Intel 80486 dx набор поддерживаемых инструкций

<<   Intel 80486   >> Центральный процессор
Микропроцессор Intel 80486
Производство:	с 10 апреля 1989 по сентябрь 2007[1][2]
Частота ЦП:	16—150 МГц
Частота FSB:	16—50 МГц
Технология производства:	600—1000 нм
Наборы инструкций:	x86
Разъём:	PGA168, PGA169, PQFP132, PQFP208

Intel486 (также известный как i486, Intel 80486 или просто 486-ой) — 32-битный скалярный x86-совместимый процессор четвёртого поколения, построенный на гибридном CISC-RISC ядре, и выпущенный фирмой Intel 10 апреля 1989 года. Этот микропроцессор является усовершенствованной версией процессора Intel 80386. Впервые он был продемонстрирован на выставке Comdex Fall, осенью 1989 года. Это был первый микропроцессор со встроенным математическим сопроцессором (FPU). Применялся, преимущественно, в настольных ПК, в высокопроизводительных рабочих станциях, в серверах и портативных ПК (ноутбуки и лаптопы).

К тому времени Intel уже лишилась прав собственности на товарные знаки x86, и теперь подобные наименования использовали множество производителей. Основной лозунг конкурентов Intel тогда — «Практически то же что и у Intel, только за меньшие деньги». Тогда-то и обострилась конкурентная борьба между производителями процессоров x86.

Руководителем проекта по разработке микропроцессора Intel486 был Патрик Гелсингер (Patrick Gelsinger).

В мае 2006 года Intel заявила, что производство чипов 80486 прекратится в конце сентября 2007 года. И хотя для прикладных программ на персональных компьютерах этот чип уже долгое время являлся устаревшим, Intel продолжала производить его для использования во встраиваемых системах.

Описание

Процессор базируется на той же архитектуре, что применялась, однако в нём имелось несколько значимых усовершенствований. Основные из которых:

• Внутренний кеш первого уровня
• Встроенный математический сопроцессор
• Конвейерная обработка инструкций (команд)
• Усовершенствованный модуль интерфейса шины (bus interface unit)
• Укороченные циклы памяти (burst mode)
• Использование буферов записи

Процессор обладал 32-битными шинами адреса и данных. Это требовало наличия памяти в виде четырёх 30-контактных или одного 72-контактного модуля SIMM.

Кеш

Intel486 имел расположенную на кристалле кеш-память объёмом 8 Кбайт, позднее — 16 Кбайт, работающую на частоте ядра. Наличие кеша позволило существенно увеличить скорость выполнения операций микропроцессором. Изначально кеш Intel486 работал по принципу сквозной записи (англ. write-through, WT), но позже, в рамках семейства Intel486, были выпущены модели с внутренним кешем, работающим по принципу обратной записи (англ. write-back, WB). Процессор мог использовать и внешний кеш, скорость чтения-записи которого, однако, была заметно ниже чем у внутреннего кеша. При этом внутренний кеш стали называть кешем первого уровня (Level 1 Cache), а внешний кеш, расположенный на материнской плате, кешем второго уровня (Level 2 Cache). Кеш имел 4-канальную наборно-ассоциативную архитектуру и работал на уровне физических адресов памяти.

Однако, в результате использования интегрированной кеш-памяти, существенно возросло количество транзисторов в процессоре и, как следствие, увеличилась площадь кристалла. Увеличение количества транзисторов привело к существенному увеличению рассеиваемой мощности. В среднем, рассеиваемая мощность увеличилась в 2 раза, по сравнению с аналогичными моделями серии Intel386. Во многом этому способствовала интеграция кеш-памяти, хотя были и другие факторы, но они не столь существенны. По этой причине процессоры Intel486 старших моделей уже требовали принудительного (активного) охлаждения.

Математический сопроцессор

В Intel486 был использован встроенный математический сопроцессор (англ. Floating Point Unit, FPU). Вообще, это был первый микропроцессор семейства x86 со встроенным FPU. Встроенный FPU был программно совместим с микросхемой Intel 80387 — математическим сопроцессором, применявшимся в системах с процессором Intel386. Благодаря использованию встроенного сопроцессора удешевлялась и ускорялась система за счёт уменьшения общего числа контактов и корпусов микросхем.

