| Elettronica
ed evoluzione dei Processori x86 |
Per
comprendere l’architettura degli attuali processori per Personal
Computer è necessario conoscere bene la loro evoluzione e la
tecnologia elettronica che ne è alla base. La famiglia di processori
x86 ha radici profonde nella storia dell'elettronica moderna
e con tutti i pro e i contro del caso ancora oggi, a 20 anni
dalla sua introduzione sul mercato, continua a costituire il
cuore dei nostri PC.
Lo
scopo di questa serie di articoli è mettere in luce alcune caratteristiche
tecnologiche e funzionali dei processori x86 analizzandone anche
l’affascinante evoluzione storica. Questi particolari circuiti
integrati hanno profondamente modificato l’evoluzione della
società umana da un paio di decenni a questa parte e sono alla
base della tecnologia moderna. L’analisi riguarderà l’evoluzione
dei processori specifici per personal computer (x86)
ricostruendo la loro storia anche dal punto di vista dell’elettronica
dei microcircuiti.
Seguitando
a leggere potrete rendervi conto che le informazioni a cui avrete
accesso vi apriranno nuove porte verso la conoscenza di questi
straordinari dispositivi high-tech permettendovi di scegliere
con maggiore oculatezza il prossimo processore per il vostro
pc. Non si riuscirà mai infatti a comprendere a pieno il funzionamento
dei processori attuali se non visionando a fondo l’architettura
dei modelli che li hanno preceduti nella scala evolutiva.
Processori
x86 di prima generazione
Tornando
agli albori della tecnologia informatica nel 1981 Intel
(Integrated Tecnology) introdusse il primo processore a 16 Bit
per Personal Computer Ibm Xt: il mitico Intel 8086; Nell'
8086 sono state definite le linee guida e l'ISA (Istruction
Set Architecture, vedi articolo
di approfondimento) dell'architettura x86 e a distanza
di 20 anni, ancora oggi per garantire la compatibilità
con il passato, troviamo intatti nei processori moderni elementi
architetturali di questo chip capostipite della famiglia x86.
La Cpu era costruita integrando nel silicio circa 29.000 transistor.
La potenza di calcolo era così bassa che persino le applicazioni
Dos in semplice testo a 16 colori erano lentissime ed il refresh
(aggiornamento a video) dei fogli di calcolo come il Lotus 1-2-3
era cosi lento che durante un ricalcolo si poteva assistere
alla ricostruzione della tabella dall’angolo in alto a sinistra
a quello in basso a destra dello schermo. Ne venne prodotta
anche una versione con bus esterno ad 8 bit detta 8088 la quale,
avendo costi inferiori, fu poi quella maggiormente commercializzata.
Il
benchmark usato allora per la misura delle prestazioni era il
“Norton System Information” che per la Cpu 8086 a 4.8
Mhz segnava un indice pari a “1” e saliva a 2 per l’8086 a 10
Mhz. Questo processore poteva indirizzare al massimo 1 Megabyte
di Ram di cui realmente solo 640 Kbyte erano disponibili per
il sistema operativo Dos.
Processori
di seconda generazione
L’introduzione
dell’80286 nel 1982 significò un vero salto da un punto
di vista tecnologico; con i suoi 134.000 transistor e frequenze
tra 6 e 20 Mhz otteneva un indice Norton tra 8 e 21. Grazie
alla sua capacità di gestire 16 Mbyte di Ram rese possibile
l’apparire delle prime arcaiche interfacce grafiche (Windows
2.0 e 2.1). I 16 Megabyte di memoria erano però gestiti
a blocchi di 64 Kbyte in quanto trattandosi di un processore
a 16 bit la sua capacità di indirizzamento era limitata a soli
2^16=65535 byte per volta. Il 286, come tutti i processori Intel
successivi, disponeva di una perfetta compatibilità all’indietro
con i programmi Dos scritti per l’8086 mentre i programmi che
volessero usare la memoria al di sopra del megabyte dovevano
accedervi con una modalità “protetta” che rendeva disponibile
tramite un driver Xms (Extended memory specification)
la memoria da 2 a 16 Mbyte.
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