

Geschichte der Prozessoren
1971
INTEL: bringt den 4004 auf den Markt
- Der Prozessor ist der "erste Computer auf einem einzigen Chip"
- Taktrate von 108 kHz
- 2300 Transistoren
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1974
INTEL: Nachfolger des 4004 ist der 8080
- 8-Bit-Prozessor mit 6000 Transistoren und 2 MHz Taktfrequenz
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MOTOROLA: präsentiert mit dem 6808 ihren ersten 8-Bit- Mikroprozessor
1975
AMD: stellt den 8080A vor
ZILOG: Firmengründung (zwei ehemalige Intel-Mitarbeiter)
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1977
APPLE: bringt den Apple II auf den Markt
- 6502-Prozessor (entwickelt von einem ehemaligen Motorola-Mitarbeiter)
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1978
INTEL: 8086 (16-Bit Prozessor)
- Beginn der Erfolgsgeschichte von Intels 80x86-Familie
- Alle Folge-Prozessoren sind abwärtskompatibel zum 8086
- 29.000 Transistoren und eine Taktfrequenz von 5 (später 10) MHz
- 330.000 Befehle pro Sekunde
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NEC: Nachbau des 8086 von Intel (NEC V20)
- einige Verbesserungen in der Architektur (etwas leistungsfähiger)
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1979
INTEL: 8088 (günstigere 8086 Version)
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behält intern seinen 16-Bit-Datenbus, arbeitet extern jedoch nur mit einem 8 Bit breiten Datenpfad
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Intel vergibt Second-Source-Lizenzen (Nachbau der Prozessoren 8088, 8086) an andere Chip-Hersteller (AMD, IBM, SGS Thomson, Siemens)
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NEC: Nachbau heißt V30 |
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MOTOROLA: 68000
- 16-Bit-Prozessor mit 68.000 Transistoren
1980
Siemens: erste x86-CPUs (SAB 8086 / SAB 8088)
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1981
IBM: beschließt seine PCs mit Intels 8088 auszustatten
MOTOROLA: beweist mit Benchmarks, dass der 68000 leistungsfähiger ist als der 8086
- 68000 steuert auch Apples Lisa, einen der Vorläufer des legendären Macintosh
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AMD: präsentiert einen eigenen 8086 |
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INTEL: 16-Bit-Prozessor 80286
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1982
INTEL: wird zum bevorzugten Prozessor-Lieferanten für nahezu alle Hersteller von IBM-PC-kompatiblen Rechnern
AMD und Siemens erhalten eine erweiterte Fertigungslizenz für die Intel-x86-Familie, die bis zum Jahr 1995 gültig ist
SIEMENS: präsentiert den 286-Clone SAB 80286 |
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AMD: stellt den 8088 vor |
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1984
MOTOROLA: stellt die 32-Bit-CPUs 68010 und 68020 vor
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AMD: präsentiert seinen ersten 286er, den Am286
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INTEL: 80386 (erste 32-Bit-CPU)
- taktet anfangs mit 16 MHz. (keine Nachbaurechte an Zweithersteller)
- 275.000 Transistoren
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1985
INTEL: 80386 in den folgenden Jahren mit 20, 25 und schließlich mit 33 MHz
NEC: präsentiert V60 (32-Bit- Prozessor)
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1986
NEXGEN: Firmengründung
- beginnt x86-Prozessoren der fünften Generation zu entwickeln
MOTOROLA: präsentiert den 68030
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INTEL: bekommt Copyright auf den Microcode seiner Prozessoren.
Keine Lizenzen mehr an Zweithersteller (Hersteller sind damit von Intel abhängig).
1987
ZILOG: präsentiert den Z280 (16-Bit-Version des Z80)
1988
CYRIX: Firmengründung
- Das Unternehmen fertigt zunächst mathematische Coprozessoren
AMD: entwickelt den 286 weiter
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INTEL: kostengünstiger 80386SX mit 16 statt 32 Bit Bandbreite
- Auslieferung ohne FPU; Nachrüstung optional möglich
- das Logo "intel inside" wird eingeführt
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NEC: V70
1989
INTEL: 80486
- über 1,2 Millionen Transistoren
- mathematische Coprozessor ist ab sofort im Hauptprozessor integriert
-
ein 8 KB großer Cache für Daten und Instruktionen sowie ein Cache-Controller sind erstmals auf dem 486er integriert
- Prozessor taktet anfangs mit 25 MHz
- 80486SX Low-Cost-Version ohne FPU und mit 16 MHz Takt
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ab dem 486DX2 eine neue Technik: Die CPUs takten intern höher als extern (Taktfrequenz).
