Ровно 40 лет назад - 8 июня 1978 года появился легендарный процессор Intel 8086. Это был не только первый 16-битный процессор Интел, но и первый чип архитектуры x86, на которой построены все современные компьютеры.
Разрабатывался процессор с весны 1976 года, т.е. более двух лет.
Кристалл процессора Intel 8086 изготавливался по технологии 3 мкм и содержал 29000 транзисторов - по нынешним временам ничтожное количество, тем не менее в этом плане процессор заметно превосходил всех предшественников. Работал процессор на частоте 5, 8 или 10 МГц. Для сравнения: в современных смартфонах стоят процессоры с частотой 2000 и более МГц.
Вскоре после этого в СССР был создан процессор К1810ВМ86, который являлся аналогом Intel 8086, работал на частоте до 5 МГц и производился в Советском Союзе и Чехословакии.
А теперь немного истории по дальнейшему развитию центральных процессоров по этапам:
В 1982 году появился процессор Intel 80286, который работал на частотах до 20 МГц. Он производился по техпроцессу 1,5 мкм и содержал около 134 тыс. транзисторов. С его появлением было введены понятия "защищенный режим" и "виртуальная память".
В 1985 году появился первый 32-разрядный процессор 80386 (i386), работавший на частотах до 40 МГц. Это был первый процессор, который мог использовать кэш-память, расположенную на внешнем чипе. На этом процессоре работал первый мой персональный компьютер.
В 1989 году вышел 80486 (i486), который по сути был усовершенствованным 386-ым, который стал первым скалярным процессором - в котором ряд операций выполнялись за один такт. А также стал первым процессором, в котором была применена технология умножения частоты системной шины. i486 имел встроенную кэш-память и блок FPU - для вычислений с плавающей запятой, т.н. сопроцессор.
1993 год ознаменовался выходом процессора Pentium (i586). Интел не могла запатентовать числа, поэтому отказалась от названий вроде 8086 и 80286... Это был первый суперскалярный и суперконвейерный (несколько вычислительных конвейеров) процессор Интел. Мощность блока FPU этого процессора была недостижимой для конкурентов до конца 90-х годов.
В 1995 году появился первый процессор 6-го поколения (i686) - Pentium Pro. Идеи, заложенные в данном чипе, определили архитектуру всех современных x86-процессоров: блоки предсказания ветвлений, переименование регистров, RISC-ядро, интегрированная в один корпус с ядром кэш-память второго уровня. Но ядро процессора оказалось слишком сложным, что при тогдашнем развитии технологий привело к малому проценту выхода годных процессоров и высокой стоимости, а при выполнении 16-разрядного кода процессор работал не очень быстро, поэтому такие процессоры применялись в-основном в серверах и системах высокого уровня.
В январе 1997 года появляется Pentium MMX (i586), который был по сути модернизацией ядра процессоров 5-го поколения Pentium. Был добавлен блок целочисленных матричных вычислений MMX и увеличен до 32 Кбайт объём кэш-памяти первого уровня. Напряжение питания ядра процессора было снижено до 2,8 В, в то время как периферия процессора питалась по прежнему от 3,3 В. Поэтому потребовались изменения материнских плат путём добавления дополнительного источника 2,8 В (MMX-compatible).
В мае 1997 года выходит модернизированная версия Пентиума Про - Pentium II (i686). Целью модернизации было - сделать процессор более доступным. Интегрированный кэш был вынесен на отдельную микросхему с пониженной в два раза частотой. Это упростило и удешевило процессор, хотя и сделало его более медленным, чем Pentium Pro. В ядро Pentium II был добавлен блок MMX. Процессоры Pentium II выпускались с кэш-памятью второго уровня емкостью 256 Кбайт и 512 Кбайт. Новая конструкция процессора потребовала размещения элементов на печатной плате, что, в свою очередь, привело к изменению конструктива процессора. Данные процессоры выпускались в виде картриджей SECC, устанавливающихся в специальный разъём на плате (Slot 1).