Изначально все выпускавшиеся микропроцессоры Intel486 оснащались работающим сопроцессором, эти процессоры получили имя Intel486DX. Позже, в 1991 году, Intel решает выпустить процессоры с отключённым сопроцессором, и эти процессоры получили наименование Intel486SX. Системы построенные на этих процессорах могли оснащаться отдельным сопроцессором, например, Intel487SX или сопроцессором других производителей.

Конвейерная обработка инструкций

В Intel486 был усовершенствован механизм выполнения инструкций в несколько этапов. Конвейер процессоров серии Intel486 состоял из 5 ступеней: выборка инструкции, декодирование инструкции, декодирование адресов операндов инструкции, выполнение команды, запись результата выполнения инструкции. Использование конвейера позволило во время выполнения одной инструкции производить подготовительные операции над другой инструкцией. Это в значительной степени позволило увеличить производительность процессора.

Регистры и инструкции

В процессоре имеется тот же набор инструкции что и в Intel386, к которому было добавлено несколько дополнительных регистров, а именно, три 32-битных тестовых регистра (TR5, TR4, TR3). Также были добавлены новые флаги в регистре флагов (EFLAGS) и в других управляющих регистрах (CR0, CR3).

Вследствие включения сопроцессора в кристалл процессора, в Intel 486 можно обращаться и к регистрам FPU: регистры данных, регистр тегов, регистр состояния, указатели команд и данных FPU, регистр управления FPU.

Набор инструкций не претерпел существенных изменений, но были добавлены дополнительные инструкции для работы с внутренней кеш-памятью (INVD, INVLPG, WBINVD), одна инструкция (BSWAP) для обеспечения совместимости с процессорами Motorola, две инструкции для атомарных операций с памятью: CMPXCHG (для сравнения с обменом — новое значение записывалось только если старое совпадало с заданным, старое запоминалось) и XADD (инструкция для сложения двух операндов с помещением результата во второй операнд, а не в первый, как в ADD). Инструкция CPUID позволяла впервые в семействе x86 напрямую получить детальную информацию о версии и свойствах процессора. Помимо этого, к набору инструкций добавилось 75 инструкций FPU.

Длина очереди инструкций была увеличена до 32 байт.

Модели

С момента появления первого процессора Intel486DX было выпущено множество других моделей семейства 486 с суффиксами SX, SL, DX2, DX4, GX. Они отличались функциональным предназначением и некоторыми технологическими параметрами (напряжение питания, тактовая частота, размер кеш-памяти, отсутствием или наличием сопроцессора и др.), но все были построены на одной архитектуре.

Процессоры Intel486

Модель	Кодовое имя	Дата анонса	Описание
Intel486DX	P4	10 апреля 1989	Оригинальный процессор семейства i486
Intel486SX	P23	16 сентября 1991	Подобен i486DX, но с отключённым математическим сопроцессором
Intel487SX	P23N	16 сентября 1991	i486DX со слегка изменённой распиновкой для использования в i486SX системах как FPU.
Intel486DX2	P24	3 марта 1992	Имеет удвоенную тактовую частоту по отношению к внешней шине
Intel486 OverDrive	P23T	26 мая 1992	Предназначен для модернизации компьютеров с процессорами i486DX/SX
Intel486SL	???	9 октября 1992	i486SX низкого энергопотребления, применялся главным образом в портативных компьютерах
Intel486DX SL-enhanced	P4S	21 июня 1993	i486DX с SL-технологией
Intel486SX SL-enhanced	P23S	21 июня 1993	i486SX с SL-технологией
Intel486DX2 SL-enhanced	P24S	21 июня 1993	i486DX2 с SL-технологией
Intel486SX2	???	1994	Подобен i486DX2, но с отключённым математическим сопроцессором
Intel486DX4	P4C	7 марта 1994	Имеет утроенную тактовую частоту по отношению к внешней шине
Intel486DX2wb	P24D	октябрь 1994	i486DX2 с кеш-памятью типа write-back
Intel486DX4 OverDrive PR	P4T	октябрь 1994	Предназначен для модернизации компьютеров с процессорами i486DX/SX
Intel486GX	???	25 марта 1996	i486SX для использования в портативных устройствах

