר 2009, שוחרר על ידי אינטל.
מעבד Core 2 Quad כמו Q9500 שוחרר על ידי אינטל בינואר 2010.
מעבדי ה- Core הראשון של i5 כמו i5-430M ו- i5-520E שוחררו בשנת 2010 על ידי אינטל.
המעבד השולחני הראשון של Core i5 כמו i5-650 שוחרר על ידי אינטל בינואר 2010
מעבדי שולחן העבודה הראשונים של Core i3 כמו i3-530 שוחררו על ידי אינטל ב- 7 בינואר 2010
מעבדי ה- Core i3 השולחניים הראשונים כמו i3-530 ו- i3-540 שוחררו על ידי אינטל ב- 7 בינואר 2010.
המעבדים הניידים הראשונים של Core i3 כמו i3-330M ו- i3-350M שוחררו על ידי אינטל ב- 7 בינואר 2010.
המעבד השולחני הראשון של Core i7 כולל 6 ליבות כמו i3-970 שוחרר ביולי 2010.
שבעת מעבדי ה- Core i5 החדשים כולל ארבע ליבות כמו סדרת i5-2xxx פורסמו בינואר 2011.
מעבד Core i9 שולחן העבודה הראשון כמו i9-7900X שוחרר ביוני 2017.
המעבד השולחני הראשון כולל 14 ליבות כמו Core i9-7940X שוחרר בספטמבר 2017.
המעבד השולחני הראשון כולל 16 ליבות כמו Core i9-7960X שוחרר בספטמבר 2017.
המעבד השולחני הראשון כולל 18 ליבות כמו Core i9-7980X שוחרר בספטמבר 2017
המעבד הנייד הראשון של Core i9 כמו i9-8950HK שוחרר באפריל 2018 על ידי אינטל

היסטוריית המעבדים של מוטורולה

היצרנית המובילה של מיקרו-מעבדים היא מוטורולה בע'מ. מעבדים אלה משמשים בכל סוגי מחשבי Apple Macintosh עד שנת 1990 בתחנות עבודה שונות. המעבד 8 סיביות כמו 6800 שוחרר על ידי מוטורולה לאחר אינטל 8080 בשנת 1974. מעבד מוטורולה זה כולל 78 הוראות. זהו המעבד הראשון הכולל רישום אינדקס. בדרך כלל, הוא היה ארוז באריזה כפולה של 40 פינים.

המשפחות השונות של מעבדי מוטורולה עם שנים שהומצאו מפורטות להלן.

המעבד של מוטורולה 6800 שוחרר בשנת 1974.
המעבד של מוטורולה 68000 שוחרר בשנת 1979.
המעבד מוטורולה 68020 שוחרר בשנת 1984.
המעבד מוטורולה 68030 שוחרר בשנת 1987.
המעבד מוטורולה 68040 שוחרר בשנת 1991.
המעבד מוטורולה 68020 שוחרר בשנת 1993.
המעבד הכוח של מוטורולה PC 603 שוחרר בשנת 1994.
המעבד הכוח PC 604 של מוטורולה שוחרר בשנת 1994.
המעבד כוח 620 של מוטורולה שוחרר בשנת 1996.

פנטיום

פנטיום הוצג ב -2 במרץ 1993. פנטיום הצליחה להחליף את אינטל 486 ה- 4 מציין את הדור הרביעי של המיקרו-ארכיטקטורה בהיסטוריה של המעבד. פנטיום מתייחס למיקרו-מעבד יחיד ליבת x 86, המבוסס על המיקרו-אדריכלות מהדור החמישי. שמו של המעבד הזה נגזר מהמילה היוונית פנטה, שפירושה חמש.

מעבד הפנטיום המקורי הוחלף על ידי Pentium MMX בשנת 1996. למעבד זה יש אוטובוס נתונים של 64 ביט. מחזור העברה יחיד רגיל יכול לקרוא או לכתוב עד 64 ביט בכל פעם. פרץ מחזור הקריאה והכתיבה נתמך על ידי מעבדי הפנטיום. מחזורים אלה משמשים לפעולות מטמון ולהעברת 32 בתים (גודל קו המטמון של פנטיום) ב -4 שעונים. כל פעולות המטמון הן מחזורי פרץ עבור הפנטיום.

מעבד פנטיום

שנת 2000 הציגה את הצגתם של המעבדים הבאים:

20 במרץ: מעבד אינטל פנטיום III (866, 850 מגה-הרץ)
8 במרץ: מעבד אינטל פנטיום III (1GHz)
20 בנובמבר: מעבד Intel Pentium 4 (1.50, 1.40GHz)

שנת 2001 הציגה את הצגתם של המעבדים הבאים:

23 באפריל: מעבד פנטיום 4 1.7
2 ביולי: מעבד פנטיום 4 (1.80, 1.60 GHz)
27 באוגוסט: מעבד Intel Pentium 4 (2, 1.90 GHz)

שנת 2002 הציגה את הצגתם של המעבדים הבאים:

7 בינואר: מעבד אינטל פנטיום 4 (2.20, 2 GHz)
8 בינואר: מעבד Intel Pentium III לשרתים (1.40 GHz)
2 באפריל 2002: מעבד Intel Pentium 4 (2.40, 2.20 GHz)
21 בינואר: מעבד Pentium III נייד בעל מתח נמוך במיוחד- M
מעבד פנטיום III נייד מתח נמוך (866, 850 מגה-הרץ)
14 בנובמבר 2002: מעבד אינטל פנטיום 4 (3.06 ג'יגה הרץ בטכנולוגיית HT)