- Wärmeprobleme bei der 486er Reihe; Fertigung später mit 3 Volt anstatt mit 5 Volt
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AMD: 286-Prozessoren werden immer höher getaktet
MOTOROLA: präsentiert den 68030
- mit 50 MHz Takt und externer FPU
- darauf folgt der 68040
- wie der 80486: integrierte FPU sowie internen Cache
1990
AMD: eigener 386-Prozessor "Am386"
- arbeitet mit Intels Microcode
1991
AMD: erster Clone von Intels 80386DX
- Am386DX taktet anfangs mit 20, später mit 40 MHz
- später 386SX-Clone Am386SX mit 25 MHz Takt´
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1992
CYRIX: erster Mikroprozessor Cx486
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AMD: Entwicklung von 486-kompatible Nachbauten (Am486), die auf einem eigenen Microcode basieren (wegen Rechtsstreit mit Intel)
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1993
INTEL: fünfte Generation - Der "Pentium" (anstatt 80586)
- schafft zwei Befehle pro Taktzyklus
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Er wird anfangs in 5-Volt-Technik gefertigt und taktet mit 60 MHz oder 66 MHz
-
einer Strukturbreite von anfangs 0,8 später 0,35 Mikron
-
3,1 Millionen Transistoren
-
Der Datenzugriffsbeschleunigung durch zwei interne 8 KB große Caches
-
externer Datenbus zum Hauptspeicher ist jetzt 64 Bit breit
-
Verbesserung in der Fließkommaberechung (3x so schnell wie ein 486er)
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AMD: weitere 486DX-Clones
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CYRIX: neue 80486-CPU
- Cx486S mit 33 und 40 MHz Takt
- Cx486SLC2 mit 40/20 und 50/25 MHz (intern/extern)
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AMD: entwickelt einen x86-Prozessor der fünften Generation
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1994
Januar
CYRIX: weitere 486-Kopien
- Cx486DX und Cx486DX2 mit gleichen Eckdaten wie die Intel-Originale
Februar
INTEL: Pentium mit 3,3-Volt-Technik
- Taktfrequenzen von 90/60 und 100/66
- preiswerte Einstiegsversion mit 75/50 MHz
März
CYRIX: Upgrade Prozessor Cx486DRx2
- 40 bis 50 Prozent mehr Leistung für 386-PCs
- CPU besitzt einen von Cyrix selbst entwickelten 486-Befehlssatz
- taktet mit 32/16, 40/20 und 50/25 MHz
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NEXGEN: Prozessor der fünften
Generation (superskalare CPU)
- mit 60 und 66 MHz interner wie externer Taktrate
- Sie verfügt über einen segmentierten Cache
- zwei getrennte Daten- und Befehls Caches mit je 16 KB
- ein 64 Bit breiter Datenbus
- beim Nx586 ist die FPU nicht integriert
- der Cache-Controller befindet sich in der CPU
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April
Die Zusammenarbeit zwischen Intel und IBM geht in die Brüche IBM:
arbeitet von nun an mit Cyrix
- 5 Jahres-Vertrag: Entwicklung des CPU-Designs durch Cyrix und
Produktion der Prozessoren durch IBM
Juni
CYRIX/IBM präsentieren den Cx486DX2
- mit 66/33 sowie mit 80/40 MHz erhältlich
- besitzt 8 KB internen Cache
- später mit 3,3-Volt-Technik als Cx4S6DX2-V66 und C486DX2-V80
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August
AMD: Am486DX2 gibt es jetzt auch mit 80/40 MHz
NEXGEN: schließt mit IBM ein Produktionsabkommen
September
NEXGEN: präsentiert neue Versionen seines Nx586
- mit Taktraten von 70, 75, 84 und später 93 MHz
- 64-Bit-Datenpfad
- 32 KB großer Cache
- immer noch keine FPU
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Oktober
CYRIX: Cx486DX2 mit 100 MHz interner Taktrate
November
INTEL: Fehler in der 4:3 Fließkomma-Einheit des Pentium-Prozessors
Dezember
AMD: präsentiert den Am486DX4
- 3,3-Volt Prozessor mit 8 KB internem Cache
- mit einer internen Taktrate von 100 MHz und einem Systemtakt von 33
oder 50 MHz
1995
März
INTEL: Vorstellung der 120-MHz-Version des Pentium
