Le premier processeur produit en série avec une densité de transistors atteignant 1 million. Son apparence a changé à tout jamais l'idée des performances informatiques. Darren Yates parle du légendaire processeur Intel et de son histoire.
Le marché des processeurs PC est aujourd'hui une machine de fabrication et de distribution bien établie. Ces processus sont améliorés chaque année et sont comparables à l'horloge. En effet, tout report de la date de sortie est garanti comme actualité.
Cependant, passons rapidement à 1989, lorsque, après quatre ans d'attente, Intel lance enfin l'un de ses modèles de processeurs les plus importants. Il s'agit du premier processeur produit en série à atteindre la barre du million de transistors et de la première puce avec une unité à virgule flottante intégrée (FPU). Par la suite, il deviendra l'un des premiers microprocesseurs à architecture x86 à franchir la barrière des 100 MHz. Il a également l'une des batailles de brevets technologiques les plus féroces de l'histoire. Il s'agit d'un processeur Intel 80486.
Besoin de vitesse
À la fin des années 80, les idées d'IBM pour le développement de «l'ordinateur personnel» ont été confirmées. La combinaison de logiciels et de matériel avec des composants compatibles IBM est devenue de plus en plus courante sur le marché des PC. Cette combinaison a porté un coup dévastateur aux ordinateurs domestiques 8 bits.
Sortis en 1985, les processeurs Intel 80386 ont également connu un succès retentissant, notamment grâce à la nouvelle marque de PC, Compaq. Après la sortie du premier PC en 1981, IBM pourrait devenir le centre de gravité des ordinateurs électroniques. Cependant, l'arrivée du Deskpro 386, le premier ordinateur basé sur le 80386 de Compaq, a marqué un changement de leadership sur le marché des PC. Pour la première fois, une puce avait un traitement de données 32 bits, ce qui pourrait propulser l'industrie entière 20 ans en avant. Mais, malgré ce succès, il était encore loin de l'architecture que l'on connaît aujourd'hui. Le nombre d'opérations par seconde dans le 80386e a augmenté de 50% par rapport au 80286e (0,33 vs 0,21). Mais comme il n'avait pas de coprocesseur et de mémoire cache intégrée, et que la demande d'augmentation des performances augmentait,le 386, avec ses 275 000 transistors, n'avait plus rien à offrir.
Compaq Deskpro 386 — , IBM
Le 80486e processeur, sorti en 1989, a reçu un jeu d'instructions légèrement amélioré. Sa principale caractéristique distinctive était sa vitesse de percée pour cette époque. Lors des tests de performances à 25 MHz relativement modéré, il a surpassé le processeur 80386 overclocké à 33 MHz. Grâce à l'introduction du cache L1 (modeste 8 Ko) et du FPU embarqué, le nombre moyen d'opérations par seconde sur le 80486 a doublé et atteint 1 MIPS / MHz. Le plus rapide des processeurs 80386 386DX-33 a atteint 10 MIPS. Ceux qui pouvaient se permettre le 25MHz 80486 (lors de sa première mise en vente, il coûtait trois fois le prix du 386), utilisaient en moyenne 20 MIPS avec un maximum de 25 MIPS. 80486 avait également de nombreux autres atouts dans sa manche. Par exemple, un mode de chargement de mémoire par lots plus rapide,au cours de laquelle 16 octets de cache ont été transférés en 5 cycles d'horloge. C'est 3 cycles plus rapide que son prédécesseur. Comme le processeur 80386, l'adressage 32 bits du 80486 pouvait gérer 4 Go de RAM, mais en raison des prix à l'époque, la plupart des systèmes étaient limités à seulement 16 Mo de RAM.
Cependant, grâce au 80486, les utilisateurs peuvent avoir un avant-goût du futur. Cela s'est produit grâce à la sortie du nouveau Windows 3.1 de Microsoft, des jeux 3D, des titres comme Wolfenstein 3D. De nombreux PC ont également été mis à niveau vers Windows 95 au fil du temps.
