Intel

Rok 2000/2001 Intel wprowadza najmocniejszy jak dotąd procesor: Pentium IV. Pentium IV (nazwa kodowa Willamette) to, 32 bitowy procesor stanowiący kontynuacje rodziny układów Pentium. Jednostka w odróżnieniu od swego poprzednika – Pentium III, posiada szereg innowacji technologicznych z których najbardziej spektakularne polega na wydłużeniu potoków wykonawczych przy jednoczesnym zmniejszeniu liczby tranzystorów (42 mln.) potrzebnych do realizowania poszczególnych etapów obliczeń. Dzięki temu, możliwe było zwiększenie częstotliwości zegara zachowując jednocześnie te sama technologie wytwarzania. Inne przełomowe rozwiązania konstrukcyjne to mechanizm podwójnego wspomagania jednostki stałoprzecinkowej (Double Pumped Integer ALU) umożliwiający taktowanie procesora z podwójna prędkością (np. z 1,5 GHz do 3 GHz) czy rozszerzone o dodatkowe 144 rozkazy instrukcje SIMD (SSE2) dzięki którym wzbogacono możliwości procesora np. w zakresie kompresji/dekompresji obrazu w czasie rzeczywistym lub szyfrowania danych. Willamette korzysta ponadto z magistrali systemowej o częstotliwości aż 400 MHz dzięki czemu osiąga maksymalna przepustowość nawet do 3,2 GB/s. Jednym z ciekawszych elementów architektury procesora (określanej mianem NetBurst) jest REE (Rapid Execution Engine). Jest to moduł działający z dwukrotnie większa częstotliwością niz. pozostała cześć układu a jego zadaniem jest przetwarzanie często powtarzających się operacji wykorzystując do tego celu specjalnie zaprojektowana do tego pamięć cache – Execution Trace. Procesor wytwarzany jest w technologii 0,18 lub 0,13 mikrometra (zależnie od wersji) i posiada zintegrowana z jądrem procesora pamięć podręczna L1 i L2. Jednostka umieszczona została w nowym typie obudowy wymagającym również odpowiedniej podstawki (Socket 423).

Procesor Itanium- 800 MHz , pamięć podręczna L3 o wielkości 2 MB oraz 4 MB, prawdopodobnie już układ 64-bitowy (nazwa kodowa Merced).

Procesor Pentium III Xeon – 900 MHz, duża, wbudowana pamięć podręczna L2, magistrala systemowa FSB 100 MHz, internetowe potokowe rozszerzenia SIMD

Procesor Pentium 4 – Częstotliwość większa niż 1.40 GHz

Procesor Pentium III Xeon oraz procesor Pentium III – Częstotliwość 1 GHz lub wyższa.

Intel Tualatin, ulepszony PIII z 512 kb zintegrowanej pamięci podręcznej L2, wykonany w technologii 0,13 mikrona.)

Pisząc o historii procesorów Intela trudno nie wspomnieć o ich cenach. Okazuje się, że Intel zawsze był drogim producentem. Pierwszy 4004 kosztował 200$, do 386 ceny kształtowały się na poziomie 300-360$. Należy wspomnieć, że konkurencyjny w tamtych czasach procesor 6051 czy 6052 (patrz wyżej) kosztowały 20-25$. Prawdziwe ceny jednak zaczynają się od procesora 486 –950$, aż po Pentium II, które kosztowało nawet 2000$:-).

W 1995 r. Intel wypuścił na rynek 32-bitowego, wielozadaniowego Pentium Pro, przeznaczone głównie do zastosowań sieciowych. Zawierał od 256 do 1 MB pamięci cache L2 Pamiętajmy, że `95 r. to jeszcze czas w którym znaczny procent rynku zajmowały aplikacje 16-bitowe. Dlatego procesor ten działał wolniej na tego typu programach. (5.5 mln tranzystorów). Potrafił pracować w kwartecie, czyli wspólnie z czterema procesorami na płycie głównej ( w końcu przecież skierowany był dla serwerów).

