Первый в мире процессор: Первый в мире коммерческий микропроцессор Intel 4004 празднует 50-летний юбилей — Железо на DTF

кто придумал, история создания и развития

Микропроцессор – это устройство, которое отвечает за выполнение арифметических и логических операций, записанных в машинном коде, и реализуется в форме одной микросхемы. Сегодня без этого элемента сложно представить себе современный компьютер. При этом далеко не каждому человеку известно, когда конкретно появился первый микропроцессор. Это устройство было создано в семидесятых годах прошлого века и поначалу использовалось в электронных калькуляторах.

Содержание

Начало – соперничество Intel и AMD

История создания микропроцессоров началась больше 40 лет назад. Именно тогда компания Intel выпустила на рынок свой первый микропроцессор 4004. Это случилось в ноябре 1971 года. Однако история началась в 1969 году – тогда японская фирма Nippon Calculating Machine Corporation обратилась к Intel с просьбой сконструировать 12 чипов для калькулятора Busicom 141-PF.

Intel 4004, первый в мире микропроцессор, отметил свое 50-летие » DailyTechInfo

В этом месяце отмечается 50-я годовщина с момента появления Intel 4004, первого в мире коммерческого микропроцессора, упакованного в виде однокристальной схемы. Этот микропроцессор изначально был разработан для настольного калькулятора японского производства, но его появление стало тем толчком, который дал импульс появлению и дальнейшему распространению персональных компьютеров.

Официальным моментом «рождения» микропроцессора Intel 4004 стала опубликованная в ноябре 1971 года статья в журнале «Electronic News» под названием «Объявление о новой эре в микроэлектронике / Announcing a new era in integrated electronics». И именно эта статья стала дебютом первого в отрасли программируемого микропроцессора общего назначения.

Разработка процессора Intel 4004 была начата в 1969 году в рамках контракта по производству 12 заказных микросхем, предназначенных для технических прототипов калькуляторов Busicom 141-PF, разрабатываемых японской компанией Nippon Calculating Machine Corporation. В течение следующих двух лет группа компании Intel, возглавляемая Маршианом «Тед» Хофф (Marcian «Ted» Hoff), в состав которой входили Стэнли Мазор (Stan Mazor) и Федерико Фаджин (Federico Faggin), разрабатывала микропроцессор и пыталась уменьшить его до размеров единственного чипа. Полученный результат оказался столь впечатляющим, что компания Intel зарегистрировала свои авторские права на разработку и вывела новый продукт на коммерческий рынок.

То, что сделало процессор Intel 4004 столь выделяющимся, было то, что модуль CPU (Central Processor Unit) был реализован в нем на одном чипе. Все созданные ранее процессоры состояли из нескольких (десятков) интегральных схем или сотен отдельных транзисторов. Вместо этого, на небольшом чипе процессора 4004 располагалось 2300 транзисторов, соединенных в общую логическую схему.

Корпус процессора 4004 имел 16 выводов (пинов), он имел 4-битную шину и максимальную тактовую частоту в 740 кГц, что позволяло этому процессору выполнять 92600 инструкций в секунду. Несмотря на крошечные размеры, процессор 4004 имел такую же вычислительную мощность, как и первые компьютеры, появившиеся в 1946 году, которые занимали несколько больших комнат.

Появление процессора Intel 4004 «зажгло» целую череду быстрых инноваций, благодаря которым каждый из нас пользуется сейчас компьютером и имеет в кармане смартфон, который по мощности значительно превосходит даже самые из мощных суперкомпьютеров 1970-х и 80-х годов. Для сравнения, если чип процессора 4004 содержал 2300 транзисторов, то чипы современных процессоров имеют более чем 50 миллиардов транзисторов.

«Оглядываясь назад в 1970-й год, было ясно, что появление микропроцессоров изменит методы, при помощи которых мы проектируем новые системы, функционирование которых зависит не от аппаратного, а от программного обеспечения в большей мере» — рассказывает Федерико Фаджин, — «Появление первых микропроцессоров ускорило появление микропроцессоров следующего поколения, а далее этот процесс приобрел лавинообразный характер».

