80年代のIntel x86プロセッサの進化：286、386、および486

今日私たちは、80年代のIntel x86プロセッサの進化を通じて、その歴史の中で最も多作な時期の1つを確認したいと思います。 パソコンの時代。

プロセッサは、その重要性、歴史、進化により、PCの最も興味深いコンポーネントの1つです。 そのうち、半導体の青い巨人よりも、引用されているすべてのポイントに関与している企業はほとんどありません。 インテルはこの作品の生涯を通じて常に主人公でした。

コンテンツインデックス

7年間の継続的な進化

このテキストで取り上げたい期間は、1982年から80年代の終わりまでです。 その間、x86アーキテクチャに基づくプロセッサは、現代のコンピューティングの歴史の中で最も速く、最も注目に値する開発の1つを経験し、今日の家電製品を理解するための基盤を築きました。

画像：Flickr; パウリラウタコルピ

Intel 80286とそのIBM PC / ATでの実装、Intel 80386、およびCompaqによるPCクローンの台頭、さらにIntel 80486の発売と開発、および後にPentiumになる基地について話します。 コンピューティングの歴史の一般的なツアー。

インテル80286（1982）

画像：Flickr; ヘンリー・ミュールフォード

Intel 80286 （iAPX 286またはi286とも呼ばれます）はIntel 80186および80188プロセッサーの直接の後継であり、すべてx86ファミリーのプロセッサーに属しており、IBMが発売してから発売された家庭用PCのCPUとして最適です。 80年代に入っても、インテルとIBMの関係は続いています。

そのx86仕様の一部

i286は、 x86プロセッサーの以前のイテレーションからの仕様における大きな飛躍でした 。 P2アーキテクチャは16ビットのデータバス（つまり、プロセッサの分類）を使用し、アドレスバスは24ビットでした。これは、元の80086からの明確な進化です。 最新のリビジョンでは、周波数は4 MHzから25 MHzの範囲でした。

P2アーキテクチャ。 画像：ウィキメディア・コモンズ

ハイライトには、 クロックサイクルごとの命令実行の改善と、一部のタスクの実行に必要な時間を大幅に削減する新しい命令セットの追加が含まれます。 それらの一部は、完了するのに2クロックサイクル未満しか必要としませんでした。

最初のx86でのマルチタスクの最初のステップ

i286は、マルチタスクアプリケーションの使用を目的とした2つの動作モードの使用を特徴としており、 プロテクトモードとリアルモードについて説明してい ます 。

リアルモード （ リアルアドレスモード）は、プロセッサでデフォルトで有効になったモードです。 以前のx86ファミリプロセッサとの下位互換性を維持し、システムBIOSへのソフトウェアアクセスを直接提供します 。 この下位互換性のおかげで、i286プロセッサーは前任者向けに開発されたすべてのソフトウェアを使用でき、非常に用途の広いプロセッサーになりました。 MS-DOSオペレーティングシステムとMicrosoft Windowsの最初のバージョンが機能する方法であったことを強調します。

一方、 プロテクトモードでは、2つの異なるプロセスをすばやく切り替えることができるため、プロセッサはマルチタスクを実行できます。 その名前は、一緒に使用された場合の競合を回避するために、プログラムによる機器の指示への制限されたアクセス （ 監督者の図が表示されている）に由来しています 。 残念ながら、これにより、MS-DOSという名前のソフトウェアを含む多くのソフトウェアの互換性が削除されました。

IBMによるデビュー

i286は、IBMの第3世代のパーソナルコンピュータであるPC / ATでリリースされました。 ニューヨークの会社のシステムの途方もない成功は、マイクロプロセッサの売上を急増させ、ホームコンピューティングの標準としてATモデルを確立したことで、Intelのアーキテクチャと互換性のあるソフトウェアの作成が促進されました。

IBM PC / ATコンピュータ。 画像：ウィキメディア・コモンズ; MBlairマーティン。

当時のように、メーカーはIntelだけではありませんでした。 IBM自体、または現在のAMDのような企業は、同様の互換性のあるモデルを製造している場合があり（ Harris Corporation やAMD自体など）、Intelが開発した元のモデルの速度をはるかに超えています。

インテルは、第1世代のThunderbolt 3コントローラーを廃止することをお勧めします

Intel 80386（1985）

画像：Flickr; Contri

Intel 80286の発売後、Intel 80386（またはi386）がレビューされます。 このプロセッサは、x86アーキテクチャに新しい動作モードと多数の新しい機能を追加して、i286で提供される機能を改善することを目的としています。 これは、少なくともP6チップが登場するまで、後のプロセッサの基礎を築く進歩でした。

IntelとIBMの「クローン」

オリジナルのi286は、 簡単かつ効率的に生産 できるように設計されたプロセッサーでした。 最初の発売から間もなく、そしてその成功により、残りのメーカーは独自のバージョンのモデルの生産と販売を開始しました。 それらのいくつかは、特に到達した周波数において、オリジナルより大幅に改善されています。

i386は、発売時には、その製造と実装において高価なプロセッサでした。 おそらくそれがIBMが1987年まで使用を開始しなかった理由であり、 Compaqの会社（手頃なIBM互換PCで知られている）は、Compaq Portable 386 / IIIを市場に投入し、その提案をリードするために利用しました。 IBM PC。 北米の会社のコンピューターに基づくクローンの黄金時代が始まります。