שנת 2003 הציגה את הצגתם של המעבדים הבאים:

מעבד Intel Pentium 4 נייד נייד (2. 40 ג'יגה הרץ)
21 במאי: מעבד Intel Pentium 4 אינטל עם הברגה יתר (2.80 C GHz, 2.60 C GHz, 2.40 C GHz)
3 בנובמבר: מהדורת מעבד Extreme Intel Pentium 4 (3.20 GHz)

שנת 20004 הציגה את הצגתם של המעבדים הבאים:

2 בפברואר 2004: מעבד אינטל פנטיום 4 (90 ננומטר) (3.40 ג'יגה הרץ, 3.20 ג'יגה הרץ, 3.0 ג'יגה הרץ, 2.80 ג'יגה הרץ)
מעבד Intel Pentium 4 Extreme Edition (0.13 מיקרון) (3.40 GHz)
7 באפריל 2004: מעבד Intel Pentium M בעל מתח נמוך במיוחד (1.10, 1.30 GHz)
15 בנובמבר 2004: Intel Pentium 4 מהדורת מעבד Extreme המהווה תמיכה בטכנולוגיית HT (3.46 GHz)

שנת 2005-06 הציגה את הצגתם של המעבדים הבאים:

מעבד Intel Pentium 4 מהדורת Extreme מהדורה התומכת בטכנולוגיית HT (3.80 GHz)
אפריל 2005: מעבד Intel Pentium Extreme Edition 840 (3.20 GHz)
שנת 2007 ו- 08 סימנה את הצגתם של המעבדים הבאים:
מעבד Intel Pentium Extreme Edition 955 (3.46 GHz)
מעבד Intel Pentium Extreme Edition 965 (3.73 GHz)

בשנת 2007, אינטל v Pro שוחרר על ידי אינטל. הטכנולוגיות העיקריות המשמשות ב- Intel v Pro הן TXT - Intel Trusted Execution Technology, VT - Intel Virtualization Technology

בשנת 2008 שוחררה Core i-Series ומעבדי הסדרה הללו הם Core i3, i5 & i7. מעבדים אלה כוללים מיקרו-אדריכלות Nehalem כמו גם תהליך הייצור של אינטל 45 ננומטר.

באותה שנה שוחרר אטום והוא תוכנן כמו מעבד להפעלת רשתות כמו גם מכשירי אינטרנט ניידים.

בשנת 2010, אינטל פרסמה HD גרפיקה, והארכיטקטורה שלה במערב בלבד השתמשה בגרפיקה מתים.

בשנת 2010 השיקה אינטל כמה אדריכלות ליבה משולבת ו- Xeon Phi

בשנת 2010, SoCs של אינטל שוחררו

בשנת 2013 שוחרר מעבד Core i-Series על ידי אינטל ויש לו מיקרו-ארכיטקטורה של Haswell בגודל 22 ננומטר. ארכיטקטורה זו הוחלפה בארכיטקטורת Sandy Bridge 2011.

קסאון

מעבד Xeon הוא מעבד פנטיום של 400 מגה הרץ מבית אינטל לשימוש בתחנות עבודה ושרתי ארגונים. מעבד זה מיועד ליישומי מולטימדיה, גרפיקה הנדסית, אינטרנט ושרתי מסדי נתונים גדולים. ההיסטוריה של המעבד כמו Xeon כוללת את הדברים הבאים.

מעבד קסאון

שנת 2000-2001 הציגה את הצגתם של המעבדים הבאים:

12 בינואר: מעבד Xeon של אינטל פנטיום III (800 מגה-הרץ)
25 בספטמבר 2001: מעבד אינטל Xeon (2 גיגה הרץ)
24 במאי: מעבד Xeon של אינטל פנטיום III (933 MegaHertz)

שנת 2002-2004 הציגה את הצגתם של המעבדים הבאים:

09 בינואר 2002: מעבד אינטל Xeon (2.20 גיגה הרץ)
12 במרץ 2002: מעבד אינטל Xeon M (1.60 גיגה הרץ)
10 במרץ 2003: מעבד אינטל Xeon 3 GHz (אוטובוס מערכת 400 מגה הרץ)
18 בנובמבר: מעבד אינטל Xeon (2.80 גיגה הרץ)
6 באוקטובר 2003: מעבד אינטל Xeon (3.20 גיגה הרץ)
2 במרץ 2004: מעבד Intel Xeon MP 3 GHz (4 MB L3 CACHE)

שנת 2005-2008 סימנה את הצגתם של המעבדים הבאים:

מרץ 2005: מעבד Intel Xeon MP (2.666 -3.666 Giga Hertz)
אוקטובר 2005: מעבד אינטל Xeon כפול ליבה (2.8 גיגה הרץ)
אוגוסט 2006: אינטל Xeon-7140M אינטל-ליבה (3.33-3.40 גיגה הרץ)

זה הכל על המעבד ההיסטוריה והפקת המעבדים מבוססי השנה מבית INTEL. כדי להימנע מלהפוך את המאמר למורכב מכדי שהקוראים יבינו, היה פטור מידע מסובך כלשהו אודות המעבדים השונים מספקים שונים. על סמך המידע שניתן כאן במאמר זה, הקוראים מוזמנים לפרסם את הצעותיהם והערותיהם לגבי הפרויקטים ב קטע ההערות המופיע להלן.

נקודות זיכוי