Ключевые слова:
Процессор, Микропроцессор, Intel, 4004, Кристалл, Транзистор, Компьютер

Первоисточник

Другие новости по теме:

  • Первому микропроцессору исполнилось 40 лет.
  • Intel анонсирует 48-ядерный процессор.
  • Создана полная микроэлектромеханическая версия легендарного микропроцессора Intel 4004
  • 100-ядерный микропроцессор Tilera бросает вызов преимуществу Intel.
  • Корпорация Intel смотрит в сторону процессора с 1000 ядрами.
  • Добавить свое объявление
    Загрузка…

    Микропроцессор

    — New World Encyclopedia

    Микропроцессор (иногда сокращенно µP ) представляет собой программируемый цифровой электронный компонент, который объединяет функции центрального процессора (ЦП) на одной полупроводниковой интегральной схеме (ИС). Микропроцессор родился путем уменьшения размера слова ЦП с 32 бит до 4 бит, чтобы транзисторы его логических схем поместились на одной части. Один или несколько микропроцессоров обычно служат ЦП в компьютерной системе, встроенной системе или портативном устройстве.

    Микропроцессоры сделали возможным появление микрокомпьютеров в середине 1970-х годов. До этого периода электронные ЦП обычно изготавливались из громоздких дискретных переключающих устройств (а позже и небольших интегральных схем), содержащих эквивалент всего нескольких транзисторов. Благодаря интеграции процессора в один или несколько крупномасштабных пакетов интегральных схем (содержащих эквивалент тысяч или миллионов дискретных транзисторов) стоимость мощности процессора была значительно снижена. С появлением ИС в середине 1970-х годов микропроцессор стал наиболее распространенной реализацией ЦП, почти полностью заменив все другие формы.

    В будущем микропроцессоры станут меньше. Существует предел размера того, насколько маленькими они станут. Решение по созданию меньших компонентов на меньших чипах в конечном итоге сведется не к физическому изменению конструкции, а к математическому. Для того, чтобы сделать более мелкие. Например, исследования в области нанотехнологий должны будут выйти за рамки бинарных систем (включено/выключено) и рассмотреть, возможно, тройные системы (включено/выключено/нейтрально). Это может не увеличить размер памяти на чипе, но может открыть двери для более быстрых технологий.

    Содержание

    • 1 История
      • 1.1 Первые микропроцессоры
      • 1.2 Известные 8-битные конструкции
      • 1.3 16-битные конструкции
      • 1.4 32-разрядные версии
      • 1.5 64-битные микрочипы на рабочем столе
      • 1. 6 Многоядерные процессоры
      • 1.7 РИСК
    • 2 микропроцессора специального назначения
    • 3 Статистика рынка
    • 4 Крупные дизайнеры
    • 5 Каталожные номера
    • 6 Внешние ссылки
    • 7 кредитов

    Известно, что эволюция микропроцессоров следует закону Мура, когда речь идет о неуклонном повышении производительности с годами. Этот закон предполагает, что «сложность интегральной схемы по отношению к минимальной стоимости компонентов удваивается каждые 24 месяца». Это изречение в целом оказалось верным с начала 1970-х годов. Начиная с их скромного начала в качестве драйверов для калькуляторов, постоянное увеличение мощности привело к доминированию микропроцессоров над всеми остальными формами компьютеров; каждая система, от самых больших мэйнфреймов до самых маленьких карманных компьютеров, теперь использует в своей основе микропроцессор.

    История

    Первые микропроцессоры

    Модель 4004 со снятой крышкой (слева) и в том виде, в каком она использовалась (справа).

    Как и многие технологические достижения, микропроцессор был идеей, время которой пришло. Примерно в одно и то же время были созданы три проекта: Intel 4004, TMS 1000 от Texas Instruments и Central Air Data Computer от Garrett AiResearch.

    В 1968 году Гарретту было предложено создать цифровой компьютер для конкуренции с электромеханическими системами, разрабатываемыми в то время для главного компьютера управления полетом нового истребителя F-14 Tomcat ВМС США. Дизайн был готов к 1970 и использовал набор микросхем на основе MOS в качестве основного процессора. Конструкция была меньше и намного надежнее, чем механические системы, с которыми она конкурировала, и использовалась во всех ранних моделях Tomcat. Однако система считалась настолько продвинутой, что ВМС отказались разрешить публикацию проекта и продолжали отказываться до 1997 года. По этой причине CADC и используемый в нем чипсет MP944 практически неизвестны даже сегодня.

