16 comments

Istoria procesoarelor Intel

by on 12/04/2015
 

Fondata in anul 1968 in data de 18 Iulie, Intel Corporation punea pe atunci bazele procesoarelor pe care le folosim astazi. Intel a „inventat” procesoarele pe arhitectura x86, iar aceasta arhitectura este folosita si astazi, in PC-urile noastre. Pe langa procesoare, acestia au mai fabricat pana in anul 1981 memorii SRAM si DRAM. Primul procesor „comercial” a fost lansat in anul 1971. Pana in anul 1990 Intel a investit extrem de mult in dezvoltarea procesoarelor. Procesoarele au avut o evolutie extrem de rapida, iar in acest articol va prezentam istoria acestora incepand cu anul 1971 pana in prezent.

Intel 4004 este primul procesor comercial fabricat de catre Intel, si acesta a fost produs pana in anul 1981. Procesorul avea 16 pini iar baza era din ceramica, rula la frecvente intre 108KHz si 740KHz. Procesorul integra 2300 de tranzistori, iar procesul de fabricare era pe 10000nm (!) sau mai simplu, 100μm. Procesorul era pe 4 biti si putea executa 92600 de instructiuni pe secunda sau 1200 de calcule pe secunda . Desi acesta a fost produs pe o perioada de 10 ani, din 1971 pana in 1981, in anul 1972 primise deja un inlocuitor. Intel 8008 era un procesor pe 8 bit care rula la o frecventa de la 0.5MHz pana la 0.8MHz si integra 3500 de tranzistori, iar in anul 1974 acesta a fost inlocuit cu Intel 8080, care integra 4500 de tranzistori care rulau la o frecventa de 2MHz, procesul de fabricare al acestuia fiind pe 6000nm. Intel 8080 a fost integrat in calculatorul Altair 8800, iar pretul pentru acestui stramos al PC-urilor moderne era de 300$ in anul 1974. Daca socotim inflatia pana in anul 2014, acel calculator ar valora echivalentul a 1400$ acum.

intel-4004-8008-8080

In anul 1978 Intel a lansat pe piata primul procesor pe 16 bit. Acest procesor este considerat ca fiind inceputul erei procesoarelor x86. Intel 8086 este cunoscut si sub numele de iAPX 86, avea 29000 de tranzistori, iar procesul de fabricare era pe 3000nm. Procesorul rula la frecvente de la 5MHz pana la 10MHz, avea 40 de pini iar primul PC in care a fost folosit este IBM PS/2. Procesorul a fost clonat de catre Uniunea Sovietica sub numele de KP1810BM86, de unde rezulta ca in interiorul companiei erau spioni:). In anul 1979 pe data de 1 Iulie, Intel a lansat modelul 8088, integrat  pentru prima data in calculatorul IBM 5150. Intel 8088 rula la o frecventa intre 5MHz si 8MHZ si avea un bus pe 8 bit spre deosebire de 8086 care era pe 16 bit. Pretul acestui procesor a fost la lansare de 124.8$, iar daca socotim inflatia pana in zilele noastre, acest ar costa acum 400$. In anul 1982 Intel a lansat procesorul 80186, care avea la baza modelul 8086, dar era construit folosind un proces de fabricatie de 2000nm si putea depasi 1 MIPS (million instructions per second) la o frecventa de 6MHz spre deosebire de 8086 care avea 0.75 MIPS la 10MHz, iar frecventa maxima a lui 80186 era de 25MHz. Intel 80186 a fost integrat in calculatorul Tandy 2000.

intel-8086-8088-80186
Lansarea procesorului iPAX 432 in anul 1981 a fost un hype, acesta fiind primul procesor pe 32 bit. Noul design pe 32 bit avea integrata functia de multi tasking si management de memorie. Procesorul a fost destinat calculatoarelor high end, dar din pacate procesorul nu a avut succes desi aducea pe piata o tehnologie revolutionara pentru acea perioada. Problema era cauzata in primul rand de frecventele foarte mici la care acesta putea rula si costul de productie ridicat. Frecventa de baza era de 4MHz cu un maxim de 8MHz. Ca si utilizare acesta era mult mai incet decat Intel 80286, si din aceasta cauza proiectul a fost inchis in anul 1982. In proiectul original iPAX 432 trebuia sa ruleze la o frecventa de 10MHz in momentul lansarii.
iPAX-432