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Juni
CYRIX: präsentiert den 32-Bit-Prozessor 5x86/100
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INTEL: Pentium taktet nun mit
133 MHz
AMD: bringt eine 120-MHz- Version seines 486DX4 auf den Markt
Juli
Texas Instruments will mit einem 486SX-ähnlichen Chip in das 486-Geschäft
einsteigen
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Oktober
NEXGEN: liefert erste Modelle des Nx586 mit 120 MHz aus
-
neuen Chip: Der Nx686 kommt mit 48 KB internem Cache
(32 KB Daten/ 16 KB Befehle)
- internen Takt von 180 MHz
-
weitere Besonderheit sind die Multimedia-Befehle, die
auf einer speziellen Einheit integriert sind
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AMD: Übernahme von Nexgen
(kommt mit der Entwicklung eines eigenen Microcodes nicht weiter)
November
INTEL: Pentium Pro gibt es mit 150, 166, 180 und 200 MHz
interner Taktrate
- 5,5 Millionen Transistoren
-
Hohe Datentransferraten erzielt der Pentium Pro
aufgrund seiner DIB-Architektur (erstmals bei Nexgens Nx586 eingesetzt)
-
Erstmals ist in einem Intel-Prozessor der
Second-Level-Cache gleich in die CPU integriert
- Optimierung auf 32 Bit Operationen
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Dezember
CYRIX: stellt zusammen mit IBM und SGS Thomson seine
sechste Prozessorengeneration vor: 6x86 (Codename M1)
- 6x86 PR12O taktet intern mit 100 MHz (extern mit 50 MHz)
- 16 KB interner Cache
- 3,3-Volt
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- Unter bestimmten Bedingungen zum Teil schneller als der Pentium 133
und der Pentium Pro
- benötigt ein angepasstes Bios, um seine volle Leistung zu entfalten
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1996
Januar
INTEL: Pentium taktet jetzt mit 150 und 166 MHz AMD: ab
sofort darf AMD für seine 586-CPU und nachfolgende Chip-Serien lediglich den
Intel-Befehlssatz verwenden - die Microcode-Technik muss AMD selbst entwickeln.
Februar
AMD: präsentiert den Am5x86
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März
IBM/CYRIX: bringen den 6x86 (M1) auf den Markt
- erhältlich als PR133+ (100/50MHz), PR15O+ (120/60 MHz) und als PR166+
(133/66 MHz)
AMD: präsentiert den K5
PR75 (75MHz); später folgt der K5 PR1OO mit 100 MHz internem Takt
- Er besitzt 16 KB internen Cache
- ist bei Integer- Berechnungen schneller als ein Pentium mit 75 MHz
- Sockel-7-kompatible Prozessor
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Juni
INTEL: Der Pentium 200 kommt auf den Markt
- Die neue Intel-CPU taktet mit 200 MHz
August
INTEL: eine 150-MHz-Variante des Pentium kommt auf den Markt
- unwesentlich schneller als die 133-MHz-Variante, da ihr Systemtakt 60 MHz
(statt 66) beträgt
September
lBM/CYRIX: neue 6x86-Version, der 6x86 PR2OO+ (bei IBM heißt er P200)
- mit 150 MHz taktet, aber leistungsfähiger als der Pentium 200
- jedoch extern mit 75 MHz getaktet (benötigt eine spezielle Hauptplatine)
Dezember
AMD: präsentiert den K5 PR133
- taktet intern mit 100 MHz (laut P-Rating genauso viel Leistung wie ein
Pentium 133)
- 66 MHz Systemtakt
INTEL: neuer Prozessor mit
Multimedia-Erweiterung
- Pentium MMX
-
57 neue Befehle, die vor allem im Grafik- und
Audio-Bereich vorkommen
-
Bei herkömmlichen Anwendungen sind MMX-Prozessoren um
10 bis 15 Prozent schneller
-
speziell für MMX entwickelten Multimedia-Programmen
bringen laut Intel einen Leistungszuwachs bis zu 87%
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1997
Januar
AMD: Erste K5 PR166 werden ausgeliefert
INTEL: Pentium-MMX-CPU
- taktet zunächst intern mit 166 oder 200, extern jeweils mit 66 MHz
- 4,5 Millionen Transistoren
- 32 KB Cache (beim herkömmlichen Pentium sind es 16 KB)
- Split Voltage (Prozessorkern 2,8 Volt, alles weitere 3,3 Volt)
