Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Техасские инструменты TMS1000
Motorola 68000 (MC68000)
Современный 64-битный процессор x86_64 (AMD Ryzen 5 2600, на основе Zen + , 2017)
Процессор AMD Ryzen 7 1800X (2016, на базе Zen ) в сокете AM4 на материнской плате

Микропроцессор представляет собой компьютерный процессор , где логика обработки данных и управления включается на одной интегральной схемы , или небольшого числа интегральных схем. Микропроцессор представляет собой многоцелевую цифровую интегральную схему на основе регистров , управляемую часами , которая принимает двоичные данные на входе, обрабатывает их в соответствии с инструкциями, хранящимися в своей памяти , и предоставляет результаты (также в двоичной форме) на выходе. Микропроцессоры содержат как комбинационную логику, так и последовательную цифровую логику . Микропроцессоры работают с числами и символами, представленными вдвоичная система счисления .

Интеграция всего ЦП в одну или несколько интегральных схем с использованием очень крупномасштабной интеграции (СБИС) значительно снизила стоимость вычислительной мощности. Интегрированные процессоры выключатели производятся в больших количествах с высокой степенью автоматизации металл-оксид-полупроводник (МОП) процессов изготовления , что приводит к относительно низкой цене за единицу . Однокристальные процессоры повышают надежность, потому что существует гораздо меньше электрических соединений, которые могут выйти из строя. По мере совершенствования конструкции микропроцессоров стоимость производства микросхемы (с меньшими компонентами, построенными на полупроводниковой микросхеме того же размера), как правило, остается неизменной в соответствии с законом Рока .

До появления микропроцессоров небольшие компьютеры строились с использованием стоек печатных плат со множеством средних и малых интегральных схем , как правило, типа TTL . Микропроцессоры объединили это в одну или несколько крупных ИС. Первым микропроцессором был Intel 4004 .

Постоянное увеличение мощности микропроцессоров с тех пор сделало другие виды компьютеров почти полностью устаревшими (см. Историю вычислительного оборудования ), при этом один или несколько микропроцессоров используются во всем, от самых маленьких встроенных систем и портативных устройств до самых больших мэйнфреймов и суперкомпьютеров .

Структура [ править ]

Блок-схема архитектуры микропроцессора Z80 , показывающая арифметическую и логическую секцию , регистровый файл, секцию управляющей логики и буферы для внешнего адреса и линий данных.

Сложность интегральной схемы ограничена физическими ограничениями на количество транзисторов, которые могут быть помещены на одну микросхему, количество оконечных элементов корпуса, которые могут подключать процессор к другим частям системы, количество соединений, которые можно выполнить. на микросхеме и тепло, которое микросхема может рассеивать . Развитие технологий делает возможным производство более сложных и мощных чипов.

Минимальный гипотетический микропроцессор может включать только арифметико-логический блок (ALU) и секцию управляющей логики . ALU выполняет сложение, вычитание и такие операции, как AND или OR. Каждая операция ALU устанавливает один или несколько флагов в регистре состояния , которые указывают результаты последней операции (нулевое значение, отрицательное число, переполнение или другие). Управляющая логика извлекает коды инструкций из памяти и инициирует последовательность операций, необходимых ALU для выполнения инструкции. Один код операции может повлиять на многие отдельные пути данных, регистры и другие элементы процессора.

По мере развития технологии интегральных схем стало возможным производить все более и более сложные процессоры на одном кристалле. Размер объектов данных стал больше; позволяя больше транзисторов на кристалле разрешено слово размеров увеличить с 4- и 8-битовых слов до сегодняшних 64-битовых слов. В архитектуру процессора добавлены дополнительные функции; большее количество регистров на кристалле ускорило программы, а сложные инструкции можно было использовать для создания более компактных программ. Например, арифметика с плавающей запятой часто была недоступна на 8-битных микропроцессорах, но ее приходилось выполнять программно . Интеграция модуля с плавающей запятойсначала как отдельная интегральная схема, а затем как часть того же микропроцессорного чипа, ускорила вычисления с плавающей запятой.

Иногда физические ограничения интегральных схем вынуждали применять такие методы, как побитовый подход. Вместо того, чтобы обрабатывать все длинное слово на одной интегральной схеме, несколько схем параллельно обрабатывают подмножества каждого слова. Хотя для этого требовалась дополнительная логика для обработки, например, переноса и переполнения в каждом слайсе, результатом была система, которая могла обрабатывать, например, 32-битные слова с использованием интегральных схем с емкостью всего четыре бита каждая.

Возможность разместить большое количество транзисторов на одной микросхеме позволяет интегрировать память на одном кристалле с процессором. Этот кэш ЦП имеет преимущество более быстрого доступа, чем внешняя память, и увеличивает скорость обработки системы для многих приложений. Тактовая частота процессора увеличивается быстрее, чем скорость внешней памяти, поэтому кэш-память необходима, если процессор не должен задерживаться более медленной внешней памятью.

Конструкции специального назначения [ править ]

Микропроцессор - это универсальный объект. За этим последовало несколько специализированных устройств обработки:

  • Цифровой сигнальный процессор (DSP) , специализируется на обработке сигналов .
  • Графические процессоры (GPU) - это процессоры, предназначенные в первую очередь для рендеринга изображений в реальном времени .
  • Существуют и другие специализированные подразделения для обработки видео и машинного зрения . (См .: Аппаратное ускорение .)
  • Микроконтроллеры объединяют микропроцессор с периферийными устройствами во встроенных системах .
  • Системы на кристалле (SoC) часто объединяют одно или несколько ядер микропроцессора или микроконтроллера с другими компонентами, такими как радиомодемы, и используются в смартфонах и планшетных компьютерах.

Соображения скорости и мощности [ править ]

Микропроцессоры могут быть выбраны для различных приложений в зависимости от их размера слова, который является мерой их сложности. Более длинные слова позволяют каждому тактовому циклу процессора выполнять больше вычислений, но соответствуют физически большим кристаллам интегральной схемы с более высоким энергопотреблением в режиме ожидания и эксплуатации . [1] 4-, 8- или 12-разрядные процессоры широко интегрируются в микроконтроллеры, работающие со встроенными системами. Если ожидается, что система будет обрабатывать большие объемы данных или потребуется более гибкий пользовательский интерфейс , используются 16-, 32- или 64-разрядные процессоры. Для системы на микросхеме можно выбрать 8- или 16-разрядный процессор вместо 32-разрядного процессора.или микроконтроллерные приложения, требующие чрезвычайно маломощной электроники , или являющиеся частью интегральной схемы со смешанными сигналами с чувствительной к шуму встроенной аналоговой электроникой, такой как аналого-цифровые преобразователи с высоким разрешением, или и то, и другое. Выполнение 32-битной арифметики на 8-битном чипе может потребовать больше энергии, поскольку чип должен выполнять программное обеспечение с несколькими инструкциями. [2]

Встроенные приложения [ править ]

Тысячи предметов, которые традиционно не были связаны с компьютером, включают микропроцессоры. К ним относятся крупная и малая бытовая техника , автомобили (и их дополнительное оборудование), ключи от машины, инструменты и испытательные приборы, игрушки, выключатели / диммеры и электрические прерыватели цепи , дымовые извещатели, аккумуляторные блоки и аудио / визуальные компоненты Hi-Fi. (от DVD-плееров до проигрывателей фонографов ). Такие продукты, как сотовые телефоны, видеосистема DVD и HDTV.Системы вещания принципиально нуждаются в потребительских устройствах с мощными и недорогими микропроцессорами. Все более строгие стандарты контроля загрязнения фактически требуют, чтобы производители автомобилей использовали микропроцессорные системы управления двигателем, чтобы обеспечить оптимальный контроль выбросов в широко изменяющихся условиях эксплуатации автомобиля. Непрограммируемые элементы управления потребуют сложной, громоздкой или дорогостоящей реализации для достижения результатов, возможных с помощью микропроцессора.

