Evolution des processeurs Intel x86 dans les années 80: 286, 386 et 486

Aujourd'hui, nous voulons passer en revue l'une des périodes les plus prolifiques de son histoire à travers l' évolution des processeurs Intel x86 des années 80. Une période de changement pour les ordinateurs personnels.

Le processeur est l'un des composants les plus intéressants du PC en raison de son importance, de son histoire et de son évolution. De tout cela, peu d'entreprises sont plus impliquées dans tous les points cités que le géant bleu des semi-conducteurs; Intel a été un protagoniste constant tout au long de la vie de cette pièce.

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Sept ans d'évolution continue

La période que nous voulons couvrir dans ce texte va de 1982 à la fin des années 80; Pendant ce temps, les processeurs basés sur l'architecture x86 ont connu l'un des développements les plus rapides et les plus remarquables de l'histoire de l'informatique moderne et ont jeté les bases de notre compréhension de l'électronique domestique aujourd'hui.

Image: Flickr; Pauli Rautakorpi

Nous parlerons de l'Intel 80286 et de sa mise en œuvre dans IBM PC / AT, l'Intel 80386 et la montée des clones PC via Compaq, ainsi que du lancement et du développement de l'Intel 80486 et des bases de ce qui deviendra plus tard Pentium. Une visite générale de l'histoire de l'informatique.

Intel 80286 (1982)

Image: Flickr; Henry Mühlpfordt

L' Intel 80286 (également connu sous le nom d'iAPX 286 ou i286) est le successeur direct des processeurs Intel 80186 et 80188, tous appartenant à la famille de processeurs x86, et était le CPU de choix pour les PC domestiques fabriqués par IBM du lancement au jusque dans les années 80, poursuivant la relation entre Intel et IBM.

Certaines de ses spécifications x86

Le i286 a été un bond en avant majeur par rapport à la précédente itération des processeurs x86. L'architecture P2 utilisait un bus de données 16 bits (d'où la catégorisation du processeur) et un bus d'adresses était de 24 bits, une évolution claire par rapport au 80086 d'origine. Alors que leurs fréquences variaient de 4 MHz à 25 MHz dans les dernières révisions.

Architecture P2. Image: Wikimedia commons

Les points forts comprennent des améliorations dans l'exécution des instructions par cycle d'horloge et l'inclusion de nouveaux ensembles d'instructions qui réduisent considérablement le temps nécessaire pour effectuer certaines tâches; certains d'entre eux ont eu besoin de moins de deux fois les cycles d'horloge pour se terminer.

Premières étapes du multitâche dans le premier x86

Le i286 se caractérisait par l'utilisation de deux modes de fonctionnement, destinés à l'utilisation d'applications multitâches, nous parlons de mode protégé et de mode réel.

Le mode réel (mode adresse réelle) est celui qui est entré en vigueur par défaut dans le processeur. Maintient la compatibilité descendante avec les processeurs précédents de la famille x86 et offre un accès logiciel direct au BIOS du système. Grâce à cette rétrocompatibilité, les processeurs i286 ont pu utiliser tous les logiciels développés pour leurs prédécesseurs, ce qui en fait un processeur très polyvalent. Nous soulignons que c'était la manière dont fonctionnait le système d' exploitation MS-DOS et les premières versions de Microsoft Windows.

Le mode protégé, d'autre part, a donné au processeur la possibilité d'effectuer plusieurs tâches, grâce à la possibilité de basculer rapidement entre deux processus différents. Son nom dérive de l' accès limité aux instructions de l'équipement par les programmes (la figure du superviseur apparaît) pour éviter les conflits lorsqu'ils sont utilisés ensemble; malheureusement, cela a supprimé la compatibilité de la plupart des logiciels, y compris celui nommé MS-DOS.

Un début par IBM

Le i286 est sorti sur la troisième génération d'ordinateurs personnels d'IBM, le PC / AT. L'énorme succès du système de la société new-yorkaise a catapulté les ventes du microprocesseur et la mise en place du modèle AT comme standard en informatique domestique a encouragé la création de logiciels compatibles avec l'architecture d'Intel.

