تطور معالجات Intel x86 في الثمانينيات: 286 و 386 و 486

اليوم نريد مراجعة واحدة من أكثر الفترات إنتاجًا في تاريخها من خلال تطور معالجات Intel x86 في الثمانينيات. وقت التغيير لأجهزة الكمبيوتر الشخصية.

يعد المعالج أحد أكثر مكونات جهاز الكمبيوتر إثارة للاهتمام نظرًا لأهميته وتاريخه وتطوره. من بين كل ذلك ، هناك عدد قليل من الشركات تشارك في جميع النقاط المذكورة أكثر من العملاق الأزرق لأشباه الموصلات. لطالما كانت Intel بطلًا دائمًا طوال حياة هذه القطعة.

فهرس المحتويات

سبع سنوات من التطور المستمر

الفترة الزمنية التي نريد تغطيتها في هذا النص تعود إلى عام 1982 حتى نهاية الثمانينيات ؛ خلال ذلك الوقت ، شهدت المعالجات القائمة على بنية x86 واحدة من أسرع التطورات وأبرزها في تاريخ الحوسبة الحديثة وأرست بعض الأسس لكيفية فهمنا للإلكترونيات المنزلية اليوم.

الصورة: Flickr؛ باولي روتاكوربي

سنتحدث عن Intel 80286 وتنفيذها في IBM PC / AT و Intel 80386 وصعود استنساخ الكمبيوتر من خلال Compaq ، بالإضافة إلى إطلاق وتطوير Intel 80486 وأسس ما سيصبح فيما بعد Pentium. جولة عامة في تاريخ الحوسبة.

انتل 80286 (1982)

الصورة: Flickr؛ هنري مولبفورد

تعد Intel 80286 (المعروفة أيضًا باسم iAPX 286 أو i286) هي الخلف المباشر لمعالجات Intel 80186 و 80188 ، وكلها تنتمي إلى عائلة x86 من المعالجات ، وكانت وحدة المعالجة المركزية المفضلة لأجهزة الكمبيوتر المنزلية المصنعة من قبل IBM من الإطلاق إلى في الثمانينيات ، مواصلة العلاقة بين Intel و IBM.

بعض مواصفاته x86

كان i286 قفزة كبيرة في المواصفات من التكرار السابق لمعالجات x86. استخدمت هندسة P2 ناقل بيانات 16 بت (ومن ثم تصنيف المعالج) وكان ناقل العنوان 24 بت ، وهو تطور واضح من 80086 الأصلي. بينما تراوحت تردداتها من 4 ميجاهرتز إلى 25 ميجاهرتز في أحدث المراجعات.

العمارة P2. الصورة: عموم ويكيميديا

وتشمل أبرز التحسينات في تنفيذ التعليمات لكل دورة ساعة وإدراج مجموعات تعليمات جديدة تقلل بشكل كبير من الوقت اللازم لأداء بعض المهام ؛ بعضها يحتاج أقل من ضعف دورات الساعة لإكمال.

الخطوات الأولى في تعدد المهام في x86 الأول

تميز i286 باستخدام وضعين للتشغيل ، مخصصين لاستخدام تطبيقات المهام المتعددة ، نحن نتحدث عن الوضع المحمي والوضع الحقيقي.

كان الوضع الحقيقي (وضع العنوان الحقيقي) هو الذي دخل حيز التنفيذ بشكل افتراضي في المعالج. يحافظ على التوافق مع الإصدارات السابقة من معالجات عائلة x86 السابقة ويتميز بالوصول المباشر للبرامج إلى BIOS النظام. بفضل هذا التوافق مع الإصدارات السابقة ، تمكنت معالجات i286 من استخدام جميع البرامج المطورة لأسلافهم ، مما يجعلها معالجًا متعدد الاستخدامات للغاية. نسلط الضوء على أنها كانت الطريقة التي يعمل بها نظام التشغيل MS-DOS والإصدارات الأولى من Microsoft Windows.

من ناحية أخرى ، أعطى الوضع المحمي للمعالج القدرة على تعدد المهام ، وذلك بفضل القدرة على تبديل عمليتين مختلفتين بسرعة. اسمها مستمد من الوصول المحدود لتعليمات المعدات من قبل البرامج (يظهر شكل المشرف) لتجنب التضارب عند استخدامه معًا ؛ لسوء الحظ ، أدى هذا إلى إزالة التوافق مع الكثير من البرامج ، بما في ذلك البرنامج المسمى MS-DOS.

لاول مرة من قبل IBM

تم إصدار i286 على الجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر الشخصية من IBM ، الكمبيوتر / AT. شجع النجاح الهائل لنظام شركة نيويورك مبيعات المعالج الدقيق وإنشاء نموذج AT كمعيار في الحوسبة المنزلية على إنشاء برنامج متوافق مع بنية Intel.

كمبيوتر IBM PC / AT. الصورة: عموم ويكيميديا ​​؛ MBlair Martin.