- für Notebooks gibt es spezielle MMX-Prozessoren mit 150 oder 166 MHz
Februar
IBM/CYRIX: Media GX
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April
AMD: Antwort auf MMX-Prozessor: K6
- K6/PR2-166 taktet intern mit 166 MHz
- K6/PR2-200 und K6/PR2-233
- MMX-Erweiterung (Technik von Intel in Lizenz erhalten)
- basiert auf dem Nexgen-Chip Nx686
- 64 KB internen Cache (Intels MMX arbeitet nur mit 32 KB)
- 0,35-Mikron-Technik
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Mai
INTEL: Pentium II (Codename Klamath)
- mit internen Taktfrequenzen von 233, 266 und 300 MHz
- vereint die Vorzüge von Pentium Pro und MMX
- taktet extern mit 66 MHz
- 7,5 Millionen Transistoren
- 0,35-Mikron-Technik
- 32 KB internen Cache
- in einem SEC-Gehäuse aus Metall und Plastik untergebracht
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mit dem Second-Level-Cache (512 KB) auf einer kleinen
Platine montiert
- diese Lösung erfordert einen neuen Steckplatz, den Slot 1
- Dual-Independent-Bus-Architektur
- Second-Level-Cache arbeitet mit dem halben internen CPU-Takt
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Juni
INTEL: Pentium MMX mit 233 MHz
IBM/CYRIX: eigener MMX-Prozessor
- 6x86MX (Codename M2)
-
PR166 (133/66 oder 150/60 MHz), PR2OO (150/75 oder
160/66 MHz) sowie als PR233 (188/75 MHz)
-
MMX-Technik von Cyrix/lBM selbst entwickelt (soll
absolut kompatibel zum Intel-Original sein)
- zweifache Spannungsversorgung (2,8/3,3 Volt)
- 64 KB First-Level-Cache
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August
INTEL: Tillamook, eine Pentium-MMX-Variante mit geringem
Spannungsbedarf (für Notebooks)
- 0,28 Mikron
- weniger Strom und Spannung (1,8 Volt)
- stellt die Produktion von Prozessoren ohne MMX-Erweiterung ein
NATSEMI (National Semiconductor): übernimmt Cyrix
IDT: C6
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Dezember
INTEL: Pentium-Pro-CPUs für Desktop-Systeme laufen zum Jahresende aus
- Speziell für Server konzipierte Pentium-Pro-CPUs noch bis Ende März 1998
AMD: neue Spezifikation für die nächste K6-Generation
- PR266- und als PR300-Version
- mit 100 MHz externem Takt
- integrierten Second-Level-Cache
- 0,25-Mikron-Technik
1998
Januar
INTEL: Pentium II-Prozessor ohne Second-Level-Cache (L2-Cache)
- "Celeron"
- Taktfrequenz von 266 MHz
- fehlender Level-2-Cache
- langsamer als K6-233, Pentium 233 MMX, Pentium 200 MMX
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IBM: durchbricht die 1000-MHz-Schallmauer
- erster experimenteller Prozessor im 1-GigaHertz-Takt
- Prototyp "versteht" grundlegende Power-PC-Befehle
- hat eine völlig neue Architektur
- eine Million Transistoren (entspricht einem 486-Prozessor)
- in "herkömmlicher" 0,25-Mikron-Technik
- noch deutliche Steigerungen bei Umstieg auf 0,18-Mikron-Technik und dem
angekündigten Kupferprozeß
Februar
INTEL: 333-MHz-Pentium II
- weiterhin 66 MHz Bustakt (Codename "Deschutes")
- unterscheidet sich von seinem Vorgänger vorrangig im Stromverbrauch
- der "alte" Pentium II 300 MHz 32 Watt verbraucht, der neue bei 333 MHz 15
Watt
- + 6%-7% mehr Leistungrozent mehr
AMD: Namensänderung des
K6-Prozessors
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CYRIX: 6x86MX heißt nun M II
IDT: Winchip C6 heißt nun
Winchip 2
- 240 oder 266 MHz
- unterstützt neuen 3D-Funktionen
- 100 MHz FSB
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Juni
INTEL: Xeon
- High-End-Prozessor für Workstations und Server
- 400-MHz Taktfrequenz
- 512 KB, 1 MB oder 2 MB Second-Level-Cache
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NEC: will Zwei-CPU-Server auf
den Markt bringen
IBM: arbeiten an Modellen mit vier Prozessoren
GATEWAY: will sechs CPUs in einem Geräte anbieten
August
INTEL: Pentium-II mit 450 MHz
INTEL: Celeron (Codename Mendocino)