Процессоры с индексом DX2 имели коэффициент умножения 2 — то есть, например, при частоте системной шины 33 МГц рабочая частота самого процессора составляла 66 МГц. Позже появились процессоры с индексом DX4 — однако коэффициент умножения у них был не 4, а 3. Уже после ухода с массового рынка 486-процессоров производства Intel компания AMD выпустила процессоры 486DX4-120 и Am5x86-133 (последний использовался преимущественно в портативных системах). В результате введения множителей в широкий обиход впервые вошло такое понятие, как разгон (англ. overclocking) — повышение производительности процессора путем увеличения тактовой частоты шины или коэффициента умножения. Так, известно, что в России даже в открытую продажу поступали системы, в которых процессоры i486 работали на частотах до 160 МГц.

Технические характеристики

• Дата анонса первой модели: 10 апреля 1989 год
• Разрядность регистров: 32 бит
• Разрядность внешних шин данных и адреса: 32 бит
• Объём виртуальной адресуемой памяти: 64 Тбайт
• Максимальный объём сегмента: 4 Гбайт
• Объём физической адресуемой памяти: 4 Гбайт
• Кеш L1: 8 Кбайт, DX4 — 16 Кбайт
• Кеш L2: на материнской плате (на частоте FSB)
• FPU: на кристалле, у SX отключён
• Тактовые частота процессора, МГц: 16—150
• Тактовые частота FSB, МГц: 16—50
• Напряжение питания: 5—3,3 В
• Количество транзисторов: 1,185 млн, SX2 — 0,9 млн, SL — 1,4 млн, DX4 — 1,6 млн.
• Техпроцесс, нм: 1000, 800 и 600 для DX4
• Площадь кристалла: 81 мм² для 1,185 млн транзисторов и технологии 1000 нм, 67 мм² для 1,185 млн транзисторов и 800 нм технологии, 76 мм² для DX4
• Максимально потребляемый ток: нет данных
• Максимально потребляемая мощность: нет данных
• Разъём: гнездо типа Socket
• Корпус: 168- и 169-контактный керамический PGA, 132- и 208-контактный пластиковый PQFP
• Инструкции: x86 (150 инструкций, не считая модификаций)

Конкурентные решения

486-совместимые процессоры производились и другими компаниями такими, как IBM, Texas Instruments, AMD, Cyrix, UMC и Chips and Technologies. Некоторые из них были почти точными копиями как по производительности, так и по техническим характеристикам, другие же, наоборот, отличались от оригинала.

Платформа 486

Первоначально системы на базе Intel486 были оборудованы только 8- и/или 16-битными шинами ISA. Более поздние материнские платы совмещали в себе медленную шину ISA с высокоскоростной шиной VESA (или VLB — англ. Vesa Local Bus), предназначавшуюся прежде всего для видеоплат и контроллеров жесткого диска. Последние материнские платы для процессоров i486 были оборудованы шинами PCI и ISA, а иногда и VESA. Быстродействие шины ISA определялось множителями, а рабочая частота шин PCI, и VLB была равна частоте шины процессора i486 (хотя некоторые материнские платы имели множители также и для них).

Позже материнские платы для i486 обрели поддержку технологии Plug-and-Play, которая использовалась в Windows 95 и позволяющая компьютерам автоматически обнаруживать и настраивать устройства, устанавливаемые на компьютер, и устанавливать соответствующие драйверы.

