Dom > Razstava > Vsebine

Mikroprocesorska zgodovina 32-bitne oblike

Mar 09, 2019

16-bitni modeli so bili na trgu le na kratko, ko so se začele pojavljati 32-bitne izvedbe.


Najpomembnejši od 32-bitnih modelov je Motorola MC68000, uveden leta 1979. 68k, kot je bil splošno znan, je imel 32-bitne registre v svojem programskem modelu, vendar je uporabljal 16-bitne notranje podatkovne poti, tri 16-bitne aritmetične. Logične enote in 16-bitno zunanje podatkovno vodilo (za zmanjšanje števila pinov) in zunanje podpirajo samo 24-bitne naslove (interno je delal s polnimi 32-bitnimi naslovi). V IBM-ovih računalnikih, ki so združljivi z računalnikom, je bila notranja mikrokode MC68000 prilagojena za emulacijo 32-bitnega IBM-ovega osrednjega računalnika. Motorola ga je na splošno opisala kot 16-bitni procesor. Kombinacija visoko zmogljivega, velikega (16 megabajtov ali 224 bajtov) pomnilniškega prostora in precej nizkih stroškov je postala najbolj priljubljena CPU oblika svojega razreda. Izdelki Apple Lisa in Macintosh so uporabili 68000, kot tudi številne druge modele sredi osemdesetih let, vključno z Atari ST in Commodore Amiga.


Prvi 32-bitni mikroprocesor z 32-bitnimi podatkovnimi potmi, 32-bitnimi vodili in 32-bitnimi naslovi na svetu je bil AT&T Bell Labs BELLMAC-32A s prvimi vzorci leta 1980 in splošno proizvodnjo leta 1982 . [42] [43] Po razpustitvi AT&T leta 1984 se je preimenoval v WE 32000 (WE za Western Electric) in imel dve generaciji, WE 32100 in WE 32200. Ti mikroprocesorji so bili uporabljeni v miniračunalnikih AT&T 3B5 in 3B15; v 3B2, prvem namiznem super mikroračunalniku na svetu; v »Companion«, prvem 32-bitnem prenosnem računalniku na svetu; in v "Alexander", prvem svetovnem mikroračunalniku v velikosti knjig, ki vsebuje spominske kartuše ROM, podobne današnjim igralnim konzolam. Vsi ti sistemi so vodili operacijski sistem UNIX System V.


Prvi komercialni mikroprocesor, ki je bil na voljo na trgu, je bil HP FOCUS.


Intelov prvi 32-bitni mikroprocesor je bil iAPX 432, ki je bil uveden leta 1981, vendar ni bil komercialni uspeh. Imel je napredne objektno-orientirane arhitekture, ki temelji na zmogljivostih, vendar je v primerjavi s sodobnimi arhitekturami, kot je Intelova lastna 80286 (uvedena leta 1982), slaba, kar je bilo skoraj štirikrat hitreje pri tipičnih testih. Vendar so bili rezultati za iAPX432 delno posledica hitrega in zato suboptimalnega prevajalnika Ada.


Uspeh Motorola z 68000 je pripeljal do MC68010, ki je dodal podporo za virtualni pomnilnik. MC68020, ki je bil predstavljen leta 1984, je dodal polne 32-bitne podatkovne in naslovne vodila. 68020 je postal izjemno priljubljen na trgu supermikroračunalnikov Unix in številna mala podjetja (npr. Altos, Charles River Data Systems, Cromemco) so izdelala sisteme velikosti namizja. Naslednji je bil uveden MC68030, ki je izboljšal dosedanjo zasnovo z vključitvijo MMU v čip. Nadaljnji uspeh je privedel do MC68040, ki je vključeval FPU za boljše matematične zmogljivosti. 68050 ni uspel doseči svojih ciljev in ni bil izdan, nadaljevanje MC68060 pa je bilo sproščeno na trg, nasičen z veliko hitrejšimi modeli RISC. Družina 68k je izginila iz uporabe v zgodnjih devetdesetih letih.