- 300 und 333 MHz Taktfrequenz
- 128 KByte L2-Cache
- L2-Cache direkt auf dem Prozessor
- mit 300 MHz mit L2 Cache = Celeron 300A
- mit 300 MHz ohne L2 Cache = Celeron 300
- mit 333 MHz = Celeron 333
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1999
Januar
INTEL: Pentium III (Codename "Katmai")
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zusätzlich 70 Befehle, die speziell bei
Multimedia-Anwendungen, Videodaten, Spracherkennung und Spielen Anwendung
finden
- interne Seriennummer (Abwicklung von Geschäften über das Internet sicherer
machen)
- Taktfrequenzen von 450 und 500 MHz arbeiten
- bis zum Jahresende 1999 soll die Taktfrequenz auf über 600 MHz gesteigert
werden
Februar
AMD: neuen Mikroprozessor K6-III
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Oktober
AMD: "Athlon"-Chip
AMD:
K8
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INTEL: Servern und Workstations mit dem neuesten Intel-Chip-Codename "Coppermine"
- Taktraten von 700 und 733 MHz
- mobile Coppermine-Variante mit 500 MHz
- 256-KByte-Second-Level-Cache (in der CPU t
Leistungssteigerung von 13% bis 23%)
- 133-MHz-Systembus
- Rambus-Speichertechnik 0,18-Mikron-Technik Frontside-Bus mit 133-MHz-Takt
INTEL: mehrere tausend Prototypen des ersten 64-Bit-Prozessor
mit Codenamen Itanium (ehemals "Merced") an Entwickler ausgeliefert
- kann bis zu sechs Aufträge parallel bearbeiten
-
drei Memory-Ebenen (zwei integrierte und eine weitere
externe mit vier MByte Kapazität)
-
High-Speed-Bus soll dafür sorgen, dass der externe
"Level-3-Cache" mit der vollen CPU-Geschwindigkeit arbeitet
APPLE: G4
September
APPLE: Power Mac G4 mit "Velocity Engine" vorgestellt
-
erreicht als erster PC überhaupt den Leistungsbereich
eines sog. "Supercomputers"
-
mehr als einer Milliarde Fließkomma-Operationen pro
Sekunde ("Gigaflop")
-
für anspruchvollste Video- und Grafikanwendungen
qualifizieren
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2000
März
AMD: Athlon-Prozessors mit 1GHz Takt bekannt gegeben
INTEL: präsentiert seinen 1-GHz-Prozessor
- 1-GHz-Pentium-III nur in begrenzten Stückzahlen (für Dell) verfügbar
(Massenproduktion erst im September)
September
INTEL: 1-GHz-Prozessor geht in die Massenproduktion
- verspätet aufgrund der großen Nachfrage an der 800-MHz-Version des Chips
November
INTEL: erste PCs mit dem Pentium 4 auf den Markt
- Kritik an der Leistung des neuen Flagschiffs von Intel
- Zu wenig Leistung für das Geld, lautet das einhellige Credo der
Kritiker
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Liste ausgewählter Hersteller
Hersteller |
Gründung |
bekannte Produkte |
 Advanced Micro Devices |
01.05.1969 |
8080A 8088 Am286 Am386 Am486 Am5x86 K5 K6 Duron Athlon Athlon XP |
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01.04.1976 |
6502 weitere Prozessoren in Zusammenarbeit mit IBM |
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1988 |
Cx486 5x86 6x86 Media GX 6x86MX |
 International Business Machines |
15.06.1911 |
G4 - G6 Power - Power4 PowerPC 601 - PowerPC 620
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1995 |
Winchip C6 Winchip 2 |
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18.07.1968 |
4004 8080 8086 8088 80286 80386 80486 Pentium Pentium Pro Pentium MMX Pentium II Tillamook Deschutes Katmai Willamette Merced
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1928 |
6808 68000 68010 68020 68030
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 Nippon Electric Company |
01.04.1983 |
V20 V30 V60 V70
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1988 |
Nx586 Nx686 |
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1847 |
SAB 8086 SAB 8088
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1987 |
C3 |
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1974 |