Примечания

Ссылки

• История судебных тяжб между Intel и AMD

Процессоры Intel
Исторические	до x86 4004 • 4040 • 8008 • 8080 • 8085 x86 (16-бит) 8086 • 8088 • 80186 • 80188 • 80286 x86-32/IA-32 (32-бит) 80386 • 80486 • Pentium (OverDrive • Pro • II • II OverDrive • III • 4 • M) • Celeron (M • D) • Core • A100/A110 x86-64/EM64T (64-бит) Pentium 4 (некоторые) • Pentium D • Pentium Extreme Edition • Celeron D (некоторые) IA-64 (64-бит) Itanium Другие iAPX 432 — RISC: (i860 • i960 • StrongARM • XScale)
Современные	x86-32: EP80579 • Intel CE • Atom — x86-64: Atom (некоторые) • Celeron • Pentium Dual-Core • Core (2 (Solo • Duo • Quad • Extreme) • i3 • i5 • i7) • Xeon — Другие: Itanium 2/Itanium 9300
Списки	Чипсеты (серверные) • Кодовые имена • Разъёмы процессоров • Процессоры (будущие) — По маркам: Atom • Celeron • Core (2 • i3 • i5 • i7) • Itanium • Pentium (Pro • II • III • M • 4 • D • EE • Dual-Core и последующие) • Xeon
Микроархитектуры	P5 0.90 мкм P5 0.60 мкм P54C 0.35 мкм P54CS • P55C 0.25 мкм Tillamook P6 0.50 мкм P6 0.35 мкм P6 • Klamath 0.25 мкм Mendocino • Dixon • Tonga • Covington • Deschutes • Katmai • Drake • Tanner 180 нм Coppermine • Coppermine T • Cascades 130 нм Tualatin • Banias 90 нм Dothan • Stealey 65 нм Tolapai • Yonah • Sossaman NetBurst 180 нм Willamette • Foster 130 нм Northwood • Gallatin • Prestonia 90 нм Tejas и Jayhawk • Prescott • Smithfield • Nocona • Irwindale • Cranford • Potomac • Paxville 65 нм Cedar Mill • Presler • Dempsey • Tulsa Core 65 нм Merom-L • Merom • Conroe-L • Allendale • Conroe • Kentsfield • Woodcrest • Clovertown • Tigerton 45 нм Penryn • Penryn-QC • Wolfdale • Yorkfield • Wolfdale-DP • Harpertown • Dunnington Bonnell 45 нм Silverthorne • Diamondville • Pineview • Lincroft Nehalem 45 нм Clarksfield • Lynnfield • Jasper Forest • Bloomfield • Gainestown (Nehalem-EP) • Beckton (Nehalem-EX) 32 нм (Westmere) Arrandale • Clarkdale • Gulftown (Westmere-EP) Sandy Bridge 32 нм Sandy Bridge Грядущие Larrabee • Ivy Bridge • Haswell • Rockwell • Atom (Saltwell • Silvermont • Airmont)

Шаблон:Карточка центрального процессора

Intel 80486 (также известный как i486, Intel 486 или просто 486-й) — 32-битный скалярный x86-совместимый микропроцессор четвёртого поколения, построенный на гибридном CISC-RISC-ядре и выпущенный фирмой Intel 10 апреля 1989 года. Этот микропроцессор является усовершенствованной версией микропроцессора 80386. Впервые он был продемонстрирован на выставке Comdex Fall, осенью 1989 года. Это был первый микропроцессор со встроенным математическим сопроцессором (FPU). Применялся преимущественно в настольных ПК, в высокопроизводительных рабочих станциях, в серверах и портативных ПК (ноутбуки и лэптопы).

Руководителем проекта по разработке микропроцессора Intel 486 был Шаблон:Не переведено 2.

Описание[]

Файл:80486dx2-large.jpg

Файл:80486 open.jpg

Технические характеристики (сводно)[]

^[1]

• Дата анонса первой модели: 10 апреля 1989 год
• Разрядность регистров: 32 бит
• Разрядность внешних шин данных и адреса: 32 бит
• Объём виртуальной адресуемой памяти: 64 Тбайт
• Максимальный объём сегмента: 4 Гбайт
• Объём физической адресуемой памяти: 4 Гбайт
• Кэш L1: 8 Кбайт, DX4 — 16 Кбайт
• Кэш L2: на материнской плате (на частоте FSB)
• FPU: на кристалле, у SX отключён
• Тактовые частота процессора, МГц: 16—33
• Тактовые частота FSB, МГц: 16—50
• Напряжение питания: 5—3,3 В
• Количество транзисторов: 1,185 млн, SX2 — 0,9 млн, SL — 1,4 млн, DX4 — 1,6 млн.
• Техпроцесс, нм: 1000, 800 и 600 для DX4
• Площадь кристалла: 81 мм² для 1,185 млн транзисторов и технологии 1000 нм, 67 мм² для 1,185 млн транзисторов и 800 нм технологии, 76 мм² для DX4
• Максимально потребляемый ток: нет данных
• Максимально потребляемая мощность: нет данных
• Разъём: гнездо типа Socket
• Корпус: 168- и 169-контактный керамический PGA, 132- и 208-контактный пластиковый PQFP
• Инструкции: x86 (150 инструкций, не считая модификаций)

