Войти
 Открытый кристалл микропроцессора Intel 80486DX2 | |
| Общая информация | |
|---|---|
| Запущен | апрель 1989 г. |
| Снято с производства | 28 сентября 2007 г. |
| Стандартный производитель (-ы) |
|
| Производительность | |
| Макс. CPU тактовая частота | от 16 МГц до 100 МГц |
| FSB скорости | от 16 МГц до 50 МГц |
| Ширина данных | 32 бита |
| Ширина адреса | 32 бита |
| Ширина виртуального адреса | 32 бита (линейная); 46 бит (логический) |
| Архитектура и классификация | |
| Мин. размер элемента | от 1 мкм до 0,6 мкм |
| Набор команд | x86 включая x87 (кроме моделей "SX") |
| Физические характеристики | |
| Сопроцессор | Intel 80487SX |
| Комплект (ы) | |
| История | |
| Предшественник | Intel 80386 |
| Преемник | Pentium (P5) |
Intel 80486, также известный как i486 или 486, является более производительным продуктом Intel 80386 микропроцессора. Микросхема 80486 была представлена в 1989 году и была первой конструкцией с жесткими контурами конвейера x86, а также первым чипом x86, в котором использовалось более миллиона транзисторов из-за большого объема кэш-памяти на кристалле и интегрированный блок с плавающей запятой. Он представляет четвертое поколение двоичных совместимых процессоров со времен оригинального 8086 1978 года.
50 МГц 80486 выполняет около 40 миллионов инструкций в секунду в среднем и может достигать пиковой производительности 50 MIPS, что примерно в два раза быстрее, чем 80386 или 80286 за такт, благодаря своему пятиступенчатому конвейеру со всеми этапами, привязанными к одиночный цикл. Блок FPU, улучшенный на кристалле, также был значительно быстрее, чем 80387 на цикл.
Модель 80486 была анонсирована на Spring Comdex в апреле 1989 года. В объявлении Intel заявила, что образцы будут доступны в третьем квартале 1989 года, а серийные партии начнутся в четвертом квартале 1989 года. Первые ПК на базе 80486 были объявлены в конце 1989 года, но некоторые сообщили, что люди ждут до 1990 года, чтобы купить ПК 80486, потому что были ранние сообщения об ошибках и несовместимости программного обеспечения.
Архитектура 486DX2 | Регистры Intel 80486 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
инструкция с et i486 очень похож на своего предшественника, Intel 80386, с добавлением лишь нескольких дополнительных инструкций, таких как CMPXCHG, который реализует compare-and-swap атомарная операция и XADD, атомарная операция fetch-and-add, возвращающая исходное значение (в отличие от стандартного ADD, который возвращает только флаги).
С точки зрения производительности архитектура i486 является значительным улучшением по сравнению с 80386. Он имеет на кристалле унифицированные инструкции и данные кэш, на кристалле модуль с плавающей запятой (FPU) и усовершенствованный модуль интерфейса шины . Из-за тесной конвейерной обработки последовательности простых инструкций (таких как ALU reg, reg и ALU reg, im) могут поддерживать пропускную способность за один такт (одна инструкция выполняется за каждый такт). Эти улучшения привели к примерно удвоению производительности целочисленного ALU по сравнению с 386 при той же тактовой частоте . Таким образом, 16-МГц 80486 имел производительность, аналогичную 33-МГц 386, а более старая конструкция должна была достичь 50 МГц, чтобы быть сопоставимой с 25-МГц компонентом 80486.
Как и в 80386, простая модель плоской памяти 4 ГБ может быть реализована путем установки всех сегментов селектор »регистрирует нейтральное значение в защищенном режиме или устанавливает (то же самое)« сегментные регистры »на ноль в реальном режиме и использует только 32-битные« регистры смещения » (x86-терминология для общих регистров ЦП, используемых в качестве регистров адреса) как линейный 32-битный виртуальный адрес в обход логики сегментации. Затем виртуальные адреса обычно отображались системой подкачки на физические адреса, за исключением случаев, когда она была отключена. (В реальном режиме виртуальных адресов не было.) Как и в случае с 80386, обход сегментации памяти может существенно повысить производительность в некоторых операционных системах и приложениях.
На типичной материнской плате ПК были либо четыре согласованных 30-контактных (8-битных) SIMM, либо один 72-контактный (32-битный) SIMM на банк. требуется для подключения 32-битной шины данных 80486. Адресная шина использовала 30-битные (A31..A2), дополненные четырьмя выводами для выбора байта (вместо A0, A1), чтобы обеспечить любой 8/16/32-битный выбор. Это означало, что предел непосредственно адресуемой физической памяти также составлял 4 гигабайт (2 32-битных слова = 2 8-битных слова).