W 1997 r. powstał wydajny Pentium II. Składał się on z tego co najwydajniejsze było w MMX i Pro. Wraz z nim pojawiły się płyty główne o złączach Slot 1. Dostępne były modele od 233-333 MHz, na szynie 66 MHz i modele 350 i 450 na szynie 100 MHz. Wykonany był w technologii 0,35 mikrona – 7.5 mln tranzystorów ( a szybsze modele w tech. 0,25 mikrona), wyposażony był w 512 kb L2. Z racji swojej wydajności doskonale nadawał do każdej aplikacji, łącznie z grami 3D. Pojawił się w oparciu o dwa jądra: Deschutes (FSB – 100 MHz lub 66 MHz, technologia wykonania – 0,25 mikrona) i Klamath (FSB-66 MHz, technologia 0,35 mikrona)

W 1998 r. zaprojektowano Xeona. Był to zasadniczo PII, z tym że przeznaczony na serwery/stacje robocze. Z racji swojego przeznaczenia głównie był on wykorzystywany w układach wieloprocesorowych z olbrzymia ilością pamięci na płycie. Olbrzymia była także jego cena.

Nie każdemu jednak potrzebny był wydajny lecz drogi Pentium II ( o Xeonie nawet nie wspominając). Konstruktorzy wyszli więc naprzeciw zapotrzebowaniu klientów na niedrogie mniej wydajne jednostki, tworząc w 1998 r. Celerony. początkowo wydawano je w dwóch wersjach –„Covington” bez pamięci drugiego poziomu i w wersji „Mendocino” wyposażonego w 128 kb L2. W późniejszym czasie zaprzestano sprzedaży Covingtona, produkując tylko Celerony z posiadające cache L2, oznaczone symbolem „A” Szybko stały się procesorami używanymi przez mniej zamożnych graczy. Obecnie tzw. Celerony II pracują na jądrze Coppermine. Celerony również zasłynęły z elastyczności względem przetaktowywania – można było podkręcać i podkręcać… ( no, bez przesady). Z serii Celeron, Intel nie rezygnuje do dzisiaj wprowadzając coraz szybsze jednostki rzędu 800 MHz. Jednak nadal jego dużym minusem jest wolna szyna –66 MHz, choć od tego roku ma się on zwiększyć do 100 MHz (już jest- Celeron 800), co jednak nadal jest zbyt mało w stosunku do konkurencji. (Duron pracuje na szynie 200 MHz) i wciąż 128 kb cache L2.

Mniej więcej rok później powstaje Pentium III, który jest obecnie dominującym procesorem z rodziny Intela (P4 dopiero zaczyna być wprowadzany). Poentium III zaczynał od prędkości 450 MHz. Zaprojektowano go w dwóch modelach: Katmai ( od nazwy wprowadzonych instrukcji – Katmai New Instructions, oznaczano tak pierwsze procesory z serii PIII, posiadały m.in. 512 Kb cache L2, ale taktowane z połową częstotliwości zegara) i Coppermine ( obecne modele PIII z m.in. 256 Kb pamięci L2, taktowane z całą częstotliwością zegara) oraz w kilku wersjach: standard – A, model B ( pojawił się przed Coppermine), model E i EB. Różnica między nimi polega głównie na wykorzystaniu szyny i technologii np. model E wykonany był w technologii 0,18 mikrona, przez co był bardziej energooszczędny i „chłodniejszy”. Z kolei „EB” pracuje na szynie 133 MHz.. Posiada zintegrowaną pamięć podręczną (32 kb pamięci L1 i 256 kb cahce L2). Pentium III wykorzystują zestaw instrukcji SSE (ISSE), który przyśpiesza działanie optymalizowanych dla niego aplikacji graficznych, gier itp. W testach specjalistycznych wychodzi na to, że PIII wypada gorzej niż Athlon, jednak PIII jest procesorem bardziej uniwersalnym. Intel opracowuje nową wersję PIII, następcę Coppermine pod nazwą „Tualatin” (ma się ukazać w połowie roku). Tualatin ma posiadać 512 kb zintegrowanej pamięci L2 i działać na szynie FSB 200 MHz. Wraz z PIII pojawił się PIII Xeon do zastosowań sieciowych