 

In anul 1982 Intel a lansat procesorul 80286 cunoscut sub numele de Intel 286 sau iPAX 286. Acest procesor a ramas in istorie ca fiind cel mai mare salt de performanta fata de generatia precedenta. Intel 80286 putea rula la frecvente de 25MHz si avea o performanta de 4 milioane de instructiuni pe secunda spre deosebire de modelul anterior care aveam doar 1 milion de instructiuni pe secunda. Procesorul a fost integrat in calculatorul IBM-PC AT si in clonele de AT. Procesul de fabricare a fost scazut la 1500nm si integra 134000 de tranzistori, cu mult peste predecesorul sau care avea 29000 de tranzistori. Pe langa faptul ca Intel 80286 era foarte performant, acesta era eficient si din punct de vedere al costului productiei, si a pastrat acest record pana in anul 2007, an in care Intel a lansat seria Atom.

 

intel-80286-286

 

1985 este anul in care Intel a deschis cu adevarat portiile catre era pe 32 bit cu modelul 386DX. Acesta era produs pe 1500nm si integra 275000 de tranzistori, frecventa de baza era de 16MHz dar putea ajunge pana la 33MHz. Multi dintre voi probabil il cunosc foarte bine, si inca mai poate fi gasit in unele scoli din Romania 🙂 La frecventa maxima acesta executa 11.4 milioane instructiuni pe secunda. Procesorul Intel 386 a fost fabricat pana in anul 2007, cam ciudat nu credeti? La doi ani dupa aceea, in anul 1988, pe pe piata a aparut modelul 386SX, si desi era mai nou si era fabricat pe 1000nm, acesta avea un bus pe 16 bit, si era destinat sistemelor desktop low end. Desi Intel 386SX avea un bus intern de 32 bit, acesta a fost taiat la 16 bit pentru a simplifica circuitul placii pe care acesta era integrat. Procesorul avea doar 24 de pini conectati la bus, iar acest lucru limita cantitatea de RAM la maxim 16MB. Atat modelul 386DX cat si 386SX duceau lipsa unui coprocesor matematic, asadar tot Intel 80278 a ramas in top pana la aparitia lui 80387. Intel a lansat in anul 1990 modelul 386SL, dedicat laptop-urilor. Procesorul integra memoria cache si controllerul de memorie. Procesorul dispunea de 855000 tranzistori iar frecventa era de la 20MHz pana la 25MHz.

intel-386-sl-dx-sx

 

Intel 486 este un alt procesor celebru, care de asemenea inca se mai regaseste prin calculatoarele scolilor din Romania. Pat Gelsinger este unul dintre „arhitectii” care au lucrat la conceperea acestui procesor. Gelsinger a demisionat in anul 2009 de la Intel pentru a se alatura companiei EMC iar in anul 2012 a devenit CEO la VMware. Tot in acel an analistii speculau ca va fi succesorul lui Steve Ballmer, fostul CEO Microsoft, dar se pare ca nu a fost asa, actualul CEO Microsoft fiind Satya Nadella, care a preluat functia in anul 2014. Fabricat in anul 1989, procesorul 486 a fost fabricat pe 1000nm si 800nm. Modelul fabricat pe 800nm a fost numit 486DX, acesta avea o frecventa minima de 25MHz si una maxima de 50MHz. Cu un total de 1.2 milioane de tranzistori procesorul era capabil de 41 milioane de operatiuni pe secunda. Modelul low end, Intel 486SX avea oprit co-procesorul matematic si rula la o frecventa minima de 16MHz si una maxima de 33MHz. In anul 1992 intal a lansat o versiune actualizata a lui 486 sub numele de 486DX2 care rula la 66MHz si 486SL care rula la maxim 33MHz. Ultima versiune a lui 486 a fost 486DX4, care putea ajunge la o frecventa de 100MHz, si a fost destinat celor care nu doreau sa cheltuiasca prea mult pe un calculator. 486DX4 era fabricat pe 600nm si integra 1.6 milioane de tranzistori care puteau executa 70.7 milioane instructiuni pe secunda. Desi ultima varianta a fost actualizata in anul 1994, acesta a fost fabricat pana in anul 2007.