Процессор обладал 32-битными шинами адреса и данных. Это требовало наличия памяти в виде четырёх 30-контактных или одного 72-контактного модуля SIMM.

Отличия между Intel 486DX и Intel 386^[2][]

Intel 486DX, 486DX2 и Intel DX4 представляют собой кристалл, содержащий центральный процессор, математический сопроцессор и контроллер кэша. Полностью совместимые на уровне предпроцессора с процессорами Intel 386, тем не менее они имеют следующие различия:

• процессоры Intel 486, в отличие от Intel ULP486GX, который имеет поддержку только 16-битной шины данных, обеспечивают динамическое изменение размера используемой шины для поддержки 8-, 16- и 32-битных транзакций. Intel 386 поддерживают только два размера ширины шины, 16 и 32 бита, и не требуют внешней логики для организации смены ширины шины.
• Процессоры Intel 486 имеют режим укороченный передачи, который позволяет за одну транзакцию передать по шине четыре 32-битных слова из внешней памяти в кэш, используя всего пять циклов. Intel 386 для передачи того же объёма данных требуется минимум восемь циклов.
• Процессор Intel 486 имеет сигнал BREQ, используемый для поддержки мультипроцесорных систем.
• Шина процессора Intel 486 значительно мощнее шины процессора Intel 386. Новые возможности в виде умножения частоты шины, проверки чётности (отсутствует в ULP486SX и ULP486GX), укороченный цикл передачи данных, кэшируемые циклы, в том числе кэшируемый цикл без проверки данных, поддержка транзакций по 8-битной шине.
• Для поддержки кэша на кристалле, введены новые управляющие регистры (CD и NW), добавлены новые выводы для шины, новые типы циклов обмена по шине.
• Набор инструкций математического процессора Intel 387 не только поддерживается в полном объёме, но и расширен. Во время выполнения команды по обработке данных с плавающей точкой не выполняются никакие циклы ввода-вывода. Не задействовано прерывание 9, происходит прерывание 13.
• Процессор Intel 486 поддерживает новые режимы выявления ошибок, что гарантирует совместимость с DOS. Эти новые режимы требуют новый бит в управляющем регистре 0 (NE).
• К набору команд добавлено шесть новых: BSWAP (Byte Swap), XADD (Exchange and Add), CMPXCHG (Compare and Exchange), INVD (Invalidate data cache), WBINVD (Write-back and Invalidate data cache) и INVLPG (Invalidate TLB Entry).
• В управляющем регистре 3 назначены два новых бита отвечающих за кэширование текущего каталога страниц.
• Добавлены новые возможности защиты страниц, требующие новый бит в управляющем регистре 0.
• Добавлены новые возможности проверки выравнивания, требующие новый бит в регистре флагов и управляющем регистре 0.
• Заменен алгоритм для TLB на алгоритм псевдо-LRU (PLRU), подобно используемому в кэше на кристалле.
• Для тестирования кэша на кристалле добавлены три новых тестовых регистра: TR5, TR6 и TR7. Повышена стабильность работы TLB.
• Очередь предварительной выборки увеличена с 16 до 32 байт. Для гарантированного правильного выполнения новых инструкций, всегда выполняются переходы после модификации кода.
• После сброса, в верх байта ID записывается значение <04>.

