Intel يبدأ بـ 4004
كان أول معالج دقيق تم بيعه من قبل Intel هو المعالج four-bit 4004 في عام 1971. وقد تم تصميمه للعمل جنبًا إلى جنب مع ثلاث رقاقات صغيرة أخرى، و 4001 ROM، و 4002 RAM، و 4003 Shift Register. في حين أن 4004 نفسه قام بإجراء حسابات، كانت تلك المكونات الأخرى ضرورية لعمل المعالج. تم استخدام 4004 في الغالب داخل الآلات الحاسبة والأجهزة المماثلة، ولم يكن مخصصًا للاستخدام داخل أجهزة الكمبيوتر. كانت سرعة الساعة القصوى 740 كيلو هرتز.
تبع 4004 معالج مشابه يُعرف باسم 4040، والذي كان أساسًا تباينًا محسّنًا من 4004 مع مجموعة تعليمات ممتدة وأداء أعلى.
8008 و 8080
صنع 4004 اسمًا لشركة Intel في مجال المعالجات الدقيقة، وللاستفادة من الموقف، قدمت Intel خطًا جديدًا من المعالجات eight-bit. جاء 8008 في المرتبة الأولى في عام 1972، تلاه 8080 في عام 1974 ثم 8085 في عام 1975. على الرغم من أن 8008 كان أول معالج eight-bit أنتجته Intel، إلا أنه لم يكن ملحوظًا مثل سابقه أو خلفه، 8080. لقد كان أسرع من 4004 بفضل قدرتها على معالجة البيانات في أجزاء eight-bit، ولكن تم تسجيلها بشكل متحفظ بين 200 و 800 كيلو هرتز، ولم يجذب أداء 8008 ببساطة العديد من مطوري النظام. 8008 يستخدم تقنية ترانزستور 10 ميكرومتر.
كان 8080 من Intel أكثر نجاحًا بكثير. توسعت في تصميم 8008 بإضافة تعليمات جديدة والانتقال إلى ترانزستورات بستة ميكرومتر. سمح هذا لشركة Intel بمضاعفة معدلات الساعة، وكانت أعلى رقائق 8080 في عام 1974 تعمل بسرعة 2 ميجاهرتز. تم استخدام 8080 في عدد لا يحصى من الأجهزة، مما أدى إلى العديد من مطوري البرامج، مثل شركة Microsoft التي تم تشكيلها مؤخرًا، للتركيز على البرامج الخاصة بمعالجات Intel.
في النهاية، عندما تم إصدار 8086، تم جعله متوافقًا مع 8080 للحفاظ على التوافق مع هذا البرنامج. نتيجة لذلك، كانت الثمانينيات وعناصر الأجهزة الرئيسية موجودة داخل جميع المعالجات التي تستند إلى x86 التي تم إنتاجها على الإطلاق، ولا يزال بإمكان برنامج 8080 من الناحية الفنية العمل على أي معالج x86.
كان الطراز 8085 في الأساس إصدارًا أقل تكلفة وأعلى توقيتًا من طراز 8080، والذي كان ناجحًا للغاية أيضًا على الرغم من أنه أقل تأثيرًا.
8086: بداية x86
تبع 4004 معالج مشابه يُعرف باسم 4040، والذي كان أساسًا تباينًا محسّنًا من 4004 مع مجموعة تعليمات ممتدة وأداء أعلى.
8008 و 8080
كان 8080 من Intel أكثر نجاحًا بكثير. توسعت في تصميم 8008 بإضافة تعليمات جديدة والانتقال إلى ترانزستورات بستة ميكرومتر. سمح هذا لشركة Intel بمضاعفة معدلات الساعة، وكانت أعلى رقائق 8080 في عام 1974 تعمل بسرعة 2 ميجاهرتز. تم استخدام 8080 في عدد لا يحصى من الأجهزة، مما أدى إلى العديد من مطوري البرامج، مثل شركة Microsoft التي تم تشكيلها مؤخرًا، للتركيز على البرامج الخاصة بمعالجات Intel.