Ordinateur IBM PC / AT. Image: wikimedia commons; MBlair Martin.

Comme d'habitude à l'époque, Intel n'était pas le seul constructeur. Des entreprises comme IBM lui-même, ou l'actuel AMD ont fabriqué des modèles similaires et compatibles, dans certains cas (comme celui de Harris Corporation , ou AMD lui-même), dépassant de loin la vitesse du modèle d'origine développé par Intel.

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Intel 80386 (1985)

Image: Flickr; Contri

Après le lancement de l'Intel 80286 viendrait son examen, l'Intel 80386 (ou i386). Ce processeur visait à améliorer les fonctionnalités présentées dans l'i286, en ajoutant de nouveaux modes de fonctionnement et de nombreuses nouvelles fonctionnalités dans l'architecture x86. Telle était l'avancée qui allait jeter les bases de processeurs ultérieurs, au moins jusqu'à l'apparition des puces P6.

Les "clones" d'Intel et d'IBM

L'i286 d'origine était un processeur conçu pour être produit simplement et efficacement; Peu de temps après son lancement initial et en raison de son succès, les autres fabricants ont commencé à produire et à vendre leurs propres versions du modèle. Certains d'entre eux avec des améliorations substantielles par rapport à l'original, en particulier dans les fréquences atteintes.

L' i386 était, au lancement, un processeur coûteux dans sa production et sa mise en œuvre; c'est peut-être la raison pour laquelle IBM n'a commencé à l'utiliser qu'en 1987, un espace dont la société Compaq (connue pour ses PC compatibles IBM abordables) a profité pour lancer le Compaq Portable 386 / III sur le marché et prendre la tête de l'offre. IBM PC. L'âge d'or des clones basés sur les ordinateurs de la société nord-américaine allait commencer.

Compaq PC a été l'une des premières sociétés à rendre les PC compatibles avec IBM PC. Image Wikimedia Commons; Titian Garuti

Intel n'est pas non plus resté impuni auprès d'autres sociétés; C'est pourquoi le i386 n'était pas autorisé à fabriquer en dehors des usines de la société Mountain View. Cependant, des sociétés comme AMD et Texas Instruments ont continué de développer des processeurs i286 plus rapides et plus abordables; Pour les combattre, Intel a développé le i386SX, une version peu coûteuse du i386 original avec quelques similitudes avec le i286 et plus facile et moins cher à produire. La stratégie prendrait effet jusqu'au début des années 1990, lorsque des versions de l'i386 d'origine commencèrent à apparaître chez AMD avec l' Am386 et Cyrix avec leur Cx486.

Les puissants processeurs P3

Bien qu'il ne s'agirait pas d'un saut aussi substantiel en termes de vitesse que le i286, le i386 était une avancée significative pour les processeurs x86. La fréquence a augmenté de façon spectaculaire, à 12 MHz dans les premiers modèles, atteignant 40 MHz dans les derniers. Le bus de données a également été doublé à 32 bits et le bus d'adresse a également été augmenté à 32 bits, ainsi que des modifications importantes ont été apportées à l'exécution des instructions, et le jeu d'instructions IA-32 est apparu.

Architecture P3. Image: wikimedia commons

En raison de l'IA-32, la compatibilité avec le logiciel i286 était limitée, mais sa mise en œuvre jetterait les bases de l'architecture x86 pour les 20 prochaines années et influencerait les jeux d'instructions x86-64 (Intel 64 pour Intel) que nous utilisons dans équipement ménager actuel.

D'autre part, les processeurs i386SX fonctionnaient avec un bus de données 16 bits et un bus d'adresse 24 bits, ce qui le rendait plus lent, comme son prédécesseur, bien qu'il maintienne la conception interne de la puce, qui comptait avec d'autres améliorations majeures.