Droits égaux
IBM a décidé d'assembler des ordinateurs personnels à partir de composants prêts à l'emploi de fournisseurs et a autorisé ses partenaires clés Intel et Microsoft à revendre ces composants à d'autres marques. C'est ainsi qu'est apparue l'expression «compatible IBM», qui était utilisée dans le lexique de chaque acheteur d'ordinateurs. En règle générale, un grand nombre de programmes peuvent être installés sur des ordinateurs compatibles IBM. Et comme tous les logiciels ne pouvaient pas être installés sur un PC domestique dans les années 1980, on peut dire que les PC compatibles IBM ont révolutionné le marché.
Le nouvel IBM 5150 a été un succès instantané. De plus, le Blue Giant l'a fait en un temps record. Cependant, avec un grand succès, des problèmes d'approvisionnement sont apparus, et dans un contrat avec Intel pour fournir un processeur, IBM a exigé qu'il fournisse une deuxième source d'approvisionnement pour les puces au cas où il ne pourrait pas le gérer seul. Intel a choisi AMD. À la suite de cet accord, AMD a eu accès aux processeurs 8086/88, ainsi qu'à la nouvelle technologie de production du 80286e CPU. Cependant, ce partenariat a conduit par la suite à l'un des litiges technologiques les plus violents de l'histoire.
Ordinateur personnel IBM 51502
À cette époque, le principal client d'Intel était IBM, qui dominait le marché des PC. Bien que les PC compatibles IBM aient chassé les ordinateurs domestiques 8 bits du marché, le Blue Giant perdait encore du terrain. Compaq a commencé à marcher sur ses talons, surtout après la sortie du processeur Intel 80386 en 1985. La sortie du Compaq Deskpro 386 l'année prochaine a été un événement marquant dans le nouveau monde compatible IBM. Maintenant, les consommateurs ont réalisé que le processeur à l'intérieur de la boîte signifie plus que le logo collé dessus. De plus, contrôlant à lui seul le processus de fabrication du processeur, Intel s'est rendu compte qu'il avait un atout entre les mains - et était prêt à y jouer.
Ne parlez pas de guerre
Alors que la position d'IBM s'affaiblissait et qu'Intel se renforçait, ce dernier a décidé de ne pas partager avec AMD les détails de son nouveau trésor - le 80386e processeur.
AMD a considéré cela comme une violation de leur accord d'échange de technologie actuel et a demandé au tribunal de résoudre le différend en 1987. La guerre n'a pris fin que 22 ans plus tard en 2009, lorsque Intel a payé 1,25 milliard de dollars en règlement final. Alors oubliez Apple contre Samsung - la bataille `` Intel contre AMD '' reste l'étalon-or en raison de la longueur des litiges. Il est intéressant de noter que les fondateurs d'Intel et d'AMD ont travaillé en même temps dans le pionnier de la société de puces, Fairchild Semiconductor. Après avoir quitté Fairchild, Gordon Moore et Robert Noyce ont fondé Intel en 1968 et Jerry Sanders a fondé AMD.
Fondateurs d'Intel (de gauche à droite): Andrew Grove, Robert Noyce et Gordon Moore (1978)
Intel Inside
Le nouveau design du 80486 a apporté des changements qui ont façonné le visage des PC modernes. La version 486DX2, parue en mars 1992, a reçu la première mise à jour majeure en plus du coprocesseur intégré et du cache L1. Désormais, la vitesse d'horloge du cœur du processeur ne dépend pas du bus système avant et, grâce au facteur de multiplication de deux, les nouvelles puces 486DX2-40 et -50 peuvent être installées à la place des anciens processeurs 5 volts, augmentant ainsi considérablement la vitesse du PC. Le très populaire 486DX2-66 est apparu en août de la même année.
Cristal de processeur Intel 486DX2-66
Malgré le lancement du nouveau processeur Pentium de 5e génération en 1993, Intel n'a pas arrêté la production de 486 processeurs et a lancé au début de 1994 la série DX4. Le cache L1 du DX4-100 a doublé, atteignant 16 Ko, et la vitesse d'horloge pour la première fois a atteint 100 MHz - le même chiffre était dans le Pentium-100. De plus, le 80486 a été au centre de la célèbre campagne marketing «Intel Inside» lancée en 1991.