في النهاية، عندما تم إصدار 8086، تم جعله متوافقًا مع 8080 للحفاظ على التوافق مع هذا البرنامج. نتيجة لذلك، كانت الثمانينيات وعناصر الأجهزة الرئيسية موجودة داخل جميع المعالجات التي تستند إلى x86 التي تم إنتاجها على الإطلاق، ولا يزال بإمكان برنامج 8080 من الناحية الفنية العمل على أي معالج x86.
كان الطراز 8085 في الأساس إصدارًا أقل تكلفة وأعلى توقيتًا من طراز 8080، والذي كان ناجحًا للغاية أيضًا على الرغم من أنه أقل تأثيرًا.
8086: بداية x86
كان أول معالج 16 بت من Intel هو 8086، مما ساعد على تعزيز الأداء بشكل كبير مقارنة بالتصاميم السابقة. لم يقتصر الأمر على تسجيله أعلى من 8088 الموجه للميزانية فحسب، بل استخدم أيضًا ناقل بيانات خارجي 16 بت وقائمة انتظار مسبقة أطول بستة بايت. كان أيضًا قادرًا على تشغيل مهام 16 بت (على الرغم من أن معظم البرامج في هذا الوقت كانت مصممة لمعالجات eight-bit). تم تمديد ناقل العنوان إلى 20 بت، مما مكّن 8086 من الوصول إلى ما يصل إلى 1 ميغا بايت من الذاكرة وبالتالي زيادة الأداء.
أصبح 8086 أيضًا أول معالج x86، واستخدم الإصدار الأول من x86 ISA، والذي استندت إليه تقريبًا جميع المعالجات التي أنشأتها AMD أو Intel منذ تقديم 8086.
أنتجت Intel أيضًا 8088 في نفس الوقت تقريبًا. كان هذا المعالج يعتمد على 8086، ولكن مع نصف عدد خطوط البيانات وقائمة انتظار مسبقة من أربعة بايت. تسبب هذا في فقدان التوازن، حيث قطع الناقل الأضيق معدل إحضار التعليمات، مما أجبر وحدة تنفيذ Intel على التباطؤ في معظم الوقت. لا يزال بإمكانه الوصول إلى ما يصل إلى 1 ميجا بايت من ذاكرة الوصول العشوائي ويعمل بترددات أعلى من المعالجات السابقة ؛ ومع ذلك، كان أبطأ قليلاً من 8086.
80186 و 80188
أصبح 8086 أيضًا أول معالج x86، واستخدم الإصدار الأول من x86 ISA، والذي استندت إليه تقريبًا جميع المعالجات التي أنشأتها AMD أو Intel منذ تقديم 8086.
أنتجت Intel أيضًا 8088 في نفس الوقت تقريبًا. كان هذا المعالج يعتمد على 8086، ولكن مع نصف عدد خطوط البيانات وقائمة انتظار مسبقة من أربعة بايت. تسبب هذا في فقدان التوازن، حيث قطع الناقل الأضيق معدل إحضار التعليمات، مما أجبر وحدة تنفيذ Intel على التباطؤ في معظم الوقت. لا يزال بإمكانه الوصول إلى ما يصل إلى 1 ميجا بايت من ذاكرة الوصول العشوائي ويعمل بترددات أعلى من المعالجات السابقة ؛ ومع ذلك، كان أبطأ قليلاً من 8086.