Программа микропроцессорного управления ( встроенное программное обеспечение ) может быть легко адаптирована к различным потребностям линейки продуктов, что позволяет повысить производительность с минимальным изменением конструкции продукта. Различные функции могут быть реализованы в разных моделях продуктовой линейки при незначительных производственных затратах.

Микропроцессорное управление системой может обеспечивать стратегии управления, которые было бы непрактично реализовать с использованием электромеханических средств управления или специально разработанных электронных средств управления. Например, система управления двигателем в автомобиле может регулировать угол опережения зажигания в зависимости от частоты вращения двигателя, нагрузки на двигатель, температуры окружающей среды и любой наблюдаемой тенденции к детонации, что позволяет автомобилю работать на различных сортах топлива.

История [ править ]

Появление дешевых компьютеров на интегральных схемах изменило современное общество . Микропроцессоры общего назначения в персональных компьютерах используются для вычислений, редактирования текста, отображения мультимедиа и связи через Интернет . Многие другие микропроцессоры являются частью встроенных систем , обеспечивая цифровое управление множеством объектов, от бытовых приборов до автомобилей и сотовых телефонов, а также управление производственными процессами . Микропроцессоры выполняют бинарные операции на основе логической логики, названной в честь Джорджа Буля.. Способность управлять компьютерными системами с использованием булевой логики была впервые доказана в диссертации 1938 года студентом магистратуры Клодом Шенноном , который позже стал профессором. Шеннон считается «отцом теории информации».

Микропроцессор возник при разработке MOSFET ( полевого транзистора металл-оксид-полупроводник, или MOS-транзистора) [3], который впервые был продемонстрирован Мохамедом М. Аталлой и Давоном Кангом из Bell Labs в 1960 году [4]. После разработки микросхем МОП-интегральных схем в начале 1960-х годов, к 1964 году МОП-микросхемы достигли более высокой плотности транзисторов и более низких производственных затрат, чем биполярные интегральные схемы . МОП-микросхемы стали усложняться со скоростью, предсказываемой законом Мура , что привело к крупномасштабной интеграции(БИС) с сотнями транзисторов на одном МОП-кристалле к концу 1960-х годов. Применение микросхем MOS LSI в вычислениях стало основой для первых микропроцессоров, поскольку инженеры начали понимать, что полный компьютерный процессор может содержаться на нескольких микросхемах MOS LSI. [3] В конце 1960-х проектировщики стремились интегрировать функции центрального процессора (ЦП) компьютера в несколько микросхем MOS LSI, называемых наборами микросхем микропроцессора (MPU).

Первым серийно выпускаемым микропроцессором был Intel 4004 , выпущенный в 1971 году в виде единой микросхемы MOS LSI. [5] Создание однокристального микропроцессора стало возможным с развитием технологии кремниевого затвора MOS (SGT). [6] Первые МОП-транзисторы имели алюминиевые металлические затворы , которые итальянский физик Федерико Фаггин заменил кремниевыми самовыравнивающимися затворами при разработке первого МОП-чипа с кремниевым затвором в Fairchild Semiconductor в 1968 году. [6] Фаггин позже присоединился к Intel и использовал свой кремний. -gate MOS технология для разработки 4004, наряду сМарсиан Хофф , Стэнли Мазор и Масатоши Шима в 1971 году. [7] 4004 был разработан для компании Busicom , которая ранее предлагала многочиповый дизайн в 1969 году, до того, как команда Фаггина в Intel изменила его на новый однокристальный дизайн. Intel представила первый коммерческий микропроцессор, 4-битный Intel 4004, в 1971 году. Вскоре за ним последовал 8-битный микропроцессор Intel 8008 в 1972 году.

Вскоре последовали и другие встроенные применения 4-битных и 8-битных микропроцессоров, такие как терминалы , принтеры , различные виды автоматизации и т. Д. Доступные по цене 8-битные микропроцессоры с 16-битной адресацией также привели к появлению первых микрокомпьютеров общего назначения с середины 1970-х годов.

Первое использование термина «микропроцессор» приписывается компании Viatron Computer Systems [8], описывающей специализированную интегральную схему, используемую в их небольшой компьютерной системе System 21, анонсированной в 1968 году.

С начала 1970-х годов увеличение мощности микропроцессоров следовало закону Мура ; Первоначально это предполагало, что количество компонентов, которые можно установить на микросхему, ежегодно удваивается. При нынешних технологиях это фактически каждые два года [9] [ устаревший источник ], и в результате Мур позже изменил период на два года. [10]

Первые проекты [ править ]

Эти проекты поставили микропроцессор примерно в то же время: Garrett AiResearch 's Central Air Data Computer (CADC) (1970), Texas Instruments ' TMS 1802NC (сентябрь 1971) и Intel «s 4004 (ноябрь 1971, основанный на ранее 1969 Busicom дизайн). Возможно, микропроцессор Four-Phase Systems AL1 также был поставлен в 1969 году.

Garrett AiResearch CADC (1970) [ править ]

В 1968 году Garrett AiResearch (который нанял дизайнеров Рэя Холта и Стива Геллера) был приглашен для производства цифрового компьютера, чтобы конкурировать с электромеханическими системами, которые тогда разрабатывались для главного компьютера управления полетом нового истребителя F-14 Tomcat ВМС США . Разработка была завершена к 1970 году, и в качестве основного процессора использовался набор микросхем на базе MOS . Конструкция была значительно (примерно в 20 раз) меньше и намного надежнее, чем механические системы, с которыми она конкурировала, и использовалась во всех ранних моделях Tomcat. Эта система содержала «20-бит, конвейерный , параллельной мульти-Микропроцессор ". Военно-морской флот отказался разрешить публикацию проекта до 1997 года. Документация по CADC и чипсету MP944 , выпущенному в 1998 году, хорошо известна. Автобиографическая история этого дизайна и разработки Рэя Холта представлена ​​в книге: The Accidental Инженер. [11] [12]

Рэй Холт окончил Калифорнийский политехнический университет в 1968 году и начал свою карьеру компьютерного дизайнера в CADC. С момента своего создания он был окутан секретом до 1998 года, когда по запросу Холта ВМС США разрешили доступ к документам в открытом доступе. Холт утверждал, что никто не сравнивал этот микропроцессор с более поздними. [13] Согласно Parab et al. (2007),

Научные статьи и литература, опубликованные примерно в 1971 году, показывают, что цифровой процессор MP944, использовавшийся на самолете F-14 Tomcat ВМС США, считается первым микропроцессором. Хотя это интересно, это не был однокристальный процессор, как Intel 4004 - они оба были больше похожи на набор параллельных строительных блоков, которые можно было использовать для создания универсальной формы. Он содержит ЦП, ОЗУ , ПЗУ и два других поддерживающих чипа, таких как Intel 4004. Он был сделан по той же технологии P-канала , работающей по военным спецификациям.и имел чипы большего размера - отличный компьютерный дизайн по любым стандартам. Его дизайн свидетельствует о серьезном прогрессе по сравнению с Intel и двумя годами ранее. Он действительно работал и летал на F-14, когда был анонсирован Intel 4004. Это указывает на то, что сегодняшняя промышленность тему сходящихся DSP - микроконтроллеров архитектуры было начато в 1971 г. [14]

Эта конвергенция архитектур DSP и микроконтроллера известна как контроллер цифрового сигнала . [15]

Четырехфазные системы AL1 (1969) [ редактировать ]

Четыре этапа системы AL1 был 8-разрядный бит ломтик чип , содержащий восемь регистров и АЛУ. [16] Он был разработан Ли Бойселем в 1969 году. [17] [18] [19] В то время он был частью 9-чипового 24-битного ЦП с тремя AL1, но позже он был назван микропроцессором, когда , в ответ на судебный процесс 1990-х годов Texas Instruments , была построена демонстрационная система, в которой один AL1 вместе с RAM, ROM и устройством ввода-вывода составлял часть демонстрационной компьютерной системы зала суда. [20]

Pico / General Instrument [ править ]

Микросхема PICO1 / GI250, представленная в 1971 году: она была разработана компанией Pico Electronics (Гленротес, Шотландия) и произведена General Instrument из Хиксвилля, штат Нью-Йорк.

