ЕИМ  СВЯТ - Списанието на Юнаците...
БРОЙ - 12 (октомври 2001)
Брой 12 (октомври 2001)  Начална страница
 
Второто поколение 32-битови x86 процесори - 486

  Излизането на 386 през 1985 г. поставя началото на нова ера в x86 - 32-битовата. Тя все още продължава, макар че при Pentium (1993), iх86 има 64-битова шина за данни, а с последващите нови инструкции MMX,3D-NOW!(AMD),SSE,SSEII, бяха въведени 64-битови операции.

Технически характеристики

  В Intel-486DX са интегрирани 1.2 млн. транзистора - над 4 пъти повече от 386 (275 хил.). За първи път в х86 се използва вградена в чипа СОП - 8КБ в първите версии на процесора, разширени до 16КБ в iDX2 (AMD DX4), чиято схема има около 1.6 млн. транзистора. Вграденият блок за плаваща запетая също е нововъдение в х86. и премахва необходимостта от допълнителен х87 копроцесор,освобождавайки мястото му от дънната платка. Охлаждането не се подобрява кой знае колко ;-). Както и останалите х86 преди него, 486 няма проблемите с охлаждането, характерни за днешните лакоми процесори, защото транзисторите му все още са сравнително малко. Напр. Am486DX/120 изразходва 3.2W.
  Подобренията във вътрешната архитектура на 486 позволяват на 486DX/25MHz да постигне производителност от 20 MIPS. Поддържа се и СОП от второ ниво, който е с големина до 128 или 256КБ.
  Спазвайки традицията започната от 8088,80188 и 80386SX, известно време (около 18 месеца) след "пълната" версия на своя нов процесор, Intel пускат 486SX - олекотена версия на 486DX, целяща завладяването и на по-бедните потребители. При него копроцесорът е отстранен. Той обаче, може да бъде добавен чрез отделен чип - 487SX, както става с всички х86 МП до 386 вкл...

Следва:
Извадка от статия излязла в "Infoworld" на 15 август 1987 г.:

Интел завършва спецификациите за 80486

Марк Браунстейн:
  Представител на Интел съобщи, че спецификациите на следващият процесор в серията на x86 - 8086/286/386 - 80486 са готови. Излизането на процесора е насрочено за 1990 г. Технологията за производството му ще бъде икономичната от гледна точка на захранването - CMOS. i486 ще има 32-битова шина за данни и между 1 и 1.25 милиона транзистора - противопоставяйки се на около 135-те хиляди в 80286 и приблизително 250-те хиляди в 80386...
...Схемата ще съдържа ЦП, контролер на паметта, ускорители от типа на математически копроцесор, В/И контролери, вкл. комуникационен и евентуално ще има вградена поддръжка на високоскоростна графика. "Можем да поставим ЦП, СОП, ускорители и В/И върху един чип и пак да ни останат 250,000 транзистора", каза Хаус, представител на Интел.
  Компютър, с процесор 80486 ще има производителност равняваща се на голямата машина на IBM - Sierra и според Хаус ще изпълнява до 20 милиона инструкции в секунда. Чипът ще има вградена поддръжка на многопроцесорна работа - допълнение, което в последствие ще увеличи производителността на системата. 486 ще бъде съвместим с 8086,186,286,386, заяви представителя на Интел.
  Новият чип може да предложи подобрение в системата за общуване човек-машина, което ще изисква дисплеи с по-голяма разд. способност, моментално показващи се прозорци, управлявани на апаратно ниво и възможности в областта на изкуственият интелект. Възможно е високоскоростният, интуитивен за потребителя интерфейс, построен главно на апаратно ниво скоро да стане достъпен за всички, като се има предвид намаляването на цените на паметта и 32-битовото адресиране в 486."

Система инструкции

  Единствената нова инструкция спрямо 386 е BSWAP (Byte Swap) - размяна съответно на първи-четвърти и втори-трети байта в 32-битов регистър. Напр. ако в регистъра е записано А-Б-В-Г, след BSWAP в него ще има Г-В-Б-А т.е. огледално обърнато подреждане на байтовете: 
Mov	EAX,12345678
BSWAP	EAX
Сега в EAX има 78563412

  За момента по-важно е било увеличаването на бързодействието на МП. Това е станало не чрез надуване на тактовите честоти, а посредством огромни схемни подобрения - 486 е скаларен процесор - междурегистровите ADD,ADC, прибавянето на единица INC, логическите операции AND,OR,NOT, широко използваната команда MOV за операнди reg->reg, mem->reg, mem->immed се изпълняват само за 1 такт. За сравнение, при 386 същите команди изискват поне 2-3 цикъла.
  Основните инструкции за плаваща запетая са интегрирани още в i387, 486DX (487SX) "само" увеличава бързодействието. За първи път в х86, Intel превръщат математическият копроцесор в блок от ЦП, на една подложка заедно с него, което също указва благотворно влияние върху производителността.

