Die glorreichen zehn – die fünf schlechtesten Intel‑x86‑Prozessoren

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Die x86‑Linie besteht jetzt seit nahezu fünfzig Jahren, und sie lebt immer noch. Das ist außergewöhnlich. Alle Prozessorlinien, die es zur selben Zeit gab, wurden längst eingestellt oder spielen nur noch in Nischenanwendungen eine Rolle (die Z80‑Linie lebt noch genauso wie die 6502‑Linie). Motorola hat sogar zwei Konkurrenzlinien eingestellt – erst die MC68K‑Linie und dann die Power‑PC‑Linie, die gemeinsam mit Apple und IBM entwickelt wurde (IBM hält noch an dem Power PC fest, aber die Prozessoren werden nur noch in eigenen Großcomputern verbaut).

Ich habe mir überlegt, welche Prozessoren in der ganzen Zeit herausragend waren und welche nicht. Da ich nicht zehn jeder Sorte zusammenbekam, teile ich diese Folge in zwei Teile auf – die fünf schlechtesten und die fünf besten x86‑Prozessoren, wobei ich, weil der 8086 vom 8080 abstammt und dieser wiederum ein Nachfolger des 8008 war, bei diesem anfange.

Intel arbeitete schon damals mit einer Strategie, die seit zwanzig Jahren „Tick‑Tock“ heißt: Sie führen in einem Schritt deutliche Architekturverbesserungen ein und in einem zweiten Schritt verbessern sie diese, lange Zeit immer verbunden mit einem Wechsel der Lithografiemethode zu kleineren Maßstäben. Nach dem ersten Prozessor 4004 folgte der verbesserte 4040, auf den 8008 als ersten 8-Bit-Prozessor der verbesserte 8080, auf den 8086 dann der 80186. Danach wurde das System aufgegeben bis zur Einführung der Core-Architektur.

Also zuerst die fünf schlechtesten Prozessoren, die Reihenfolge ist chronologisch. (mehr …)

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Chips: Ist das Ende der Fahnenstange erreicht?

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… und zwar in der Integrationsdichte. Aber ich will wieder mal ausholen und die Technologie der Chipfertigung und ihr Erfolg Revue passieren lassen. Jack Kilby von Texas Instruments entwickelte 1958 die erste integrierte Schaltung. Auch wenn wir das für einen Meilenstein halten, in den ersten Jahren sah es nicht so aus, als würde sie sich durchsetzen. Ab Anfang der Sechziger Jahre produzierte Fairchild die ersten integrierten Schaltungen, die sich aber nur schwer vermarkten ließen. Der Grund war einfach: auf eine Schaltung passten damals nur wenige Transistorfunktionen (es gibt in integrierten Schaltungen auch andere elektrische Elemente wie widerstände die werden aber auch durch Transistoren realisiert sodass man von Transistorfunktionen spricht). Sie brauchten nicht weniger Platz als wenn man die Transistoren miteinander verlötete und das war einfach billiger. Das erste IC von Fairchild von 1960 nutzte anders als der Prototyp von Kilby schon Silizium als Substrat und war ein Flip-Flop mit 4 Transistoren und 5 Widerständen. Es war 1,5 x 1,5 mm groß und wurde auf Wafern von 1 Zoll (25,4 mm Durchmesser) produziert. (mehr …)

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Intel-Prozessoren, bei denen es anders lief als geplant

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Nach Intels Flops die ich gestern vorgestellt habe, heute ein weiterer Beitrag zu dem Thema. Diesmal geht es um Prozessoren / Architekturen bei denen die Geschichte anders lief, als von Intel geplant, auch wenn man in den meisten Fällen nicht von einem kommerziellen Fehlschlag sprechen kann. (mehr …)

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Die Pipeline

So, ich komme mal Niels Wunsch nach mehr Grundlagenaufsätzen zum Thema Computeerarchitekturen nach. Heute geht es um die Pipeline. Nein es handelt sich nicht um ein Spiel wo ein Klempner lecke Rohre verbinden muss und auch nicht um den Ukraine-Gas Konflikt. Es handelt sich um eine Maßnahme dem Prozessor Beine zu machen.

Die erste Verbesserung der Geschwindigkeit hat mit der Verarbeitung der Befehle zu tun. Dies ist für jeden Befehl folgender Ablauf:

  • Hole den Befehl (oder bei CISC Architekturen oft auch nur das erste Byte des Befehls) vom Speicher. Dies wird als Fetch bezeichnet.

  • Dekodiere den Befehl (decode)

  • Eventuell, hole weitere Daten, die zum Befehl gehören. (Get Data, Memory Read)

  • Führe den Befehl aus (Execute)

  • Lege Daten im Zielregister ab (Write Back)

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