i486 - i486
 Den utsatta formen av en Intel 486DX2
| |
| Allmän information | |
|---|---|
| Lanserad | April 1989 |
| Avbruten | 28 september 2007 |
| Gemensamma tillverkare | |
| Prestanda | |
| Max. CPU -klockfrekvens | 16 MHz till 100 MHz |
| FSB -hastigheter | 16 MHz till 50 MHz |
| Databredd | 32 bitar |
| Adressbredd | 32 bitar |
| Virtuell adressbredd | 32 bitar (linjär); 46 bitar (logiskt) |
| Arkitektur och klassificering | |
| Min. funktioner storlek | 1 µm till 0,6 µm |
| Instruktionsuppsättning | x86 inklusive x87 (förutom " SX " -modeller) |
| Fysiska specifikationer | |
| Medprocessor | Intel 80487SX |
| Paket (er) | |
| Historia | |
| Företrädare | Intel 386 |
| Efterträdare | Pentium (P5) |
Den Intel 486 , officiellt heter i486 och även känd som 80486 , är en högre prestanda uppföljning till Intel 386 mikroprocessor . I486 introducerades 1989 och var den första tätt pipelinerade x86- designen samt det första x86-chipet som använde mer än en miljon transistorer, på grund av en stor on-chip-cache och en integrerad floating-point-enhet. Det representerar en fjärde generation av binärt kompatibla processorer sedan den ursprungliga 8086 1978.
En 50 MHz i486 utför i genomsnitt cirka 40 miljoner instruktioner per sekund och kan nå 50 MIPS topprestanda, ungefär dubbelt så snabbt som i386 eller 80286 per klockcykel, tack vare sin femstegspipeline med alla steg bundna till en enda cykel. Den förbättrade FPU -enheten på chipet var också betydligt snabbare än 80387 per cykel.
I486 efterträddes av det ursprungliga Pentium .
Historia
I486 tillkännagavs på Spring Comdex i april 1989. Vid tillkännagivandet uppgav Intel att prover skulle finnas tillgängliga under tredje kvartalet 1989 och produktionskvantiteter skulle levereras under fjärde kvartalet 1989. De första i486-baserade datorerna tillkännagavs sent 1989, men vissa meddelade att folk väntar till 1990 med att köpa en i486 -dator eftersom det rapporterades tidigt om buggar och programkompatibilitet.
Den första stora uppdateringen av i486 -designen kom i mars 1992 med lanseringen av 486DX2 -serien med en integrerad matematisk coprocessor och L1 -cache. Det var första gången som CPU-kärnans klockfrekvens separerades från systembussens klockfrekvens med hjälp av en dubbel klockmultiplikator, vilket ledde till att 486DX2-chipsen släpptes vid 40- och 50-MHz. Den snabbare 666 MHz 486DX2-66 släpptes senare i augusti samma år.
Trots lanseringen av den nya femte generationens Pentium- processor 1993 fortsatte Intel att producera i486-processorer, vilket ledde till att trippelklockfrekvensen 486DX4-100 släpptes med en 100 MHz klockhastighet och en L1-cache fördubblats till 16 KB .
Tidigare beslutade Intel att inte dela sina 80386- och 80486 -tekniker med AMD. AMD trodde dock att deras teknikdelning sträckte sig till 80386 som ett derivat av 80286 . Så AMD omvandlade Intel 386-chip och producerade 40-MHz Am386DX-40- chipet, vilket var billigare och hade lägre strömförbrukning än Intels bästa 33-MHz-version av 386. Intel försökte hindra AMD från att sälja processorn, men AMD vann domstolsstriden, vilket gjorde att den kunde släppa processorn och etablera sig som en konkurrent till Intel.
AMD fortsatte att skapa kloner, vilket resulterade i att första generationens Am486- chip släpptes i april 1993 med klockfrekvenser på 25-, 33- och 40 MHz. Efterföljande andra generationens Am486DX2-chips med 50-, 66- och 80-MHz klockfrekvenser släpptes året efter. Am486-serien kompletterades med ett 120 MHz DX4-chip 1995.