    Компания TI разработала 4-битную TMS 1000 и сделала упор на предварительно запрограммированные встроенные приложения, представив версию под названием TMS1802NC 17, 19 сентября. 71, который реализовал калькулятор на микросхеме. Чипом Intel был 4-битный 4004, выпущенный 15 ноября 1971 года и разработанный Федерико Фаггином.

    TI подала заявку на патент на микропроцессор. Гэри Бун получил патент США 3 757 306 (PDF) на архитектуру однокристального микропроцессора 4 сентября 1973 года. Возможно, никогда не станет известно, какая компания на самом деле имела первый работающий микропроцессор, работающий на лабораторном столе. И в 1971, и в 1976 году Intel и TI заключили широкие соглашения о перекрестном лицензировании патентов, при этом Intel выплачивала TI гонорары за патент на микропроцессор. Интересная история этих событий содержится в судебной документации по юридическому спору между Cyrix и Intel, в котором TI выступала в качестве посредника и владельца патента на микропроцессор.

    Интересно, что третья сторона утверждает, что получила патент на «микропроцессор».

    Компьютер-на-чипе — это вариант микропроцессора, который объединяет ядро ​​микропроцессора (ЦП), часть памяти и линии ввода-вывода (ввода-вывода) на одном кристалле. Патент на компьютер на кристалле, который в то время назывался «патентом на микрокомпьютер», патент США 4 074 351 (PDF), был выдан Гэри Буну и Майклу Дж. Кокрану из TI. Помимо этого патента, стандартное значение микрокомпьютера — это компьютер, использующий один или несколько микропроцессоров в качестве ЦП, в то время как концепция, определенная в патенте, возможно, больше похожа на микроконтроллер.

    Согласно A History of Modern Computing, (MIT Press), Intel заключила контракт с Computer Terminals Corporation, позже названной Datapoint, из Сан-Антонио, штат Техас, на чип для терминала, который они разрабатывали. Позже Datapoint решила не использовать этот чип, и в апреле 1972 года Intel продала его как 8008. Это был первый в мире 8-битный микропроцессор. Он был основой для знаменитого компьютерного комплекта «Марк-8», рекламируемого в журнале «Радиоэлектроника» в 1974 году. 8008 и его преемник, всемирно известный 8080, открыли рынок компонентов микропроцессора.

    Известные 8-битные конструкции

    Позже, в 1972 году, за 4004 последовал 8008, первый в мире 8-битный микропроцессор. Эти процессоры являются предшественниками очень успешных Intel 8080 (1974 г.), Zilog Z80 (1976 г.) и производных 8-разрядных процессоров Intel. Конкурирующий Motorola 6800 был выпущен в августе 1974 года. Его архитектура была клонирована и улучшена в MOS Technology 6502 в 1975 году, соперничая по популярности с Z80 в 1980-х годах.

    Как Z80, так и 6502 концентрировались на низкой общей стоимости за счет сочетания небольших размеров, простых требований к компьютерной шине и включения схем, которые обычно должны быть представлены в отдельном чипе (например, Z80 включал память контроллер). Именно эти особенности позволили совершить революцию в области домашних компьютеров в начале 19 века.80-х годов, в конечном итоге поставив полупригодные машины, которые продавались за 99 долларов США.

    The Western Design Center, Inc. (WDC) представила CMOS 65C02 в 1982 году и предоставила лицензию на разработку нескольким компаниям, которые стали основой персональных компьютеров Apple IIc и IIe, медицинских имплантируемых кардиостимуляторов и дефибрилляторов, автомобильных, промышленных, и потребительские устройства. WDC первой начала лицензирование микропроцессорной технологии, за которой позже последовали ARM и другие поставщики микропроцессорной интеллектуальной собственности (IP) в 1919 году.90-е.