80186 و 80188
تابعت Intel معالج 8086 مع العديد من المعالجات الأخرى، وكلها تستخدم بنية 16 بت مماثلة. الأول كان 80186، وكان يهدف إلى التطبيقات المدمجة. لتسهيل ذلك، قامت Intel بدمج عدة أجزاء من الأجهزة الموجودة عادةً على اللوحة الأم في وحدة المعالجة المركزية، بما في ذلك مولد الساعة ووحدة التحكم بالمقاطعة والمؤقت. كأثر جانبي، كانت بعض التعليمات تعمل بشكل أسرع على 80186 من 8086، حتى مع نفس معدل الساعة. لكن بالطبع، دفعت Intel بشكل طبيعي تردد وحدة المعالجة المركزية إلى أعلى بمرور الوقت لتحسين الأداء بشكل أكبر.
احتوى الجهاز 80188 الموجه للميزانية بالمثل على عدة أجزاء من الأجهزة المدمجة في المعالج. ولكن مثل 8088، تم قطع ناقل البيانات إلى النصف.
80286: ذاكرة أكبر، أداء أفضل
احتوى الجهاز 80188 الموجه للميزانية بالمثل على عدة أجزاء من الأجهزة المدمجة في المعالج. ولكن مثل 8088، تم قطع ناقل البيانات إلى النصف.
80286: ذاكرة أكبر، أداء أفضل
تم إصدار 80286 في نفس العام مثل 80186 وكان له ميزات متطابقة تقريبًا، لكنه وسع ناقل العنوان إلى 24 بت، مما مكن المعالج من الوصول إلى ما يصل إلى 16 ميجا بايت من الذاكرة.
iAPX 432
iAPX 432
كان iAPX 432 محاولة مبكرة من قبل Intel للابتعاد عن محفظة x86 الخاصة بها لصالح تصميم مختلف تمامًا. توقعت Intel أن يكون iAPX 432 أسرع عدة مرات من عروضها الأخرى. ومع ذلك، فشل المعالج في النهاية بسبب بعض عيوب التصميم الرئيسية. على الرغم من أن معالجات x86 معقدة نسبيًا، إلا أن iAPx 432 أخذ CISC إلى مستوى جديد تمامًا من التعقيد. كان تصميم الأجهزة كبيرًا نوعًا ما، مما أجبر شركة Intel على تصنيعه من قوتين منفصلتين. كان المعالج أيضًا متعطشًا للبيانات تمامًا وفشل في الأداء الجيد بدون كميات كبيرة جدًا من النطاق الترددي. تمكن iAPX 432 من التفوق في الأداء على 8080 و 8086، ولكن سرعان ما تفوقت عليه منتجات x86 الأحدث، وفي النهاية تم التخلي عنه.
i960: أول RISC من Intel
i960: أول RISC من Intel
أنشأت Intel أول معالج RISC في عام 1984. ولم يتم تصميمه كمنافس مباشر لمعالجات x86 للشركة لأنه كان من المفترض أن يكون حلاً مضمّنًا آمنًا. داخليًا، كانت بنية فائقة السعة 32 بت تستخدم مفاهيم تصميم Berkeley RISC. تم تسجيل معالجات i960 الأولى منخفضة نسبيًا، مع أبطأ طراز يعمل عند 10 ميجاهرتز، ولكن على مر السنين تم تحسينها وانتقلت إلى فاب أصغر مما مكنها من الوصول إلى 100 ميجاهرتز. كما أنه يدعم 4 جيجابايت من الذاكرة المحمية.
تم استخدام i960 على نطاق واسع داخل الأنظمة العسكرية وكذلك في أنظمة الأعمال.
80386: x86 يتحول 32 بت
تم استخدام i960 على نطاق واسع داخل الأنظمة العسكرية وكذلك في أنظمة الأعمال.
