Микропроцессор - Microprocessor

Эта статья про микропроцессоры. Для центральных процессоров в целом см. Центральное процессорное устройство.
Смотрите также: Процессор (значения), Система на микросхеме, Микроконтроллер, и Цифровой сигнальный процессор
Техасские инструменты TMS1000
Intel 4004
Motorola 68000

А микропроцессор это компьютерный процессор который реализован на одном (или нескольких) Интегральная схема (IC)[1][2] из МОП-транзистор строительство. Микропроцессор универсальный, Часы -приводной, регистр -основан, цифровая интегральная схема который принимает двоичный данные как входные, обрабатывает их в соответствии с инструкции хранится в его объем памяти, и предоставляет результаты (также в двоичной форме) в качестве вывода. Микропроцессоры содержат оба комбинационная логика и последовательная цифровая логика. Микропроцессоры работают с числами и символами, представленными в двоичная система счисления.

Интеграция всего ЦП в одну или несколько интегральных схем с использованием Очень крупномасштабная интеграция (СБИС) значительно снизила стоимость вычислительной мощности. Процессоры интегральных схем производятся в больших количествах высокоавтоматизированными металл-оксид-полупроводник (MOS) производственные процессы, что приводит к низкому Цена за единицу. Однокристальные процессоры повышают надежность, так как существует гораздо меньше электрических соединений, которые могут выйти из строя. По мере совершенствования конструкции микропроцессоров стоимость изготовления микросхемы (с меньшими компонентами, построенными на полупроводниковой микросхеме того же размера), как правило, остается неизменной в зависимости от Закон Рока.

До появления микропроцессоров маленькие компьютеры строились с использованием стоек печатные платы со многими средний- и малые интегральные схемы обычно TTL тип. Микропроцессоры объединили это в один или несколько крупномасштабный ИС. Первым микропроцессором был Intel 4004.

Продолжающееся увеличение мощности микропроцессоров с тех пор сделало другие виды компьютеров почти полностью устаревшими (см. история вычислительной техники ), с одним или несколькими микропроцессорами, используемыми во всем, от самых маленьких встроенные системы и портативные устройства крупнейшим мэйнфреймы и суперкомпьютеры.

Структура

Блок-схема архитектуры Z80 микропроцессор, показывающий арифметико-логический раздел, регистр файл, логика управления раздел и буферы к внешним адрес и линии данных

Сложность интегральной схемы ограничена физическими ограничениями на количество транзисторы которые могут быть размещены на одной микросхеме, количество выводов корпуса, которые могут соединять процессор с другими частями системы, количество соединений, которые можно сделать на микросхеме, и тепло, которое микросхема может рассеиваться. Развитие технологий делает возможным производство более сложных и мощных чипов.

Минимальный гипотетический микропроцессор может включать только арифметико-логическое устройство (ALU) и логика управления раздел. ALU выполняет сложение, вычитание и такие операции, как AND или OR. Каждая операция ALU устанавливает один или несколько флаги в регистр статуса, 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; разрешено использование большего количества транзисторов на микросхеме слово размеры увеличиваться с 4- и 8 бит слова до сегодняшнего дня 64-битный слова. В архитектуру процессора добавлены дополнительные функции; большее количество регистров на кристалле ускорило программы, а сложные инструкции можно было использовать для создания более компактных программ. Арифметика с плавающей точкой, например, часто не было доступно на 8-битных микропроцессорах, но приходилось выполнять в программного обеспечения. Интеграция блок с плавающей запятой сначала как отдельная интегральная схема, а затем как часть того же микропроцессорного чипа, ускорили вычисления с плавающей запятой.

Иногда из-за физических ограничений интегральных схем такие практики, как кусочек подход необходим. Вместо того, чтобы обрабатывать все длинное слово на одной интегральной схеме, несколько схем в параллели обработанные подмножества каждого слова. Хотя это требовало дополнительной логики для обработки, например, переноса и переполнения в каждом срезе, результатом была система, которая могла бы обрабатывать, например, 32-битный слова, использующие интегральные схемы емкостью всего четыре бита каждое.

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

Конструкции специального назначения

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

Соображения скорости и мощности

Микропроцессоры могут быть выбраны для различных приложений в зависимости от их размера слова, который является мерой их сложности. Более длинные слова позволяют каждому такт процессора для выполнения большего количества вычислений, но соответствуют физически более крупным кристаллам интегральной схемы с более высоким уровнем ожидания и работы потребляемая мощность.[3] 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-битные процессоры. 8- или 16 бит процессор может быть выбран вместо 32-битного процессора для система на чипе или микроконтроллерные приложения, требующие чрезвычайно маломощная электроника, или являются частью интегральная схема со смешанными сигналами с чувствительным к шуму на кристалле аналоговая электроника например, 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.[4]

Встроенные приложения

Тысячи предметов, которые традиционно не были связаны с компьютером, включают микропроцессоры. К ним относятся большие и маленькие домашние хозяйства бытовая техника, автомобили (и их дополнительное оборудование), ключи от машины, инструменты и испытательные приборы, игрушки, выключатели / диммеры и электрические выключатели, датчики дыма, аккумуляторные батареи и Hi-Fi аудио / визуальные компоненты (от DVD плееры к проигрыватели фонографов ). Такие товары, как сотовые телефоны, DVD видео система 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 адаптирован 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

Смотрите также: Хронология микропроцессора

Появление недорогих компьютеры на интегральные схемы преобразовал современное общество. Микропроцессоры общего назначения в персональные компьютеры используются для вычислений, редактирования текста, мультимедийный дисплей, и общение по Интернет. Многие другие микропроцессоры являются частью встроенные системы, обеспечивая цифровой контроль над множеством объектов от бытовой техники до автомобилей и сотовые телефоны и промышленные контроль над процессом. Микропроцессоры выполняют бинарные операции на основе логической логики, названной в честь Джордж Буль. Способность управлять компьютерными системами с использованием логической логики была впервые доказана в диссертации 1938 года магистром студента. Клод Шеннон, впоследствии ставший профессором. Шеннон считается «отцом теории информации».