В 1971 году компании Pico Electronics [21] и General Instrument (GI) представили свое первое сотрудничество в области создания микросхем, полностью интегрированной микросхемы калькулятора для калькулятора Monroe / Litton Royal Digital III. Этот чип также может претендовать на звание одного из первых микропроцессоров или микроконтроллеров с ПЗУ , ОЗУ и набором команд RISC на кристалле. Схема четырех слоев процесса PMOS была нарисована вручную в масштабе x500 на майларовой пленке, что было важной задачей в то время, учитывая сложность чипа.

Pico был дочерним предприятием пяти инженеров-конструкторов GI, целью которых было создание интегральных схем для вычислителей с одним чипом. У них был значительный предыдущий опыт проектирования нескольких наборов микросхем калькуляторов с GI и Marconi-Elliott . [22] Ключевым членам команды изначально было поручено Elliott Automation создать 8-битный компьютер на MOS и они помогли создать исследовательскую лабораторию MOS в Гленротес , Шотландия, в 1967 году.

Калькуляторы становились крупнейшим рынком для полупроводников, поэтому Pico и GI добились значительного успеха на этом быстрорастущем рынке. GI продолжала вводить новшества в микропроцессоры и микроконтроллеры, выпустив такие продукты, как CP1600, IOB1680 и PIC1650. [23] В 1987 году бизнес GI Microelectronics был преобразован в бизнес микроконтроллеров Microchip PIC .

Intel 4004 (1971 г.) [ править ]

4004 с снятой крышкой (слева) , и как на самом деле используется (справа)

Intel 4004 , как правило , рассматривается как первый истинный микропроцессор , построенный на одном чипе, [24] [25] по цене US $ 60 (эквивалент $ 378,78 в 2019 году) [26] Первая известная реклама 4004 датирована 15 ноября 1971 и появился в электронных новостях . Микропроцессор был разработан командой, состоящей из итальянского инженера Федерико Фаггина , американских инженеров Марсиана Хоффа и Стэнли Мазора и японского инженера Масатоши Шима . [27]

Проект по производству 4004 возник в 1969 году, когда Busicom , японский производитель калькуляторов, попросил Intel создать набор микросхем для высокопроизводительных настольных калькуляторов . Первоначальный дизайн Busicom предполагал создание программируемого набора микросхем, состоящего из семи различных микросхем. Три микросхемы должны были создать специальный ЦП, программа которого хранится в ПЗУ, а данные - в памяти чтения-записи регистра сдвига. Тед Хофф, инженер Intel, назначенный для оценки проекта, полагал, что дизайн Busicom можно упростить, используя для данных динамическое ОЗУ, а не память регистров сдвига, и более традиционную архитектуру ЦП общего назначения. Хофф выступил с предложением по архитектуре с четырьмя микросхемами: микросхема ПЗУ для хранения программ, микросхема динамического ОЗУ для хранения данных, простое устройство ввода-вывода и 4-битный центральный процессор (ЦП). Хотя он и не был разработчиком микросхем, он чувствовал, что ЦП можно интегрировать в один кристалл, но, поскольку ему не хватало технических знаний, эта идея пока оставалась лишь желанием.

Первый микропроцессор Intel 4004.

В то время как архитектура и спецификации MCS-4 возникли в результате взаимодействия Хоффа со Стэнли Мазором , инженером-программистом, подчиненным ему, и с инженером Busicom Масатоши Шима , в течение 1969 года Мазор и Хофф перешли к другим проектам. В апреле 1970 года Intel наняла итальянского инженера Федерико Фаггина в качестве руководителя проекта, шаг, который в конечном итоге сделал окончательный дизайн одночипового процессора реальностью (Шима тем временем разработал прошивку калькулятора Busicom и помогал Фаггину в течение первых шести месяцев реализации). Фаггин, который первоначально разработал технологию кремниевого затвора (SGT) в 1968 году в Fairchild Semiconductor [28]и спроектировал первую в мире коммерческую интегральную схему с использованием SGT, Fairchild 3708, имел правильную основу, чтобы довести проект до того, что станет первым коммерческим микропроцессором общего назначения. Поскольку SGT был его собственным изобретением, Фаггин также использовал его для создания своей новой методологии проектирования случайной логики, которая позволила реализовать однокристальный процессор с надлежащей скоростью, рассеиваемой мощностью и стоимостью. Руководителем отдела дизайна Intel MOS был Лесли Л. Вадас.во время разработки MCS-4, но внимание Вадаса было полностью сосредоточено на основном бизнесе полупроводниковой памяти, поэтому он оставил руководство и управление проектом MCS-4 Фаггину, который в конечном итоге отвечал за ведение проекта 4004 до его реализации. реализация. Производственные подразделения 4004 впервые были доставлены в Busicom в марте 1971 года и отправлены другим клиентам в конце 1971 г. [ править ]

Texas Instruments TMX 1795 (1970-1971) [ править ]

Наряду с Intel (которая разработала 8008 ), Texas Instruments разработала в 1970–1971 годах однокристальный процессор, заменяющий терминал Datapoint 2200 , TMX 1795 (позже TMC 1795). Как и 8008, он был отклонен заказчиком Datapoint. По словам Гэри Буна, TMX 1795 так и не поступил в производство. Поскольку он был построен по той же спецификации, его набор команд был очень похож на Intel 8008. [29] [30]

Texas Instruments TMS 1802NC (1971) [ редактировать ]

TMS1802NC был анонсирован 17 сентября 1971 года и реализовал четырехфункциональный калькулятор. TMS1802NC, несмотря на свое обозначение, не входил в серию TMS 1000 ; Позднее он был переименован в серию TMS 0100, которая использовалась в калькуляторе TI Datamath. Несмотря на то, что TMS1802NC продавался как калькулятор на кристалле, он был полностью программируемым, включая на кристалле ЦП с 11-битным командным словом, 3520 бит (320 команд) ПЗУ и 182 бита ОЗУ. [29] [31] [30] [32]

Гилберт Хаятт [ править ]

Гилберт Хаятт получил патент на изобретение, предшествующее TI и Intel, с описанием «микроконтроллера». [33] Патент был позже признан недействительным, но не раньше, чем были выплачены значительные гонорары. [34] [35]

8-битные конструкции [ править ]