80386: x86 يتحول 32 بت
كان أول معالج x86 32 بت من Intel هو 80386، وتم إصداره في عام 1985. وكانت إحدى الميزات الرئيسية لهذا المعالج هي ناقل العنوان 32 بت الذي سمح له بدعم ما يصل إلى 4 جيجابايت من ذاكرة النظام. على الرغم من أن هذا كان أكثر بكثير مما كان يستخدمه أي شخص في ذلك الوقت، إلا أن قيود ذاكرة الوصول العشوائي غالبًا ما تضر بأداء المعالجات x86 السابقة والمعالجات المنافسة. على عكس وحدات المعالجة المركزية الحديثة، في الوقت الذي تم فيه إصدار 80386، يتم ترجمة المزيد من ذاكرة الوصول العشوائي دائمًا إلى زيادة في الأداء. نفذت Intel أيضًا العديد من التحسينات المعمارية التي ساعدت في رفع الأداء فوق 80286، حتى عندما يستخدم كلا النظامين نفس المقدار من ذاكرة الوصول العشوائي. كما دعمت معالجة الوضع الافتراضي، مما زاد من دعم المهام المتعددة.
لتقسيم مجموعة منتجاتها مع عرض أكثر ملاءمة للميزانية، قدمت Intel أيضًا 80386SX. كان هذا المعالج مطابقًا تقريبًا للمعالج 80386؛ لا تزال تستخدم بنية 32 بت، ولكن تم قطع نصف ناقل البيانات الخاص بها إلى 16 بت لأغراض توفير التكاليف.
i860
لتقسيم مجموعة منتجاتها مع عرض أكثر ملاءمة للميزانية، قدمت Intel أيضًا 80386SX. كان هذا المعالج مطابقًا تقريبًا للمعالج 80386؛ لا تزال تستخدم بنية 32 بت، ولكن تم قطع نصف ناقل البيانات الخاص بها إلى 16 بت لأغراض توفير التكاليف.
i860
في عام 1989، قامت Intel بمحاولة أخرى للابتعاد عن معالجات x86 الخاصة بها. لقد أنشأت وحدة المعالجة المركزية RISC الجديدة والمعروفة باسم i860. على عكس i960 السابق، تم تصميم وحدة المعالجة المركزية هذه لتكون نموذجًا عالي الأداء للمنافسة في سوق سطح المكتب، لكن التصميم أثبت أنه يمثل مشكلة. كان عيبه الأكثر أهمية هو أن أداء المعالج اعتمد كليًا على المترجم لوضع التعليمات بالترتيب المطلوب تنفيذها عند إنشاء البرنامج لأول مرة. ساعد هذا Intel في الحفاظ على حجم القالب والتعقيد الكلي لـ i860، ولكن كان من المستحيل تقريبًا سرد كل التعليمات بشكل صحيح من البداية إلى النهاية عند تجميع البرنامج. تسبب هذا في توقف وحدة المعالجة المركزية باستمرار أثناء محاولتها حل المشكلة.
80486: تكامل FPU
80486: تكامل FPU
كان 80486 من Intel خطوة مهمة أخرى من حيث الأداء. كان مفتاح نجاحها هو تكامل أكثر إحكامًا للمكونات في وحدة المعالجة المركزية. كان 80486 أول وحدة معالجة مركزية x86 تحتوي على ذاكرة التخزين المؤقت L1. ظهرت طرازات 80486 المبكرة بقدرة 8 كيلو بايت عند القوالب، وتم حفرها على عملية 1000 نانومتر. ولكن مع انتقال التصميم إلى 600 نانومتر، تضاعف حجم ذاكرة التخزين المؤقت L1 إلى 16 كيلوبايت.
قامت Intel أيضًا بدمج FPU في وحدة المعالجة المركزية، والتي كانت حتى تلك النقطة وحدة معالجة وظيفية منفصلة. عن طريق نقل هذه الأجزاء من الأجهزة إلى المعالج المضيف، انخفض زمن الانتقال بينها بشكل حاد. استخدم 80486 أيضًا واجهة FSB أسرع لزيادة عرض النطاق الترددي، وكان لدى النواة العديد من التعديلات الأخرى لدفع IPC. زادت هذه التغييرات من أداء 80486 بشكل كبير، وكانت الطرز المتطورة أسرع عدة مرات من 80386 الأقدم.