Почест за 486 :)

  i486 и съвместимите му "приятели" са първите масово разпространени 32-битови х86 процесори. Предшественика - i386 излиза още през 1985 г. (I-вата "петилетка" на 80-те години ;) ), произвежда се и през първите години на 90-те, но не успява да стане толкова масов, колкото става 486. 386 дава началният тласък, но 486 е МП, който доближава високопроизводителните PC-та до много хора. Am486DX5 (познат и като Am5x86, макар че си е чист 486 пуснат на 133MHz) може да се съревновава с Pentium-75 в областта на целочислените изчисления. Intel 486DX4/100 е бърз горе-долу колкото Pentium-60 (разбира се, ако съответните програми не съдържат Pentium-инструкции, които 486 не може да изпълнява). Горните процесори и днес могат да вършат полезна работа - Win'95 върви добре с 486DX/100+MHz (незнам дали това е вярно и за графичните среди за Linux) стига да имате достатъчно памет (обикновено дъната за 486 поддържат FPM (Fast Page Mode) модули) и PCI или VESA видеокарта.
  С тези процесори можете да се ровите из Интернет, да разглеждате снимки, да слушате музикални CD-та (всъщност за последното може би и 386DX/40 ще свърши работа). Бихте могли дори да слушате 128kbps mp3-ки, ако поснижите "малко" качеството. Чудесната стратегия Warcraft-2 (1995 г.) е предназначена за минимум i486DX/33. Великолепният Quake (1996 г.) може да се играе със 486/100-133MHz на 320x200, NFS-I сигурно също може да се играе на най-бързите 486-ци.
  Текстообработката, базите данни, и работата с електронни таблици в служба на някой счетоводител например, не изискват кой знае колко производителност (скоростоопределящ фактор е бързината с която операторът въвежда информацията), 486 е достатъчно мощен и за да администрира малки локални мрежи (като Linux сървър, Windows-NT е тежък)... 486 е много бавен спрямо съвременните МП-чудовища, но все пак е добър процесор, оставил следа в историята на х86.

Любопитно:

486-ци са били произвеждани не само от колосите Intel и AMD, но и от Cyrix в сдружение с Texas Instruments, IBM, UMC...
  Intel RapidCad - не особено популярно проявление на 486, пуснато на пазара през 1992 г. То интегрира около 800 хил. транзистора, сбор от схемите на 386 и мат.копроцесор на 486 на една подложка, работеща на 25 или 33 MHz.

UMC

Хе, тази фирма е правила процесора на моя NES клонинг :). През 1995 г. проектират собствен 486SX/33 който заради закъснението си, остава почти неизвестен на потребителите (тогава най-бързите x86 на пазара са Pentium/120 и 133MHz, 486DX4 на Intel достига 100MHz, а AmDX5 133 MHz...).

Cyrix

486DLC/40 MHz (непълно програмно съвместим с 486SX), с 1КБ СОП е изграден от едва 600хил. транз. Изразходва 2.8 W мощност. Произвежда се в заводите на TI.

IBM

16/32-битовият "мелез" (24-битово адресиране, 16-битова шина за данни - като 386SX) IBM 486SLC/2 66MHz, вгражда 1.349 млн.транз. и 16КБ СОП от първо ниво. IBM използва закупения лиценз за 386 и от неговите схеми създава 486SX съвместим процесор. На пазара се появява в края на 1992 г., в QFP корпус със 100 извода, честотата на дъното е 33MHz. Производителността му е съизмерима с тази на i486SX/33, но цената му е значително по-ниска (площта на чипа е 69mm2), продава се само като част от IBM конфигурации, запоен на дъното.
  През юли 1993 г., IBM представят напълно 32-битовия 486BL/4 75MHz (BL - Blue Lightning). Той е усъвършенствана версия на SLC, с 1.4 млн. транзистора върху 82mm2. Корпусът му е със 132 извода, и както 486-SLC се продава само в дъна на IBM.

Texas Instruments

  Те пускат i486SX съвместим процесор на 40MHz през февруари 1994 г. TI произвежда и процесорите на Cyrix, които само проектират своите МП.