Kolejną linię procesorów Intela otwiera 16 bitowa ( szyna zewnętrzna i wewnętrzna) wersja 80186. Jednak procesor ten zawierał błędy i był niekompatybilny ze starszymi komputerami IBM PC. Zastosowanie znalazł głównie w przemyśle. Po nieudanym 80186, przyszedł czas w 1982 r. na 80286 ( zwany popularnie-286 ). Procesor ten oferował szybkość w zależności od wersji od 6 do 12 MHz. Posiadał kilka nowych cech, min. tryb wirtualny (Protected Mode) oraz tryb Real Mode naśladujący dokładnie procesor 8086. Korzystał z pełnej 16-bitowej architektury, posiadał 134.000 tranzystorów. Niestety tryb Protected Mode powodował często zablokowanie komputera, przez co chip ten zyskał miano „brain dead”(czyli do końca taki bezawaryjny nie był).

W 1985 r. pojawił się 80386 lub jak kto woli po prostu 386. Posiadał jako pierwszy ( z pośród intelowskich) architekturę 32-bitową, wbudowany „multitasking” (wielozadaniowość)i jednostkę zarządzająca pamięcią. „Chodził” z prędkością od 12,5 do 33 MHz (12,5, 12.5, 16, 20, 25, 33 MHz ). Wydawany był w dwóch wersjach SX ( 16 bitowy, bez wbudowanego koprocesora) i SL – zmienione później na DX. Komputery z procesorem 80386 jako pierwsze umożliwiały w miarę wygodną obsługę multimedialnych gier i programów, jako pierwszy również, wykorzystywał płyty główne z pamięcią Cache L2 o wielkości 128 KB. Posiadał 275.000 tranzystorów.

Jego następca był udany 80486. 486 można spotkać jeszcze do dzisiaj, zwłaszcza na terminalach sieciowych lub (sam wiem o tym dobrze), nadają się świetnie do małych, domowych sieci LAN. Jednostka ta wydawana była w dwóch zasadniczych rodzajach: DX i SX (386 także spotkałem w wersji DX i SX z 16-bitową szyną). W wersji 486DX po raz pierwszy zastosowano FPU (Floating Point Unit), eliminujący potrzebę nabycia oddzielnego matematycznego co-procesora (wbudowany ). 486 wprowadzał również po raz pierwszy w historii x86 pamięć L1 ( L1 cache) – 8 Kb. Pierwotnie 486DX pracowały z szybkością 20, 25, 33 i 50 MHz. Przełomowy był również pod względem liczby tranzystorów – 1.200.000 (technologia 0,8 mikrona) Procesory z serii 486 spowodowały istny boom u klientów. Sprzedawała się niczym świeże bułeczki . Później udostępniono wersję DX2 i DX4 (1994 r.), które podwoiły i potroiły wydajność magistrali systemowej. 486DX4 był już nawet 100MHz. Zastosowanie tego procesora w komputerach PC stanowiło pewien przełom gdyż był on już w stanie całkiem sprawnie obsługiwać zaawansowane aplikacje multimedialne, programy inżynierskie typu CAD, nowe systemy operacyjne itp.

1993 r. przyniósł nową, rewolucyjną serię procesorów opracowanych w technologii CISC z serii Pentium. Były to kolejno Pentium, MMX i Pro. Szyna procesora pracowała z transferem 64-bitowym, co pozwalało na osiąganie coraz większych prędkości. Pierwsze modele pracowały z częstotliwością 60 i 66 MHz. Zbudowane z 3.1 mln tranzystorów. Wkrótce po nim Intel wprowadził drugą wersję z nowym jądrem, potrafiącym osiągnąć częstotliwość od 75 do 200 MHz. Trzecia wersja wprowadziła rewolucyjne instrukcje MMX. Produkowane wtenczas CPU osiągały szybkość 166 – 233 MHz. Pentium MMX z racji wykorzystywanych instrukcji MMX oraz posiadanej pamięci 32 kb, przeznaczony był głównie dla aplikacji multimedialnych.