Nouveaux modes, mêmes problèmes sur x86

Un autre point fort de l'i386 a été l'implémentation, encore une fois, de différents modes fonctionnels. Le mode réel et le mode protégé sont réapparus pour des raisons de compatibilité, mais un mode protégé lui-même a fait son apparition avec de nouvelles fonctionnalités importantes, telles que la suppression de segments ou la virtualisation de plusieurs sessions.

Malheureusement, sa mauvaise mise en œuvre a continué d'être le principal frein à ces développements; Il a continué d'être un limiteur majeur des capacités de ces processeurs jusqu'à l'émergence de systèmes d'exploitation plus avancés.

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Intel 80486 (1989)

Après le succès indéniable de l'i386, Intel a développé la prochaine génération de processeurs x86 dans le but d'améliorer ce qu'il avait accompli avec l'i386. C'est ainsi que les processeurs P4, connus dans le monde entier sous le nom d'Intel 80486 ou i486, seraient nés.

Le coprocesseur 387 et le i486SX

Les processeurs i486 sont très similaires à leur génération précédente en interne, à l'exception de l'intégration du coprocesseur 387; Cette puce comprenait une unité à virgule flottante et un cache unifié dans le circuit, à partir de là, les processeurs à puce monolithiques deviendraient de plus en plus courants. Sinon, il s'agissait toujours d'un processeur 32 bits sur le bus de données et le bus d'adresses, et le reste des améliorations tournait davantage autour de l'optimisation du jeu d'instructions ou de l'augmentation des fréquences que d'autres facteurs.

Architecture P4. Image: wikimedia commons

Cependant, il y avait une variante de l'i486, l'i486SX, qui se dispensait de ce coprocesseur pour réduire les coûts. Le i486SX n'avait pas de taille de bus différente de son origine (au moins par Intel), il s'agissait donc d'une puce très populaire pour son prix inférieur.

L'obsession des hautes fréquences

Ce que l'i486 a apporté, c'est l'apparition de la fièvre MHz dans les processeurs. Intel a introduit, grâce à l'inclusion de la mémoire cache intégrée, la duplication des fréquences internes de l'horloge, son nom était Intel OverDrive. Grâce à eux, les processeurs i486 pourraient fonctionner à deux fois (et plus tard tripler) leurs fréquences pour l'exécution des instructions, en bénéficiant de plus longues.

Le premier processeur avec ces caractéristiques était le i486DX2, qui doublait la vitesse d'horloge de 25 MHz à 50 MHz. La dernière itération de ce type était celle du i486DX4, triplant les fréquences à 100 MHz, bien que la plus puissante Il venait d'AMD avec l'Am5x86-P75 + qui atteignait 150 MHz.

Les processeurs pris en charge rentrent et se développent sur x86

Les similitudes entre l'architecture des processeurs i486 et i386 ont facilité les choses pour les fabricants de processeurs compatibles i486. Après la disparition des licences avec le lancement de l'i386, le public a commencé à les appeler populairement "clones", bien que ce terme ne s'applique qu'à ceux identiques (en interne) aux originaux.

Processeurs dérivés d'autres marques d'Intel 80486. Image: Collection d'ordinateurs MCbx

L'un des fabricants de processeurs de ce type les plus prolifiques d' AMD, allant même jusqu'à présent (comme nous l'avons déjà mentionné) pour lancer des modèles plus puissants que les variantes Intel, bien que son plus grand atout sur le marché soit toujours son prix le plus abordable. C'était aussi la gamme Cyrix, le résultat de la rétro-ingénierie des processeurs Intel; leurs processeurs ne fonctionnaient pas exactement de la même manière, ils se sont donc appuyés sur des prix abordables.

D'autres noms d'intérêt pourraient être IBM ou Texas Instruments, bien que leur présence ait été moins forte que dans les étapes précédentes de la famille de processeurs x86.

Un dernier mot sur les processeurs x86

Les processeurs de la famille x86 ont connu certains des changements les plus remarquables de leur histoire au cours de cette période. Sans surprise, les bases ont été jetées pour de nombreux éléments qui nous accompagneraient des années après leur apparition dans ces générations.

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