intel-486-486dx2-486dx4-486sl

Am ajuns in anul 1993, anul in care Intel lansa primul procesor Pentium. Intel P5 Pentium a fost fabricat pe 800nm si ingloba 3.1 milioane de tranzistori. Numarul tranzistorilor a crescut la 3.3 milioane in 1996, cand acesta a fost fabricat pe 350nm. Ca si frecventa, acesta lucra la 60MHz dar a ajuns pana la 200MHz, odata cu modelul din 1996. In 1997 a fost lansata inca o versiune actualizata, Intel P55C, primul procesor care recunoastea instructiunile MMX. P55C avea 4.5 milioane de tranzistori si o frecventa de 233MHz. De asemena Pentium a fost disponibil si pentru laptopuri, si se numea Pentium MMX; procesorul rula la 300MHz iar productia sa a durat pana in anul 1999. Numele Pentium provine din cuvantul Grec pente, care inseamna cinci. Procesoarele sub brandul Pentium se fabrica si astazi. Din pacate Intel P5 Pentium a avut un defect din fabrica: in anul 1994 un profesor de la colegiul Lynchburg a descoperit o problema, mai exact un bug care afecta aceasta serie. Bug-ul a fost numit Pentium FDIV, si afecta unitatea de calcul a procesorului, acesta returnand zecimale incorecte in operatiuni de impartire, un lucru care nu se putea admite in domeniul matematicii si al ingineriei, unde sunt necesare rezultate exacte. Intel si-a asumat gresala si a reparat-o in seriile urmatoare.

intel-pentium-p5

Intel Pentium Pro a fost un procesor care ar fi trebuit sa inlocuiasca seria P5, dar acesta a fost in realitate fabricat pentru a fi folosit pe servere sau statii de lucru, arhitectura acestuia fiind diferita de seriile Pentium. Pentium Pro avea un bus pe 36 bit si suporta un maxim de 64GB RAM. Pentium Pro a fost fabricat pe 350nm si incorpora 5.5 milioane de tranzistori, viteza lui era de 150MHz dar variantele din 1998 ajungeau pana la 200MHz. Acesta a fost fabricat din anul 1995 pana in anul 1998. Pentium 2 a fost lansat in anul 1997. Acesta avea 7.5 milioane de tranzistori si o frecventa de baza de 233MHz si de maxim 450MHz. Procesorul a fost fabricat pana in anul 1999 cand a fost inlocuit de Pentium 3. Pentium 2 a fost un procesor adresat consumatoriilor, si era bazat pe arhitectura lui Pentium Pro. Pentium 2 Overdrive a fost lansat in anul 1998 ca si actualizare la Pentium Pro. Acesta era fabricat pe 250nm si rula la o frecventa maxima de 450MHz. Intel Celeron a fost lansat in anul 1998.

intel-pentium-pro

 

Seria Celeron era destinata consumatorilor low end care nu aveau nevoie de o putere de calcul prea mare. Primul model din seria Celeron a fost fabricat pe 250nm si ingloba 19 milioane de tranzistori. Frecventa era atunci de 266MHz, si ajunge pana la 3.6GHz in momentul de fata. Intel Pentium 3 a fost primul procesor care avea alaturi de un ID number si un PSN ( Processor Serial Number). Acest PSN putea fi accesat de catre softurile instalate pe calculator, daca acesta nu era oprit din BIOS, iar Parlamentul European a acuzat compania Intel ca supravegheaza lumea, mai ales ca acel PSN era inregistrat si pe factura la achizitia procesorului. PSN-ul a fost scos incepand cu seriile Tualatin. Pentium 3  s-a fabricat pana in anul 2003, iar frecventa maxima a ultimului model a ajuns la 1.4GHz. Intel a intrat in razboiul gigahertzilor importiva AMD cu acest model.

