Mikroprocesorinės technikos evoliucija
Pirmųjų dešimtmečių kompiuteriai buvo dideli, jais naudojosi tik aukštos kvalifikacijos specialistai, mokslininkai, inžinieriai. Apie masinį kompiuterių vartojimą, pritaikymą buityje buvo galima tik svajoti – dešimtis tonų sveriantys įtaisai galėjo būti įrengiami tik didelėse įmonėse, universitetuose, mokslinio tyrimo įstaigose. Tačiau apie 1970 metus mikroelektronikai pasiekė tokį aukštą puslaidininkinių prietaisų integracijos laipsnį, kad į vieną “korpusą” galėjo sudėti tūkstančius tranzistorių. Toks lustas su ypač sudėtingu vidum neišvengiamai tapo specializuotas, tinkantis tik tam tikrai sričiai. Tokiems iš pradžių brangiems produktams reikėjo masinės rinkos. Tuo metu panašių aukštos integracijos produktų masiškai reikėjo tik elektroninių laikrodžių ir kišeninių skaičiuotuvų pramonei. Gana greitai poreikis buvo patenkintas – skaičiuotuvai ir laikrodžiai atpigo. 1971 m. kompanijai “Intel” pavyko pagaminti universalų prietaisą, kurį specifinei sričiai buvo galima pritaikyti programiniu būdu, t.y. lusto atmintyje neištrinamai įrašius vienokią programą, įtaisas elgėsi vienaip, įrašius kitokią – kitaip. Svarbiausia, kad tokį “pusfabrikatį” pritaikyti savo tikslams galėjo pirkėjas, vartotojas. Produktas buvo pavadintas mikroprocesoriumi. Pirmosios kartos mikroprocesoriai buvo kuklių galimybių, tačiau “suteikė proto” žaislams, namų ūkio ir matavimo prietaisams. Paklausa naujiems produktams sparčiai augo. Mikroprocesorius ėmė gaminti kitos kompanijos.
Pirmosios kartos mikroprocesoriai buvo sudaryti iš 2300 – 3300 tranzistorių, veikė iki 500 kHz taktiniu dažniu, apdorojo 4-8 bitų duomenis ir pasižymėjo nuoseklia komandų vykdymo schema. Komanda išrenkama (I), po to dešifruojama (D), vykdoma (V), išrenkama kita komanda ir t.t.
Antrosios kartos mikroprocesoriams buvo pritaikytas gerai žinomas kitų pramonės šakų konvejerio principas – perdengti l, D, V etapai. Kol viena komanda vykdoma, kita dekoduojama, trečia paruošiama (išrenkama). “Intel”, “Motorola” kompanijų antrosios kartos 16 bitų mikroprocesoriai jau turėjo 60 – 70 tūkstančių tranzistorių ir nuo 1981 m. buvo pradėti masiškai naudoti asmeniniuose kompiuteriuose. Mikroprocesorių poreikiai augo, toliau buvo ieškoma ne tik technologinių, bet ir organizacinių naujovių.
Trečiosios kartos (1984 – 1985 metais) mikroprocesorių komandose išskyrus adresų skaičiavimo (A), operandų skaitymo (S), rezultatų užrašymo (R) etapus pavyko padidinti konvejerio “gylį” iki 6 komandų. Integracijos laipsnis šoktelėjo iki 275000 tranzistorių, taktų dažnis – iki 33 MHz (“Intel 80386”).
Ketvirtosios kartos mikroprocesorių (“Pentium I”, 1992 m., 3100000 tranzistorių; “Pentium III”, 1999 m., 9500000 tranzistorių…) viename cikle vykdoma daugiau kaip viena komanda. Tokį našumą užtikrina įrengti 2 procesoriai.
Parašykite komentarą