Чип 486 компании Intel обозначил прорыв в микропроцессорной индустрии. А игры, пройденные на легендарной «четверке», навсегда оставили след в сердцах геймеров. То были лихие стычки в Warcraft (между прочим, на 386-м игра шла очень медленно), стремительные полеты на космическом истребителе по закоулкам чужой базы в Descent, и, конечно же, невозможно забыть волшебную страну Heroes of Might and Magic. Все это были времена 486-го.

Следующим пришел Pentium , позволивший игрокам, жаждущим экшена и графических красот, узнать о Quake и MDK. Однако инженеры Intel к этому времени только разгонялись. Следующие процессоры сыпались как из рога изобилия. Все больше появлялось на рынке разнообразных моделей, ориентированных и на продвинутых пользователей, и на непритязательных новичков. Компания вовсю осваивала рынок мобильных ПК, делая ставку на специально разработанные платформы. Но это все было после, а сегодня у нас на календаре еще лишь 10 апреля 1989 года, дата официального анонса 486-го…

Конвейерная революция и Ко

Наверное, каждый, кто прошел или отсидел (тут уж как повезло) школьный курс истории, знает о таком понятии, как мануфактуры. До начала ХХ века они пользовались большой популярностью. Обычно на мануфактурах работали люди, которые выполняли одну и ту же, но каждый — свою работу. Скажем, один ткал, другой рисовал, третий подшивал. В итоге получался ковер, причем намного быстрее, чем если бы над ним работал только один человек. Очевидно, что каждый из узких специалистов качественнее и быстрее выполнит свою работу, чем один многопрофильный, хоть и владеющий необходимыми навыками.

Так вот, по этому же принципу впервые в семействе x86- процессоров компания для 486-й модели реализовала конвейер, разбивавший поступающие команды на пять частей. В результате архитектура чипа не была очень сложной. Вместо одного модуля для обработки решений появилось пять мини-устройств — каждое для своей задачи. Такой подход позволял ускорить выполнение вычислений.

Следующей отличительной чертой стал двухуровневый кэш — первая его часть располагалась на кристалле процессора (8 кбайт) и предназначалась для хранений инструкций и данных, второй уровень кэш-памяти находился на материнской плате и имел объем от 256 до 512 кбайт. Отметим, что кэш-память играет важную роль в производительности системы — чем больше памяти в распоряжении процессора, тем быстрее он будет работать.

Известно, что до 486-го для вычислений с плавающей запятой применялся сопроцессор ( FPU ) — специальная микросхема, которая дополнительно устанавливалась на материнскую плату. Она работала в тандеме с основным чипом. Такой подход не устраивал большинство программистов, которые стремились избегать работы с дробями, — слишком уж медленно работали «плавающие» программы. В 486-м сопроцессор стал встроенным, в результате мгновенно повысилась производительность всего чипа и обработки чисел с плавающей запятой в частности. Совместимость с прошлыми программами удалось сохранить.

Ядро в целом также претерпело большие изменения и получило некоторые элементы RISC -архитектуры (Reduced Instruction Set Computer). Об этом более подробно вы можете прочитать в рубрике «Антикварная лавка» за ноябрь 2005 года.

Любопытно, что если 386-й процессор работал на частоте системной шины, то 486-й первым стал использовать так называемый коэффициент умножения (множитель) — число, на которое умножалась тактовая частота системной шины. Полученное значение и является частотой процессора. Сегодня практически все процессоры для ПК используют эти самые коэффициенты.

Разновидности 486-й особи

Вариантов 486-го было выпущено значительно больше, чем его предков. Развитие процессора продолжалось несколько лет, а сам уникум снискал невероятную популярность.

Напомним, что все системные платы, начиная с 286-й и до Pentium III , выполнялись в соответствии с нормами форм-фактора AT , спроектированного компанией IBM. Значит, систему с 486-м процессором можно было запросто установить в старый добрый корпус. Что касается чипа, то он требовал напряжение питания 5 В и устанавливался в процессорное гнездо, получившее название Socket. Этот способ установки оказался простым и надежным и получил большое распространение. В итоге пользователи могли менять только процессор, не тратясь на замену других деталей. Вспомним, что «трешки» вообще в большинстве случаев «варварски» припаивались к системной плате!

Но, как обычно, за все нужно платить. Сложная архитектура и возросшее количество транзисторов на кристалле 486-го резко повысили производительность и вывели настольные ПК на новый уровень, но и сам чип стал намного горячее. Отличительной чертой новых процессоров стала обязательная установка кулера.

Что касается чипсетов, то наибольшим спросом пользовались наборы логики от самой Intel, SiS и Acer ( ALi , ныне ULi ).

Самым первым стал процессор 486 DX с тактовой частотой 20 МГц. Спустя несколько месяцев появились модели со скоростью 33 и 50 МГц. Через год вышла в свет урезанная версия — 486 SX с отключенным сопроцессором. Для этих моделей выпускались отдельные FPU с маркировкой 487.

Первые процессоры с коэффициентом умножения появились через три года после рождения серии — в марте 1992. Новичок получил имя 486 DX2 и работал на частотах до 66 МГц. В конце осени того же года компания предложила производителям ноутбуков специальный мобильный процессор 486 SL с пониженным потреблением питания, но и меньшей производительностью. Завершающим чипом линейки стал 486 DX4 — он был оснащен вдвое большим кэшем первого уровня (16 кбайт) и использовал тройной коэффициент умножения.

Рабочие частоты 486 DX4 составили 75 и 100 МГц, а по производительности процессор бил все рекорды. На нем можно даже было относительно комфортно работать в Windows 98.