За Intel 4004 в 1972 году последовал Intel 8008 , первый в мире 8-разрядный микропроцессор. 8008, однако, не был продолжением дизайна 4004, а был кульминацией отдельного проектного проекта в Intel, вытекающего из контракта с Computer Terminals Corporation из Сан-Антонио, штат Техас, на чип для терминала, который они проектировали. [36] в Datapoint 2200 -фундаментальная аспекты дизайна пришла не от Intel , но от КТК. В 1968 году Вик Поор и Гарри Пайл из CTC разработали оригинальный дизайн набора команд и работы процессора. В 1969 году СТС заключила контракт с двумя компаниями, Intel и Texas Instruments., чтобы создать однокристальную реализацию, известную как CTC 1201. [37] В конце 1970 или в начале 1971 года TI прекратила свою работу, поскольку не могла создать надежную деталь. В 1970 году, когда Intel еще не поставила эту деталь, CTC решила использовать свою собственную реализацию в Datapoint 2200, используя вместо этого традиционную логику TTL (таким образом, первая машина, на которой выполнялся «код 8008», на самом деле не была микропроцессором и была поставлена годом ранее). Версия микропроцессора 1201 от Intel появилась в конце 1971 года, но была слишком поздно, медлительной и требовала ряда дополнительных микросхем поддержки. СТС не был заинтересован в его использовании. Изначально CTC заключила контракт с Intel на поставку чипа и должна была бы им 50 000 долларов США (что эквивалентно 315 653 долларам в 2019 году) за их проектные работы. [37]Чтобы не платить за чип, который они не хотели (и не могли использовать), CTC освободила Intel от контракта и разрешила им бесплатное использование дизайна. [37] Intel представила его как 8008 в апреле 1972 года, как первый в мире 8-разрядный микропроцессор. На его основе был разработан знаменитый компьютерный комплект « Марк-8 », рекламируемый в журнале « Радиоэлектроника» в 1974 году. Этот процессор имел 8-битную шину данных и 14-битную шину адреса. [38]

8008 был предшественником успешного Intel 8080 (1974), который предлагал улучшенную производительность по сравнению с 8008 и требовал меньшего количества поддерживаемых микросхем. Федерико Фаггин задумал и сконструировал его с использованием высоковольтного N-канального МОП. Zilog Z80 (1976) был также дизайн Фаггина, используя низкое напряжение N канал с обедненной нагрузкой и производными Intel 8-разрядные процессорами: все разработанные с методологией Фаггин , созданной для 4004. Motorola выпустила конкурирующее 6800 в августе 1974 года, и аналогичная технология MOS 6502 была выпущена в 1975 году (обе разработаны в основном одними и теми же людьми). Семейство 6502 соперничало по популярности с Z80 в 1980-х годах.

Низкая общая стоимость, небольшая упаковка, простые требования к компьютерной шине , а иногда и интеграция дополнительных схем (например, схемы обновления встроенной памяти Z80 ) позволили «революции» домашних компьютеров резко ускориться в начале 1980-х. Были поставлены такие недорогие машины, как Sinclair ZX81 , которые продавались за 99 долларов США (что эквивалентно 278,41 долларов США в 2019 году). Вариант 6502, технология MOS 6510 использовалась в Commodore 64, а еще один вариант, 8502, питал Commodore 128 .

Western Design Center, Inc (WDC) представил CMOS WDC 65C02 в 1982 году и предоставил лицензию на разработку нескольким фирмам. Он использовался в качестве центрального процессора в персональных компьютерах Apple IIe и IIc, а также в медицинских имплантируемых кардиостимуляторах и дефибрилляторах , автомобильных, промышленных и бытовых устройствах. WDC была первой в области лицензирования микропроцессоров, за ней в 1990-х годах последовали ARM (32-битные) и другие поставщики интеллектуальной собственности (IP) микропроцессоров .

Motorola представила MC6809 в 1978 году. Это был амбициозный и хорошо продуманный 8-битный дизайн, который был совместим с 6800 по источникам и реализован с использованием чисто аппаратной логики (последующие 16-битные микропроцессоры обычно в некоторой степени использовали микрокод , поскольку Требования к дизайну CISC становились слишком сложными для чистой аппаратной логики).

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

Семенной микропроцессор в мире космического полета был RCA «s RCA 1802 (ака CDP1802, RCA COSMAC) (введено в 1976 году), который был использован на борту Галилео зонда к Юпитеру (запущен в 1989 году, прибыл 1995). RCA COSMAC был первым, кто реализовал технологию CMOS . CDP1802 использовался, потому что он мог работать на очень низкой мощности , и потому что был доступен вариант, изготовленный с использованием специального производственного процесса, кремний на сапфире (SOS), который обеспечивал гораздо лучшую защиту от космического излучения и электростатического разряда, чем любой другой. процессор эпохи. Таким образом, SOS-версия 1802 года была названа первойрадиационно-стойкий микропроцессор.

RCA 1802 имел статическую конструкцию , что означало, что тактовая частота могла быть сделана произвольно низкой или даже остановленной. Это позволило космическому кораблю " Галилео" использовать минимум электроэнергии для длительных, спокойных участков путешествия. Таймеры или датчики вовремя разбудили бы процессор для выполнения важных задач, таких как обновления навигации, контроль ориентации, сбор данных и радиосвязь. Текущие версии Western Design Center 65C02 и 65C816 имеют статические ядра и, таким образом, сохраняют данные даже при полной остановке тактовой частоты.

12-битные конструкции [ править ]

Семейство Intersil 6100 состояло из 12-разрядного микропроцессора (6100) и ряда поддерживающих периферийных устройств и микросхем памяти. Микропроцессор распознал набор команд миникомпьютера DEC PDP-8 . Поэтому его иногда называли CMOS-PDP8 . Поскольку он также производился Harris Corporation, он также был известен как Harris HM-6100 . Благодаря своей технологии CMOS и связанным с ней преимуществам, 6100 использовалась в некоторых военных конструкциях до начала 1980-х годов.

16-битные конструкции [ править ]

Первым мультичиповым 16-битным микропроцессором был National Semiconductor IMP-16 , представленный в начале 1973 года. 8-битная версия чипсета была представлена ​​в 1974 году как IMP-8.

Другие ранние мультичиповые 16-разрядные микропроцессоры включают тот, который Digital Equipment Corporation (DEC) использовала в наборе плат LSI-11 OEM и миникомпьютере PDP 11/03, а также Fairchild Semiconductor MicroFlame 9440, представленные в 1975–76 годах. В 1975 году National представила первый 16-битный однокристальный микропроцессор National Semiconductor PACE , за которым позже последовала версия NMOS , INS8900 .

Еще одним ранним 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 Texas Instruments TI-99 / 4A и линейке плат микрокомпьютеров TM990 OEM. Чип был упакован в большой керамический 64-контактный DIP-корпус , в то время как в большинстве 8-разрядных микропроцессоров, таких как Intel 8080, использовались более распространенные, меньшие и менее дорогие пластиковые 40-контактные DIP. Последующий чип, TMS 9980, был разработан, чтобы конкурировать с Intel 8080, имел полный набор 16-битных инструкций TI 990, использовал пластиковый 40-контактный корпус, перемещал данные по 8 бит за раз, но мог только адресовать 16  КБ. Третий чип, TMS 9995, был новой конструкции. Позже семейство расширилось, включив в него модели 99105 и 99110.

Design Center Western (WDC) представила CMOS 65816 16-разрядное обновление в МЦД CMOS 65C02 в 1984 65816 16-разрядный микропроцессор был ядром компании Apple IIgs и позже Super Nintendo Entertainment System , что делает его одним из самых популярные 16-битные конструкции всех времен.

Intel «увеличила» свой дизайн 8080 до 16-битного Intel 8086 , первого члена семейства x86 , который используется в большинстве современных компьютеров типа ПК . Intel представила 8086 как рентабельный способ переноса программного обеспечения с линейки 8080 и преуспела на этом основании. 8088 , версия 8086 , которая использовала 8-битную шину внешних данных, была микропроцессор в первом IBM PC . Затем Intel выпустила 80186 и 80188 , 80286 и в 1985 году 32-битную 80386., укрепляя свое господство на рынке ПК за счет обратной совместимости семейства процессоров. 80186 и 80188 были, по сути, версиями 8086 и 8088, дополненными некоторыми встроенными периферийными устройствами и несколькими новыми инструкциями. Хотя Intel 80186 и 80188 не использовались в типовых конструкциях IBM PC, [ сомнительно ] версии второго источника от NEC, V20 и V30 часто использовались. 8086 и его последователи имели инновационный, но ограниченный метод сегментации памяти , а 80286 представил полнофункциональный блок управления сегментированной памятью (MMU). В 80386 представлена ​​плоская 32-разрядная модель памяти с управлением выгружаемой памятью.