Микропроцессор возник во время разработки МОП-транзистор (полевой транзистор металл-оксид-полупроводник, или МОП-транзистор),[5] что впервые было продемонстрировано Мохамед М. Аталла и Давон Канг из Bell Labs в 1960 г.[6] После разработки MOS интегральная схема чипов в начале 1960-х годов, чипы MOS достигли более высокого плотность транзисторов и более низкие производственные затраты, чем биполярный интегральные схемы к 1964 г. микросхемы МОП усложнялись со скоростью, предсказанной Закон Мура, что приводит к крупномасштабная интеграция (LSI) с сотнями транзисторы на одном кристалле MOS к концу 1960-х. Применение микросхем MOS LSI для вычисление была основой для первых микропроцессоров, поскольку инженеры начали понимать, что полный компьютерный процессор может содержаться на нескольких микросхемах MOS LSI.[5] Дизайнеры в конце 1960-х стремились интегрировать центральное процессорное устройство (ЦП) выполняет функции компьютера на нескольких микросхемах MOS LSI, называемых наборами микросхем микропроцессора (MPU).

Первым серийно выпускаемым микропроцессором был Intel 4004, выпущенный как одиночный чип MOS LSI в 1971 году.[7] Однокристальный микропроцессор стал возможен с развитием MOS. кремниевый затвор технология (SGT).[8] Самые ранние МОП-транзисторы имели алюминий металлические ворота, который итальянский физик Федерико Фаггин заменен на кремний самовыравнивающиеся ворота разработать первый МОП-чип с кремниевым затвором на Fairchild Semiconductor в 1968 г.[8] Позже Фаггин присоединился Intel и использовал свою МОП-технологию с кремниевым затвором для разработки 4004, а также Марсиан Хофф, Стэнли Мазор и Масатоши Шима в 1971 г.[9] 4004 был разработан для Бизиком, который ранее предлагал 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, 1971 год. Вскоре за ним последовал 8-битный микропроцессор. Intel 8008 в 1972 г.

Другой встроенный использование 4-битных и 8-битных микропроцессоров, таких как терминалы, принтеры, различные виды автоматизация и т.д., последовавшие вскоре после этого. Доступные 8-битные микропроцессоры с 16 бит адресация также привела к первому универсальному микрокомпьютеры с середины 1970-х гг.

Первое использование термина «микропроцессор» приписывается Компьютерные системы Viatron[10] описывая специальную интегральную схему, используемую в их небольшой компьютерной системе System 21, анонсированной в 1968 году.

С начала 1970-х годов последовало увеличение мощности микропроцессоров. Закон Мура; Первоначально это предполагало, что количество компонентов, которые можно установить на микросхему, ежегодно удваивается. При нынешних технологиях это фактически каждые два года,[11][устаревший источник ] и в результате Мур позже изменил период до двух лет.[12]

Первые проекты

Эти проекты создавали микропроцессор примерно в то же время: Гаррет АйИсследование с Центральный компьютер данных о воздухе (CADC) (1970), Инструменты Техаса 'TMS 1802NC (сентябрь 1971 г.) и Intel с 4004 (Ноябрь 1971 г., основано на более ранней версии 1969 г. Бизиком дизайн). Возможно, Четырехфазные системы AL1 Микропроцессор также был поставлен в 1969 году.

Garrett AiResearch CADC (1970)

Дальнейшая информация: Центральный компьютер данных о воздухе

В 1968 г. Гаррет АйИсследование (кто нанял дизайнеров Рэй Холт и Стив Геллер) был приглашен для производства цифрового компьютера, чтобы конкурировать с электромеханический системы, которые затем разрабатывались для главного компьютера управления полетом в ВМС США новый F-14 Tomcat истребитель. Дизайн был завершен к 1970 году и использовался MOS на базе чипсета в качестве основного процессора. 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-битный, конвейерный, параллельно мульти-микропроцессор ВМФ отказал в разрешении публикации проекта до 1997 года. Выпущенная в 1998 году документация на CADC, а MP944 чипсеты, хорошо известны. Автобиографический рассказ Рэя Холта об этой конструкции и разработке представлен в книге «Случайный инженер».[13][14]

Рэй Холт выпустился из 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.[15] 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 процессор, баран, ПЗУ, и два других поддерживающих чипа, таких как Intel 4004. Он был сделан из того же P-канал технология, работающая на военные спецификации и имел чипы большего размера - отличный компьютерный дизайн по любым стандартам. Его дизайн свидетельствует о значительном 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 отраслевая тема конвергенции DSP -микроконтроллер архитектура была начата в 1971 году.[16]

Эта конвергенция архитектур DSP и микроконтроллера известна как цифровой контроллер сигналов.[17]

Четырехфазные системы AL1 (1969)