Tualatin a fost rivalul cu care se batea AMD Athlon. In anul 2000 Intel a lansat Pentium 4. Aceasta perioada a fost cea mai dramatica din istoria Intel. Nucleul Willamette era fabricat pe 180nm, integra 42 milioane de tranzistori si era bazat pe arhitectura Netburst. Aceasta arhitectura urma sa depaseaza viteza de 2GHz. Din pacate arhitectura avea un consum de curent extrem de mare si degaja foarte multa caldura. In momentul lansarii procesorul bazat pe Netburst, acesta avea o frecventa de 1.3GHz. Aceasta frecventa a fost crescuta odata cu lansarea nucleului  Northwood, la 2.2GHz in anul 2002 si la 3.8GHz in anul 2005, cand a fost lansat nucleul Prescott pe 90nm. Prima varianta de Intel Extreme a fost bazata pe un nucleu Gallatin si a fost lansata in anul 2003. Cu timpul, seria Pentium 4 a evolutat, si a primit in premiera si functia de Hyperthreading, care era initial disponibila doar pe procesoarele de server. Pentium D este primul dual core produs de catre Intel.

intel-pentium-4

Acesta are la baza tot arhitectura Netburst, si primul  procesor din aceasta serie a fost D 800, bazat pe nucleul Smithfield, care era compus din doua nuclee Northwood. Imediat el a fost lasat in urma dupa lansarea lui Presler, primul nucleu fabricat pe 65nm. In acelasi timp Intel a lansat si variante Extreme pentru aceste procesoare. Ele puteau ajunge pana la 3.73GHz si aveau un TDP de 130Watt. Nucleul Smithfield incorpora 230 milioane de tranzistori iar Prescott 376 milioane. Procesoarele dual core  erau capabile de un multi tasking avansat, si se descurcau excelent in conversii video, randari, editari audio video etc… dar la inceput a fost o problema de optimizare a aplicatiilor, aplicatii care cu greu au evoluat si au inceput sa foloseasca corect acele nuclee. Problema cu aceste optimizari se regaseste si in zilele noastre. Anul trecut brandul Pentium a implinit 20 de ani, iar Intel a lansat modelul G3258. Acest procesor este un dual core care in premiera are multiplicatorul deblocat, acesta avand posibilitatea de a fi overclockat pana la 4.7GHz!

Core 2 Duo este seria care a avut un impact foarte mare in cresterea performantei, spre deosebire de predecesori. Primul Core 2 Duo a fost bazat pe arhitectura Conore fabricata pe 65nm, iar in anul 2006 Intel recastiga terenul pierdut in fata AMD. Conroe a fost lansat in mai multe versiuni, cea mai slaba rula la 1.2GHz iar cea mai puternica ajungea la 3GHz. In anul 2008 nucleul a fost actualizat la 45nm si a primit numele de Penryn si Yorkfield pentru variantele quad core. Intel a incercat sa „micsoreze” procesul de fabricare la fiecare doi ani, si odata cu Core 2 Duo a fost introdus modelul Tik-Tok. Tik inseamna ca o varianta de nucleu va fi mult mai performanta decat varianta anterioara iar Tok inseamna ca varianta va fi slaba in performante, spre deosebire de varianta precedenta.

intel-core-2-duo

In anul 2008 Intel a lansat arhitectura Nehalem, si asa au luat nastere primele procesoare i3, i5 si i7. Arhitectura era bazata pe 45nm dar ulterior a fost actualizata sub numele de Westmere in 2010, si era fabricata pe 32nm. Westmare a fost baza pentru toate seriile Intel Xeon, Celeron si Pentium. Westmere a putut fi scalat pana la opt nuclee si integra 2.3 miliarde de tranzistori la o fracventa de 3.33GHz. In anul 2011 si-a facut aparitia Sandy Bridge pe 32nm iar in 2012 a primit o actualizare la 22nm prin arhitectura Haswell. Anul acesta apare Intel Skylake pe 14nm, si conform modelului Tik-Tok, acesta este Tok, adica performanta nu va fi prea grozava prin comparatie cu Haswell, dar oricum peste 6 luni ar urma sa apara un nou procesor pe alt socket.

intel-core-i7

Cam atat pana in acest moment. Speram ca v-a placut acesta scurta istorie, o istorie care in scoala nu se preda :). Cel putin pe vremea mea, daca s-ar fi predat asa ceva la scoala as fi fost foarte incantat. In articol am omis cateva lucruri, precum Intel Xeon Phi, grafica integrata in CPU sau legea lui Moore, dar despre aceste lucruri vom discuta separat in alte articole. In functie de aprecieriile voastre vom continua (sau nu) cu astfel articole, si despre alte componente sau… companii 🙂

 

 

 

 

comments
 
Leave a reply »

 
  • 12/04/2015 at 14:14

    Foarte tare, un articol ce merita un share . Deja astept urmatorul articol despre grafica integrata sau legile lui Moore ! Bravo !