16-разрядные процессоры Intel x86 до 80386 включительно не включают блоки с плавающей запятой (FPU) . Intel представила математические сопроцессоры 8087 , 80187 , 80287 и 80387, чтобы добавить аппаратные возможности с плавающей запятой и трансцендентные функции в процессоры с 8086 по 80386. 8087 работает с 8086/8088 и 80186/80188, [39] 80187 работает с 80186, но не с 80188, [40] 80287 работает с 80286, а 80387 работает с 80386. Комбинация процессора x86 а сопроцессор x87 образует единый многокристальный микропроцессор; два чипа запрограммированы как единое целое с использованием единого интегрированного набора команд. [41]Сопроцессоры 8087 и 80187 подключаются параллельно к шинам данных и адреса своего родительского процессора и непосредственно исполняют предназначенные для них инструкции. Сопроцессоры 80287 и 80387 связаны с ЦП через порты ввода-вывода в адресном пространстве ЦП, это прозрачно для программы, которой не нужно знать об этих портах ввода-вывода или обращаться к ним напрямую; программа обращается к сопроцессору и его регистрам через обычные коды операций команд.

32-битные конструкции [ править ]

Верхние слои межсоединений на кристалле Intel 80486 DX2

16-разрядные конструкции были на рынке лишь недолго, когда начали появляться 32-разрядные реализации.

Наиболее значительным из 32-битных проектов является Motorola MC68000 , представленный в 1979 году. 68k, как он был широко известен, имел 32-битные регистры в своей модели программирования, но использовал 16-битные внутренние пути данных, три 16-битных арифметических Логические блоки и 16-битная внешняя шина данных (для уменьшения количества выводов), а также внешняя поддержка только 24-битных адресов (внутри она работала с полными 32-битными адресами). В IBM-совместимых мэйнфреймах на базе ПК внутренний микрокод MC68000 был модифицирован для эмуляции 32-битного мэйнфрейма System / 370 IBM. [42] Motorola обычно описывала его как 16-битный процессор. Сочетание высокой производительности, большого (16  мегабайт или 2 24  байта) пространства памяти и довольно низкой стоимости сделало его самым популярным.Дизайн процессора своего класса. В дизайне Apple Lisa и Macintosh использовался 68000, как и во многих других дизайнах середины 1980-х, включая Atari ST и Commodore Amiga .

Первым в мире однокристальным полностью 32-битным микропроцессором с 32-битными трактами данных, 32-битными шинами и 32-битными адресами был AT&T Bell Labs BELLMAC-32A , первые образцы которого были выпущены в 1980 году, а серийное производство началось в 1982 году. . [43] [44] После отделения AT&T в 1984 году он был переименован в WE 32000 (WE от Western Electric ) и имел два последующих поколения, WE 32100 и WE 32200. Эти микропроцессоры использовались в AT&T. Миникомпьютеры 3Б5 и 3Б15; в 3B2, первом в мире настольном супер микрокомпьютере; в «Компаньоне», первом в мире 32-битном ноутбукекомпьютер; а также в «Александре», первом в мире супермикрокомпьютере размером с книгу, в котором используются картриджи памяти в виде ПЗУ, аналогичные современным игровым консолям. Все эти системы работали под управлением операционной системы UNIX System V.

Первым коммерческим однокристальным полностью 32-битным микропроцессором, доступным на рынке, был HP FOCUS .

Первым 32-разрядным микропроцессором Intel был iAPX 432 , который был представлен в 1981 году, но не имел коммерческого успеха. Он имел расширенную объектно-ориентированную архитектуру, основанную на возможностях , но низкую производительность по сравнению с современными архитектурами, такими как собственная архитектура Intel 80286 (введена в 1982 г.), которая была почти в четыре раза быстрее в типичных тестах. Однако результаты для iAPX432 отчасти были связаны с спешкой и, следовательно, неоптимальным компилятором Ada . [ необходима цитата ]

Успех Motorola с 68000 привел к появлению MC68010 , в котором была добавлена поддержка виртуальной памяти . MC68020 , введенный в 1984 добавлен полный 32-битные данные и адресные шины. 68020 стал чрезвычайно популярным на рынке супермикрокомпьютеров Unix , и многие небольшие компании (например, Altos , Charles River Data Systems , Cromemco ) производили системы для настольных компьютеров. MC68030 был введен в следующем, улучшение на предыдущей конструкции путем интегрирования MMU в чип. Продолжающийся успех привел к появлению MC68040 , в состав которого входил FPU.для повышения успеваемости по математике. 68050 не смог достичь поставленных показателей производительности и не был выпущен, и последующий MC68060 был выпущен на рынок, насыщенный гораздо более быстрыми конструкциями RISC. Семейство 68k исчезло из употребления в начале 1990-х годов.

Другие крупные компании разработали 68020 и последующие модели для встроенного оборудования. В какой-то момент во встроенном оборудовании было больше 68020, чем Intel Pentium в ПК. [45] ColdFire процессорных ядра являются производными 68020.

В это время (с начала до середины 1980-х годов) National Semiconductor представила очень похожий 16-битный 32-битный внутренний микропроцессор с 16-битной распиновкой под названием NS 16032 (позже переименованный в 32016), полную 32-битную версию под названием NS 32032 . Позже National Semiconductor выпустила NS 32132., что позволило двум процессорам находиться на одной шине памяти со встроенным арбитражем. NS32016 / 32 превзошел MC68000 / 10, но NS32332, который появился примерно в то же время, что и MC68020, не обладал достаточной производительностью. Чип третьего поколения, NS32532, был другим. Его производительность была примерно вдвое выше, чем у MC68030, выпущенного примерно в то же время. Появление RISC-процессоров, таких как AM29000 и MC88000 (теперь оба мертвы), повлияло на архитектуру последнего ядра, NS32764. Технически продвинутый - с суперскалярным RISC-ядром, 64-битной шиной и внутренним разгоном - он все еще может выполнять инструкции Series 32000 посредством преобразования в реальном времени.

Когда National Semiconductor решила уйти с рынка Unix, микросхема была преобразована в процессор Swordfish Embedded с набором встроенных периферийных устройств. Чип оказался слишком дорогим для рынка лазерных принтеров и был убит. Команда разработчиков обратилась в Intel и разработала процессор Pentium, который внутренне очень похож на ядро ​​NS32764. Большой успех Series 32000 был достигнут на рынке лазерных принтеров, где NS32CG16 с микрокодированными инструкциями BitBlt имел очень хорошее соотношение цены и качества и был принят крупными компаниями, такими как Canon. К середине 1980-х компания Sequent представила первый компьютер серверного класса SMP с использованием NS 32032. Это была одна из немногих побед дизайна, и она исчезла в конце 1980-х. MIPS R2000(1984) и R3000 (1989) были очень успешными 32-разрядными микропроцессорами RISC. Они использовались, в том числе, в высокопроизводительных рабочих станциях и серверах SGI . Среди других дизайнов был Zilog Z80000 , который прибыл на рынок слишком поздно, чтобы иметь шанс, и быстро исчез.

ARM сначала появился в 1985. [46] Это RISC - архитектура процессора, который с тех пор доминировать в 32-битовое встроенных систем процессор пространства в значительной степени благодаря ее энергетической эффективности, ее модели лицензирования, и ее широкого выбора системы Инструменты разработки. Производители полупроводников обычно лицензируют ядра и интегрируют их в свои собственные системы на кристалле ; только несколько таких поставщиков, как Apple, имеют лицензию на изменение ядер ARM или создание своих собственных. Большинство сотовых телефонов включают процессор ARM, как и многие другие продукты. Существуют ядра ARM, ориентированные на микроконтроллер, без поддержки виртуальной памяти, а также симметричный мультипроцессор. (SMP) процессоры приложений с виртуальной памятью.