В Четырехфазные системы AL1 был 8-битным кусочек Чип, содержащий восемь регистров и АЛУ.[18] Он был разработан Ли Бойселом в 1969 году.[19][20][21] В то время он был частью 24-битного ЦП с девятью микросхемами и тремя AL1, но позже его назвали микропроцессором, когда в ответ на судебный процесс 1990-х годов Инструменты Техаса была построена демонстрационная система, в которой один AL1 вместе с RAM, ROM и устройством ввода-вывода составлял часть демонстрационной компьютерной системы зала суда.[22]

Пико / Общий инструмент

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 Pico Electronics[23] и Общий инструмент (GI) представили свою первую совместную работу в области микросхем, полностью интегрированную однокристальную микросхему калькулятора для калькулятора Monroe / Litton Royal Digital III. Этот чип также может претендовать на звание одного из первых микропроцессоров или микроконтроллеров, имеющих ПЗУ, баран и RISC набор команд на кристалле. Макет для четырех слоев PMOS Процесс был нарисован 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 Маркони-Эллиотт.[24] Ключевым членам команды изначально было поручено Elliott Automation создать 8-битный компьютер на MOS и помочь 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.[25] В 1987 году бизнес GI Microelectronics был выделен в Микрочип Микроконтроллер PIC бизнес.

Intel 4004 (1971 г.)

Основная статья: Intel 4004
В 4004 со снятой крышкой (слева) и фактическим использованием (справа)

В Intel 4004 обычно считается первым настоящим микропроцессором, построенным на одном кристалле,[26][27] по цене 60 долларов США (эквивалент 378,78 доллара США в 2019 году)[28] Первая известная реклама 4004 датирована 15 ноября 1971 года и появилась в Электронные новости. Микропроцессор был разработан командой, состоящей из итальянских инженеров. Федерико Фаггин, Американские инженеры Марсиан Хофф и Стэнли Мазор, и японский инженер Масатоши Шима.[29]

Проект, по которому был произведен 4004, возник в 1969 году, когда Бизиком, японский производитель калькуляторов, попросил Intel создать высокопроизводительный чипсет. настольные калькуляторы. 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 динамической ОЗУ для хранения данных, простой Ввод / вывод устройство 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.

Хотя архитектура и спецификации MCS-4 возникли в результате взаимодействия Хоффа с Стэнли Мазор, подчиненный ему инженер-программист, и инженер Busicom Масатоши Шима В 1969 году Мазор и Хофф перешли к другим проектам. В апреле 1970 года Intel наняла итальянского инженера. Федерико Фаггин 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 кремниевый затвор технологии (SGT) в 1968 г. Fairchild Semiconductor[30] 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 для случайная логика конструкция, позволившая реализовать однокристальный процессор с нужной скоростью, рассеиваемой мощностью и стоимостью. Менеджер 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 единицы 4004 были впервые поставлены Busicom в марте 1971 года и отправлены другим клиентам в конце 1971 года.[нужна цитата ]

Texas Instruments TMX 1795 (1970-1971)

Вместе с Intel (которая разработала 8008 ), Texas Instruments разработала в 1970–1971 годах однокристальный процессор, заменяющий Datapoint 2200 терминал 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.[31][32]

Texas Instruments TMS 1802NC (1971)

TMS1802NC был анонсирован 17 сентября 1971 года и реализовал четырехфункциональный калькулятор. TMS1802NC, несмотря на свое обозначение, не входил в состав ТМС 1000 серии; 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.[31][33][32][34]

Гилберт Хаятт

Гилберт Хаятт получил патент на изобретение, предшествующее TI и Intel, с описанием «микроконтроллера».[35] Позднее патент был признан недействительным, но не раньше, чем были выплачены значительные гонорары.[36][37]

8-битные конструкции

За Intel 4004 в 1972 г. последовала Intel 8008, первый в мире 8 бит микропроцессор. Однако 8008 не был продолжением дизайна 4004, а кульминацией отдельного дизайн-проекта Intel, вытекающего из контракта с Корпорация компьютерных терминалов из Сан-Антонио, штат Техас, за микросхему для терминала, который они проектировали,[38] то Datapoint 2200 - фундаментальные аспекты дизайна исходили не от Intel, а от CTC. В 1968 году Вик Поор и Гарри Пайл из CTC разработали оригинальный дизайн для Набор инструкций и работа процессора. В 1969 году СТС заключила контракт с двумя компаниями: Intel и Инструменты Техаса, чтобы создать однокристальную реализацию, известную как CTC 1201.[39] В конце 1970 или начале 1971 года TI вышла из состава, так как не могла сделать 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 СТС заключила контракт с Intel на поставку чипа и была бы должна им 50 000 долларов США (что эквивалентно 315 653 долларам в 2019 году) за их проектные работы.[39] Чтобы не платить за чип, который они не хотели (и не могли использовать), CTC освободила Intel от контракта и разрешила им бесплатное использование дизайна.[39] Intel представила его как 8008 в апреле 1972 года как первый в мире 8-разрядный микропроцессор. Это было основой для знаменитого "Марк-8 "компьютерный комплект, рекламируемый в журнале Радиоэлектроника в 1974 г. Этот процессор имел 8-битную шину данных и 14-битную шину адреса.[40]

8008 был предшественником успешного Intel 8080 (1974), который предлагал улучшенную производительность по сравнению с 8008 и требовал меньше микросхем поддержки. Федерико Фаггин задумал и сконструировал его с использованием высоковольтного N-канального МОП. В Зилог Z80 (1976) также был разработан Фэггином с использованием низковольтного канала N с истощающей нагрузкой и производных 8-битных процессоров Intel: все они были разработаны с использованием методологии, созданной Фэггином для 4004. Motorola выпустил конкурирующие 6800 в августе 1974 г. и аналогичные Технология MOS 6502 был выпущен в 1975 году (оба разработаны в основном одними и теми же людьми). Семейство 6502 соперничало по популярности с Z80 в 1980-х годах.