Attaque des clones
La décision de ne pas partager la technologie du processeur 80386 avec AMD a donné à Intel une main libre sur le marché en plein essor des PC. Cependant, AMD a considéré que l'accord d'échange de technologie précédemment conclu s'étend au 80386, puisqu'il s'agit d'un dérivé du 80286. Ainsi, grâce à l'ingénierie inverse, AMD a créé sa propre puce «Am386». Le processus aurait duré un an et demi, mais en raison de problèmes juridiques, les chips n'ont pas atteint les étagères des magasins avant 1991. Néanmoins, les processeurs ont réussi car ils étaient 40 MHz plus rapides que le meilleur processeur d'Intel, qui ne pouvait produire que 33 MHz, et étaient également moins chers et consommaient moins d'énergie.
La première génération d'Am486 d'AMD a également suivi la conception des processeurs Intel. Produites en avril 1993, les puces «Am486DX» étaient des modèles de 25, 33 et 40 MHz. La deuxième génération, «DX2», sortie l'année suivante, était composée de puces de 50, 66 et 80 MHz. La dernière génération de puces, la «DX4», de 1995 a représenté les meilleures performances avec 120 MHz.
Am486 d'AMD avec des performances similaires à celles du processeur Intel d'origine
Cependant, le chemin du processeur 486 d'AMD vers le consommateur n'a pas été facile. Le procès d'arbitrage d'AMD, initialement déposé en 1987, a conduit à une bataille juridique de 8 ans entre les fabricants de puces. Malgré le fait qu'AMD ait réussi à reprendre l'Am386 d'Intel, la bataille pour le 80486 a duré jusqu'à ce que les deux parties conviennent d'un accord de règlement et AMD ait eu accès au système de micro-instruction du processeur Intel 486. Vraisemblablement, cette circonstance a conduit à l'émergence de deux versions du 486e processeur d'AMD: le premier microcode Intel imité, le second utilisait le système de micro-instruction AMD via un processus appelé `` conception de salle blanche ''. Pour Intel, il était plus important que l'accord de règlement confirme que le 80486 était le dernier processeur AMD cloné.
Rencontrer - Cyrix
D'autre part, la nouvelle société Cyrix, spécialisée à l'époque dans les puces de coprocesseur pour les systèmes 80286/386, s'est intéressée aux 486 processeurs. Cyrix était un fabricant de puces sans installations de fabrication propres. Pour la fabrication de processeurs, il a utilisé SGS-Thomson (aujourd'hui ST Microelectronics), Texas Instruments et IBM. Les premières versions de la puce 80486 de Cyrix sont apparues sous le nom de code 486SLC / DLS en 1992 et ont été installées dans le module 80386. En raison du fait que les PC étaient beaucoup plus chers qu'ils ne le sont aujourd'hui, il y avait une grande demande pour les produits destinés à ces utilisateurs. qui voulait garder le système actuel en ordre et simplement mettre à niveau le processeur. Cependant, Cyrix 486xLC avec 1 Ko de cache L1 et pas de FPU n'était pas compatible avec les processeurs 486 d'origine d'Intel. En 1993, Cyrix a sorti les Cx486DX et DX2,et ils ressemblaient plus à des processeurs Intel.
Cyrix486. Le premier processeur populaire de Cyrix.
Néanmoins, les fabricants ont commencé à se poursuivre en justice: Cyrix a déposé une plainte antitrust contre Intel, et Intel a accusé Cyrix de contrefaçon de brevet. En janvier 1994, grâce aux contrats en cours entre Intel, le fabricant de puces Texas Instruments et SGS Thomson, Cyrix a remporté un procès en abandonnant l'action antitrust.
Pendant ce temps, l'arrivée de l'Intel Pentium en 1993 avec un nouveau socket CPU a obligé les propriétaires de 486 processeurs à chercher des alternatives. Inspiré par la victoire du tribunal, Cyrix a commencé à se spécialiser dans les produits destinés à améliorer les performances du processeur. Sorti en 1995, le processeur 5x86 overclocké à 120 MHz et remplaçait directement 486 systèmes fonctionnant à 3,3 volts. Le processeur Cyrix 5x86 était essentiellement une alternative simplifiée et économe en énergie au Pentium basé sur le cœur M1. Le niveau de performance 5x86 était comparable à celui du Pentium-75.