    Motorola превзошла весь 8-битный мир, представив в 1978 году MC6809, возможно, один из самых мощных, ортогональных и чистых 8-битных микропроцессоров, когда-либо использовавшихся, а также один из самых сложных аппаратных логических схем, когда-либо созданных. в производство для любого микропроцессора. Примерно в этот момент микрокодирование заменило аппаратную логику во всех конструкциях, более мощных, чем MC6809, особенно потому, что требования к конструкции становились слишком сложными для аппаратной логики.

    Еще одним ранним 8-битным микропроцессором был Signetics 2650, который вызвал кратковременный всплеск интереса из-за своей инновационной и мощной архитектуры набора команд.

    Основополагающим микропроцессором в мире космических полетов был RCA 1802 (также называемый CDP1802 или RCA COSMAC) (представленный в 1976 году), который использовался в космических зондах NASA Voyager и Viking в 1970-х годах, а также на борту . Зонд Galileo к Юпитеру (запущен в 1989 г., прибыл 1995). Компания RCA COSMAC первой внедрила технологию CMOS. CDP1802 использовался, потому что он мог работать с очень низким энергопотреблением, а его производственный процесс (кремний на сапфире) обеспечивал гораздо лучшую защиту от космического излучения и электростатических разрядов, чем у любого другого процессора той эпохи. Таким образом, 1802 считается первым радиационно стойким микропроцессором.

    16-разрядные конструкции

    Микропроцессоры, включая Intel 80486DX2 и Intel 80386.

    Первым многокристальным 16-разрядным микропроцессором был National Semiconductor IMP-16, представленный в начале 1973. 8-битная версия набора микросхем была представлена ​​в 1974 году как IMP-8. В 1975 году National представила первый 16-разрядный однокристальный микропроцессор PACE, за которым позже последовала версия NMOS INS8900.

    Другие ранние многочиповые 16-битные микропроцессоры включают один, используемый Digital Equipment Corporation (DEC) в наборе плат OEM LSI-11 и упакованном миникомпьютере PDP 11/03, а также Fairchild Semiconductor MicroFlame 9440, оба из которых были представлены в период с 1975 по 1976 гг.

    Первым однокристальным 16-разрядным микропроцессором был TMS 9900 компании TI, который также был совместим с их линейкой миникомпьютеров TI-990. 9900 использовался в миникомпьютере TI 990/4, домашнем компьютере TI-99/4A и линейке микрокомпьютерных плат OEM TM990. Чип был упакован в большой керамический 64-контактный корпус DIP, в то время как в большинстве 8-битных микропроцессоров, таких как Intel 8080, использовался более распространенный, меньший и менее дорогой пластиковый 40-контактный DIP. Последующий чип, TMS 9980, был разработан для конкуренции с Intel 8080 и имел полный сертификат TI 9.90 16-битный набор инструкций, использовал пластиковый 40-контактный корпус, перемещал данные по 8 бит за раз, но мог адресовать только 16 КБ. Третий чип, TMS 9995, имел новый дизайн. Позже семейство расширилось за счет моделей 99105 и 99110.

    Компания Western Design Center, Inc. (WDC) представила 16-разрядную версию CMOS 65816 для CMOS 65C02 WDC в 1984 году. это один из самых популярных 16-битных дизайнов всех времен.

    Intel пошла по другому пути, не имея мини-компьютеров для эмуляции, и вместо этого «увеличила» свой дизайн 8080 до 16-битного Intel 8086, первого члена семейства x86, на котором работает большинство современных компьютеров типа ПК. Intel представила 8086 как экономичный способ переноса программного обеспечения из линейки 8080, и на этом основании ей удалось добиться большого успеха. 8088, версия 8086, которая использовала внешнюю 8-битную шину данных, была микропроцессором в первом IBM PC, модели 5150. Вслед за 8086 и 8088 Intel выпустила 80186, 80286 и, в 1985, 32-разрядный 80386, укрепляющий свое господство на рынке ПК благодаря обратной совместимости семейства процессоров.

    Встроенный микропроцессорный блок управления памятью (MMU) был разработан Чайлдсом и соавт. компании Intel и получил патент США № 4 442 484.

    32-разрядные конструкции

    Верхние уровни межсоединений на кристалле Intel 80486 DX2.

    16-битные модели были на рынке лишь недолго, когда начали появляться полные 32-битные реализации.