Низкая общая стоимость, небольшая упаковка, простота компьютерный автобус требования, а иногда и интеграция дополнительных схем (например, встроенная в Z80 обновление памяти схемотехника) позволила домашний компьютер «революция» резко ускорилась в начале 1980-х годов. Это доставило такие недорогие машины, как Sinclair. ZX81, который был продан за 99 долларов США (эквивалент 278,41 доллара США в 2019 году). Вариант 6502, Технология MOS 6510 использовался в Коммодор 64 и еще один вариант, 8502, питал Коммодор 128.

Центр западного дизайна, Inc. (WDC) представила CMOS WDC 65C02 в 1982 году и передал лицензию на разработку нескольким фирмам. Он использовался в качестве процессора в Apple IIe и IIc персональные компьютеры, а также медицинские имплантируемые кардиостимуляторы и дефибрилляторы, автомобильные, промышленные и бытовые устройства. WDC первой начала лицензирование микропроцессоров, а затем последовала РУКА (32-битный) и другой микропроцессор интеллектуальная собственность (IP) провайдеры в 1990-е годы.

Motorola представила MC6809 в 1978 году. Это был амбициозный и хорошо продуманный 8-битный дизайн, источник совместимый с 6800, и реализовано с использованием чисто зашитый логика (обычно используются следующие 16-битные микропроцессоры микрокод в некоторой степени, поскольку CISC требования к дизайну становились слишком сложными для чистой аппаратной логики).

Еще одним ранним 8-битным микропроцессором был Печатка 2650, который вызвал кратковременный всплеск интереса благодаря новаторскому и мощному Набор инструкций архитектура.

Первоначальный микропроцессор в мире космических полетов был RCA с RCA 1802 (он же CDP1802, RCA COSMAC) (введен в 1976 г.), который использовался на борту Галилео зонд к Юпитеру (запущен в 1989 г., прибыл в 1995 г.). RCA COSMAC первым внедрил CMOS технологии. CDP1802 использовался, потому что он мог работать на очень малая мощность, и поскольку был доступен вариант, изготовленный с использованием специального производственного процесса, кремний на сапфире (SOS), что обеспечивало гораздо лучшую защиту от космическое излучение и электростатический разряд чем у любого другого процессора того времени. Таким образом, SOS-версия 1802 была названа первым микропроцессором с защитой от излучения.

RCA 1802 имел статический дизайн, что означает, что тактовая частота можно было сделать произвольно низким или даже остановить. Это позволило Галилео космический корабль используйте минимум электроэнергии для длительных плавных участков без происшествий. 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

В Интерсил 6100 семья состояла из 12 бит микропроцессор (6100) и ряд поддерживающих периферийных устройств и микросхем памяти. Микропроцессор распознал DEC PDP-8 миникомпьютер Набор инструкций.В связи с этим его иногда называли CMOS-PDP8. Поскольку он также производился Harris Corporation, он также был известен как Харрис 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

Часть серии по
Микропроцессор режимы для x86 архитектура
Первая поддерживаемая платформа указана в скобках

Первый мультичип 16 бит микропроцессор был National Semiconductor ИМП-16, представленный в начале 1973 года. 8-битная версия набора микросхем была представлена ​​в 1974 году как IMP-8.

Другие ранние мультичиповые 16-битные микропроцессоры включают тот, который Корпорация цифрового оборудования (DEC) используется в LSI-11 Комплект плат OEM и упакованный PDP 11/03 миникомпьютер - и Fairchild Semiconductor MicroFlame 9440, оба представленные в 1975–76 гг. В 1975 году National представила первый 16-битный однокристальный микропроцессор, National Semiconductor PACE, за которым позже последовал NMOS версия, INS8900.

Еще один ранний однокристальный 16-битный микропроцессор был TI's TMS 9900, что также было совместимо с их TI-990 линейка миникомпьютеров. 9900 использовался в миникомпьютере TI 990/4, Техасские инструменты TI-99 / 4A домашний компьютер и линейку плат микрокомпьютеров TM990 OEM. Чип был заключен в большой керамический 64-контактный DIP пакет, в то время как большинство 8-битных микропроцессоров, таких как Intel 8080, использовали более распространенный, меньший и менее дорогой пластиковый 40-контактный 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 16КБ. Третий чип, TMS 9995, был новой конструкции. Позже семейство расширилось, включив в него модели 99105 и 99110.

В Центр западного дизайна (WDC) представила CMOS 65816 16-битное обновление WDC CMOS 65C02 в 1984 году. 16-разрядный микропроцессор 65816 был ядром Apple IIgs а позже Система развлечений Super Nintendo, что делает его одним из самых популярных 16-битных дизайнов всех времен.

Intel увеличила размер своего 8080 до 16-битного Intel 8086, первый член x86 семья, которая питает самые современные ПК типа компьютеры. Intel представила 8086 как рентабельный способ переноса программного обеспечения с линейки 8080 и преуспела на этом основании. В 8088, версия 8086, которая использовала 8-битную внешнюю шину данных, была микропроцессором в первом IBM PC. Затем Intel выпустила 80186 и 80188, то 80286 а в 1985 году 32-битный 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 проектах IBM PC,[сомнительный – обсуждать] версии второго источника от NEC, V20 и V30 часто были. 8086 и его последователи имели инновационный, но ограниченный метод сегментация памяти, а 80286 представила полнофункциональную сегментированную блок управления памятью (MMU). В 80386 представлена ​​плоская 32-битная модель памяти с управлением выгружаемой памятью.