Compaq PCは、PCをIBM PCと互換性を持つようにした最初の企業の1つです。 画像ウィキメディアコモンズ; ティツィアーナ・ガルティ

インテルはまた 、他の企業によって罰せられたわけではありません 。 そのため、i386はMountain View社の工場以外での製造が許可されていませんでした。 ただし、AMDやTexas Instrumentsなどの企業は、より高速で手頃な価格のi286ベースのプロセッサを開発し続けました。 それらと戦うために、Intelはi386SXを開発しました。これは元のi386の安価なバージョンで、i286といくつかの類似点があり、製造が簡単で安価です。 この戦略は、元のi386のバージョンがAMDからAm386で 、 CyrixがCx486で登場した1990年代初頭まで有効でした 。

強力なP3プロセッサー

速度の点ではi286ほど大きくはありませんが、i386はx86プロセッサーにとって大きな進歩でした。 周波数は劇的に増加し、最初のモデルでは12 MHzになり、後のモデルでは40 MHzに達しました。 データバスも32ビットに2倍になり、アドレスバスも32ビットに増加し、命令の実行に重要な変更が加えられ、 IA-32命令セットが登場しました。

P3アーキテクチャ。 画像：ウィキメディアコモンズ

IA-32のため、i286ソフトウェアとの互換性は制限されていましたが、その実装はx86アーキテクチャの基礎を次の20年間築き、私たちが使用するx86-64命令セット（Intel 64 for Intel）に影響を与えます。現在の家庭用機器。

一方、i386SXプロセッサは16ビットのデータバスと24ビットのアドレスバスで動作するため、以前のデバイスと同様に、チップの内部設計を維持しながら、処理速度が低下しました。その他の主要な改善点。

新しいモード、x86で同じ問題

i386のもう1つのハイライトは、さまざまな機能モードの実装です。 互換性の理由でリアルモードとプロテクトモードが再表示されましたが、独自のプロテクトモードは、セグメントの削除や複数のセッションの仮想化などの重要な新機能を備えた外観を作りました。

残念ながら、その貧弱な実装は、これらの開発の主な原因であり続けました。 より高度なオペレーティングシステムが登場するまで、これらのプロセッサの機能の主要な制限であり続けました。

私たちはスペイン語でCorsair One PROのレビューをお勧めします（完全な分析）

Intel 80486（1989）

i386の紛れもない成功を受けて、Intelはi386で達成したことを改善することを目標に次世代のx86プロセッサを開発しました。 これは、世界中でIntel 80486またはi486として知られているP4プロセッサが生まれる方法です。

387コプロセッサーとi486SX

i486プロセッサは、387コプロセッサの統合を除いて、内部では前世代と非常に似ています。 このチップには、回路内に浮動小数点ユニットと統合キャッシュが含まれていたため、モノリシックチッププロセッサはますます一般的になります。 それ以外の場合は、データバスとアドレスバス上の32ビットプロセッサのままであり、その他の改善点は、他の要因よりも命令セットの最適化や周波数の増加に重点を置いていました。

P4アーキテクチャ。 画像：ウィキメディアコモンズ

ただし、i486のバリアントであるi486SXがあり、このコプロセッサーを省略してコストを削減しました。 i486SXは元の（少なくともIntelによる）バスサイズと異なっていなかったため、低価格で非常に人気のあるチップでした。

高周波への執着

i486がもたらしたのは、プロセッサでのMHz発熱の始まりでした。 Intelは、統合されたキャッシュメモリの組み込み、クロックの内部周波数の重複のおかげで、その名前がIntel OverDriveであると発表しました。 それらを介して、i486プロセッサは 、命令を完了するために周波数を2倍 （後で3倍）で動作させることができ 、より長い命令の恩恵を受けます。

これらの特性を備えた最初のプロセッサはi486DX2で、クロック速度が25 MHzから50 MHzに2倍になりました。このタイプの最後の反復はi486DX4の反復で、周波数を100 MHzに3倍にしましたが、最も強力ですそれは150 MHzに達したAm5x86-P75 +でAMDから来ました。

サポートされているプロセッサがx86で再入力および拡張

i486とi386プロセッサーのアーキテクチャーの類似点により、i486互換プロセッサーの製造業者は物事を容易にしました。 i386の発売によってライセンスがなくなった後、 一般に「クローン」と呼ばれるようになりましたが、この用語はオリジナルと（内部で）同一の用語にのみ適用されました。

Intel 80486の他のブランドから派生したプロセッサー。 画像：MCbxコンピュータコレクション

AMDが提供するこのタイプのプロセッサの最も多作なメーカーの1つであり、これまでに（すでに述べたように）Intelバリアントよりも強力なモデルを発売していますが、市場で最大の資産は依然として最も手頃な価格でした。 これは、Intelプロセッサのリバースエンジニアリングの結果であるCyrixシリーズでもありました。それらのプロセッサはまったく同じには動作しなかったため、手頃な価格に依存していました。

他の関心のある名前はIBMまたはTexas Instrumentsですが、それらの存在はx86ファミリーのプロセッサーの前の段階よりも強くありませんでした。

x86プロセッサについての最後の言葉

この間、x86ファミリプロセッサは、その歴史において最も顕著な変化のいくつかを経験しました。 当然のことながら、これらの世代で明らかになった数年後に私たちに付随する要素の多くについて、基礎が築かれました。

最高のマザーボードに関するガイドを読むことをお勧めします

間違いなく、それは現代のコンピューティングの最も美しい時期の1つであり、今日のホームコンピューティングの最初の段階です。 このコンポーネントについて詳しく知りたい場合は、インテルPentium 4からインテルCoreへの世代別飛躍に関する記事をご覧ください。