AMD: s långsiktiga skiljeförfarande mot Intel 1987 avgjordes 1995 efter en åtta år lång juridisk kamp och AMD fick tillgång till Intels 80486 mikrokod. Detta ledde enligt uppgift till att två versioner av AMD: s 486-processor skapades-den ena omvandlades från Intels mikrokod, och den andra använde AMD: s mikrokod i en renrumsutvecklingsprocess. Förlikningen kom dock också fram till att 80486 skulle vara den sista Intel -processorn som klonades av AMD.
En annan 486 klon tillverkare var Cyrix, som var en fabless co-processor chip maker för 80286/386 system. De första Cyrix 486 -processorerna, 486SLC och 486DLC, släpptes 1992 och använde 80386 -paketet. Båda Texas Instruments -tillverkade Cyrix -processorer var stiftkompatibla med 386SX/DX -system, vilket gjorde att de kunde bli ett uppgraderingsalternativ. Dessa marker kunde dock inte matcha Intel 486-processorerna, med endast 1 KB cacheminne och ingen inbyggd matematisk samprocessor. 1993 släppte Cyrix sina egna Cx486DX- och DX2 -processorer, som var närmare i prestanda än Intels motsvarigheter. Detta ledde till att Intel och Cyrix stämde varandra, Intel gick för patentintrång och Cyrix gick med antitrustkrav. Tvisterna slutade 1994 med att Cyrix vann och tappade kravet på konkurrensbegränsningar.
1995 började både Cyrix och AMD titta på en redo marknad för användare som vill uppgradera sina processorer. Cyrix släppte en derivat 486-processor som heter 5x86 , baserad på Cyrix M1-kärnan, som var klockad till 120 MHz och var ett alternativ för 486 Socket 3-moderkort. AMD släppte också ett 133-MHz Am5x86- uppgraderingschip, som i huvudsak var ett förbättrat 80486 med dubbla cacheminnet och en fyrmultiplikator som också fungerade med de ursprungliga 486DX-moderkorten. Am5x86 var den första processorn som använde AMD: s prestationsbetyg och marknadsfördes som Am5x86-P75, med påståenden att det motsvarade Pentium 75. Kingston Technology-företaget lanserade också en 'TurboChip' 486 systemuppgradering som använde en 133-MHz Am5x86.
Detta slutade med att Intel tillverkade ett Pentium OverDrive- uppgraderingschip för 486 moderkort, vilket var en modifierad Pentium-kärna som körde upp till 83 MHz på kort med 25- eller 33-MHz buss på framsidan. OverDrive var inte populärt på grund av hastighet och pris. 486 förklarades föråldrad redan 1996, med ett skoldistrikt i Florida som köpte en flotta av 486DX4 -maskiner under det året som väckte kontroverser i samhället. Nya datorer utrustade med 486 processorer i lågprislager började bli knappa, och en IBM -talesman kallade det en "dinosaurie". Även efter Pentium -serien av processorer fick fotfäste på marknaden fortsatte dock Intel att producera 486 kärnor för industriella inbäddade applikationer och senare avbröt produktionen av i486 -processorer i slutet av 2007.
Förbättringar
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Den instruktionsuppsättning av i486 är mycket lik sin föregångare, i386 , med tillägg av endast ett fåtal extra instruktioner, såsom CMPXCHG som implementerar en jämförelse-and-swap atom drift och xADD en hämta-and-lägga atom operation returnerar det ursprungliga värdet (till skillnad från en standard ADD som endast returnerar flaggor).
Ur prestationssynpunkt är arkitekturen för i486 en enorm förbättring jämfört med i386. Den har en on-chip enhetlig instruktion och data -cache , en on-chip flyttalsenhet (FPU) och en förbättrad bussgränssnittsenhet. På grund av den snäva rörledningen kan sekvenser av enkla instruktioner (som ALU reg, reg och ALU reg, im) upprätthålla en enkel klockcykel genomströmning (en instruktion slutförd varje klocka). Dessa förbättringar gav en grov fördubbling i heltal ALU -prestanda över 386 med samma klockfrekvens . En 16-MHz i486 hade därför en prestanda som liknade en 33-MHz i386 , och den äldre designen måste nå 50 MHz för att vara jämförbar med en 25-MHz i486-del.