    Răspunde

  • Cipri
    12/04/2015 at 14:23

    Foarte bun articolul; am avut ce sa descopar 😉 Le astept si pe celelalte despre grafica integrata si legile lui Moore! 😉 Mult succes in continuare

    Răspunde

  • Adrian
    12/04/2015 at 14:27

    Felicitari pentru articol! Mi-a facut placere sa-l citesc.

    Răspunde

  • vali
    12/04/2015 at 15:28

    super frumos istoria procesoarelor, eu zic sa numai astepti dupa noi si faci cat mai multe articole referitoare la procesoare placi video, companii si daca poti sa faci si o scurta istorie a procesoarelor celor de la amd, bafta la munca in continuare, vam salutat

    Răspunde

  • Vasy
    12/04/2015 at 16:25

    as vrea sa faceti si la AMD asteptam articolul 😉

    Răspunde

  • Dragos Sandulescu
    12/04/2015 at 17:22

    faceti si cu AMD
    si cu Nvidia
    astea ar fii si ele interesante 🙂

    Răspunde

  • alex
    12/04/2015 at 20:19

    Foarte interesant!

    Răspunde

  • David Dumitrescu
    12/04/2015 at 21:54

    Faceti si cu AMD, ar fi super

    Răspunde

  • Turcu Dan
    12/04/2015 at 23:26

    Genial, ar trebui sa faceti mai multe articole de acest gen.

    Răspunde

  • MGE
    13/04/2015 at 03:36

    Frumos articol si foarte interesant dar este eronat in cateva locuri. In primul rand Ivy bridge este succesorul pe 22nm al lui Sandy bridge si nu Haswell. Tick-ul reprezinta o reducere a dimensiunii procesului de fabricatie (32 nm Sandy, 22nm Ivy) si implicit a consumului de energie pentru aceeasi performanta (se pot adauga instructiuni noi sau mari frecventele cu cateva sute de mhz dar nimic spectaculos din punct de vedere a performantelor). Tock-ul reprezinta o actualizare a arhitecturii si ca urmare o crestere a performantei substantiala (teoretic dar din cauza ca AMD a cam ramas in urma in ultimii ani iar Intel practic detine monopolul in sectorul high end, isi permit sa mai „traga matza de coada”, exemplu: Haswell fata de Ivy). Urmatorul Tick a fost Broadwell pe 14nm care a fost lansat doar in variante SoC (System on Chip) in 2014. Branduit cu numele de Core M si destinat doar tabletelor si anumitor ultrabook-uri, a lasat sectoarele desktop si laptop prada unui „gimmick” de marketing numic Haswell refresh care are 100Mhz in plus si poate mici inbunatatiri pe ici pe colo.
    Anul acesta va urma Toch-ul care poarta numele de Skylake si care, teoretic, va aduce inbunatatiri majore fata de predecesorul sau , avand o arhitectura noua. Spun teoretic datorita faptului ca intel detine monopolul in sectorul high-end, cum a am spus si mai devreme, si asta ii permite sa o mai intinda cu performantele actuale, sa nu aduca nimic „prea puternic” pe piata si sa pastreze cativa asi in maneca pentru viitor in caz de AMD va deveni din nou rival.

    Răspunde

  • Andrei Mărculescu
    14/04/2015 at 00:45

    Extraordinar. Astept cu nerbdare si urmatoarele articole.

    Răspunde

  • 21/01/2017 at 13:19

    Ce parere aveti de procesorul Pentium G4400 3.30 Ghz, Skylake ? Se merita sa fie cumparat ?

    Răspunde

  • Razvan
    21/01/2017 at 16:33

    Foarte bun articolul si va rog sa continuati cu articole si mai ample…lectiile de tehnica sunt „bune”oricand.

    Răspunde

Leave a Response