Druge velike družbe so 68020 in nadaljnja dela oblikovale v vgrajeno opremo. V nekem trenutku je bilo v vgrajeni opremi več 68020, kot je bilo v računalniku Intel Pentium. Procesorska jedra ColdFire so derivati 68020.


V tem času (zgodaj do sredine osemdesetih let) je National Semiconductor predstavil zelo podoben 16-bitni pinout, 32-bitni notranji mikroprocesor, imenovan NS 16032 (pozneje preimenovan 32016), polna 32-bitna različica z imenom NS 32032. Kasneje, National Semiconductor je izdelal NS 32132, ki je dovolil, da dve CPU-ju prebivata na istem pomnilniku z vgrajeno arbitražo. NS32016 / 32 je presegel MC68000 / 10, vendar NS32332, ki je prispel približno ob istem času kot MC68020, ni imel dovolj zmogljivosti. Čip tretje generacije, NS32532, je bil drugačen. Imel je približno dvakrat večjo zmogljivost MC68030, ki je bila izdana približno ob istem času. Videz procesorjev RISC, kot sta AM29000 in MC88000 (ki sta zdaj mrtva), sta vplivala na arhitekturo končnega jedra, NS32764. Tehnično napreden - z superkalarnim jedrom RISC, 64-bitnim vodilom in notranje overclockiranimi - lahko še vedno izvaja navodila serije 32000 s prevajanjem v realnem času.


Ko se je National Semiconductor odločil zapustiti trg Unix, je bil čip preoblikovan v procesor Swordfish Embedded z nizom perifernih naprav. Čip se je izkazal za predrag za trg laserskih tiskalnikov in je bil ubit. Oblikovalska ekipa je odšla v Intel in oblikovala procesor Pentium, ki je zelo podoben jedru NS32764. Velik uspeh serije 32000 je bil na trgu laserskih tiskalnikov, kjer je NS32CG16 z mikrokodiranimi BitBlt navodili imel zelo dobro ceno / zmogljivost in so ga sprejela velika podjetja, kot je Canon. Sredi osemdesetih let je Sequent predstavil prvi SMP strežniški računalnik, ki je uporabljal NS 32032. To je bil eden izmed nekaj zmag v oblikovanju in je izginil v poznih 1980-ih. MIPS R2000 (1984) in R3000 (1989) sta bila zelo uspešna 32-bitna RISC mikroprocesorja. SGI jih je med drugim uporabljal v vrhunskih delovnih postajah in strežnikih. Drugi modeli so vključevali Zilog Z80000, ki je prišel prepozno na trg, da bi imel priložnost in hitro izginil.


ARM se je prvič pojavil leta 1985. To je zasnova procesorja RISC, ki je od takrat prevladala nad procesorskim prostorom z vgrajenimi 32-bitnimi sistemi, kar je v veliki meri posledica njegove energetske učinkovitosti, modela licenciranja in širokega izbora orodij za razvoj sistema. Proizvajalci polprevodnikov običajno izdajajo licence jeder in jih integrirajo v svoj sistem na čipnih izdelkih; le nekaj takih prodajalcev ima dovoljenje za spreminjanje ARM jeder. Večina mobilnih telefonov vključuje procesor ARM, kot tudi številne druge izdelke. Obstajajo mikrokrmilniška ARM jedra brez podpore virtualnega pomnilnika, kot tudi simetrični večprocesorski (SMP) procesorji aplikacij z virtualnim pomnilnikom.


Od leta 1993 do 2003 so 32-bitne arhitekture x86 postajale vse bolj prevladujoče na trgih namiznih računalnikov, prenosnih računalnikov in strežnikov, ti mikroprocesorji pa so postali hitrejši in zmogljivejši. Intel je licenciral zgodnje različice arhitekture drugim podjetjem, vendar je zavrnil licenco za Pentium, zato so AMD in Cyrix zgradili novejše različice arhitekture, ki temeljijo na lastnih načrtih. V tem razponu so se ti procesorji povečali v kompleksnosti (število tranzistorjev) in zmožnosti (navodila / sekunda) za vsaj tri vrstna reda. Intelova linija Pentium je verjetno najbolj znan in prepoznaven 32-bitni procesorski model, vsaj pri širši javnosti.