16-разрядные процессоры Intel x86 до 80386 включительно не включают блоки с плавающей запятой (FPU). Intel представила 8087, 80187, 80287 и 80387 математические сопроцессоры для добавления аппаратных возможностей с плавающей запятой и трансцендентных функций в процессоры от 8086 до 80386. 8087 работает с 8086/8088 и 80186/80188,[41] 80187 работает с 80186, но не с 80188,[42] 80287 работает с 80286, а 80387 работает с 80386. Комбинация процессора x86 и сопроцессора x87 образует один многокристальный микропроцессор; два чипа запрограммированы как единое целое с использованием единого интегрированного набора команд.[43] 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

Верхние соединительные слои на Intel 80486 DX2 умирают

16-битные конструкции были на рынке недолго, когда 32-битный начали появляться реализации.

Самым 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 логических модуля и 16-битную внешнюю шину данных (для уменьшить количество выводов) и внешне поддерживал только 24-битные адреса (внутренне он работал с полными 32-битными адресами). В IBM-совместимые мэйнфреймы на базе ПК внутренний микрокод MC68000 был модифицирован для эмуляции 32-битного мэйнфрейма System / 370 IBM.[44] Motorola обычно описывала его как 16-битный процессор. Сочетание высокой производительности, большой (16мегабайты или 224 байтов) и довольно низкая стоимость сделали его самым популярным Конструкция процессора своего класса. В Яблочная Лиза и Macintosh конструкции использовали 68000, как и множество других конструкций в середине 1980-х, включая Atari ST и Коммодор Амига.

Первый в мире однокристальный полностью 32-битный микропроцессор с 32-битными трактами данных, 32-битными шинами и 32-битными адресами был AT&T Bell Labs BELLMAC-32A, первые образцы были выпущены в 1980 году, а серийное производство - в 1982 году.[45][46] После продажа AT&T в 1984 году он был переименован в WE 32000 (WE для Western Electric ), и было два последующих поколения, WE 32100 и WE 32200. Эти микропроцессоры использовались в миникомпьютерах AT&T 3B5 и 3B15; в 3B2, первом в мире настольном супер микрокомпьютере; в «Компаньоне», первом в мире 32-битном ноутбук компьютер; 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 управляли Система UNIX V Операционная система.

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

Первым 32-битным микропроцессором Intel был iAPX 432, который был представлен в 1981 году, но не имел коммерческого успеха. У него был продвинутый основанный на возможностях объектно-ориентированный архитектура, но низкая 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 тестовых тестах. Однако результаты для iAPX432 отчасти были вызваны спешкой и, следовательно, неоптимальными Ада компилятор.[нужна цитата ]

Успех Motorola с 68000 привел к MC68010, который добавил виртуальная память поддерживать. В MC68020, представленный в 1984 году, добавил полные 32-битные шины данных и адреса. 68020 стал очень популярным в Unix рынок супермикрокомпьютеров и многие небольшие компании (например, Альтос, Системы данных Charles River, Cromemco ) производил настольные системы. В MC68030 был представлен следующим, улучшая предыдущий дизайн за счет интеграции MMU в чип. Продолжающийся успех привел к MC68040, который включал FPU для повышения успеваемости по математике. Модель 68050 не смогла достичь поставленных целей и не была выпущена, а последующие разработки 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 было Intel Пентиумы в ПК.[47] В Холодный огонь Ядра процессора являются производными от 68020.

За это время (с начала до середины 1980-х гг.) National Semiconductor представила очень похожий 16-битный внутренний 32-битный микропроцессор под названием NS 16032 (позже переименованный в 32016), полную 32-битную версию назвали 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 покинуть рынок Unix, микросхема была преобразована в процессор Swordfish Embedded с набором встроенных периферийных устройств. Чип оказался слишком дорогим для лазерный принтер рынок 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 гг. Секвент представила первый компьютер серверного класса SMP с использованием NS 32032. Это была одна из немногих побед дизайна, и она исчезла в конце 1980-х. В MIPS R2000 (1984) и R3000 (1989) были очень успешными 32-битными микропроцессорами RISC. Они использовались в высокопроизводительных рабочих станциях и серверах SGI, среди прочего. Другие конструкции включали Зилог Z80000, который прибыл на рынок слишком поздно, чтобы иметь шанс, и быстро исчез.

В РУКА впервые появился в 1985 году.[48] Это RISC дизайн процессора, который с тех пор стал доминировать в 32-битных встроенные системы Процессорное пространство во многом обусловлено его энергоэффективностью, моделью лицензирования и широким набором инструментов для разработки системы. Производители полупроводников обычно лицензируют ядра и интегрируют их в свои собственные система на чипе товары; только несколько таких поставщиков имеют лицензию на модификацию ядер ARM. Наиболее сотовые телефоны включают процессор ARM, как и множество других продуктов. 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-битный x86 архитектуры становились все более доминирующими в рабочий стол, ноутбук, и серверные рынки, и эти микропроцессоры стали 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 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 в персональных компьютерах

Пока 64-битный конструкции микропроцессоров использовались на нескольких рынках с начала 1990-х годов (включая Nintendo 64 игровая консоль в 1996 г.), в начале 2000-х годов на рынке ПК были представлены 64-разрядные микропроцессоры.