Микроархитектура[]

Математическая модель и набор инструкций[]

Набор инструкций не претерпел существенных изменений, но были добавлены дополнительные инструкции для работы с внутренней кэш-памятью (INVD, INVLPG, WBINVD), одна инструкция (BSWAP) для обеспечения совместимости с процессорами Motorola, две инструкции для атомарных операций с памятью: CMPXCHG (для сравнения с обменом — новое значение записывалось только если старое совпадало с заданным, старое запоминалось) и XADD (инструкция для сложения двух операндов с помещением результата во второй операнд, а не в первый, как в ADD). Инструкция CPUID позволяла впервые в семействе x86 напрямую получить детальную информацию о версии и свойствах процессора. Помимо этого, к набору инструкций добавилось 75 инструкций FPU.

Длина очереди инструкций была увеличена до 32 байт.

Блоки и реализация интерфейсов[]

Регистры[]

В процессоре имеется расширенный, по сравнению с в 80386 набор инструкции, в который добавлено несколько дополнительных регистров, а именно, три 32-битных тестовых регистра (TR5, TR4, TR3). Также были добавлены новые флаги в регистре флагов (EFLAGS) и в других управляющих регистрах (CR0, CR3).

Вследствие включения сопроцессора в кристалл процессора, в Intel 486 можно обращаться и к регистрам FPU: регистры данных, регистр тегов, регистр состояния, указатели команд и данных FPU, регистр управления FPU.

Конвейерная обработка инструкций[]

В Intel 486 был усовершенствован механизм выполнения инструкций в несколько этапов. Конвейер процессоров серии Intel 486 состоял из 5 ступеней: выборка инструкции, декодирование инструкции, декодирование адресов операндов инструкции, выполнение команды, запись результата выполнения инструкции. Использование конвейера позволило во время выполнения одной инструкции производить подготовительные операции над другой инструкцией. Это в значительной степени позволило увеличить производительность процессора.

Кэш процессора[]

Intel 486 имел расположенную на кристалле кэш-память объёмом 8 Кбайт, позднее — 16 Кбайт, работающую на частоте ядра. Наличие кэша позволило существенно увеличить скорость выполнения операций микропроцессором. Изначально кэш Intel 486 работал по принципу сквозной записи (Шаблон:Lang-en), но позже, в рамках семейства Intel 486, были выпущены модели с внутренним кэшем, работающим по принципу обратной записи (Шаблон:Lang-en). Процессор мог использовать и внешний кэш, скорость чтения-записи которого, однако, была заметно ниже чем у внутреннего кэша. При этом внутренний кэш стали называть кэшем первого уровня (Level 1 Cache), а внешний кэш, расположенный на материнской плате, кэшем второго уровня (Level 2 Cache). Кэш имел 4-канальную наборно-ассоциативную архитектуру и работал на уровне физических адресов памяти.

Однако, в результате использования интегрированной кэш-памяти, существенно возросло количество транзисторов в процессоре и, как следствие, увеличилась площадь кристалла. Увеличение количества транзисторов привело к существенному увеличению рассеиваемой мощности. В среднем, рассеиваемая мощность увеличилась в 2 раза, по сравнению с аналогичными моделями серии 80386. Во многом этому способствовала интеграция кэш-памяти, хотя были и другие факторы, но они не столь существенны. По этой причине процессоры Intel 486 старших моделей уже требовали принудительного (активного) охлаждения.

Математический сопроцессор[]

В Intel 486 был использован встроенный математический сопроцессор (Шаблон:Lang-en). Вообще, это был первый микропроцессор семейства x86 со встроенным FPU. Встроенный FPU был программно совместим с микросхемой Intel 80387 — математическим сопроцессором, применявшимся в системах с процессором 80386. Благодаря использованию встроенного сопроцессора удешевлялась и ускорялась система за счёт уменьшения общего числа контактов и корпусов микросхем.

Изначально все выпускавшиеся микропроцессоры Intel 486 оснащались работающим сопроцессором, эти процессоры получили имя Intel 486DX. Позже, в 1991 году, Intel решает выпустить процессоры с отключённым сопроцессором, и эти процессоры получили наименование Intel 486SX. Системы построенные на этих процессорах могли оснащаться отдельным сопроцессором, например, Intel 487SX или сопроцессором других производителей.