Есть несколько суффиксов и вариантов. (см. таблицу). Другие варианты включают:
Указанная максимальная внутренняя тактовая частота (в версиях Intel) находится в диапазоне от 16 до 100 МГц. Модель i486SX 16 МГц использовалась Dell Computers.
Одна из немногих моделей 80486, предназначенных для шины 50 МГц (486DX-50), изначально имела проблемы с перегревом и была переведена на процесс изготовления размером 0,8 микрометра. Однако проблемы продолжались, когда 486DX-50 был установлен в системах с локальной шиной из-за высокой скорости шины, что сделало его довольно непопулярным среди основных потребителей, поскольку видео по локальной шине считалось требованием в то время, хотя оно оставалось популярным среди пользователей. систем EISA. 486DX-50 вскоре был вытеснен удвоенной частотой i486DX2, который, хотя и выполнял внутреннюю логику ЦП с удвоенной скоростью внешней шины (50 МГц), тем не менее был медленнее из-за того, что внешняя шина работала только на 25 МГц. МГц. I486DX2 на частоте 66 МГц (с внешней шиной 33 МГц) в целом оказался быстрее 486DX-50.
Более мощные версии 80486, такие как OverDrive и DX4, были менее популярны (последняя доступна только как OEM-деталь), поскольку они появились после того, как Intel выпустила следующее поколение P5 Семейство процессоров Pentium. Некоторые степпинги DX4 также официально поддерживали работу шины 50 МГц, но эта функция использовалась редко.
| Модель | ЦП / шина. тактовая частота | Напряжение | Кэш L1 * | Представлено | Примечания | |
|---|---|---|---|---|---|---|
   | i486DX (P4) | 20, 25 МГц. 33 МГц. 50 МГц | 5 В | 8 КБ WT | апрель 1989 г.. май 1990 г.. июнь 1991 г. | Исходный чип без умножителя тактовой частоты |
 | i486SL | 20, 25, 33 МГц | 5 В или 3,3 В | 8 КБ WT | ноябрь 1992 г. | Версия i486DX с низким энергопотреблением, уменьшенным VCore, SMM (System Management Mode ), таймером остановки и функциями энергосбережения - в основном для использования в портативных устройствах. компьютеры |
 | i486SX (P23) | 16, 20, 25 МГц. 33 МГц | 5 В | 8 КБ WT | сентябрь 1991 г.. Сентябрь 1992 г. | i486DX с отключенной или отсутствующей частью FPU. Ранние варианты были частями с выведенными из строя (неисправными) FPU. В более поздних версиях FPU был удален из матрицы для уменьшения площади и, следовательно, стоимости. |
 | i486DX2 (P24) | 40/20, 50/25 МГц. 66/33 МГц | 5 В | 8 КБ WT | Март 1992 г.. август 1992 г. | внутренние часы процессора работают с удвоенной тактовой частотой тактовой частоты внешней шины |
| i486DX-S (P4S) | 33 МГц; 50 МГц | 5 В или 3,3 В | 8 КБ WT | июнь 1993 г. | SL Enhanced 486DX | |
 | i486DX2-S (P24S) | 40/20 МГц,. 50/25 МГц,. (66/33 МГц) | 5 В или 3,3 В | 8 КБ WT | июнь 1993 | |
 | i486SX-S (P23S) | 25, 33 МГц | 5 В или 3,3 В | 8 КБ WT | июнь 1993 | SL Enhanced 486SX |
 | i486SX2 | 50/25, 66/33 МГц | 5 В | 8 КБ WT | Март 1994 г. | i486DX2 с отключенным FPU |
  | IntelDX4 (P24C) | 75/25, 100/33 МГц | 3,3 В | 16 KB WT | Март 1994 г. | Разработан для работы с тройной тактовой частотой (а не с четырехкратной, как часто думают; DX3, который должен был работать с 2,5-кратной тактовой частотой, так и не был выпущен). Модели DX4 с кэш-памятью обратной записи были идентифицированы лазером «EW», выгравированным на их верхней поверхности, в то время как модели со сквозной записью были идентифицированы «E». |
 | i486DX2WB (P24D) | 50/25 МГц,. 66/33 МГц | 5 В | 8 КБ WB | октябрь 1994 г. | Включен кэш обратной записи. |
 | IntelDX4WB | 100/33 МГц | 3,3 В | 16 КБ WB | октябрь 1994 г. | |
| i486DX2 (P24LM) | 90/30 МГц,. 100/33 МГц | 2,5–2,9 В | 8 КБ WT | 1994 | ||
 | i486GX | до 33 МГц | 3,3 В | 8 КБ WT | Встроенный сверхмалопотребляющий ЦП со всеми функциями i486SX и 16-битной внешней шиной данных. Этот ЦП предназначен для встроенных приложений с батарейным питанием и портативных приложений. |
* WT = стратегия кэширования со сквозной записью, WB = стратегия кэширования с обратной записью
STMicroelectronics 'ST ST486DX2-40 
UMC Green CPU U5SX 80486 совместимых процессоров были произведены другими компаниями, такими как IBM, Texas Instruments, AMD, Cyrix, UMC и SGS Thomson. Некоторые были клонами (идентичными на уровне микроархитектуры), другие были реализациями для чистой комнаты набора инструкций Intel. (Требование IBM о множественности источников является одной из причин, по которой она производит x86 после 80286.) Однако на 80486 распространяются многие патенты Intel, касающиеся новых исследований и разработок, а также патенты на предыдущий 80386. Intel и IBM имеют широкий спектр -лицензии на эти патенты, и AMD получила права на соответствующие патенты в ходе урегулирования судебного процесса между компаниями в 1995 году.
