英特爾1982年推出80286芯片，該芯片相比8086和8088有飛躍式的發(fā)展，雖然它仍是16位結(jié)構(gòu)，但在CPU內(nèi)部含有13.4萬個(gè)晶體管，時(shí)鐘頻率由最初6MHz逐步提高到20MHz，其內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線皆為16位，地址總線24位，可尋址16MB內(nèi)存。80286的推出是實(shí)模式和保護(hù)模式CPU分水嶺。80286的封裝是一種被稱為PGA的正方形包裝。PGA源于PLCC的便宜封裝，它有一塊內(nèi)部和外部固體插腳，在這個(gè)封裝中，80286集成了大約130000個(gè)晶體管。 8086～80286這個(gè)時(shí)代是個(gè)人電腦起步的時(shí)代，當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)使用甚至見過PC機(jī)的人很少，到九十年代初，國(guó)內(nèi)才開始普及計(jì)算機(jī)。
芯片介紹
1971年，英特爾公司推出了世界上第一款微處理器4004，這是第一個(gè)用于微型計(jì)算機(jī)的4位微處理器，它包含2300個(gè)晶體管，隨后英特爾又推出了8008，由于運(yùn)算性能很差，其市場(chǎng)反應(yīng)十分不理想。1974年,8008發(fā)展成8080,成為第二代微處理器。8080作為代替電子邏輯電路的器件被用于各種應(yīng)用電路和設(shè)備中，如果沒有微處理器，這些應(yīng)用就無法實(shí)現(xiàn)。
芯片發(fā)展
Intel 80286
1982年，英特爾公司在8086的基礎(chǔ)上，研制出了80286微處理器，該微處理器的最大主頻為20MHz，內(nèi)、外部數(shù)據(jù)傳輸均為16位，使用24位內(nèi)存儲(chǔ)器的尋址，內(nèi)存尋址能力為16MB。80286可工作于兩種方式，一種叫實(shí)模式（相當(dāng)于與MS DOS兼容，具有8086與8088芯片的限制），另一種叫保護(hù)方式（增加了微處理器的功能）。在實(shí)模式下，微處理器可以訪問的內(nèi)存總量限制在1兆字節(jié)；而在保護(hù)方式之下，80286可直接訪問16兆字節(jié)的內(nèi)存。此外，80286工作在保護(hù)方式之下，可以保護(hù)操作系統(tǒng)，使之不像實(shí)模式或8086等不受保護(hù)的微處理器那樣在遇到異常應(yīng)用時(shí)會(huì)使系統(tǒng)遭到停機(jī)。IBM公司將80286微處理器用在先進(jìn)技術(shù)微機(jī)即AT機(jī)中，引起了極大的轟動(dòng)。80286在以下四個(gè)方面比它的前輩有顯著的改進(jìn)：支持更大的內(nèi)存。達(dá)到了當(dāng)時(shí)前所未有的16MB；能夠模擬內(nèi)存空間。這使得微處理器可以使用外存儲(chǔ)設(shè)備模擬的大量存儲(chǔ)空間，這樣就大大擴(kuò)展了80286所能勝任的工作范圍；能同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)。多任務(wù)是通過多任務(wù)硬件機(jī)構(gòu)使微處理器在各種任務(wù)間來回快速切換；處理速度。最早PC機(jī)的速度是4MHz，第一臺(tái)基于80286的AT機(jī)運(yùn)行速度為6MHz至8MHz，一些制造商還自行提高速度，使80286達(dá)到了20MHz，這確實(shí)意味著性能上有了重大的進(jìn)步。
IBM PC/AT微機(jī)的總線保持了XT的三層總線結(jié)構(gòu)，并增加了高低位字節(jié)總線驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換邏輯和高位字節(jié)總線。與XT機(jī)一樣，CPU也是焊接在主板上的。
那時(shí)的原裝機(jī)僅指IBM PC機(jī)，而兼容機(jī)就是除了IBM PC以外的其它機(jī)器。在當(dāng)時(shí)，生產(chǎn)CPU的公司除英特爾外，還有AMD及西門子股份公司等，而人們對(duì)自己電腦用的什么CPU也不關(guān)心，因?yàn)锳MD等公司生產(chǎn)的CPU幾乎同英特爾的一樣，直到486時(shí)代人們才關(guān)心起自己的CPU來。
Intel 80287