С 1993 по 2003 год 32-разрядные архитектуры x86 становились все более доминирующими на рынках настольных компьютеров , ноутбуков и серверов, и эти микропроцессоры стали быстрее и мощнее. Intel лицензировала ранние версии архитектуры другим компаниям, но отказалась лицензировать Pentium, поэтому AMD и Cyrix создали более поздние версии архитектуры на основе своих собственных разработок. В течение этого периода сложность (количество транзисторов) и производительность (количество команд в секунду) этих процессоров увеличивались как минимум на три порядка. Линия Intel Pentium, вероятно, является самой известной и узнаваемой моделью 32-битных процессоров, по крайней мере, среди широкой публики.

64-битные проекты на персональных компьютерах [ править ]

В то время как конструкции 64-битных микропроцессоров использовались на нескольких рынках с начала 1990-х годов (включая игровую консоль Nintendo 64 в 1996 году), в начале 2000-х годов на рынке ПК были представлены 64-битные микропроцессоры.

С введением AMD в сентябре 2003 года 64-разрядной архитектуры, обратно совместимой с x86, x86-64 (также называемой AMD64 ), за которой последовали почти полностью совместимые 64-разрядные расширения Intel (сначала называвшиеся IA-32e или EM64T, позже переименованные в Intel 64 ), началась эра 64-битных настольных компьютеров. Обе версии могут запускать 32-разрядные устаревшие приложения без потери производительности, а также новое 64-разрядное программное обеспечение. С операционными системами Windows XP x64 , Windows Vista x64, Windows 7 x64, Linux , BSD и macOSкоторые изначально работают с 64-разрядными процессорами, программное обеспечение также предназначено для полного использования возможностей 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.

Переход PowerPC на 64- битную архитектуру планировался с момента разработки архитектуры в начале 90-х годов и не являлся основной причиной несовместимости. Существующие целочисленные регистры расширены, как и все связанные пути передачи данных, но, как и в случае с IA-32, и блоки с плавающей запятой, и векторные блоки работали на 64-битной или выше в течение нескольких лет. В отличие от того, что произошло, когда IA-32 был расширен до x86-64, в 64-битном PowerPC не было добавлено никаких новых регистров общего назначения, поэтому любая производительность, полученная при использовании 64-битного режима для приложений, не использующих большее адресное пространство, минимальна. . [ необходима цитата ]

В 2011 году ARM представила новую 64-битную архитектуру ARM.

RISC [ править ]

В середине 1980-х - начале 1990-х годов появилось множество новых высокопроизводительных микропроцессоров компьютера с сокращенным набором команд ( RISC ) под влиянием дискретных RISC-подобных процессоров, таких как IBM 801 и другие. Микропроцессоры RISC первоначально использовались в машинах специального назначения и рабочих станциях Unix , но затем получили широкое распространение в других ролях.

Первый коммерческий микропроцессор RISC был выпущен в 1984 году компанией MIPS Computer Systems , 32-разрядный R2000 (R1000 не был выпущен). В 1986 году HP выпустила свою первую систему с процессором PA-RISC . В 1987 году , в не-Unix компьютерах Acorn "32-бит, то кэш-менее, ARM2 -На Acorn Archimedes стал первым коммерческим успехом , используя архитектуру ARM , затем известный как Acorn RISC Machine (ARM); первый кремниевый ARM1 в 1985 году. R3000 сделал конструкцию действительно практичной, а R4000 представил первый в мире коммерчески доступный 64-битный микропроцессор RISC. Конкурирующие проекты приведут к тому, что IBMАрхитектуры POWER и Sun SPARC . Вскоре все крупные поставщики выпускали проекты RISC, включая AT&T CRISP , AMD 29000 , Intel i860 и Intel i960 , Motorola 88000 , DEC Alpha .

В конце 1990-х годов для невстроенных приложений все еще производились только две 64-битные архитектуры RISC: SPARC и Power ISA , но по мере того, как ARM становилась все более мощной, в начале 2010-х она стала третьей архитектурой RISC в целом. вычислительный сегмент.

Многоядерные конструкции [ править ]

Другой подход к повышению производительности компьютера - это добавление дополнительных процессоров, как в схемах с симметричной многопроцессорной обработкой , которые были популярны на серверах и рабочих станциях с начала 1990-х годов. Соблюдение закона Мура становится все более сложной задачей, поскольку технологии производства микросхем приближаются к своим физическим пределам. В ответ производители микропроцессоров ищут другие способы повышения производительности, чтобы поддерживать постоянные обновления.

Многоядерный процессор является одной чипом , который содержит более одного микропроцессор ядра. Каждое ядро ​​может одновременно выполнять инструкции процессора параллельно. Это эффективно умножает потенциальную производительность процессора на количество ядер, если программное обеспечение предназначено для использования преимуществ более чем одного ядра процессора. Некоторые компоненты, такие как интерфейс шины и кеш, могут совместно использоваться ядрами. Поскольку ядра физически расположены близко друг к другу, они могут взаимодействовать друг с другом намного быстрее, чем отдельные (вне кристалла) процессоры в многопроцессорной системе, что улучшает общую производительность системы.

В 2001 году IBM представила первый коммерческий многоядерный процессор - монолитный двухъядерный процессор POWER4 . Персональные компьютеры не не получают многоядерные процессоры до введения 2005 года, из двухжильной Intel Pentium D . Однако Pentium D не был монолитным многоядерным процессором. Он состоял из двух матриц, каждая из которых содержала ядро, упакованных в многокристальный модуль . Первым монолитным многоядерным процессором на рынке персональных компьютеров был AMD Athlon X2 , который был представлен через несколько недель после Pentium D. По состоянию на 2012 год., двух- и четырехъядерные процессоры широко используются в домашних ПК и ноутбуках, в то время как четырех-, шести-, восьми-, десяти-, двенадцати- и шестнадцатиядерные процессоры распространены на профессиональных и корпоративных рынках рабочих станций и серверов. .

Sun Microsystems выпустила чипы Niagara и Niagara 2 , оба из которых имеют восьмиъядерный дизайн. Niagara 2 поддерживает больше потоков и работает на частоте 1,6 ГГц.

Высокопроизводительные процессоры Intel Xeon, которые установлены на разъемах LGA 775 , LGA 1366 и LGA 2011, и высокопроизводительные процессоры AMD Opteron, которые находятся на разъемах C32 и G34, поддерживают DP (двухпроцессорный), а также более старые Intel Core 2 Extreme QX9775 также использовался в более старых Mac Pro от Apple и материнских платах Intel Skulltrail. Материнские платы AMD G34 могут поддерживать до четырех процессоров, а материнские платы Intel LGA 1567 могут поддерживать до восьми процессоров.

Современные настольные компьютеры поддерживают системы с несколькими процессорами, но немногие приложения за пределами профессионального рынка могут эффективно использовать более четырех ядер. И Intel, и AMD в настоящее время предлагают быстрые четырех-, шестиядерные и восьмиъядерные процессоры для настольных ПК, что делает многопроцессорные системы устаревшими для многих целей. Рынок настольных ПК находится в процессе перехода к четырехъядерным процессорам с момента выпуска Intel Core 2 Quad, и сейчас они широко распространены, хотя двухъядерные процессоры все еще более распространены. У старых или мобильных компьютеров меньше шансов иметь более двух ядер, чем у новых настольных компьютеров. Не все программное обеспечение оптимизировано для многоядерных процессоров, поэтому предпочтительнее использовать меньшее количество более мощных ядер.