كالعادة في ذلك الوقت ، لم تكن Intel الشركة المصنعة الوحيدة. قامت شركات مثل IBM نفسها ، أو AMD الحالية بتصنيع نماذج متشابهة ومتوافقة ، في بعض الحالات (مثل شركة Harris Corporation ، أو AMD نفسها) ، تتجاوز بكثير سرعة النموذج الأصلي الذي طورته Intel.

نوصيك بإيقاف Intel للجيل الأول من وحدات تحكم Thunderbolt 3

انتل 80386 (1985)

الصورة: Flickr؛ كونتري

بعد إطلاق Intel 80286 ستأتي مراجعتها ، Intel 80386 (أو i386). يهدف هذا المعالج إلى تحسين الميزات المقدمة في i286 ، وإضافة أوضاع تشغيل جديدة والعديد من الميزات الجديدة في بنية x86. كان هذا هو التقدم الذي سيضع الأساس للمعالجات اللاحقة ، على الأقل حتى ظهور رقائق P6.

"استنساخ" Intel و IBM

كان i286 الأصلي معالجًا مصممًا لإنتاجه ببساطة وفعالية ؛ بعد وقت قصير من إطلاقه الأصلي ، وبسبب نجاحه ، بدأ باقي الشركات المصنعة في إنتاج وبيع إصداراتهم الخاصة من النموذج. بعضها مع تحسينات كبيرة على الأصل ، خاصة في الترددات التي تم الوصول إليها.

كان i386 ، عند الإطلاق ، معالجًا باهظ الثمن في إنتاجه وتنفيذه ؛ ربما كان هذا هو السبب في أن IBM لم تبدأ في استخدامه حتى عام 1987 ، وهي مساحة استفادت شركة Compaq (المعروفة بأجهزة الكمبيوتر الشخصية المتوافقة مع IBM من أسعار معقولة) من إطلاق Compaq Portable 386 / III إلى السوق وأخذ زمام المبادرة في العرض. IBM PC. سيبدأ العصر الذهبي للنسخ المستندة إلى أجهزة كمبيوتر شركة أمريكا الشمالية.

كانت Compaq PC من أوائل الشركات التي جعلت أجهزة الكمبيوتر متوافقة مع IBM PC. Image ويكيميديا ​​كومنز ؛ تيتيان جاروتي

كما أن شركة Intel لم تفلت من العقاب من قبل الشركات الأخرى ؛ لهذا السبب لم يتم ترخيص i386 للتصنيع خارج مصانع شركة Mountain View. ومع ذلك ، استمرت شركات مثل AMD و Texas Instruments في تطوير معالجات أسرع وأكثر بأسعار معقولة تعتمد على i286 ؛ لمكافحتها ، طورت Intel i386SX ، وهي نسخة غير مكلفة من i386 الأصلي مع بعض أوجه التشابه مع i286 وأسهل وأرخص في الإنتاج. ستدخل الاستراتيجية حيز التنفيذ حتى أوائل التسعينات ، عندما بدأت إصدارات i386 الأصلية تظهر من AMD مع Am386 و Cyrix مع Cx486.

معالجات P3 القوية

على الرغم من أنها لن تكون قفزة كبيرة من حيث السرعة مثل i286 ، إلا أن i386 كان تقدمًا كبيرًا لمعالجات x86. زاد التردد بشكل كبير ، إلى 12 ميجاهرتز في النماذج الأولى ، ليصل إلى 40 ميجاهرتز في النماذج اللاحقة. كما تم مضاعفة ناقل البيانات إلى 32 بت ، كما تم زيادة ناقل العنوان إلى 32 بت ، كما تم إجراء تغييرات مهمة على تنفيذ التعليمات ، وظهرت مجموعة تعليمات IA-32.

العمارة P3. الصورة: عمارات ويكيميديا

بسبب IA-32 ، كان التوافق مع برنامج i286 محدودًا ، ولكن تطبيقه سيضع الأسس لبنية x86 للسنوات العشرين القادمة ، وسيؤثر على مجموعات تعليمات x86-64 (Intel 64 لـ Intel) التي نستخدمها في المعدات المنزلية الحالية.

من ناحية أخرى ، عملت معالجات i386SX مع ناقل بيانات 16 بت وناقل عنوان 24 بت ، مما يجعلها أبطأ ، مثل سابقتها ، على الرغم من أنها احتفظت بالتصميم الداخلي للرقاقة ، والتي لم تحسب مع التحسينات الرئيسية الأخرى.

أوضاع جديدة ، نفس المشاكل على x86

كان تسليط الضوء على i386 أيضًا ، تنفيذ ، مرة أخرى ، أوضاع وظيفية مختلفة. ظهر الوضع الحقيقي والوضع المحمي مرة أخرى لأسباب التوافق ، ولكن ظهر الوضع المحمي الخاص به مع ميزات جديدة مهمة ، مثل إزالة الأجزاء أو المحاكاة الافتراضية لعدة جلسات.