事實(shí)上談到80286的時(shí)候不能不說80287協(xié)處理器。80286擁有一個(gè)浮點(diǎn)單元(FPU)，其數(shù)學(xué)運(yùn)算能力比較差，為了應(yīng)對(duì)高端用戶及數(shù)學(xué)運(yùn)算的需求，intel開發(fā)了80287。80286的CPU主板上都預(yù)留了80287處理器的插槽?？梢源钆鋢87協(xié)同處理器(80287)以提高數(shù)學(xué)運(yùn)算能力。英特爾以最高12.5MHz的頻率提供這些協(xié)同處理器，而競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手則達(dá)到25MHz。
Intel 80386
1985年春天的時(shí)候，英特爾公司已經(jīng)成為了第一流的芯片公司。但它的8088/8086和80286芯片還沒有占到壓倒性的優(yōu)勢(shì)—盡管這些芯片非常成功。像Zilog公司和摩托羅拉，憑借著自己毫不遜色甚至稍高一籌的芯片產(chǎn)品，成為英特爾公司的強(qiáng)有力競(jìng)爭(zhēng)者。而藍(lán)色巨人IBM正在秘密研究自己的CPU—286，AMD公司也開始涉足到CPU制造領(lǐng)域，他們將正在開發(fā)的第一塊芯片稱為386。而這個(gè)時(shí)候，英特爾的主營(yíng)業(yè)務(wù)還不是CPU，而是存儲(chǔ)器。
英特爾決心全力開發(fā)32位核心的CPU—80386，而逐漸放棄存儲(chǔ)器業(yè)務(wù)。Intel給80386設(shè)計(jì)了三個(gè)技術(shù)要點(diǎn)：使用“類286”結(jié)構(gòu)，開發(fā)80387協(xié)微處理器增強(qiáng)浮點(diǎn)運(yùn)算能力，開發(fā)配套高速緩存解決內(nèi)存速度瓶頸。
1985年10月17日，英特爾的劃時(shí)代的產(chǎn)品80386DX正式發(fā)布了，其內(nèi)部包含27.5萬個(gè)晶體管，時(shí)鐘頻率為12.5MHz，后逐步提高到20MHz、25MHz、33MHz，最后還有少量的40MHz產(chǎn)品。80386DX的內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線是32位，地址總線也是32位，可以尋址到4GB內(nèi)存，并可以管理64TB的虛擬存儲(chǔ)空間。它的運(yùn)算模式除了具有實(shí)模式和保護(hù)模式以外，還增加了一種“虛擬86”的工作方式，可以通過同時(shí)模擬多個(gè)8086微處理器來提供多任務(wù)能力。80386DX有比80286更多的指令，頻率為12.5MHz的80386每秒鐘可執(zhí)行6百萬條指令，比頻率為16MHz的80286快2.2倍。80386最經(jīng)典的產(chǎn)品為80386DX33MHz，一般我們
說的80386就是指得它。
由于32位微處理器的強(qiáng)大運(yùn)算能力，PC的應(yīng)用擴(kuò)展到很多的領(lǐng)域，如商業(yè)辦公和計(jì)算、工程設(shè)計(jì)和計(jì)算、數(shù)據(jù)中心、個(gè)人娛樂。80386使32位CPU成為了PC工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。
同時(shí)，80386采用“類286”總線結(jié)構(gòu)，這樣就可以保持軟硬件的兼容性，可以利用現(xiàn)有技術(shù)和配件，降低整機(jī)的開發(fā)和制造成本。另外，80386有三種工作模式，適應(yīng)的操作系統(tǒng)比較多，而且對(duì)現(xiàn)有的程序兼容性比較好。多任務(wù)處理一貫是大中型機(jī)的專利，但80386將多任務(wù)性能引入，在80386中有個(gè)用任務(wù)寄存器，用任務(wù)寄存器來管理任務(wù)的內(nèi)存段，從而實(shí)現(xiàn)任務(wù)的切換。多任務(wù)使80386以一種廣泛的適應(yīng)性和一種重要的工具進(jìn)入了各行各業(yè)。
雖然當(dāng)時(shí)80386沒有完善和強(qiáng)大的浮點(diǎn)運(yùn)算單元，但配上80387協(xié)處理器，80386就可以順利完成AutoCAD等需要大量浮點(diǎn)運(yùn)算的任務(wù)，從而順利進(jìn)入了主流的商用電腦市場(chǎng)。另外，30386還有其他豐富的外圍配件支持，如82258（DMA控制器）、8259A（中斷控制器）、8272（磁盤控制器）、82385（Cache控制器）、82062（硬盤控制器）等。
針對(duì)內(nèi)存的速度瓶頸，英特爾為80386設(shè)計(jì)了高速緩存（Cache），采取預(yù)讀內(nèi)存的方法來緩解這個(gè)速度瓶頸。本來最初的設(shè)計(jì)，80386將內(nèi)置L1 Cache，但由于工藝、成本、工期等等方面的限制，80386最后并沒有內(nèi)置L1 Cache，而是將專門開發(fā)的L1 Cache芯片放置在CPU之外的主板上，但從此以后，Cache就和CPU成為了如影隨形的東西。另外，80386的內(nèi)存管理非常先進(jìn)，有頁式、段式、段頁式三種管理方式，可以管理巨大的內(nèi)存空間，從而為應(yīng)用程序提供足夠的舞臺(tái)。