С введением AMD 64-битной архитектуры, обратно совместимой с x86, x86-64 (также называемый AMD64), в сентябре 2003 г., затем 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, Виндоус виста x64, Windows 7 x64, Linux, BSD, и macOS которые 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 на 64 бита PowerPC был задуман с момента проектирования 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. .[нужна цитата ]

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

RISC

Основная статья: вычисление с сокращенным набором команд

В середине 1980-х - начале 1990-х годов появилось множество новых высокопроизводительных компьютеров с сокращенным набором команд (RISC ) появились микропроцессоры под влиянием дискретных RISC-подобных процессоров, таких как IBM 801 и другие. Микропроцессоры RISC изначально использовались в машинах специального назначения и Unix рабочие станции, но затем получил широкое признание в других ролях.

Первый коммерческий микропроцессор RISC был выпущен в 1984 г. Компьютерные системы MIPS, 32-битный R2000 (R1000 не был выпущен). В 1986 году HP выпустила свою первую систему с PA-RISC ЦПУ. В 1987 году в не-Unix Acorn компьютеры '32-битный, то без кеша, ARM2 -основан Желудь Архимеда стал первым коммерческим успехом с использованием ARM архитектура, затем известная как Acorn RISC Machine (ARM); первый кремний ARM1 в 1985 году. R3000 сделал дизайн действительно практичным, а R4000 представила первый в мире коммерчески доступный 64-битный микропроцессор RISC. Конкурирующие проекты приведут к тому, что IBM МОЩНОСТЬ и солнце SPARC архитектуры. Вскоре все крупные поставщики выпускали проекты RISC, включая AT&T CRISP, 29000 драм, Intel i860 и Intel i960, Motorola 88000, DEC Alpha.

В конце 1990-х годов для невстроенных приложений по-прежнему производились только две 64-разрядные архитектуры RISC: SPARC и Питание ISA, но по мере того, как ARM становилась все более мощной, в начале 2010-х годов она стала третьей архитектурой RISC в общем вычислительном сегменте.

Многоядерные конструкции

Основная статья: многоядерный процессор

Другой подход к повышению производительности компьютера - это добавление дополнительных процессоров, как в симметричная многопроцессорная обработка конструкции, которые были популярны в серверах и рабочих станциях с начала 1990-х годов. Идти в ногу с Закон 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.

А многоядерный процессор представляет собой одиночный чип, содержащий более одного микропроцессорного 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, IBM представила первый коммерческий многоядерный процессор, монолитный двухъядерный МОЩНОСТЬ4. Персональные компьютеры не получали многоядерные процессоры до введения в 2005 году двухъядерных процессоров. Intel Pentium D. Однако Pentium D не был монолитным многоядерным процессором. Он был построен из двух штампов, каждая из которых содержит ядро, упакованных на многокристальный модуль. Первым монолитным многоядерным процессором на рынке персональных компьютеров был AMD Athlon X2, который был представлен через несколько недель после Pentium D. В 2012 году, 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 Ниагара и Ниагара 2 чипы, оба из которых имеют восьмиъядерный дизайн. Niagara 2 поддерживает больше потоки и работает на частоте 1,6 ГГц.

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

Современные настольные компьютеры поддерживают системы с несколькими процессорами, но немногие приложения, не относящиеся к профессиональному рынку, могут эффективно использовать более четырех ядер. И Intel, и AMD в настоящее время предлагают быстрые четырехъядерные, шестиядерные и восьмиядерные 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 теперь они 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, выпустив Sandy Bridge и Ivy Bridge серии, в то время как AMD Оптероны имели превосходную производительность для своей цены. 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 многоядерный конструкции, с сотнями ядер, с качественно разной архитектурой.

Статистика рынка

В 1997 г. около 55% всех Процессоры проданные в мире были 8-битными микроконтроллеры, из которых было продано более 2 миллиардов.[49]

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 только что закончился 6 долларов США (эквивалент 8,53 доллара США в 2019 году).[50]

В 2003 году было произведено и продано микропроцессоров на сумму около 44 миллиардов долларов (что эквивалентно 61 миллиарду долларов в 2019 году).[51] Хотя примерно половина этих денег была потрачена на процессоры, используемые в настольных компьютерах или ноутбуках. персональные компьютеры, они составляют лишь около 2% от всех проданных процессоров.[50] Цена микропроцессоров для портативных компьютеров с поправкой на качество повысилась с –25% до –35% в год в 2004–2010 годах, а темпы улучшения замедлились до –15–25% в год в 2010–2013 годах.[52]