Procesor – serce każdego komputera. Jest to chyba najszybciej rozwijający się element naszego PC. Istnieje sprawdzona zasada (tzw. prawo Moor`a) mówiąca, iż prędkość taktowania procesora podwaja się co 18 miesięcy. Widać więc, że postęp w tym kierunku jest bardzo szybki. Sam pamiętam jak kilka miesięcy temu mówiąc koledze o tym, że Intel wprowadza procesor 1Gz, spotkałem się z jego strony ze zdziwieniem i niedowierzaniem. Zresztą sami wiecie najlepiej – jeśli kupiliście komputer rok temu czy później, porównajcie wydajność swojego „procka” z modelami obecnie dostępnymi na rynku. Wysokiemu wzrostu szybkości procesorów, na szczęście dla nas użytkowników, towarzyszy wyraźny spadek cen ). Walka cenowa została zapoczątkowana kilka lat temu, kiedy do boju o klienta przyłączył się AMD. Myślę więc, że warto przyjrzeć się historii powstawania procesorów, która ma już 30 lat. Przytoczę poniżej historię i krótkie opisy procesorów głównie firm Intel, oraz AMD (Advanced Micro Devices ) głównie dla komputerów stacjonarnych typu Desktop, ponieważ produkty tych firm można spotkać najczęściej w domowych PC, poza tym opierają się na architekturze x86, wykorzystywanej przez IBM PC.

Intel
Historia zaczyna się w 1968 r., kiedy to Robert Noyce i Gordon Moore zakładają przedsiębiorstwo o nazwie N M Electronics. Później nadają mu lepiej brzmiąca nazwę: „Intel”. Ludzie ci mają jak na tamte czasy zwariowany pomysł – planują wykorzystać ( najpierw zaprojektować) układy scalone i pamięci półprzewodnikowe. W czasach kiedy dominowały pamięci taśmowe, było to bardzo odważnym przedsięwzięciem. Pierwsze lata funkcjonowania Intela to konstruowanie głównie pamięci. W tym czasie grupa japońskich inżynierów z firmy ETI zaczęła szukać w Intelu partnera do produkcji układów dla kalkulatorów stołowych japońskiej firmy Busicom. Ted Marcian Hoff – współpracownik naukowy Intela, zdołał namówić kontrahentów na swój pomysł – zestaw składający się z czterech układów pełniących rolę jednostki arytmetyczno-logicznej, wykonującej instrukcje przechowywane w pamięci półprzewodnikowej. Była to maszyna Neumanna. Tak narodził się 4-bitowy mikroprocesor Intel 4004, (2.300 tranzystorów, taktowany zegarem 108 KHz) pokazany po raz pierwszy w wersji produkcyjnej w 1971 r.

Powstają kolejne wersje procesorów: Intel 8008 – 8 bitowy, wykorzystany m.in. przez nastolatka Billa Gatesa w jego firmie, zajmującej się zliczaniem ruchu na autostradach. Taktowany zegarem 200 KHz. Na powierzchni 10 mikrometrów, zawierał 3500 tranzystorów. Mniej więcej w tym samym czasie powstają odmienne procesory Motoroli – 6800 ( łącząca w sobie 60 tyś. tranzystorów.). Kolejne lata to rozwój seryjnej sprzedaży mikrokomputerów wykorzystujących mikroprocesory Intela a także innych producentów np. MOS Technology oferujących modele 6501 i 6502. Ten drugi był początkowo wykorzystywany w Commodore Pet i Apple II (1977 r.). Kolejno powstają modele Intel 8080 w 1974 r. (taktowany był zegarem o częstotliwości 2 MHz, miał 8 bitowa szynę adresową i mógł wykonać pól miliona operacji na sekundę, posiadał 6000 tranzystorów), 8085 ( 1976 r.; 8 bitowy procesor; zawierał zegar o częstotliwości 5 MHz; na 3 mikrometrach powierzchni wbudowano 6500 tranzystorów), 8086 ( oparty na architekturze procesora 8080; uważany jest jako pierwszy z rodziny x86), 8088 (1978 r.; 16- bitowy; dla procesora 8088 zastał zaprojektowany system MS DOS), których szybkość sięga od 4,77 do 8 MHz (czyli przeliczały z szybkością dzisiejszego kalkulatora). Ówczesne modele zbudowane były z ok. 29.000 tranzystorów.