Skillnader mellan i386 och i486
- En 8 KB on-chip (nivå 1) SRAM- cache lagrar de senast använda instruktionerna och data (16 KB och/eller återskrivning på vissa senare modeller). Den i386 hade ingen sådan intern cache men stödde en långsammare utanför chipset cache (som inte var en nivå 2-cache , eftersom det inte fanns någon inre nivå 1-cache på i386).
- Ett förbättrat externt bussprotokoll för att möjliggöra cachekoherens och ett nytt burst -läge för minnesåtkomst för att fylla en cacheline på 16 byte inom fem busscykler. 386 behövde åtta busscykler för att överföra samma mängd data.
- Tätt kopplad rörledning kompletterar en enkel instruktion som ALU reg, reg eller ALU reg, im varje klockcykel (efter en latens på flera cykler). 386 behövde två klockcykler för att göra detta.
- Integrerad FPU (inaktiverad eller frånvarande i SX -modeller ) med en dedikerad lokal buss ; tillsammans med snabbare algoritmer på mer omfattande hårdvara än i i387, gör detta flytande beräkningar snabbare jämfört med i386 / i387- kombinationen.
- Förbättrad MMU -prestanda.
- Nya instruktioner: XADD, BSWAP, CMPXCHG, INVD, WBINVD, INVLPG.
Precis som i i386 kan en enkel platt 4 GB minnesmodell implementeras genom att ställa in alla "segmentväljare" -register till ett neutralt värde i skyddat läge , eller ställa in (samma) "segmentregister" till noll i realläge och använda endast 32-bitars "offset-registren" (x86-terminologi för allmänna CPU-register som används som adressregister) som en linjär 32-bitars virtuell adress som kringgår segmenteringslogiken. Virtuella adresser mappades sedan normalt på fysiska adresser av personsökarsystemet förutom när det inaktiverades. ( Real -läget hade inga virtuella adresser.) Precis som med i386 kan kringgå minnessegmentering avsevärt förbättra prestanda i vissa operativsystem och applikationer.
På ett typiskt PC- moderkort krävdes antingen fyra matchade 30-pin (8-bitars) SIMM eller en 72-pin (32-bitars) SIMM per bank för att passa i486: s 32-bitars databuss . Den adressbuss som används 30-bitar (A31..A2) kompletterade med fyra byte-select stift (i stället för A0, A1) för att medge som helst 8/16/32-bitars val. Detta innebar att gränsen för direkt adresserbart fysiskt minne också var 4 gigabyte (2 30 32-bitars ord = 2 32 8-bitars ord).
Modeller
Det finns flera suffix och varianter. (se tabellen). Andra varianter inkluderar:
- Intel RapidCAD : en specialförpackad Intel 486DX och en dummy floating-point-enhet (FPU) utformad som stiftkompatibla ersättare för en i386- processor och 80387 FPU.
- i486SL-NM : i486SL baserat på i486SX.
- i487SX (P23N) : i486DX med en extra pin säljs som en FPU -uppgradering till i486SX -system; När i487SX installerades såg det till att en i486SX fanns på moderkortet men inaktiverade det och tog över alla dess funktioner.
- i486 OverDrive (P23T/P24T) : i486SX, i486SX2, i486DX2 eller i486DX4. Vissa modeller märktes som uppgraderingsprocessorer och hade olika pinouts eller spänningshanteringsförmåga från "standard" -chips med samma hastighetssteg. Monterad på en coprocessor eller "OverDrive" -uttag på moderkortet, fungerade samma som i487SX.
Den angivna maximala interna klockfrekvensen (på Intels versioner) varierade från 16 till 100 MHz. 16 MHz i486SX -modellen användes av Dell -datorer .