وصلت معالجات 80486 الأولى إلى 50 ميجاهرتز، وارتفعت النماذج اللاحقة التي استخدمت عملية 600 نانومتر المحسّنة إلى 100 ميجاهرتز. لاستهداف المستخدمين ذوي الميزانية المحدودة، أصدرت Intel أيضًا إصدارًا من 80486 يُعرف باسم 80486SX، والذي تم تعطيل FPU.
P5: أول Pentium
قامت Intel أيضًا بدمج FPU في وحدة المعالجة المركزية، والتي كانت حتى تلك النقطة وحدة معالجة وظيفية منفصلة. عن طريق نقل هذه الأجزاء من الأجهزة إلى المعالج المضيف، انخفض زمن الانتقال بينها بشكل حاد. استخدم 80486 أيضًا واجهة FSB أسرع لزيادة عرض النطاق الترددي، وكان لدى النواة العديد من التعديلات الأخرى لدفع IPC. زادت هذه التغييرات من أداء 80486 بشكل كبير، وكانت الطرز المتطورة أسرع عدة مرات من 80386 الأقدم.
وصلت معالجات 80486 الأولى إلى 50 ميجاهرتز، وارتفعت النماذج اللاحقة التي استخدمت عملية 600 نانومتر المحسّنة إلى 100 ميجاهرتز. لاستهداف المستخدمين ذوي الميزانية المحدودة، أصدرت Intel أيضًا إصدارًا من 80486 يُعرف باسم 80486SX، والذي تم تعطيل FPU.
P5: أول Pentium
ظهر Pentium في عام 1993 كأول معالج Intel x86 لا يتبع نظام الأرقام 80x86. داخليًا، استخدم بنتيوم بنية P5، والتي كانت أول تصميم فائق السرعة x86 من Intel. على الرغم من أن Pentium كان بشكل عام أسرع من 80486 من جميع النواحي، إلا أن أبرز سماته كانت تحسين FPU بشكل كبير. كانت وحدة FPU الأصلية من Pentium أسرع بعشر مرات من وحدة الشيخوخة 80486. أصبحت هذه ميزة أكثر أهمية في السنوات اللاحقة عندما أصدرت Intel Pentium MMX. كان هذا المعالج من الناحية المعمارية هو نفسه Pentium الأصلي، لكنه ظهر بدعم مجموعة تعليمات MMX SIMD الجديدة من Intel والتي يمكن أن تعزز الأداء بشكل كبير.
قامت Intel أيضًا بزيادة حجم ذاكرة التخزين المؤقت L1 على معالجات Pentium الخاصة بها مقارنة بـ 80486. احتوت Pentiums الأولي على 16 كيلو بايت، بينما انتقل Pentium MMX إلى 32 كيلو بايت. وبطبيعة الحال، تعمل هذه المعالجات أيضًا بمعدلات ساعة أعلى. استخدمت معالجات Pentium الأولى ترانزستورات 800 نانومتر ويمكن أن تصل إلى 60 ميجاهرتز فقط، لكن المراجعات اللاحقة انتقلت إلى عملية Intel 250 نانومتر ودفعت الترددات إلى 300 ميجاهرتز.
قامت Intel أيضًا بزيادة حجم ذاكرة التخزين المؤقت L1 على معالجات Pentium الخاصة بها مقارنة بـ 80486. احتوت Pentiums الأولي على 16 كيلو بايت، بينما انتقل Pentium MMX إلى 32 كيلو بايت. وبطبيعة الحال، تعمل هذه المعالجات أيضًا بمعدلات ساعة أعلى. استخدمت معالجات Pentium الأولى ترانزستورات 800 نانومتر ويمكن أن تصل إلى 60 ميجاهرتز فقط، لكن المراجعات اللاحقة انتقلت إلى عملية Intel 250 نانومتر ودفعت الترددات إلى 300 ميجاهرتز.