В 2008 году было произведено около 10 миллиардов процессоров. Большинство новых процессоров, производимых ежегодно, являются встраиваемыми.[53]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Осборн, Адам (1980). Введение в микрокомпьютеры. Том 1: Основные понятия (2-е изд.). Беркли, Калифорния: Осборн-Макгроу Хилл. ISBN  978-0-931988-34-9.
  2. ^ Кришна Кант Микропроцессоры и микроконтроллеры: программирование архитектуры и проектирование систем, PHI Learning Pvt. ООО, 2007 г. ISBN  81-203-3191-5, стр.61, с описанием iAPX 432.
  3. ^ CMicrotek.«8-битные против 32-битных Micros» В архиве 2014-07-14 в Wayback Machine.
  4. ^ «Управление влиянием увеличения энергопотребления микропроцессора» (PDF). Университет Райса. В архиве (PDF) с оригинала 3 октября 2015 г.. Получено 1 октября, 2015.
  5. ^ а б Ширрифф, Кен (30 августа 2016 г.). «Удивительная история первых микропроцессоров». IEEE Spectrum. Институт инженеров по электротехнике и электронике. 53 (9): 48–54. Дои:10.1109 / MSPEC.2016.7551353. S2CID  32003640. Получено 13 октября 2019.
  6. ^ «1960: Показан металлооксидно-полупроводниковый (МОП) транзистор». Кремниевый двигатель: хронология развития полупроводников в компьютерах. Музей истории компьютеров. Получено 31 августа, 2019.
  7. ^ «1971: микропроцессор объединяет функции центрального процессора на одном кристалле». Кремниевый двигатель. Музей истории компьютеров. Получено 22 июля 2019.
  8. ^ а б «1968: технология кремниевого затвора, разработанная для микросхем | Кремниевый двигатель | Музей истории компьютеров». www.computerhistory.org. Получено 2019-10-24.
  9. ^ «1971: микропроцессор объединяет функции центрального процессора на одном кристалле | Кремниевый двигатель | Музей истории компьютеров». www.computerhistory.org. Получено 2019-10-24.
  10. ^ Компьютерные системы Viatron. "Система 21 уже сейчас!" В архиве 2011-03-21 на Wayback Machine (PDF).
  11. ^ Мур, Гордон (19 апреля 1965 г.). «Втиснуть больше компонентов в интегральные схемы» (PDF). Электроника. 38 (8). Архивировано из оригинал (PDF) 18 февраля 2008 г.. Получено 2009-12-23.
  12. ^ «Отрывки из разговора с Гордоном Муром: закон Мура» (PDF). Intel. 2005. Архивировано с оригинал (PDF) на 2012-10-29. Получено 2009-12-23. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  13. ^ [1] В архиве 2014-01-06 в Wayback Machine
  14. ^ Холт, Рэй М. «Первый в мире набор микросхем микропроцессора». Сайт Рэя М. Холта. В архиве из оригинала от 6 января 2014 г.. Получено 2010-07-25.
  15. ^ Холт, Рэй (27 сентября 2001 г.). Лекция: Проектирование и разработка микропроцессоров для F14 FighterJet ВМС США (Речь). Комната 8220, Wean Hall, Университет Карнеги-Меллона, Питтсбург, Пенсильвания, США. В архиве из оригинала 1 октября 2011 г.. Получено 2010-07-25.CS1 maint: location (связь)
  16. ^ 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. В архиве (PDF) из оригинала 2011-07-20. Получено 2010-07-25.
  17. ^ Дайер, С. А .; Хармс, Б. К. (1993). «Цифровая обработка сигналов». В Йовиц, М. С. (ред.). Достижения в области компьютеров. 37. Академическая пресса. С. 104–107. Дои:10.1016 / S0065-2458 (08) 60403-9. ISBN  9780120121373. В архиве из оригинала от 29.12.2016.
  18. ^ Бассет, Росс (2003). «Когда микропроцессор не является микропроцессором? Промышленное строительство полупроводниковых инноваций». В Finn, Бернард (ред.). Выставление электроники. Издательство Мичиганского государственного университета. п. 121. ISBN  978-0-87013-658-0. В архиве из оригинала от 30.03.2014.
  19. ^ «1971 - микропроцессор объединяет функции центрального процессора на одном кристалле». Кремниевый двигатель. Музей истории компьютеров. В архиве из оригинала от 08.06.2010. Получено 2010-07-25.
  20. ^ Шаллер, Роберт Р. (15 апреля 2004 г.). «Технологические инновации в полупроводниковой промышленности: пример международной технологической дорожной карты для полупроводников» (PDF). Университет Джорджа Мейсона. В архиве (PDF) из оригинала 19.12.2006. Получено 2010-07-25.
  21. ^ RW (3 марта 1995 г.). "Интервью с Гордоном Э. Муром". ЛОГ История науки и техники Коллекции. Лос-Альтос-Хиллз, Калифорния: Стэнфордский университет. В архиве из оригинала от 4 февраля 2012 г.
  22. ^ Bassett 2003. С. 115, 122.
  23. ^ МакГонигал, Джеймс (20 сентября 2006 г.). «История микропроцессоров: основы в Гленротесе, Шотландия». Персональный сайт МакГонигала. Архивировано из оригинал 20 июля 2011 г.. Получено 2009-12-23.
  24. ^ Все, Найджел. «АНИТА в своем зените». Компания Bell Punch и калькуляторы ANITA. В архиве из оригинала от 11.08.2010. Получено 2010-07-25.
  25. ^ Руководство по 16-битному микропроцессору Джерри Кейн, Адам Осборн ISBN  0-07-931043-5 (0-07-931043-5)