AMD предлагает процессоры с большим количеством ядер за определенную сумму денег, чем процессоры Intel с аналогичной ценой, но ядра AMD несколько медленнее, так что два обмена ударами в разных приложениях в зависимости от того, насколько хорошо работают программы с многопоточностью. Например, самые дешевые четырехъядерные процессоры Intel Sandy Bridge часто стоят почти в два раза дороже самых дешевых четырехъядерных процессоров AMD Athlon II, Phenom II и FX, но у Intel есть двухъядерные процессоры в том же ценовом диапазоне, что и более дешевые четырехъядерные процессоры AMD. ЦП. В приложении, использующем один или два потока, двухъядерные процессоры Intel превосходят четырехъядерные процессоры AMD по аналогичной цене, а если программа поддерживает три или четыре потока, дешевые четырехъядерные процессоры AMD превосходят двухъядерные процессоры Intel по аналогичной цене. .

Исторически сложилось так, что AMD и Intel несколько раз менялись местами как компании с самым быстрым процессором. В 2012 году Intel лидировала на рынке процессоров для настольных ПК со своими сериями Sandy Bridge и Ivy Bridge , в то же время AMD Opteron имела превосходную производительность для своей ценовой категории. Поэтому AMD была более конкурентоспособной в области серверов и рабочих станций низкого и среднего уровня, которые более эффективно использовали меньше ядер и потоков.

Если довести до крайности, эта тенденция также включает многоядерные проекты с сотнями ядер и с качественно различающейся архитектурой.

Статистика рынка [ править ]

В 1997 году около 55% всех проданных в мире процессоров составляли 8-битные микроконтроллеры , из которых было продано более 2 миллиардов. [47]

В 2002 году менее 10% всех проданных в мире процессоров были 32-разрядными или более. Из всех проданных 32-битных процессоров около 2% используются в настольных или портативных персональных компьютерах. Большинство микропроцессоров используется во встроенных управляющих приложениях, таких как бытовая техника, автомобили и компьютерная периферия. В целом, средняя цена микропроцессора, микроконтроллера или DSP составляет чуть более 6 долларов США (что эквивалентно 8,53 долларам США в 2019 году). [48]

В 2003 году было произведено и продано микропроцессоров на сумму около 44 миллиардов долларов (что эквивалентно 61 миллиарду долларов в 2019 году). [49] Хотя примерно половина этих денег была потрачена на процессоры, используемые в настольных или портативных персональных компьютерах , они составляют лишь около 2% от всех проданных процессоров. [48] Скорректированная по качеству цена микропроцессоров для портативных компьютеров улучшилась с -25% до -35% в год в 2004–2010 годах, а темпы улучшения замедлились до -15% до -25% в год в 2010-2013 годах. [50]

В 2008 году было произведено около 10 миллиардов процессоров. Большинство новых процессоров, производимых ежегодно, встраиваются. [51]

См. Также [ править ]

  • Сравнение архитектур ЦП
  • Компьютерная архитектура
  • Компьютерная инженерия
  • Список наборов инструкций
  • Список микропроцессоров
  • Микроархитектура
  • Хронология микропроцессора

Примечания [ править ]