Построение вычислительной системы[]

Файл:SIS chipset based MB for 486 CPUs.JPG

Первоначально системы на базе Intel 486 были оборудованы только 8- и/или 16-битными шинами ISA. Более поздние материнские платы совмещали в себе медленную шину ISA с высокоскоростной шиной VESA (или VLB — Шаблон:Lang-en), предназначавшуюся прежде всего для видеоплат и контроллеров жесткого диска. Последние материнские платы для процессоров i486 были оборудованы шинами PCI и ISA, а иногда и VESA. Быстродействие шины ISA определялось множителями, а рабочая частота шин PCI, и VLB была равна частоте шины процессора i486 (хотя некоторые материнские платы имели множители также и для них).

Позже материнские платы для i486 обрели поддержку технологии Plug-and-Play, которая использовалась в Windows 95 и позволяющая компьютерам автоматически обнаруживать и настраивать устройства, устанавливаемые на компьютер, и устанавливать соответствующие драйверы.

Модели[]

Сводная таблица моделей процессоров Intel 486^[3][4][5][6]

Модель	Кодовое имя	Intel S-Spec	Тип корпуса	Тип процессорного разъёма	Частота, МГц	Шина данных (внешняя), бит	Напряжение питания, вольт	Нормы литографии техпроцесса, мкм	К-во транзисторов	Дата анонса	Примечание, отличие
Intel 486DX
Intel A80486DX-25	P4	SX328	Керамический корпус PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	25 × 1	32	5	1	1 185 000	Шаблон:Дата	Оригинальный процессор семейства i486. Кэш первого уровня 8 кБ.
Intel A80486DX-33	P4	SX329	Керамический корпус PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	33 × 1	32	5	1	1 185 000	Шаблон:Дата
Intel A80486DX-33	P4	SX729	Керамический корпусc PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	33 × 1	32	5	1	1 185 000	Шаблон:Дата	Лого DX на корпусе.
Intel A80486DX-33 (SL enhanced)	P4	SX810	Керамический корпус PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	33 × 1	32	5	1	1 185 000	Шаблон:Дата	Маркировка «&E» и лого DX на корпусе.
Intel A80486DX-50	P4	SX710	Керамический корпус PGA-168	Socket 2, Socket 3	50 × 1	32	5	0,8	1 185 000	Шаблон:Дата	Лого DX на корпусе.
Intel 486DX2
Intel SB80486DX2-40	P24	SX809	Пластиковый корпус PQFP-208	На плате-адаптере	20 × 2	32	3,3	0,8	1 200 000	Шаблон:Дата	На плате-адаптере.
Intel SB80486DX2-50	P24	SX920	Пластиковый корпус PQFP-208	На плате-адаптере	25 × 2	32	3,3	0,8	1 200 000	Шаблон:Дата	На плате-адаптере.
Intel A80486DX2-50	P24	SX808	Керамический корпус PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	25 × 2	32	5	0,8	1 200 000	Шаблон:Дата	Не имел проблем DX-50 с шинами ISA 16 bit и VESA VL-Bus в связи с работой на частоте 25 МГц, но был на 3…15 % медленнее в реальных приложениях. В основной массе отпускался OEM-производителем систем. Также выпускался фирмой IBM с соответствующей маркировкой на корпусе, типа: «COPYRIGHT INTEL ’89 ’92 1 MFG BY IBM»
Intel A80486DX2-66	P24	SX807	Керамический корпус PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	33 × 2	32	5	0,8	1 185 000	Шаблон:Дата
Intel A80486DX2-66	P24	SX955	Керамический корпус PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	33 × 2	32	5	0,8	1 200 000	Шаблон:Дата	Кэш процессора с «обратной записью» (write-back cache). Дополнительная маркировка на корпусе «&EW»: используется технология SL enhanced CPU.
Intel A80486DX2-66	P24	SX759	Керамический корпус PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	33 × 2	32	5	0,8	1 200 000	Шаблон:Дата	На керамическом корпусе интегрирован радиатор синего (производства фабрик на территории США) или чёрного (Малайзия) цвета.