Z80 Z280 |
Typische Merkmale einer CPU
Grundsätzlicher Aufbau einer CPU nach dem Von-Neumann Prinzip
- Rechenwerk
- Steuerwerk
- weiteres Siehe Blockschaltbild
Prozessoren sind gekennzeichnet durch
Leistungsbestimmenden Faktoren eines Prozessors
- die Zahl der auf dem Chip befindlichen Transistoren
- die Taktfrequenz
- Grundaufbau
Grundfunktions-Prinzipien bei Prozessoren
- CISC-Technologie (Complex Instruction Set Computer)
- RISC-Technologie (Reduced Instruction Set Computer)
CISC-Technik
- Prozessor stellt sehr viele Befehle zur Verfügung
- viele Programmbestandteile haben "ihren" Prozessorbefehl
- Programme bestehen dadurch aus sehr vielen Befehlen
- CISC-Prozessoren eher "träge"
- Gruppe der CISC-Prozessoren zählen alle Chips von Intel und dazu kompatible
- CISC-CPUs sind sehr verbreitet
RISC-Technik
- Prozessoren kommen mit wesentlich weniger Befehlen aus
- sind dadurch einfacher strukturiert
- kann mit ihnen theoretisch eine höhere Leistung als mit CISC-Prozessoren erreichen
- Zu RISC-CPUs zählen viele neue Rechner von Apple sowie leistungsfähige Server
Eigentlich sollten auf Grund der Fakten weit mehr RISC als CISC-Prozessoren verwendet werden
-
Da diese Technik aber erst in den letzten Jahren "entdeckt" wurde, haben sich mittlerweile Intel-kompatible CPUs etabliert
-
Wechsel der Prozessortechnik hat einen Wechsel der Hardware-Komponenten und Austausch sämtlicher Software zur Folge
-
daher sind RISC-Rechner nur im High-End-Bereich zu finden
-
Intel und AMD unterstützen durch Einführung neuer Prozessorbefehle wie MMX und 3D-Now die CISC-Technologie (dies sogar sehr erfolgreich)
Leistung
-
Leistung und Taktfrequenz eines Prozessor sind direkt proportional zueinander
-
wenn man die Taktfrequenz verdoppelt, verdoppelt sich auch die Leistung
-
gilt nicht für ein Komplettsystem (auch noch von der Größe des Arbeitsspeichers, der Geschwindigkeit der Festplatte und vielen anderen Faktoren abhängt)
-
erste CPUs liefen mit wenigen Kilohertz
-
heute ist man schon in Bereichen über 2000 Megahertz angelangt
-
Auch die Anzahl der Transistoren auf einem Chip beeinflusst die Leistung
es kommt auch auf die Anordnung und Verknüpfung der Schaltkreise an
Leitungsoptimierung
-
Intel, später aber auch AMD, führten eigene Erweiterungen des Prozessorbefehlssatzes ein
-
Die erste dieser Erweiterungen: MMX (Multi Media eXtension) wurde ab 1997 von Intel in die Pentium-CPUs integriert
-
AMD unterstützte im K6 und allen darauf folgenden CPUs diese Technik
-
K6-III von AMD kam mit der 3Dnow!-Technologie, die ebenfalls Multimedia-Anwendungen und Spiele beschleunigen sollte
-
Im Pentium-III kam SSE (s.. streaming extension) dazu, was besonders Internet-Anwendungen beschleunigen sollte
- AMD hingegen hat für den Athlon 3Dnow! erweitert
Chip-Herstellung
-
Prozessoren bestehen heutzutage zum größten Teil aus Silizium
-
Silizium ist ein Halbleiter, deshalb kann man daraus elektrische Bauteile wie Transistoren herstellen
-
Silizium existiert als natürlicher Rohstoff auf der Erde, allerdings nicht in reiner Form, sondern als Siliziumdioxid (SiO2 /Sand)
-
In einem extrem zeit- und energieaufwändigen Prozess wird reinstes Silizium gewonnen
-
Schon kleinste Verunreinigungen machen einen Chip unbrauchbar
-
Rohstoff liegt nun in Silizium-Walzen mit 15 bis 35 cm Durchmesser vor
-
Mithilfe hochpräziser Sägen werden die Walzen in Scheiben geschnitten
-
Diese Scheiben werden Wafer genannt
Der Produktionsprozess
Prinzipielles Blockschaltbild einer CPU

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-
arbeitet nach dem Von-Neumann Prinzip (von 1949)
-
4 Funktionseinheiten (siehe Bild)
-
Struktur des Rechners unabhängig vom Problem
-
Programm, Daten und Zwischenergebnisse werden im gleichen Speicher abgelegt
-