    Самая известная из 32-битных моделей — MC68000, представленная в 1979. 68K, как это было широко известно, имел 32-битные регистры, но использовал 16-битные внутренние пути данных и 16-битную внешнюю шину данных для уменьшения количества выводов и поддерживал только 24-битные адреса. Motorola обычно описывала его как 16-битный процессор, хотя явно имеет 32-битную архитектуру. Сочетание высокой скорости, большого (16 мегабайт) объема памяти и довольно низкой стоимости сделало его самым популярным дизайном ЦП в своем классе. В проектах Apple Lisa и Macintosh использовался процессор 68000, как и во множестве других проектов середины 19-го века.80-х, включая Atari ST и Commodore Amiga.

    Первым в мире однокристальным полностью 32-разрядным микропроцессором с 32-разрядными путями данных, 32-разрядными шинами и 32-разрядными адресами был AT&T Bell Labs BELLMAC-32A, первые образцы которого были выпущены в 1980 г., а общие производство в 1982 году. После продажи AT&T в 1984 году он был переименован в WE 32000 (WE для Western Electric) и имел два последующих поколения, WE 32100 и WE 32200. Эти микропроцессоры использовались в AT&T 3B5 и 3B15. миникомпьютеры; в 3B2, первом в мире настольном супермикрокомпьютере; в «Компаньоне» — первом в мире 32-битном портативном компьютере; и в «Александре», первом в мире супермикрокомпьютере размером с книгу, с картриджами памяти ROM-pack, аналогичными современным игровым консолям. Все эти системы работали под управлением операционной системы UNIX System V.

    Первым 32-разрядным микропроцессором Intel был iAPX 432, представленный в 1981 году, но не имевший коммерческого успеха. У него была продвинутая объектно-ориентированная архитектура, основанная на возможностях, но низкая производительность по сравнению с другими конкурирующими архитектурами, такими как Motorola 68000.

    Успех Motorola с моделью 68000 привел к появлению модели MC68010, в которой была добавлена ​​поддержка виртуальной памяти. MC68020, представленный в 1985 году, добавил полные 32-битные шины данных и адреса. 68020 стал чрезвычайно популярным на рынке супермикрокомпьютеров Unix, и многие небольшие компании (например, Altos, Charles River Data Systems) производили системы размером с настольный компьютер. После этого с MC68030, который добавил MMU в чип, семейство 68K стало 9.0069 процессор для всего, что не работало под DOS. Непрерывный успех привел к появлению MC68040, включавшего в себя FPU для повышения математической производительности. 68050 не смог достичь своих целей по производительности и не был выпущен, а последующий MC68060 был выпущен на рынок, насыщенный гораздо более быстрыми конструкциями RISC. Семейство 68K исчезло с настольных ПК в начале 1990-х.

    Другие крупные компании разработали 68020 и последующие модели для встроенного оборудования. В какой-то момент во встраиваемом оборудовании было больше процессоров 68020, чем процессоров Intel Pentium в ПК. Ядра процессора ColdFire являются производными от почтенного 68020.

    В это время (с начала до середины 1980-х годов) National Semiconductor представила очень похожую 16-битную распиновку, 32-битный внутренний микропроцессор под названием NS 16032 (позже переименованный в 32016), полную 32-битную версию под названием NS 32032 и линейка 32-битных промышленных микрокомпьютеров OEM. К середине 1980-х Sequent представила первый симметричный многопроцессорный (SMP) компьютер серверного класса с использованием NS 32032. Это была одна из немногих побед разработки, и она исчезла в конце 1980-х.

    MIPS R2000 (1984) и R3000 (1989) были весьма успешными 32-битными RISC-микропроцессорами. Они использовались, в частности, в высокопроизводительных рабочих станциях и серверах SGI.

    Другие разработки включают интересный Zilog Z8000, который слишком поздно появился на рынке, чтобы иметь шанс, и быстро исчез.

    В конце 1980-х «микропроцессорные войны» начали уничтожать некоторые микропроцессоры. Судя по всему, только с одной крупной победой в дизайне, Sequent, NS 32032 просто перестал существовать, и Sequent переключился на микропроцессоры Intel.