En av få i486-modeller som specificerats för en 50 MHz-buss (486DX-50) hade initialt problem med överhettning och flyttades till tillverkningsprocessen på 0,8 mikrometer. Problemen fortsatte dock när 486DX-50 installerades i lokalbussystem på grund av den höga busshastigheten, vilket gjorde den ganska impopulär bland vanliga konsumenter, eftersom lokalbussvideo ansågs vara ett krav på den tiden, även om den förblev populär bland användare av EISA -system. 486DX-50 förmörkades snart av den klockfördubblade i486DX2 , som trots att den interna CPU-logiken kördes med dubbelt så stor extern busshastighet (50 MHz), trots det var långsammare på grund av att den externa bussen bara körde på 25 MHz. I486DX2 vid 66 MHz (med 33 MHz extern buss) var överlag snabbare än 486DX-50.
Mer kraftfulla i486-iterationer som OverDrive och DX4 var mindre populära (den senare finns endast som OEM-del), eftersom de kom ut efter att Intel hade släppt nästa generations Pentium- processorfamilj. Vissa steg på DX4 stödde också officiellt 50 MHz bussdrift, men det var en sällan använd funktion.
Modell CPU/buss
klockfrekvensSpänning L1 -cache * Introducerad Anteckningar 
i486DX (P4) 20, 25 MHz
33 MHz
50 MHz5 V 8 KB WT April 1989
Maj 1990
Juni 1991Det ursprungliga chipet utan klockmultiplikator 
i486SL 20, 25, 33 MHz 5 V eller 3,3 V 8 KB WT November 1992 Lågeffektsversion av i486DX, reducerad VCore, SMM ( System Management Mode ), stoppklocka och energibesparande funktioner-främst för användning i bärbara datorer 
i486SX (P23) 16, 20, 25 MHz
33 MHz5 V 8 KB WT September 1991
September 1992En i486DX med FPU -delen inaktiverad eller saknas. Tidiga varianter var delar med funktionshindrade (defekta) FPU: er. Senare versioner tog FPU bort från munstycket för att minska arean och därmed kostnaden. 
i486DX2 (P24) 40/20, 50/25 MHz
66/33 MHz5 V 8 KB WT Mars 1992
Augusti 1992Den interna processorklockan körs med dubbla klockfrekvensen för den externa bussklockan i486DX-S (P4S) 33 MHz; 50 MHz 5 V eller 3,3 V 8 KB WT Juni 1993 SL Förbättrad 486DX 
i486DX2-S (P24S) 40/20 MHz,
50/25 MHz,
( 66/33 MHz )5 V eller 3,3 V 8 KB WT Juni 1993 
i486SX-S (P23S) 25, 33 MHz 5 V eller 3,3 V 8 KB WT Juni 1993 SL Förbättrad 486SX 
i486SX2 50/25, 66/33 MHz 5 V 8 KB WT Mars 1994 i486DX2 med FPU inaktiverad 
IntelDX4 (P24C) 75/25, 100/33 MHz 3.3 V 16 KB WT Mars 1994 Utformad för att köra med trippel klockfrekvens (inte fyrdubbel, som man ofta tror; DX3, som var tänkt att köra med 2,5 × klockhastigheten, släpptes aldrig). DX4-modeller med återskrivningscache identifierades av en "& EW" laser-etsad i deras övre yta, medan genomskrivningsmodellerna identifierades med "& E". 
i486DX2WB (P24D) 50/25 MHz,
66/33 MHz5 V 8 KB WB Oktober 1994 Aktiverad återuppringningscache. 
IntelDX4WB 100/33 MHz 3.3 V 16 KB WB Oktober 1994 i486DX2 (P24LM) 90/30 MHz,
100/33 MHz2,5–2,9 V 8 KB WT 1994 
i486GX upp till 33 MHz 3.3 V 8 KB WT Inbäddad ultra-låg effekt CPU med alla funktioner i i486SX och 16-bitars extern databuss. Denna CPU är för inbäddade batteridrivna och handhållna applikationer.
* WT = genomgående cachestrategi, WB = återskrivningscache-strategi
Andra tillverkare av 486-liknande CPU: er
Processorer som är kompatibla med i486 har tillverkats av andra företag som IBM , Texas Instruments , AMD , Cyrix , UMC och STMicroelectronics (tidigare SGS-Thomson). Vissa var kloner (identiska på mikroarkitektonisk nivå), andra var renrumsimplementeringar av Intel -instruktionsuppsättningen. (IBM: s krav på flera källor är en av anledningarna bakom dess x86-tillverkning sedan 80286.) i486 täcktes dock av många av Intels patent som omfattar både ny FoU och den för tidigare i386. Intel och IBM har breda korslicenser för dessa patent, och AMD beviljades rättigheter till relevanta patent vid 1995 års lösning av en stämning mellan företagen.