英特爾 80387/80287
嚴(yán)格地說，80387并不是一塊真正意義上的CPU，而是配合80386DX的協(xié)處理芯片，也就是說，80387只能協(xié)助80386完成浮點(diǎn)運(yùn)算方面的功能，功能很單一。而80386則是一塊可以獨(dú)立運(yùn)行的CPU。但用戶可以選擇80386是否搭配80387以增強(qiáng)系統(tǒng)的浮點(diǎn)運(yùn)算性能。80387隨著80386DX一起發(fā)布，很多80386DX的主板上，有一個(gè)80387插槽，插上80387，系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測(cè)80387協(xié)微處理器，然后將浮點(diǎn)運(yùn)算交給它。由于英特爾使用80387協(xié)微處理器為需要的用戶增強(qiáng)80386的運(yùn)算性能，而一般注重成本的用戶則可不用昂貴的80387協(xié)微處理器，而直接用80386來軟件模擬硬件浮點(diǎn)運(yùn)算。另外，還有一種80287協(xié)微處
理器芯片，也支持80386，但使用的插座和80387不盡相同，二者不能混用。
Intel 80386SX
1989年英特爾公司又推出準(zhǔn)32位微處理器芯片80386SX。這是Intel為了擴(kuò)大市場(chǎng)份額而推出的一種較便宜的普及型CPU，它的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線為32位，與80386相同，外部數(shù)據(jù)總線為16位。也就是說，80386SX仍然可以使用32位、16位、8位編程，其內(nèi)部處理速度與80386DX接近，也支持真正的多任務(wù)操作，而它又可以接受為80286開發(fā)的16位輸入/輸出接口芯片，降低整機(jī)成本。80386SX和80386DX的關(guān)系，就好像早期的8088和8086的關(guān)系，在輸入輸出的位長(zhǎng)上的區(qū)別，其“S”就表示單（16位數(shù)據(jù)總線），“D”就表示雙（32位數(shù)據(jù)總線）。80386SX使用的協(xié)微處理器是80387SX。
80386SX推出后，受到市場(chǎng)的廣泛的歡迎，因?yàn)?0386SX的性能大大優(yōu)于80286，而價(jià)格只是80386的三分之一。真正是推進(jìn)了個(gè)人電腦的發(fā)展。
英特爾 80386SL/80386DL
英特爾在1990年推出了專門用于筆記本電腦的80386SL和80386DL兩種型號(hào)的386芯片。這兩個(gè)類型的芯片可以說是80386DX/SX的節(jié)能型，其中，80386DL是基于80386DX內(nèi)核，而80386SL是基于80386SX內(nèi)核的。這兩種類型的芯片，不但耗電少，而且具有電源管理功能，在CPU不工作的時(shí)候，自動(dòng)切斷電源供應(yīng)。
Intel 80486
1989年，我們大家耳熟能詳?shù)?0486芯片由英特爾推出。這款經(jīng)過四年開發(fā)和3億美元資金投入的芯片的偉大之處在于它首次實(shí)破了100萬個(gè)晶體管的界限，集成了120萬個(gè)晶體管，使用1微米的制造工藝。80486的時(shí)鐘頻率從25MHz逐步提高到33MHz、40MHz、50MHz。80486是將80386和數(shù)學(xué)協(xié)微處理器80387以及一個(gè)8KB的高速緩存集成在一個(gè)芯片內(nèi)。80486中集成的80487的數(shù)字運(yùn)算速度是以前80387的兩倍，內(nèi)部緩存縮短了微處理器與慢速DRAM的等待時(shí)間。并且，在80x86系列中首次采用了RISC（精簡(jiǎn)指令集）技術(shù)，可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條指令。它還采用了突發(fā)總線方式，大大提高了與內(nèi)存的數(shù)據(jù)交換速度。由于這些改進(jìn)，80486的性能比帶有80387數(shù)學(xué)協(xié)微處理器的80386 DX性能提高了4倍。早期的486分為有協(xié)微處理器的486 DX和無協(xié)微處理器的486 SX兩種，其價(jià)格也相差許多。
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