    С 1985 по 2003 год 32-разрядные архитектуры x86 становились все более доминирующими на рынках настольных компьютеров, ноутбуков и серверов, а эти микропроцессоры становились быстрее и мощнее. Intel лицензировала ранние версии архитектуры другим компаниям, но отказалась лицензировать Pentium, поэтому AMD и Cyrix построили более поздние версии архитектуры на основе своих собственных разработок. За это время сложность этих процессоров (количество транзисторов) и производительность (инструкций в секунду) увеличились как минимум в 1000 раз.

    64-битные микрочипы для настольных компьютеров

    Хотя 64-битные микропроцессоры использовались на нескольких рынках с начала 1990-х годов, в начале 2000-х появились 64-битные микрочипы, ориентированные на рынок ПК.

    С появлением в сентябре 2003 года AMD первой 64-битной обратно совместимой архитектуры IA-32, AMD64, а затем и собственных чипов Intel x86-64 началась эра 64-битных настольных компьютеров. Оба процессора могут запускать 32-разрядные устаревшие приложения, а также новое 64-разрядное программное обеспечение. В 64-разрядных версиях Windows XP и Linux, работающих под управлением 64-разрядных систем, программное обеспечение также предназначено для использования всей мощности таких процессоров. Переход на 64 бита — это больше, чем просто увеличение размера регистра по сравнению с IA-32, поскольку он также удваивает количество регистров общего назначения для устаревших конструкций CISC.

    Переход на 64-битные процессоры PowerPC был задуман с момента разработки процессоров в начале 90-х годов и не был основной причиной несовместимости. Существующие целочисленные регистры расширены, как и все связанные пути передачи данных, но, как и в случае с IA-32, блоки как с плавающей запятой, так и с векторами работали с разрядностью 64 бита или выше в течение нескольких лет. В отличие от того, что произошло с IA-32, он был расширен до x86-64, в 64-разрядном PowerPC не было добавлено никаких новых регистров общего назначения, поэтому любой прирост производительности при использовании 64-разрядного режима для приложений, не использующих большее адресное пространство, минимален. .

    Многоядерные процессоры

    Двухъядерный процессор AMD X2 3600.

    Другой подход к повышению производительности компьютера заключается в добавлении дополнительных процессоров, как в симметричных многопроцессорных схемах, которые были популярны в серверах и рабочих станциях с начала 1990-х годов. Соблюдение закона Мура становится все более сложной задачей по мере того, как технологии производства микросхем приближаются к физическим пределам технологии.

    В ответ производители микропроцессоров ищут другие способы повышения производительности, чтобы сохранить импульс постоянных обновлений на рынке.

    Многоядерный процессор — это просто одна микросхема, содержащая более одного ядра микропроцессора, эффективно умножающая потенциальную производительность на количество ядер (при условии, что операционная система и программное обеспечение рассчитаны на использование преимуществ более чем одного процессора). Некоторые компоненты, такие как интерфейс шины и кэш второго уровня, могут совместно использоваться ядрами. Поскольку ядра физически очень близки, они взаимодействуют на гораздо более высоких тактовых частотах по сравнению с дискретными многопроцессорными системами, что повышает общую производительность системы.

    В 2005 году были анонсированы первые двухъядерные процессоры для массового рынка, а с 2006 года двухъядерные процессоры широко используются в высокопроизводительных серверах и рабочих станциях, а четырехъядерные процессоры для серверов становятся доступными.

    RISC

    В середине 1980-х — начале 1990-х годов появилось множество новых высокопроизводительных микропроцессоров RISC (компьютер с сокращенным набором команд), которые первоначально использовались в машинах специального назначения и рабочих станциях Unix, но с тех пор стали почти универсальными. во всех ролях, кроме стандартного рабочего стола Intel.

    Первый коммерческий проект был выпущен MIPS Technologies, 32-битный R2000 (R1000 не был выпущен). R3000 сделал дизайн по-настоящему практичным, а R4000 представил первый в мире 64-битный дизайн. Результатом конкурирующих проектов станут системы IBM POWER и Sun SPARC соответственно. Вскоре все крупные поставщики выпустили RISC-дизайн, включая AT&T CRISP, AMD 29000, Intel i860 и Intel i960, Motorola 88000, DEC Alpha и HP-PA.