Благодаря появлению коэффициентов и возможности установки различной тактовой частоты процессора с помощью перемычек (джамперов) на системной плате, появился соблазн заставить работать чип быстрее. Можно сказать, что оверклокеры, любители разгона, появились благодаря новациям, появившимся в 486-м.

Чем больше на кристалле транзисторов, тем больше тепла он выделяет — это правило. Бороться с этим можно было, уменьшая техпроцесс производства. Собственно, данный параметр говорит о том, какое у него расстояние между транзисторами. И тут интересно пронаблюдать за совершенствованием технологии производства. Если при изготовлении 486 DX использовался 1 мкм техпроцесс, тот же, что и для 386-го, то впоследствии стали применять 0,8 мкм. Для флагманского 486 DX4 — и вовсе 0,6 мкм.

Становление бренда

В полной мере мир узнал о Intel лишь в начале девяностых. К тому времени компания захватила 80% рынка микропроцессоров для ПК. Однако пользователи покупали IBM -совместимые компьютеры и даже не задумывались над тем, что находится внутри. Впрочем, пока 386-е были припаяны к плате, а другие комплектующие не получили широкого распространения, большой надобности в узнаваемости бренда не было. С выходом 486-х ситуация кардинально изменилась. Тем более что в затылок неровно дышала запыхавшаяся, но все-таки потенциально опасная AMD.

Кампания по разворачиванию и внедрению в массы рекламного слогана « Intel inside » была грандиозной. И плоды превзошли все ожидания. Теперь практически любой пользователь знал, кто делает процессоры. В журнале Financial World по итогам 1993 года Intel вошла в тройку самых популярных брендов, уступив лишь Coca-Cola и Marlboro. Сам же бренд был оценен в $17,4 млрд.

Впрочем, широкая известность и популярность — это палка о двух концах. Не зря ведь от этого страдают рок-звезды и киноактеры. Теперь в случае любых неудач Intel грозил полный проигрыш — ведь компания оказалась в центре внимания. Журналисты и конкурент в лице AMD с нетерпением ждали осечки.

Осечка не замедлила случиться. После успешной раскрутки «Intel inside» пришло время Pentium. Для раскрутки этого имени было потрачено $80 млн — и снова успех сопутствовал компании. Спустя некоторое время в нем была найдена ошибка. Ее обнаружил американский профессор математики Томас Найсли из Вирджинии. Вспыхнул скандал, замять который оказалось не так-то просто. В результате Intel нашла неплохое решение, объявив, что каждый ее клиент может заменить бракованный процессор бесплатно в сервисном центре…

Непотопляемый Pentium

Название для процессоров пятого поколения явилось столь удачным, что дожило и до сегодняшнего дня. Новый чип привнес много новшеств, сохранив все важные качества предшественника. Первые наброски Pentium появились еще в 1989 году, в продаже разработка появилась лишь в 1993-м.

Если 486-й использовал такие разъемы, как Socket 1, 2, 3 и 6, то Pentium стал использовать Socket 4, 5 и 7. Первые процессоры использовали напряжение питания 5 В, последующие версии — 3,3 В. Характерной чертой Pentium стала суперскалярность, то есть одновременная работа двух вычислительных блоков (АЛУ). Появилась функция предсказания переходов, благодаря чему удавалось избежать простоев при работе с памятью.

Внешняя шина данных увеличилась до 64 бит, так что процессор мог загружать большие объемы данных, что обеспечивало большую производительность. Кэш первого уровня был увеличен до 16 кбайт, а внешний по-прежнему устанавливался на системной плате. Надо сказать, что кэш первого уровня впервые разделили на две части — по 8 кбайт. Первая служила для работы с данными, вторая — для хранения команд. Еще одной интересной находкой, реализованной в Pentium, стала инструкция CPUID , которая содержала всю информацию о процессоре.

Первые модели Pentium работали с тактовой частотой 60 МГц и стоили дорого. Пользователей необходимо было убедить заменить свои 486-е на новые процессоры. И вновь спасение пришло в виде успешной рекламной кампании.

В 1994 году появились модели, которые работали с внутренним коэффициентом умножения, частотами 75 и 100 МГц, характеризовались меньшим потреблением энергии и выпускались в новом корпусе. Так что чипы нельзя было устанавливать в старые разъемы. Не обошла своим внимание Intel и мобильные ПК, продолжив выпускать облегченные варианты моделей с низким энергопотреблением.

Позже появились процессоры Pentium с поддержкой инструкций MMX (MultiMedia eXtensions). Собственно, Pentium MMX и открыл эру 3D. Пионером стала модель со скоростью 150 МГц и 32 кбайт кэша первого уровня. Введение дополнительных инструкций позволяло системе эффективно справляться с 2D- и 3D-графикой, что имело большое значение в играх. Теперь же MMX поддерживается любым современным процессором (хотя эти инструкции уже практически нигде не используются). Устанавливался процессор в Socket 7, ставшим стандартом де-факто для всех последующих Pentium. Благодаря появлению MMX процессор на 10% быстрее работал с изображениями, а со специально оптимизированными играми и программами — почти в два раза быстрее.

Что еще открыл Pentium? Появилась возможность слушать MP3-записи и смотреть MPEG-видео. Хотя, конечно, в некотором объеме пользоваться мультимедиа-приложениями можно было и на 486-м, но весьма ограниченно.

Параллельно, в 1995 году, Intel стала продвигать более совершенный, но прошедший мимо большинства игроков Pentium Pro. Чип открыл собой шестое поколение процессоров. Он впервые включал встроенный кэш второго уровня, а конвейеров стало три. Применялся процессор в основном в многопроцессорных системах, предназначенных для сложных вычислений, а не в домашних или офисных ПК. Но шестое поколение процессоров это, как писали братья Стругацкие, уже совсем другая история.

(продолжение следует)