AMD producerade flera kloner av i486 med hjälp av en 40 MHz-buss (486DX-40, 486DX/2-80 och 486DX/4-120) som inte hade någon motsvarighet tillgänglig från Intel, samt en del specificerad för 90 MHz, med en 30 MHz extern klocka, som såldes endast till OEM -tillverkare. Den snabbast körda i486-kompatibla processorn, Am5x86 , kördes på 133 MHz och släpptes av AMD 1995. 150 MHz och 160 MHz delar var planerade men aldrig officiellt släppta.
Cyrix tillverkade en mängd olika i486-kompatibla processorer, placerade på de kostnadskänsliga skrivbordsmarknaderna och lågeffektmarknaderna (bärbara datorer). Till skillnad från AMD: s 486 kloner var Cyrix-processorerna resultatet av reverse-room reverse engineering. Cyrix tidiga erbjudanden inkluderade 486DLC och 486SLC, två hybridchips som ansluts till 386DX respektive SX-uttag och erbjöd 1 KB cache (mot 8 KB för de dåvarande Intel/AMD-delarna). Cyrix tillverkade också "riktiga" 486 processorer, som anslöts till i486: s uttag och erbjöd 2 eller 8 KB cache. Klocka för klocka, de Cyrix-tillverkade chipsen var i allmänhet långsammare än deras Intel/AMD-motsvarigheter, även om senare produkter med 8 KB-cacheminne var mer konkurrenskraftiga, om de var sena på marknaden.
Den Motorola 68040 , även om de inte är kompatibel med i486, ofta placerade som dess motsvarighet i funktioner och prestanda. Klocka-för-klocka Motorola 68040 kan avsevärt överträffa Intel 486-chipet. I486 hade dock förmågan att klockas betydligt snabbare utan att lida av överhettningsproblem. Den Motorola 68040 prestanda släpat bakom senare produktion i486 system.
Moderkort och bussar
Tidiga i486-baserade datorer var utrustade med flera ISA- platser (med hjälp av en emulerad PC/AT-buss) och ibland en eller två 8-bitars- bara slots (kompatibla med PC/XT-bussen). Många moderkort möjliggjorde överklockning av dessa från standard 6 eller 8 MHz till kanske 16,7 eller 20 MHz (halva i486 bussklockan) i flera steg, ofta inifrån BIOS -inställningen. Speciellt äldre kringutrustningskort fungerade normalt bra vid sådana hastigheter eftersom de ofta använde vanliga MSI -chips istället för långsammare (vid den tiden) anpassade VLSI -design. Detta kan ge betydande prestandavinster (till exempel för gamla grafikkort som flyttats från en dator med 386 eller 286, till exempel). Drift utöver 8 eller 10 MHz kan emellertid ibland leda till stabilitetsproblem, åtminstone i system utrustade med SCSI eller ljudkort.
Vissa moderkort var utrustade med en 32-bitars buss som heter EISA som var bakåtkompatibel med ISA-standarden. EISA erbjöd ett antal attraktiva funktioner som ökad bandbredd, utökad adressering, IRQ -delning och kortkonfiguration via programvara (snarare än via hoppare, DIP -switchar etc.) EISA -kort var dock dyra och användes därför mestadels på servrar och arbetsstationer. Konsumenternas stationära datorer använde ofta den enklare men snabbare VESA Local Bus (VLB), tyvärr något benägen för elektrisk och tidsbaserad instabilitet; typiska konsumentdatorer hade ISA -kortplatser kombinerade med en enda VLB -plats för ett grafikkort. VLB ersattes gradvis av PCI under de sista åren av i486 -perioden. Få moderkort i Pentium -klassen hade VLB -stöd eftersom VLB baserades direkt på i486 -bussen; det var ingen trivial fråga att anpassa den till den helt annorlunda P5 Pentium-bussen. ISA fortsatte genom P5 Pentium -generationen och förflyttades inte helt av PCI förrän Pentium III -eran.