zur Lösung eines Problems muss eine Befehlsfolge von außen in Speicher geladen werden
-
aufeinander folgende Befehle werden in aufeinander folgen- den Speicherzellen abgelegt
-
Speicher in gleichgroße, fortlaufend nummerierte Speicher-zellen unterteilt
-
alle Daten werden binär codiert
-
nächster Befehl wird ausgeführt, wenn Steuerwerk Befehlsadresse um 1 erhöht (Sprungbefehle ermöglichen Abweichung von dieser Reihenfolge)
Befehlsvorrat umfasst mindestens
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arithmetische Befehle (Addition, Multiplikation, ..)
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logische Befehle (Vergleich, NICHT, UND, ODER, ..)
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Transportbefehle (Übernahme des Inhalts einer Speicher-zelle/ Register in andere Speicherzelle/Register)
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bedingte Sprünge (nächster Befehl hängt davon ab, ob eine Bedingung zutrifft oder nicht)
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Rechenwerk (ALU; Arithmetical and Logical Unit)
"Funktionsblock des Prozessors, der arithmetische und logische Funktionen ausführt."

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Zwei Operanden werden über den Datenbus geliefert
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Eine Operand wird im Register (Akkumulator) abgelegt, der Zweite gelangt direkt in die Rechenlogik
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Ablaufsteuerung übergibt der Rechenlogik die benötigte Operation (Arithmetisch/ Logisch)
-
Rechenlogik führt den Befehl aus
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Ergebnis wird für weitere Operationen im Akkumulator gespeichert, oder bei Rechen-ende an den Datenbus geschickt
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Ablaufsteuerung erhält eine Statusinfor-mation (<0; >0; =0; Error) über die Berechung und erzeugt daraus die Flags
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Flags werden an das Steuerwerk zurück gegeben
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Speicherwerk

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Aus einer bestimmten Anzahl von Registern zusammen-gesetzt.
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Nur einen gemeinsamen Ein- und Ausgang für die Daten.
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Weitere Leitungen, die die einzelnen Register ansteuern und die Datenrichtung bestimmen.
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Hat die Fähigkeit, den Ein-/Ausgang nur auf Anfrage zu benutzen
.
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Steuerwerk aktiviert über eine Steuerleitung den Speicher
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Festlegung ob Lesen oder Schreiben
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Angabe des Registers im Speicher
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Senden der Daten über den Datenbus oder Empfang der Daten und Schreiben in den Register
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Freigabe der Datenleitung zwischen Speicher zur Bus-schnittstelle
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Busschnittstelle (BIU, Bus Interface Unit)
Die Busschnittstelle verbindet
die internen Busse des Prozessors mit der Außenwelt. Sie enthält Puffer zur
Zwischenspeicherung von Adressen, Daten und Steuersignalen."
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Arbeitet weitgehend selbstständig vom Rest der CPU
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Ist für die Kommunikation mit der Außenwelt verantwortlich
-
Außenwelt = PCI Bus, SCSI/IDE Bus, Grafikkarte, Tastatur, Maus,
Schnittstellen (COM/LPT) ...
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Quellenverzeichnis