لسوء الحظ ، استمر ضعف تنفيذه ليكون العائق الرئيسي لهذه التطورات. واستمر في كونه محددًا رئيسيًا لقدرات هذه المعالجات حتى ظهور أنظمة تشغيل أكثر تقدمًا.

نوصيك بمراجعة Corsair One PRO باللغة الإسبانية (تحليل كامل)

انتل 80486 (1989)

بعد النجاح الذي لا يمكن إنكاره لـ i386 ، طورت Intel الجيل التالي من معالجات x86 بهدف تحسين ما حققته مع i386. هذه هي الطريقة التي ستولد بها معالجات P4 ، المعروفة عالميًا باسم Intel 80486 أو i486.

المعالج 387 و i486SX

تتشابه معالجات i486 إلى حد كبير مع الجيل السابق داخليًا ، باستثناء تكامل المعالج المشترك 387 ؛ تضمنت هذه الشريحة وحدة فاصلة عائمة ومخبأ موحد داخل الدائرة ، ومنها أصبحت معالجات الرقاقة المتجانسة شائعة بشكل متزايد. خلاف ذلك ، كان لا يزال معالج 32 بت على ناقل البيانات وناقل العنوان ، وتدور بقية التحسينات حول تحسين مجموعة التعليمات ، أو زيادة الترددات ، أكثر من العوامل الأخرى.

العمارة P4. الصورة: عمارات ويكيميديا

ومع ذلك ، كان هناك متغير من i486 ، و i486SX ، والذي تم الاستغناء عنه مع هذا المعالج المشترك لخفض التكاليف. لم يكن لدى i486SX حجم ناقل مختلف عن حجمه الأصلي (على الأقل بواسطة Intel) ، لذلك كانت شريحة شائعة جدًا لسعرها المنخفض.

الهوس بترددات عالية

ما جلبته i486 كان ظهور حمى MHz في المعالجات. قدمت Intel ، بفضل تضمين ذاكرة التخزين المؤقت المدمجة ، ازدواجية الترددات الداخلية للساعة ، وكان اسمها Intel OverDrive. من خلالهم ، يمكن لمعالجات i486 العمل مرتين (وثلاث مرات لاحقة) لتردداتهم لإكمال التعليمات ، والاستفادة من تلك الأطول.

كان المعالج الأول بهذه الخصائص هو i486DX2 ، الذي ضاعف سرعة الساعة من 25 ميجاهرتز إلى 50 ميجاهرتز ، وكان آخر تكرار من هذا النوع هو i486DX4 ، حيث زاد ثلاث مرات التردد إلى 100 ميجاهرتز ، على الرغم من أنه الأقوى جاء من AMD مع Am5x86-P75 + الذي وصل إلى 150 ميجاهرتز.

تقوم المعالجات المدعمة بإعادة الدخول والتوسيع على x86

جعلت أوجه التشابه بين بنية معالجات i486 و i386 الأمور سهلة لمصنعي المعالجات المتوافقة مع i486. بعد اختفاء التراخيص مع إطلاق i386 ، بدأ الجمهور يشير إليها بشكل عام على أنها "مستنسخات" ، على الرغم من أن هذا المصطلح ينطبق فقط على تلك المطابقة (داخليًا) للأصول الأصلية.

المعالجات مستمدة من ماركات أخرى من إنتل 80486. صورة: MCbx Computer Collection

واحدة من أكثر الشركات المصنعة غزارة من هذا النوع من AMD ، حتى الآن (كما ذكرنا بالفعل) لإطلاق نماذج أكثر قوة من متغيرات Intel ، على الرغم من أن أكبر أصولها في السوق كان لا يزال أكثرها بأسعار معقولة. كان هذا أيضًا خط Cyrix ، نتيجة الهندسة العكسية لمعالجات Intel ؛ لم يكن أداء معالجاتهم هو نفسه تمامًا ، لذلك اعتمدوا على أسعار معقولة.

الأسماء الأخرى ذات الأهمية يمكن أن تكون IBM أو Texas Instruments ، على الرغم من أن وجودهم كان أقل قوة مما كان عليه في المراحل السابقة من عائلة x86 من المعالجات.

كلمة أخيرة حول معالجات x86

شهدت معالجات عائلة x86 بعض من أبرز التغييرات في تاريخهم خلال هذا الوقت. ليس من المستغرب أن تم وضع الأسس للعديد من العناصر التي سترافقنا بعد سنوات من ظهورها في هذه الأجيال.

نوصي بقراءة دليلنا على أفضل اللوحات الأم

إنها بلا شك واحدة من أجمل فترات الحوسبة الحديثة والمراحل الأولى من الحوسبة المنزلية كما نعرفها اليوم. إذا كنت تريد معرفة المزيد عن هذا المكون ، فنحن ندعوك لقراءة مقالتنا عن قفزة الأجيال من Intel Pentium 4 إلى Intel Core.