  1. ^ CMicrotek. «8-битные против 32-битных микросхем ». Архивировано 14 июля 2014 г. на Wayback Machine .
  2. ^ «Управление воздействием увеличения энергопотребления микропроцессора» (PDF) . Университет Райса . Архивировано 3 октября 2015 года (PDF) . Проверено 1 октября 2015 года .
  3. ^ a b Ширрифф, Кен (30 августа 2016 г.). «Удивительная история первых микропроцессоров» . IEEE Spectrum . Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике . 53 (9): 48–54. DOI : 10.1109 / MSPEC.2016.7551353 . S2CID 32003640 . Дата обращения 13 октября 2019 . 
  4. ^ "1960: Металлооксидный полупроводниковый (МОП) транзистор продемонстрирован" . Кремниевый двигатель: хронология полупроводников в компьютерах . Музей истории компьютеров . Проверено 31 августа 2019 года .
  5. ^ «1971: микропроцессор объединяет функцию процессора на одном чипе» . Кремниевый двигатель . Музей истории компьютеров . Проверено 22 июля 2019 .
  6. ^ a b «1968: технология кремниевого затвора, разработанная для микросхем | Кремниевый двигатель | Музей истории компьютеров» . www.computerhistory.org . Проверено 24 октября 2019 .
  7. ^ «1971: Микропроцессор объединяет функцию процессора на одном чипе | Кремниевый двигатель | Музей истории компьютеров» . www.computerhistory.org . Проверено 24 октября 2019 .
  8. ^ Компьютерные системы Viatron. "Система 21 уже сейчас!" Архивировано 21 марта 2011 года в Wayback Machine (PDF).
  9. ^ Мур, Гордон (19 апреля 1965). «Втиснуть больше компонентов в интегральные схемы» (PDF) . Электроника . 38 (8). Архивировано из оригинального (PDF) 18 февраля 2008 года . Проверено 23 декабря 2009 .
  10. ^ «Выдержки из разговора с Гордоном Муром: закон Мура» (PDF) . Intel. 2005. Архивировано из оригинального (PDF) 29.10.2012 . Проверено 23 декабря 2009 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  11. ^ «Первый микропроцессор» . Первый микропроцессор | 50 лет микропроцессору 2020 . Архивировано из оригинала на 6 января 2014 года.
  12. ^ Холт, Рэй М. "Первый в мире набор микросхем микропроцессора" . Сайт Рэя М. Холта. Архивировано 6 января 2014 года . Проверено 25 июля 2010 .
  13. ^ Холт, Ray (27 сентября 2001). Лекция: Проектирование и разработка микропроцессоров для F14 FighterJet ВМС США (выступление). Комната 8220, Wean Hall, Университет Карнеги-Меллона, Питтсбург, Пенсильвания, США. Архивировано 1 октября 2011 года . Проверено 25 июля 2010 .CS1 maint: location ( ссылка )
  14. ^ Parab, Jivan S .; Shelake, Vinod G .; Камат, Раджаниш К .; Найк, Гуриш М. (2007). Изучение C для микроконтроллеров: практический подход (PDF) . Springer. п. 4. ISBN  978-1-4020-6067-0. Архивировано (PDF) из оригинала 20.07.2011 . Проверено 25 июля 2010 .
  15. ^ Дайер, SA; Хармс, Б.К. (1993). «Цифровая обработка сигналов» . В Йовиц, MC (ред.). Достижения в области компьютеров . 37 . Академическая пресса. С. 104–107. DOI : 10.1016 / S0065-2458 (08) 60403-9 . ISBN 9780120121373. Архивировано 29 декабря 2016 года.
  16. ^ Бассет, Росс (2003). «Когда микропроцессор не микропроцессор? Промышленное строительство полупроводниковых инноваций» . В Finn, Бернард (ред.). Выставление электроники . Издательство Мичиганского государственного университета. п. 121. ISBN. 978-0-87013-658-0. Архивировано 30 марта 2014 года.
  17. ^ «1971 - микропроцессор объединяет функцию процессора на одном чипе» . Кремниевый двигатель . Музей истории компьютеров. Архивировано 8 июня 2010 года . Проверено 25 июля 2010 .
  18. ^ Шаллер, Роберт Р. (15 апреля 2004). «Технологические инновации в полупроводниковой промышленности: пример международной технологической дорожной карты для полупроводников» (PDF) . Университет Джорджа Мейсона. Архивировано (PDF) из оригинала 19 декабря 2006 года . Проверено 25 июля 2010 .
  19. RW (3 марта 1995 г.). «Интервью с Гордоном Э. Муром» . Коллекция ЛАИР по истории науки и техники . Лос-Альтос-Хиллз, Калифорния: Стэнфордский университет. Архивировано 4 февраля 2012 года.
  20. Перейти ↑ Bassett 2003. pp. 115, 122.
  21. ^ МакГонигал, Джеймс (20 сентября 2006 г.). "История микропроцессоров: основы в Гленротес, Шотландия" . Персональный сайт МакГонигала . Архивировано из оригинала 20 июля 2011 года . Проверено 23 декабря 2009 .
  22. ^ Tout, Найджел. «АНИТА в своем зените» . Bell Punch Company и калькуляторы ANITA . Архивировано 11 августа 2010 года . Проверено 25 июля 2010 .
  23. ^ Руководство по 16-битному микропроцессору Джерри Кейна, ISBN Адама Осборна 0-07-931043-5 (0-07-931043-5) 
  24. Mack, Памела Э. (30 ноября 2005 г.). «Микрокомпьютерная революция» . Архивировано 14 января 2010 года . Проверено 23 декабря 2009 .
  25. ^ "История в компьютерной программе" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 19 июля 2011 года . Проверено 23 декабря 2009 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  26. Брайт, Питер (15 ноября 2011 г.). «40 лет со дня рождения, может быть, первого микропроцессора Intel 4004» . arstechnica.com. Архивировано 6 января 2017 года.
  27. ^ Фаггин, Федерико; Hoff, Marcian E., Jr .; Мазор, Стэнли; Шима, Масатоши (декабрь 1996 г.). «История 4004». IEEE Micro . 16 (6): 10–20. DOI : 10.1109 / 40.546561 .
  28. ^ Faggin, F .; Klein, T .; Вадаш, Л. (23 октября 1968 г.). Интегральные схемы полевых транзисторов с изолированным затвором и кремниевыми затворами (изображение в формате JPEG) . Международная конференция по электронным устройствам. Группа IEEE Electron Devices. Архивировано 19 февраля 2010 года . Проверено 23 декабря 2009 .
  29. ^ a b «Электронный джин: запутанная история кремния» , Фредерик Зейтц, Норман Дж. Эйнспрух, Университет штата Иллинойс, 1998, ISBN 0252023838 , стр. 228-229. 
  30. ^ a b «Удивительная история первых микропроцессоров» , Кен Ширрифф, 30 августа 2016 г., ieee.spectrum.org.
  31. ^ Патент США № 4074351 (TMS1802NC.)
  32. ^ "СТАНДАРТНЫЙ КАЛЬКУЛЯТОР НА ЧИПЕ, ОБЪЯВЛЕННЫЙ TEXAS INSTRUMENTS" , пресс-релиз. TI, 19 сентября 1971 г. Первоначально на ti.com, но теперь заархивировано на archive.org.
  33. ^ Хаятт, Гилберта П., «Единый чип интегральной схемы компьютерной архитектуры», патент 4942516 архивации 2012-05-25 в Wayback Machine , выданном 17 июля 1990
  34. ^ "Патент Гилберта Хаятта" . intel4004.com . Федерико Фаггин. Архивировано 26 декабря 2009 года . Проверено 23 декабря 2009 .
  35. ^ Крауч, Деннис (1 июля 2007 г.). «Письменное описание: CAFC находит отказ Prima Facie (Hyatt v. Dudas (Fed. Cir. 2007))» . Блог Patently-O . Архивировано 4 декабря 2009 года . Проверено 23 декабря 2009 .
  36. ^ Ceruzzi, Paul E. (май 2003). История современных вычислений (2-е изд.). MIT Press. С.  220–221 . ISBN 978-0-262-53203-7.
  37. ^ a b c Вуд, Ламонт (август 2008 г.). «Забытая история: истинное происхождение ПК» . Компьютерный мир . Архивировано из оригинала на 2011-01-07 . Проверено 7 января 2011 .
  38. ^ Лист данных Intel 8008.
  39. ^ Таблица данных Intel 8087, стр. 1
  40. ^ 80187 имеет только 16-битную шину данных, потому что он использовал ядро ​​80387SX.
  41. ^ «По сути, 80C187 можно рассматривать как дополнительный ресурс или расширение ЦП. ЦП 80C186 вместе с 80C187 можно использовать как единую унифицированную систему». Таблица данных Intel 80C187, стр. 3 ноября 1992 г. (номер для заказа: 270640-004).
  42. ^ "Реализация IBM System 370 через сопроцессоры / интерфейс сопроцессора на priorart.ip.com" . priorart.ip.com. 1986-01-01 . Проверено 23 июля 2020 .
  43. ^ "Сёдзи, М. Библиография" . Bell Laboratories. 7 октября 1998 года Архивировано из оригинала 16 октября 2008 года . Проверено 23 декабря 2009 .
  44. ^ «Хронология: 1982–1984» . Физические науки и коммуникации в Bell Labs . Bell Labs, Alcatel-Lucent. 17 января 2001 года Архивировано из оригинала на 2011-05-14 . Проверено 23 декабря 2009 .
  45. ^ Turley, Джим (июль 1998). "MCore: Требуется ли Motorola еще одно семейство процессоров?" . Проектирование встроенных систем . TechInsights (United Business Media). Архивировано из оригинала на 1998-07-02 . Проверено 23 декабря 2009 .
  46. ^ Гарнси, Элизабет; Лоренцони, Джанни; Ферриани, Симона (март 2008 г.). «Видообразование через побочный бизнес: история Acorn-ARM» (PDF) . Политика исследований . 37 (2): 210–224. DOI : 10.1016 / j.respol.2007.11.006 . Проверено 2 июня 2011 . [...] первый кремний был запущен 26 апреля 1985 года.
  47. Перейти ↑ Cantrell, Tom (1998). «Микрочип на марше» . Архивировано из оригинала на 2007-02-20.
  48. ^ a b Терли, Джим (18 декабря 2002 г.). «Двухпроцентное решение» . Проектирование встроенных систем . TechInsights (United Business Media). Архивировано 3 апреля 2015 года . Проверено 23 декабря 2009 .
  49. ^ Совет директоров WSTS. "Мировой выпуск прогноза рынка полупроводников WSTS: 1 июня 2004 г. - 6:00 UTC" . Миядзаки, Япония, Встреча по весеннему прогнозу 18–21 мая 2004 г. (пресс-релиз). Статистика мировой торговли полупроводниками. Архивировано из оригинала на 2004-12-07.
  50. ^ ВС, Лияны (2014-04-25). «За что мы платим: индекс цен с корректировкой на качество для микропроцессоров для портативных компьютеров» . Колледж Уэллсли. Архивировано 11 ноября 2014 года . Проверено 7 ноября 2014 . … По сравнению с -25% до -35% в год в период с 2004 по 2010 год, годовое плато снижения составляет от -15 до -25% в период с 2010 по 2013 год.
  51. ^ Барр, Майкл (1 августа 2009 г.). "Настоящая мужская программа на C" . Проектирование встроенных систем . TechInsights (United Business Media). п. 2. Архивировано 22 октября 2012 года . Проверено 23 декабря 2009 .

Ссылки [ править ]

  • Рэй, AK; Бурчанд, К. М. Современные микропроцессоры и периферийные устройства . Индия: Тата МакГроу-Хилл.

Внешние ссылки [ править ]

  • Патентные проблемы
  • Дирк Оппельт. «Сборник ЦП» . Проверено 23 декабря 2009 .
  • Геннадий Швец. «ЦП-Мир» . Проверено 23 декабря 2009 .
  • Жером Креме. «Библиотека ЦП Геккона» . Проверено 23 декабря 2009 .
  • «Как работают микропроцессоры» . Проверено 23 декабря 2009 .
  • Уильям Блэр. "IC Die Photography" . Проверено 23 декабря 2009 .
  • Джон Байко (декабрь 2003 г.). «Великие микропроцессоры прошлого и настоящего» . Архивировано из оригинала на 2013-04-15 . Проверено 23 декабря 2009 .
  • Уэйд Уорнер (22 декабря 2004 г.). «Великие моменты в истории микропроцессоров» . IBM . Проверено 7 марта 2013 .