V tejto kapitole sa dozviete:

• Dozviete sa o základnom princípe fungovania procesorov
• Nazrieme do histórie a tiež súčasnosti procesorov
• Povieme si ako sa orientovať v označeniach procesorov
• Čo všetko procesor riadi a v ktorých zariadeniach sa používa

Pohľad do histórie mikroprocesorov

Na úvod tejto kapitoly si priblížime históriu procesorov, pozrieme sa aký bol postupný vývoj
týchto elektronických súčiastok a aký ľudia – firmy stáli za ich vývojom.

História mikroprocesorov

História mikroprocesorov siaha do histórie vzniku prvých počítačov. Prvé počítače vznikli už počas 2. svetovej vojny. Britský elektronický kryptovací analizačný stroj COLOSSUS rozlúštil nacistický kódovací stroj ENIGMA, čo veľmi prispelo k tomu, že spojenci vyhrali vojnu.

V roku 1946 – ENIAC prvý program ovládaný elektrónkový počítač bol zostrojený na Pennsylvánskej univerzite v USA. Bol určený na výpočet balistických dráh striel kanónov. Elektrónky boli práve príčinou, prečo sa veľmi zahrieval, zaberal veľmi veľa priestoru (okolo 100 m štvorcových) a často sa kazil.
Veľký pokrok znamenalo vynájdenie tranzistoru v r. 1947 a jeho lacnejšej a spoľahlivejšej varianty v r. 1950, ktorou bol plošný tranzistor. Tranzistory však tiež mali nevýhodu a to, že to boli oddelené súčiastky a museli sa vzájomne prepojovať. Toto vyriešil v r. 1958 integrovaný obvod.

Rok 1961: vznikli plošné dosky, na ktorých boli integrované obvody spájané už hliníkovým filmom namiesto drótov = ďalší pokrok. Teraz už bolo všetko pripravené na vznik mikroprocesora.
Všetko sa začalo rokom 1969, kedy japonská firma Busicom, ktorá sa zaoberala výrobou kalkulačiek, požiadala firmu Intel, aby pre ňu vyvorila sústavu 12 čipov schopných vykonávať logické operácie a pamätať si dáta. Tedovi Hoffovi, inžinierovi Intelu, sa tento nápad nezdal byť efektívny, jeho riešenie bolo zjednodušiť dizajn vytvoriť programovateľný procesor. Spolu s Federicom Fagginom a Stanom Mazorom vytvoril čip obsahujúci vlastnú pamäť ROM, v ktorej bol uložený program, pamäť RAM pre spracovávanie dát, vstupno-výstupné zariadenie a nemenovanú 4-bitovú procesnú jednotku, čo sa zapísalo do histórie ako mikroprocesor Intel 4004. Skladal sa z 2300 tranzistorov a bol schopný konať 60000 inštrukcií za sekundu a bol teda výkonom na rovnakej úrovni ,ako ENIAC, pričom tranzistory samotné zaberali plochu asi 4 mm štvorcové.

V roku 1701vynález EPROM (erasable programmable read-only memory), čiže prepisovateľná ROM pamäť, čo v praxi znamenalo, že sa dal meniť program procesora , veľmi pridal na jeho praktickosti a mnohostrannosti (predtým sa dal použiť len do kalkulačiek).
1972 – Intel vytvoril 8008, prvý 8-bitový mikroprocesor so schopnosťou spracovávať alfanumerické znaky, opäť pokrok voči čiste numericky orientovanému 4004.
1974 – na trh prichádza 8080 so schopnosťou vykonať 290000 inštrukcií za sekundu a adresovať 64 Kb pamäte. Tento procesor bol použitý aj v počítači, ktorý uvidel svetlo sveta v r.1975.

1975 a volal sa Altair 8800 – prvý osobný počítač – dosiahol veľmi vysokého rozšírenia práve vďaka jeho nízkej cene: $395. V roku 1980 stál už procesor 8080 iba $5. 1978 – prichádza 8086 – 16 bitový procesor schopný adresovať 16 Mb pamäte.
1979 – 8088 – ďalší procesor 8-bitový so 16-bitovou architektúrou, bol použitý v IBM PC.
1982 – 80286 – použitý v IBM PC AT, dokázal pracovať v protected móde
1985 – 80386 – 32 bitový procesor, obsahoval 275000 tranzistorov, viac než 100 krát viac oproti 4004. Pracoval na frekvencií 16-40 Mhz
1987 – rekordy v rýchlosti 32 bitových mikroprocesorov súvisia s vynýjdením čipovej architektúry RISC (Reduced Instruction Set Computing) – znemanalo to zjednodušenie inštrukčnej sady – procesor bol schopný tie isté úlohy riešiť jednoduchším spôsom)
1989 – do hry vstupuje firma AMD, ktorá tiež začína na trh dodávať procesory tohoto typu.
koniec 1989 – na trh prichádza 486 – obsahoval 1,2 milióna tranzistorov, taktovacia frekvencia 25 MHz (pre procesory SX – mali zabudovaný matematický koprocesor staršej generácie) alebo 33 MHz (pre procesory DX – mali zabudovaný matematický koprocesor novšej generácie). Neskôr prišla 486 DX-2, ktorá pracovala na 50,66 alebo 75 Mhz a po nej ešte 486 DX-4, ktorá šla na 100, 120 alebo 133 MHz.
1990 – mikroprocesory sa začínajú používať v autách, mobiloch, pageroch, mobilných počítačoch.. V tomto období prinášajú na trh obe firmy Intel aj AMD procesory, ktorých rozmery sú až o 40 % menšie a začína sa výroba prvých mobilných počítačov.
1993 – ďalšie pokroky v mobilných procesoroch (zmenšenie spotreby a zvýšenie výkonu). Firma HP ich volala OmniBook, IBM ThinkPad a Toshiba NoteBook, podstatné však je, že ich veľkosť bola okolo výkresu A4.
1991 – 486SX za cenu $400.
1992 – prvý procesor od firmy Cyrix – Cx486SLC za cenu $119.
1993 – predalo sa procesorov za $8,3 bilióna, čo bolo oproti minulému roku nárast o 59 %.
1993 – marec – na svet prišla nová generácia mikroprocesorov Pentium. Pentium nebol len obyčajným nasledovníkom 486ky. Hoci mikroprocesory s RISC technológiou, spomenutou vyššie, boli rýchlejšie než mikroprocesory s technológiou CISC (complex instruction-set computer), bežali pomalšie so s takým širokým softvérovým vybavením, aké bolo v tej dobe už dostupné. Intel chcel vytvoriť procesor, ktorý by bežal s dobovým softvérom rýchlosťou RISC technológie. Výsledok bol Pentium procesor s 3 000 000 tranzistorov, frekvenciou 60, 66, 75 neskôr aj 100 MHz.