    Рыночные силы «отсеяли» многие из этих разработок, оставив PowerPC в качестве основного процессора RISC для настольных ПК, а SPARC используется только в разработках Sun. MIPS продолжает поставлять некоторые системы SGI, но в основном используется как встроенная конструкция, особенно в маршрутизаторах Cisco. Остальные первоначальные проекты либо исчезли, либо вот-вот исчезнут. Другие компании атаковали ниши на рынке, в частности ARM, изначально предназначенные для использования на домашних компьютерах, но с тех пор сосредоточившиеся на рынке встраиваемых процессоров. Сегодня проекты RISC, основанные на ядре MIPS, ARM или PowerPC, используются в подавляющем большинстве вычислительных устройств.

    По состоянию на 2006 год все еще производится несколько 64-битных архитектур. К ним относятся x86-64, MIPS, SPARC, Power Architecture и IA-64.

    Микропроцессоры специального назначения

    Хотя термин «микропроцессор» традиционно относится к одно- или многокристальному ЦП или системе-на-чипе (SoC), несколько типов специализированных устройств обработки вытекают из этой технологии. Наиболее распространенными примерами являются микроконтроллеры, цифровые сигнальные процессоры (DSP) и графические процессоры (GPU). Многие из них либо не программируются, либо имеют ограниченные возможности программирования. Например, в целом графические процессоры до 1990-е были в основном непрограммируемыми и только недавно получили ограниченные возможности, такие как программируемые вершинные шейдеры. Нет единого мнения о том, что определяет «микропроцессор», но обычно можно с уверенностью предположить, что этот термин относится к ЦП общего назначения, а не к процессору специального назначения, если не указано иное.

    RCA 1802 имел так называемую статическую конструкцию , означающую, что тактовую частоту можно сделать произвольно низкой, даже до 0 Гц, что является условием полной остановки. Это позволит Космический корабль «Вояджер»/»Викинг»/»Галилео » потребляет минимум электроэнергии для длительных отрезков полета без происшествий. Таймеры и/или датчики будут пробуждать/ускорять процессор вовремя для важных задач, таких как обновление навигации, управление ориентацией, сбор данных и радиосвязь.

    Рыночная статистика

    В 2003 году было произведено и продано микропроцессоров на сумму около 44 миллиардов долларов США. Хотя около половины этих денег было потрачено на процессоры, используемые в настольных или портативных персональных компьютерах, они составляют лишь около 0,2 процента всех проданных процессоров.

    Около 55 процентов всех ЦП, продаваемых в мире, являются 8-разрядными микроконтроллерами. В 1997 году было продано более 2 миллиардов 8-битных микроконтроллеров.

    Менее 10 процентов всех продаваемых в мире ЦП являются 32-разрядными или более высокими. Из всех проданных 32-битных процессоров около 2% используются в настольных или портативных персональных компьютерах, остальные продаются в бытовой технике, такой как тостеры, микроволновые печи, пылесосы и телевизоры.

    Основные разработчики

    • Intel
    • Усовершенствованные микроустройства
    • IBM Микроэлектроника
    • АМСС
    • Freescale Semiconductor
    • АРМ Холдингс
    • MIPS-технологии
    • Техасские инструменты Полупроводники
    • Технология Ренесас
    • Западный центр дизайна
    • STMicroelectronics
    • Sun Microsystems

    Ссылки

    Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

    • Крисп, Джон. 2004. Введение в микропроцессоры и микроконтроллеры . Берлингтон, Массачусетс: Newnes. ISBN 0750659890.
    • Точчи, Рональд Дж., Фрэнк Дж. Амбросио. 2002. Микропроцессоры и микрокомпьютеры: Аппаратное и программное обеспечение . Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Прентис-холл. ISBN 0130609048.
    • Стоукс, Джон. 2006. Внутри машины: иллюстрированное введение в микропроцессоры и компьютерную архитектуру . Сан-Франциско: No Starch Press. ISBN 1593271042.

    Внешние ссылки

    Все ссылки получены 9 ноября, 2022.