Processeur Cyrix Crystal 486th
Après s'être installé avec Intel en 1995, AMD a également commencé à commercialiser avec succès des composants de mise à niveau de PC et a sorti l'Am5x86 en novembre de la même année. Il s'agissait d'un processeur 133 MHz 80486 considérablement amélioré qui offrait un double cache L1 et un multiplicateur X4 intégré pour fonctionner sur la carte DX d'origine.
Sans surprise, après avoir vu AMD et Cyrix négocier avec des composants mis à jour, Intel a sorti son gros canon et a sorti le Pentium OverDrive en 1995. Il s'agissait d'un processeur Intel Pentium amélioré avec un multiplicateur de 2,5 à l'intérieur du module 80486. Il pourrait fonctionner à bord à 5 et 3,3 watts et prendre en charge des bus à 25 ou 33 MHz. Mais en raison de la faible vitesse - le chiffre maximal n'est que de 83 MHz - et du prix élevé, les puces OverDrive n'étaient pas largement utilisées.
Intel a créé Overdrive comme une mise à niveau pour 486 systèmes
Combien?
Selon les normes actuelles, les PC fabriqués au début des années 90 n'étaient pas bon marché. Un ordinateur basé sur 486DX2-66 avec un moniteur VGA, 4 Mo de RAM, un disque dur de 320 Mo et un CD-ROM à double vitesse de marques comme Olivetti ou Compaq s'est vendu à environ 3500 $. Dans le même temps, un PC basé sur Pentium-133 exécutant Windows 95 en 1995 coûtait jusqu'à 7800 $.
Cependant, l'une des décisions de consommation les plus importantes d'IBM concernant le concept d'ordinateur personnel a été l'autorisation de Microsoft et d'Intel de revendre leurs propres produits à d'autres marques. Cela signifiait que toute personne disposant de connaissances et de courage suffisants pouvait se considérer comme un fabricant de PC. Beaucoup ont commencé comme ça: un ou deux. Il s'agit notamment de marques bien connues telles que Gateway et Dell. En achetant des composants auprès de petits fabricants, vous pourriez économiser jusqu'à 40%. Autrement dit, le prix d'un PC serait passé de 3 000 $ à 1 800 $. Oui, encore plus de fonctionnalités seraient ajoutées.
486e aujourd'hui
Alors, à quoi ressemble notre 80486e 30 ans plus tard dans le contexte des puces miracles actuelles? Il ne fait aucun doute que les performances de la 486 à un million d'instructions par seconde sont très modestes, en particulier par rapport à l'actuel Ryzen Threadripper 3990X d'AMD avec 64 cœurs et 500 MIPS par cœur. Néanmoins, vous pouvez trouver un ordinateur avec des performances similaires au processeur 486 sur le marché.
N'oubliez pas au moins STM32F103C8T6 - microcontrôleur Cortex-M3 32 bits. Il a été conçu par ARM, une société qui fabrique des processeurs pour smartphones, et fabriqué par ST Microelectronics. Sa fréquence d'horloge est de 72 MHz et sa vitesse de 1,25 MIPS. Souvent, le Cortex-M3 est utilisé dans les projets Arduino. Il peut être acheté sur Ebay pour 5 $.
STM32F103 sur une carte à 5 $ est légèrement plus rapide que 80486
Patrimoine
Avec plus de 70 modèles différents dans l'arsenal d'Intel, AMD et Cyrix (à l'exclusion des versions CPU d'IBM, SGS-Thomson, Texas Instruments et d'autres fabricants), le 80486th peut rivaliser avec le 8086th en termes de nombre de variétés et de modifications.
Et pourtant, malgré le grand nombre de jumeaux et de versions améliorées, la production des 80486 a décliné lors de la révolution appelée Windows 95. Microsoft a changé le concept des ordinateurs personnels et Intel a connu un succès avec la sortie de nouveaux processeurs Pentium.
Alors que le Pentium gagnait en popularité, Intel a commencé à sortir des 486 pour des applications industrielles, interrompant la production une seule fois en 2007, ouvrant ainsi la voie au marché des processeurs embarqués en pleine croissance.
Depuis lors, plus d'une génération de processeurs est apparue et a disparu, mais l'héritage du 80486th - le multiplicateur de bus, le cache intégré et le FPU - est toujours vivant aujourd'hui. Beau travail, 80486e.