AMD произвела несколько клонов 80486 с использованием шины 40 МГц (486DX-40, 486DX / 2-80 и 486DX / 4-120), эквивалент которого не был предоставлен Intel, а также деталь, рассчитанная на 90 МГц, с использованием внешних часов 30 МГц, которая продавалась только OEM-производителям. Самый быстрый процессор 80486, Am5x86, работал на частоте 133 МГц и был выпущен AMD в 1995 году. Части 150 МГц и 160 МГц были запланированы, но официально не выпущены.
Cyrix выпустила ряд процессоров, совместимых с 80486, для рынков недорогих настольных компьютеров и маломощных (портативных) компьютеров. В отличие от клонов AMD 80486, процессоры Cyrix стали результатом реверс-инжиниринга «чистой комнаты». Первые предложения Cyrix включали 486DLC и 486SLC, два гибридных чипа, которые подключались к сокетам 386DX или SX соответственно, и предлагали 1 КБ кэш-памяти (по сравнению с 8 КБ для текущих компонентов Intel / AMD). Cyrix также сделала «настоящие» процессоры 80486, которые подключались к разъему i486 и предлагали 2 или 8 КБ кэш-памяти. По тактовой частоте микросхемы Cyrix, как правило, были медленнее, чем их эквиваленты Intel / AMD, хотя более поздние продукты с кэш-памятью 8 КБ были более конкурентоспособными, если опоздали на рынок.
Motorola 68040, хотя и несовместим с 80486, часто позиционировался как эквивалент 80486 по функциям и производительности. По тактовой частоте Motorola 68040 может значительно превзойти чип Intel 80486. Однако у 80486 была возможность работать значительно быстрее, не страдая от проблем с перегревом. Motorola 68040 по производительности отставала от более поздних выпусков систем 80486.
первая система 80486 из Великобритании на обложке BYTE, сентябрь 1989 Ранние машины 80486 были оснащены несколькими слотами ISA (с использованием эмулированной шины PC / AT), а иногда и одним или двумя 8-битными - только слоты (совместимые с шиной PC / XT). Многие материнские платы позволяли разгонять их с 6 или 8 МГц по умолчанию до, возможно, 16,7 или 20 МГц (половина тактовой частоты шины i486) за несколько шагов, часто в пределах BIOS настроить. Особенно старые периферийные карты обычно хорошо работали на таких скоростях, поскольку они часто использовали стандартные микросхемы MSI вместо более медленных (в то время) нестандартных СБИС. Это может дать значительный прирост производительности (например, для старых видеокарт, перенесенных с компьютера 386 или 286). Однако работа с частотой выше 8 или 10 МГц может иногда приводить к проблемам со стабильностью, по крайней мере, в системах, оснащенных SCSI или звуковыми картами.
Некоторые материнские платы оснащены 32-битной шиной с названием EISA, которая была обратно совместима со стандартом ISA. EISA предлагала ряд привлекательных функций, таких как увеличенная пропускная способность, расширенная адресация, совместное использование IRQ и конфигурация карт с помощью программного обеспечения (а не с помощью перемычек, DIP-переключателей и т. Д.). Однако карты EISA были дорогими и поэтому в основном использовались на серверах и рабочих станциях. Настольные компьютеры потребителей часто используют более простую, но более быструю VESA Local Bus (VLB), к сожалению, несколько подверженную электрической и временной нестабильности; типичные потребительские настольные компьютеры имели слоты ISA, совмещенные с одним слотом VLB для видеокарты. VLB постепенно заменялся на PCI в последние годы периода 80486. Некоторые материнские платы класса Pentium имели поддержку VLB, поскольку VLB базировался непосредственно на шине i486; Адаптировать его к совсем другой Pentium-шине P5 было нетривиальным делом. ISA сохранилась до поколения P5 Pentium и не была полностью вытеснена PCI до эры Pentium III.