Sent i486 -kort var normalt utrustat med både PCI- och ISA -kortplatser, och ibland även en enda VLB -kortplats. I denna konfiguration led VLB- eller PCI -genomströmning beroende på hur bussar överbryggades. Ursprungligen var VLB -platsen i dessa system vanligtvis helt kompatibel endast med grafikkort (ganska passande som "VESA" står för Video Electronics Standards Association ); VLB-IDE, multi I/O eller SCSI-kort kan ha problem på moderkort med PCI-kort. VL-Bus drivs vid samma klockhastighet som i486-bussen (i princip är en lokal buss) medan PCI-bussen också vanligtvis berodde på i486 klockan men ibland hade en delare inställning som är tillgänglig via BIOS. Detta kan ställas in på 1/1 eller 1/2, ibland till och med 2/3 (för 50 MHz CPU -klockor). Vissa moderkort begränsade PCI-klockan till det angivna maximalt 33 MHz och vissa nätverkskort var beroende av denna frekvens för korrekta bithastigheter. ISA -klockan genererades vanligtvis av en avdelare av CPU/VLB/PCI -klockan (som antyds ovan).
Ett av de tidigaste kompletta systemen för att använda i486 -chipet var Apricot VX FT, tillverkad av den brittiska hårdvarutillverkaren Apricot Computers . Även utomlands i USA blev det populärt som "Världens första 486" i septembernumret 1989 av Byte magazine (visas till höger).
Senare stötte i486-kort också Plug-And-Play , en specifikation som designats av Microsoft och som började som en del av Windows 95 för att göra installationen av komponenter enklare för konsumenterna.
Åldrande
Den AMD Am5x86 , upp till 133 MHz, och Cyrix Cx5x86 , upp till 120 MHz, var de sista i486 processorer som ofta användes i sent generationens i486 moderkort med PCI-platser och 72-pin SIMM som är utformade för att kunna köra Windows 95, och används också ofta som uppgraderingar för äldre 80486 moderkort. Medan Cyrix Cx5x86 bleknade ganska snabbt när Cyrix 6x86 tog över, var AMD Am5x86 viktig under tiden då AMD K5 försenades.
Datorer baserade på i486 förblev populära under slutet av 1990-talet och fungerade som low-end-processorer för nybörjar-datorer. Produktionen för traditionella stationära och bärbara system upphörde 1998, när Intel introducerade Celeron -märket som en modern ersättning för det åldrande chipet, även om det fortsatte att produceras för inbäddade system under slutet av 2000 -talet.
I den allmänna stationära datorrollen förblev i486-baserade maskiner i bruk i början av 2000-talet, särskilt som Windows 95 till Windows 98, och Windows NT 4.0 var de senaste Microsoft-operativsystem som officiellt stöder installation på ett i486-baserat system. Men eftersom Windows 95-98 och Windows NT 4.0 så småningom blev omkörda av nyare operativsystem, föll i486-system också ur bruk. Ändå förblev vissa i486 -maskiner kvar, mestadels för bakåtkompatibilitet med äldre program (framför allt spel), särskilt eftersom många av dem har problem med att köra på nyare operativsystem. Men DOSBox finns även för nuvarande operativsystem och ger emulering av i486 instruktionsuppsättning, samt full kompatibilitet med de flesta DOS-baserade program.
Även om i486 så småningom blev omkörd av Pentium för persondatorprogram , hade Intel fortsatt produktion för användning i inbäddade system . I maj 2006 meddelade Intel att produktionen av i486 skulle upphöra i slutet av september 2007.
Se även
- Lista över Intel -mikroprocessorer
- Motorola 68040 , även om den inte var kompatibel, placerades ofta som Motorola motsvarande Intel 486 när det gäller prestanda och funktioner.
- VL86C020, ARM3 -kärna med liknande tidsram och jämförbar MIPS -prestanda på heltalskod (25 MHz för båda), med 310 000 transistorer (i en 1,5 µm process) istället för 1 miljon