    • CPU-Коллекция
    • CPU-World — обширные данные CPU/MCU/FPU
    • HowStuffWorks «Как работают микропроцессоры»
    • IC Die Photography — Галерея фотографий кристаллов ЦП

    Авторы

    Энциклопедия Нового Света Авторы и редакторы переписали и дополнили статью Википедии
    в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3. 0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Кредит должен соответствовать условиям этой лицензии, которая может ссылаться как на New World Encyclopedia участников и самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

    • Микропроцессор  история

    История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

    • История «Микропроцессора»

    Примечание. На использование отдельных изображений, которые лицензируются отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

    Микропроцессору 50 лет: как 4004 изменил мир


    4004
    (Фото: Томас Нгуен, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons)

    Сегодня исполняется пятидесятая годовщина появления Intel 4004(Opens in a new window), возможно, первого микропроцессора, концепция, которая лежит в основе практически всех электронных продуктов, которые мы используем сегодня. Этот чип, изначально созданный для питания калькулятора японской компании Busicom(Opens in a new window), был первым действительно универсальным вычислительным чипом.

    Чип с 4-битной двоичной логикой, 4004, был разработан в качестве альтернативы серии более специфических чипов, использующих десятичную архитектуру, командой, в которую входили Масатоши Шима из Busicom, Тед Хофф, Стэнли Мазор и Федерико Фаггин из Intel. (Я рассказал иногда спорную историю его разработки в посте об истории 4004 несколько лет назад).

    4004 представлял собой одиночный кремниевый чип размером одна восьмая на одну шестую дюйма с 2250 отдельными элементами схемы. Он был частью набора микросхем, который также включал микросхему памяти только для чтения, предназначенную для хранения программ (4001), небольшую микросхему ОЗУ (4002) и 10-битный регистр ввода-вывода для передачи данных в главный процессор и удалить результаты (4003).

    Концепция «компьютер на чипе» не была новой, когда был создан 4004, но устройство доказало, что его можно построить с помощью технологии, доступной в 1971 году, и что для таких устройств существовал рынок. Действительно, в то же время в других фирмах реализовывалось еще несколько проектов с аналогичными целями. Но 4004 появился на рынке первым.

    Причина, по которой процессор 4004 считается таким важным, заключается в том, что он заложил основу для микропроцессоров общего назначения, которым в конечном итоге предстояло стать рабочей лошадкой современной электроники. Вскоре за ним последовал 8-битный 8008, который затем привел к 8080, который использовался в Altair 8080, возможно, первом крупном персональном компьютере; а затем к 8086/8088, преемнику, который в конечном итоге стал сердцем IBM PC. Конечно, 4-битные вычисления уступили место 16-битным, затем 32-битным, а затем современному стандарту 64-битных вычислений.

    Важно не только семейство микропроцессоров Intel. За 4004 последовали микропроцессоры от всевозможных других компаний, что привело к множеству различных архитектур и множеству приложений. (В первые годы TI, Zilog и Motorola были крупными конкурентами; вскоре AMD стала крупнейшим конкурентом Intel; а совсем недавно мы увидели множество проектов, использующих архитектуру ARM, которая используется почти во всех телефонах и в большинстве низкопроизводительных телефонов. устройства питания.)

    Почти вся современная электроника питается от микропроцессора общего назначения: ПК, мобильные телефоны, цифровые телевизоры, умные колонки, умные часы и многое другое. Чипсы теперь являются важными ингредиентами во многих других продуктах, от автомобилей и самолетов до бытовой техники. Ничего из этого не произошло бы без микропроцессора.

    Размышляя о 50-летии этого важного чипа, полезно помнить, насколько мощнее современные процессоры; и как, несмотря на препятствия, этот прогресс продолжается. Но ничего этого не было бы без первого микропроцессора 4004.

    Получите наши лучшие истории!

    Подпишитесь на Что нового сейчас , чтобы каждое утро получать наши главные новости на ваш почтовый ящик.

    Этот информационный бюллетень может содержать рекламу, предложения или партнерские ссылки. Подписка на информационный бюллетень означает ваше согласие с нашими Условиями использования и Политикой конфиденциальности. Вы можете отказаться от подписки на информационные бюллетени в любое время.