Платы поздних версий 80486 обычно оснащались слотами PCI и ISA, а иногда и одним слотом VLB. В этой конфигурации пропускная способность VLB или PCI страдала в зависимости от того, как шины были соединены мостом. Первоначально слот VLB в этих системах обычно был полностью совместим только с видеокартами (вполне уместно, поскольку «VESA» означает Video Electronics Standards Association ); Карты VLB-IDE, multi I / O или SCSI могут иметь проблемы на материнских платах со слотами PCI. Шина VL работала с той же тактовой частотой, что и шина i486 (в основном это локальная шина 80486), в то время как шина PCI также обычно зависела от тактовой частоты i486, но иногда имела настройку делителя, доступную через BIOS. Это может быть 1/1 или 1/2, иногда даже 2/3 (для тактовой частоты процессора 50 МГц). Некоторые материнские платы ограничивают частоту PCI до указанного максимума 33 МГц, а некоторые сетевые карты зависят от этой частоты для правильной скорости передачи данных. Тактовая частота ISA обычно генерируется делителем тактовой частоты CPU / VLB / PCI (как подразумевается выше).
Одной из первых полных систем, в которых использовался чип 80486, была Apricot VX FT, произведенная британским производителем оборудования Apricot Computers. Даже за рубежом, в Соединенных Штатах, он был популяризирован как «Первый в мире 80486» в сентябрьском выпуске журнала Byte Magazine за 1989 год (показано справа).
Более поздние платы 80486 также поддерживали Plug-And-Play, спецификацию, разработанную Microsoft, которая начиналась как часть Windows 95 для создания монтаж компонентов проще для потребителей.
Процессор 486DX2 66 МГц был популярен на домашних ПК в период с начала до середины 1990-х годов, ближе к концу игровой эпохи MS-DOS. Он часто был соединен с видеокартой VESA Local Bus.
Введение компьютерной трехмерной графики означало конец правления 80486, поскольку трехмерная графика интенсивно использует вычисления с плавающей запятой и требует более быстрой Кэш ЦП и более Пропускная способность памяти. Разработчики начали ориентироваться на семейство процессоров P5 Pentium почти исключительно с помощью оптимизаций ассемблера x86 (например, Quake ), что привело к использованию таких терминов, как «Pentium-совместимый процессор "для требований программного обеспечения. Многие из этих игр требовали скорости двойной конвейерной архитектуры семейства процессоров Pentium P5.
AMD Am5x86, до 133 МГц, и Cyrix Cx5x86, до 120 МГц, были последними 80486 процессорами, которые были часто используется в материнских платах 80486 последнего поколения со слотами PCI и 72-контактными модулями SIMM, которые предназначены для работы с Windows 95, а также часто используются в качестве обновлений для старых материнских плат 80486. В то время как Cyrix Cx5x86 довольно быстро исчез, когда на смену пришел Cyrix 6x86, AMD Am5x86 был важен в то время, когда AMD K5 было отложено.
Машины на базе 80486 оставались популярными до конца 1990-х годов, выступая в качестве процессоров начального уровня для ПК начального уровня. Производство традиционных настольных систем и ноутбуков прекратилось в 1998 году, когда Intel представила бренд Celeron как современную замену устаревшему чипу, хотя он продолжал выпускаться для встроенных систем до конца 2000-е гг.
В роли настольного компьютера общего назначения машины на базе 80486 продолжали использоваться до начала 2000-х, особенно потому, что Windows 95, Windows 98 и Windows NT 4.0 были новейшими операционными системами Microsoft, официально поддерживающими установку на система на базе 80486. Однако, поскольку Windows 95/98 и Windows NT 4.0 в конечном итоге были вытеснены новыми операционными системами, системы 80486 также вышли из употребления. Тем не менее, некоторое количество машин 80486 продолжают использоваться сегодня, в основном для обратной совместимости со старыми программами (в первую очередь с играми), тем более что многие из них имеют проблемы с запуском в новых операционных системах. Однако DOSBox также доступен для текущих операционных систем и обеспечивает эмуляцию набора инструкций 80486, а также полную совместимость с большинством программ на основе DOS.
Хотя 80486 в конечном итоге был вытеснен Pentium для персональных компьютеров приложений, Intel продолжила производство для использования во встроенных системах. В мае 2006 года Intel объявила, что производство 80486 будет остановлено в конце сентября 2007 года.