Примерно в это же время появляется линейка Celeron - упрощённая модификация процессоров Pentium II, а в будущем и Pentium III/IV/Core/Core 2 для построения недорогих компьютеров.
26 февраля 1999 года был анонсирован Pentium III, который принадлежал к 6-му поколению и отличался главным образом добавлением инструкций SSE. Выпускался как в конструктиве Slot-1, так и Socket FCPGA-370 (PGA-370).
Примерно в это же время появляется Pentium M - значительно доработанная версия процессора Pentium III на ядре Tualatin, разработанная для использования в мобильных компьютерах.
20 ноября 2000 года Pentium 4 - принципиально новый процессор с гиперконвейеризацией (hyperpipelining) — с конвейером, состоящим из 20 ступеней. Это был первый процессор, основанный на архитектуре 7-го поколения NetBurst.
Согласно заявлениям Intel, процессоры с гиперконвейеризацией, позволяют добиться увеличения частоты примерно на 40% относительно семейства P6 при одинаковом технологическом процессе. На практике первое поколение процессоров 7-го поколения работало медленнее, чем Pentium III.
Позже были дополнены поддержкой Hyper-threading и 64-битного кода.
С середины 2005 года началось постепенное вытеснение процессоров Pentium 4 в нижнюю ценовую категорию двухъядерными процессорами Pentium D.
27 июля 2006 года появились первые процессоры семейства Core 2 Duo, пришедшие на смену процессорам архитектуры NetBurst.
После провала последнего поколения процессоров Pentium 4 на ядре Tejas, было решено обратиться к другой ветви микроархитектуры. В основе процессоров лежит переработанное ядро Pentium M. Таким образом, ядро P6, использованное ещё в процессорах Pentium Pro, продолжило свою эволюцию, нарастив частоту со 150 МГц до 3,2 ГГц и обзаведясь новой системной шиной, поддержкой многоядерности, мультимедийных инструкций. 8 августа 2007 года компания Intel объявила о запуске программы по снятию с производства всех процессоров архитектуры NetBurst.
Core 2 выпускаются как в настольном, так и мобильном исполнении, включают ряд микроархитектурных улучшений и способны исполнять 32/64-битный код. Количество ядер варьируется от одного до четырёх.
10 ноября 2008 года началось производство процессора Core i7, который первым получил модульную архитектуру, позволяющую легко варьировать количество ядер. При этом была сохранена основная конструкция процессорных ядер. Это был первый процессор семейства Core i7/Core i5/Core i3, явившихся дальнейшим развитием идей, заложенных в процессорах Core 2.
Новое семейство процессоров получило встроенный контроллер памяти (трёхканальной DDR3 в высшем сегменте и двухканальной DDR3 в массовом) и новую шину, соединяющую процессор с чипсетом. Микроархитектурные улучшения позволяли Core i7 демонстрировать повышенную производительность в сравнении с Core 2 на равных частотах. Большое внимание также было уделено вопросу энергоэффективности.
Затем появились более дешевые Core i5/i7 с двухканальным контроллером памяти и четырьмя ядрами, а позднее - Core i3/i5 с двумя ядрами и встроенным видеоядром. В секторе наиболее производительных решений выпускаются Core i7 с трехканальным контроллером памяти и шестью ядрами. Благодаря использованию технологии Hyper-threading (гиперпоточности) эти процессоры способны одновременно исполнять до 12 потоков команд. Также в ассортименте компании Intel есть особо производительные процессоры для оснащения домашних компьютеров: Core i7 с трехканальным контроллером памяти и восемью ядрами, количество потоков в которых возросло до 16.
На выставке Computex-2018, которая в этом году проходит в Тайване с 5 по 9 июня, Intel показала 28-ядерный 5-ГГц процессор, выпкс которого начнётся в конце 2018 года.
На той же выставке главный конкурент Интела - компания AMD продемонстрировала 32-ядерный (64-поточный) процессор Ryzen Threadripper 2 (он же Ryzen Threadripper 2000) на основе 12-нанометрового техпроцесса, который выйдет в начале августа 2018 года.