  26. ^ Мак, Памела Э. (30 ноября 2005 г.). «Микрокомпьютерная революция». В архиве из оригинала 14 января 2010 г.. Получено 2009-12-23.
  27. ^ "История в компьютерной программе" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-07-19. Получено 2009-12-23. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  28. ^ Брайт, Питер (15 ноября 2011 г.). «40 лет со дня рождения, может быть, первого микропроцессора Intel 4004». arstechnica.com. В архиве с оригинала от 6 января 2017 г.
  29. ^ Фаггин, Федерико; Hoff, Marcian E., Jr .; Мазор, Стэнли; Шима, Масатоши (декабрь 1996 г.). «История 4004». IEEE Micro. 16 (6): 10–20. Дои:10.1109/40.546561.
  30. ^ Faggin, F .; Klein, T .; Вадаш, Л. (23 октября 1968 г.). Интегральные схемы полевого транзистора с изолированным затвором и кремниевыми затворами (Изображение JPEG). Международная конференция по электронным устройствам. Группа IEEE Electron Devices. В архиве из оригинала 19 февраля 2010 г.. Получено 2009-12-23.
  31. ^ а б "Электронный джинн: запутанная история кремния", Фредерик Зейтц, Норман Дж. Эйнспрух, Университет штата Иллинойс, 1998 г., ISBN  0252023838, стр. 228-229.
  32. ^ а б «Удивительная история первых микропроцессоров», Кен Ширрифф, 30 августа 2016 г., ieee.spectrum.org.
  33. ^ Патент США № 4074351 (TMS1802NC.)
  34. ^ "СТАНДАРТНЫЙ КАЛЬКУЛЯТОР НА ЧИПЕ, ПРЕДОСТАВЛЕННЫЙ TEXAS INSTRUMENTS", пресс-релиз. TI, 19 сентября 1971 г. Первоначально на ti.com, но теперь заархивировано на archive.org.
  35. ^ Хаятт, Гилберт П., "Архитектура компьютера с однокристальной интегральной схемой", Патент 4942516 В архиве 2012-05-25 в Wayback Machine, выдано 17 июля 1990 г.
  36. ^ «Патент Gilbert Hyatt». intel4004.com. Федерико Фаггин. В архиве из оригинала 26.12.2009. Получено 2009-12-23.
  37. ^ Крауч, Деннис (1 июля 2007 г.). «Письменное описание: CAFC находит отказ Prima Facie (Hyatt v. Dudas (Fed. Cir. 2007))». Patently-O блог. В архиве из оригинала 4 декабря 2009 г.. Получено 2009-12-23.
  38. ^ Керуцци, Пол Э. (май 2003 г.). История современных вычислений (2-е изд.). MIT Press. стр.220–221. ISBN  978-0-262-53203-7.
  39. ^ а б c Вуд, Ламонт (август 2008 г.). «Забытая история: истинное происхождение ПК». Computerworld. Архивировано из оригинал на 2011-01-07. Получено 2011-01-07.
  40. ^ Лист данных Intel 8008.
  41. ^ Таблица данных Intel 8087, стр. 1
  42. ^ 80187 имеет только 16-битную шину данных, потому что он использует ядро ​​80387SX.
  43. ^ «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).
  44. ^ "Реализация IBM System 370 через сопроцессоры / интерфейс сопроцессора на priorart.ip.com". priorart.ip.com. 1986-01-01. Получено 2020-07-23.
  45. ^ "Сёдзи, М. Библиография". Bell Laboratories. 7 октября 1998 г. Архивировано с оригинал 16 октября 2008 г.. Получено 2009-12-23.
  46. ^ «Хронология: 1982–1984». Физические науки и коммуникации в Bell Labs. Bell Labs, Alcatel-Lucent. 17 января 2001 г. Архивировано с оригинал на 2011-05-14. Получено 2009-12-23.
  47. ^ Терли, Джим (июль 1998 г.). "MCore: Требуется ли Motorola еще одно семейство процессоров?". Проектирование встроенных систем. TechInsights (United Business Media). Архивировано из оригинал на 1998-07-02. Получено 2009-12-23.
  48. ^ Гарнси, Элизабет; Лоренцони, Джанни; Ферриани, Симона (март 2008 г.). "Видообразование через побочный бизнес: история Acorn-ARM" (PDF). Политика исследования. 37 (2): 210–224. Дои:10.1016 / j.respol.2007.11.006. Получено 2011-06-02. [...] первый кремний был запущен 26 апреля 1985 года.
  49. ^ Кантрелл, Том (1998). «Микрочип на марше». Архивировано из оригинал 20 февраля 2007 г.
  50. ^ а б Терли, Джим (18 декабря 2002 г.). «Двухпроцентное решение». Проектирование встроенных систем. TechInsights (United Business Media). В архиве из оригинала от 3 апреля 2015 г.. Получено 2009-12-23.
  51. ^ Совет директоров WSTS. "Мировой выпуск прогноза рынка полупроводников WSTS: 1 июня 2004 г. - 6:00 UTC". Миядзаки, Япония, совещание по весеннему прогнозу 18–21 мая 2004 г. (Пресс-релиз). Статистика мировой торговли полупроводниками. Архивировано из оригинал на 2004-12-07.
  52. ^ Сунь, Лиян (25 апреля 2014 г.). «За что мы платим: индекс цен с корректировкой на качество для микропроцессоров для портативных компьютеров». Колледж Уэллсли. В архиве из оригинала 11.11.2014. Получено 2014-11-07. … По сравнению с -25% до -35% в год в 2004-2010 гг., Годовое плато снижения составляет от -15% до -25% в 2010-2013 гг.
  53. ^ Барр, Майкл (1 августа 2009 г.). "Настоящая мужская программа на C". Проектирование встроенных систем. TechInsights (United Business Media). п. 2. В архиве из оригинала 22 октября 2012 г.. Получено 2009-12-23.

Рекомендации

  • Ray, A.K .; Бхурчанд, К. Усовершенствованные микропроцессоры и периферийные устройства. Индия: Тата МакГроу-Хилл.

внешняя ссылка