Lịch sử phát triển của CPU

Intel là nhà tiên phong trong việc
sản xuất bộ vi xử lý (BVXL) khi tung ra Intel 4004 vào năm 1971. Khả năng
tính toán của Intel 4004 chỉ dừng lại ở hai phép toán: cộng hoặc trừ và nó
chỉ có thể tính toán được 4 bits tại một thời điểm. Điều đáng kinh ngạc ở
đây là toàn bộ "cỗ máy" tính toán được tích hợp "nằm" gọn trên một chip đơn
duy nhất. Trước khi cho ra đời Intel 4004, các kỹ sư đã chế tạo ra máy tính
hoặc là từ một tổ hợp nhiều chip hoặc là từ các thành phần linh kiện rời rạc.

 

Thế nhưng BVXL đầu tiên "đặt chân" vào ngôi nhà số
của chúng ta hiện nay lại không phải là Intel 4004 mà là BVXL thế hệ kế tiếp
của nó – Intel 8080, một máy tính 8-bit hoàn hảo trên một chip duy nhất,
được giới thiệu vào năm1974. Trong khi đó, Intel 8088 mới là thế hệ BVXL đầu
tiên "loé sáng" thực sự trên thị trường. Được giới thiệu năm 1979 và sau đó
được tích hợp vào các máy tính cá nhân IBM xuất hiện trên thị trường vào năm
1982, Intel 8088 có thể được xem như "người tiền nhiệm chính" của các bộ xử
lý thế hệ tiếp theo: Intel 80286, 80386, 80486 rồi đến Intel Pentium,
Pentium Pro, Pentium II, III và IV. Do tất cả đều được cải tiến dựa trên
thiết kế cơ bản của Intel 8088. Ngày nay, BVXL Intel Pentium 4 có thể thực
hiện bất kỳ đoạn mã nào đã chạy trên BVXL Intel 8088 nguyên thuỷ nhưng với
tốc độ nhanh hơn gấp 5000 lần.

Quá trình phát triển của CPU Intel

Bảng dưới đây sẽ giúp bạn hiểu
được sự khác biệt giữa các bộ xử lý mà Intel đã giới thiệu qua các năm:

Diễn giải:

Micros: là chiều
rộng, tính bằng Microns, của dây dẫn nhỏ nhất trên chip. Để bạn dễ hình
dung, tóc người có độ dày là 100 microns. Và như bạn thấy thì kích thước đặc
trưng của chip giảm xuống thì số lượng transistor tăng lên.

Data Width: là
chiều rộng của ALU. Một ALU 8 bit có thể cộng/trừ/nhân/… 2 số 8 bit, trong
khi một ALU 32 bit có thể tính toán các số 32 bit. Một ALU 8 bit sẽ phải
thực hiện 4 chỉ lệnh để cộng hai số 32 bit, trong khi một ALU 32 bit có thể
làm việc này chỉ với một chỉ lệnh duy nhất. Trong đa số trường hợp, tuyến dữ
liệu ngoại có cùng độ rộng với ALU, nhưng không phải lúc nào cũng vậy. Chip
8088 có các ALU 32 bit, và một tuyến 8 bit. Trong khi các CPU Pentium mới
tìm nạp dữ liệu 64 bit tại cùng một thời điểm cho các ALU 32 bit của chúng

MIPS: viết tắt của
cụm "millions of instructions per second", là thước đo tương đối cho hiệu
năng của CPU. Các CPU thế hệ mới hiện nay có thể làm rất nhiều việc khác
nhau khiến việc đánh giá bằng các giá trị MIPS mất dần ý nghĩa của chúng.
Tuy nhiên, bạn có thể có được phán đoán chung về sức mạnh tương đối của các
CPU từ cột này.

Từ bảng trên, chúng ta dễ
dàng nhận thấy có một mối quan hệ giữa tốc độ đồng hồ và MIPS. Ngoài ra,
cũng có một mối quan hệ giữa số lượng transistor và MIPS. Lấy ví dụ, chip
8088 chạy ở tốc độ 5 Mhz nhưng chỉ có thể thực hiện được 0.33 MIPS (khoảng 1
chỉ lệnh trên 15 chu kỳ nhịp đồng hồ). Trong khi các CPU thế hệ mới có thể
thi hành bình thường ở tốc độ: 2 chỉ lệnh trên một chu kỳ nhịp đồng hồ. Việc
cải tiến đó liên quan trực tiếp đến số lượng transistor trên chip.

(Theo ITConnect)