Intel DX4
Intel A80486DX4-75	P24C	SX884	Керамический корпус PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	25 × 3	32	3	0,6	1 600 000	Шаблон:Дата	Дополнительная маркировка на корпусе «&EW»: используется технология SL enhanced CPU.
Intel FC80486DX4-75 Mobile	P24C	SK052	Пластиковый корпус PQFP-208	На плате-адаптере	25 × 3	32	3	0,6	1 600 000	Шаблон:Дата	Адаптер для мобильных систем
Intel FC80486DX4-75 Mobile Module	P24C	SX883	Пластиковый корпусc PQFP-208	На плате-адаптере	25 × 3	32	3	0,6	1 600 000	Шаблон:Дата	Использовался в IBM Thinkpad 755
Intel A80486DX4-100	P24C	SX900	Пластиковый корпус PQFP-208	На плате-адаптере	33 × 3	32	3	0,6	1 600 000	Шаблон:Дата	Адаптер для мобильных систем
Intel FC80486DX4-100 Mobile Module	P24C	SX883	Керамический корпус PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	33 × 3	32	3	0,6	1 600 000	Шаблон:Дата	Дополнительная маркировка на корпусе «&EW»: используется технология SL enhanced CPU.
Intel RapidCAD-1	Н/Д	SZ624	Керамический корпус PGA-132	i386/387	33 × 3	32	Н/Д	Н/Д	1 600 000	1991 год	Intel RapidCad это специально упакованные Intel 486DX, без кэша и с заглушкой вместо FPU, стандартной для i386 цоколёвкой, предназначен для замены процессоров Intel 80386 и 80387 FPU.
Intel RapidCAD-2	Н/Д	SZ625	Керамический корпус PGA-68	i376/387	33 × 3	32	Н/Д	Н/Д	1 600 000	Шаблон:Дата
Intel486SX
Intel A80486SX-20	P23	SX406	Керамический корпус PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	20 × 1	32	5	1	1 185 000	Шаблон:Дата	Подобен i486DX, но с отключённым математическим сопроцессором.
Intel A80486SX-25	P23	SX679	Керамический корпус PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	25 × 1	32	5	1	1 185 000	Шаблон:Дата
Intel A80486SX-25	P23	SX903	Керамический корпус PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	25 × 1	32	5	1	1 185 000	Шаблон:Дата
Intel KU80486SX-25	P23	SX406	Пластиковый корпус PQFP-196 внутри PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	25 × 1	32	5	1	1 185 000	Шаблон:Дата	Разгон до 40 МГц
Intel A80486SX-33	P23	SX797	Керамический корпус PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	33 × 1	32	5	1	1 185 000	Шаблон:Дата
Intel SB80486SX-33	P23	SX855	Пластиковый корпусc PQFP-208	На плате-адаптере	33 × 1	32	5	1	1 185 000	Шаблон:Дата
Intel A80486SX2-50	P23	SX845	Керамический корпус PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	25 × 2	32	5	1	900 000	Шаблон:Дата
Intel 486SX2-50/SA OEM	P23	SX845	Керамический корпус PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	25 × 2	32	5	1	900 000	Шаблон:Дата	Интегрированный радиатор. Поставлялся, в основном, OEM-производителям.
Прочие, производства Intel
Intel 487SX	P23N									Шаблон:Дата	i486DX с изменённой цоколёвкой для использования как FPU в i486SX системах.
Intel 486 OverDrive	P23T									Шаблон:Дата	Предназначен для модернизации компьютеров с процессорами i486DX/SX.
Intel KU80486SL-25	Н/Д	SX709	Керамический корпус PGA-168	Socket 1, Socket 2, Socket 3	25 × 1	32	5	0,8	1 400 000	Шаблон:Дата	i486SX низкого энергопотребления, применялся главным образом в портативных компьютерах.
Intel 486DX SL-enhanced	P4S									Шаблон:Дата	i486DX с SL-технологией.
Intel 486SX SL-enhanced	P23S									Шаблон:Дата	i486SX с SL-технологией.
Intel 486DX2 SL-enhanced	P24S									Шаблон:Дата	i486DX2 с SL-технологией. Частота 50-66 МГц; напряжение питания 5 вольт.
Intel 486SX2	???									1994 год	Подобен i486DX2, но с отключённым математическим сопроцессором.
Intel DX4	P24C									Шаблон:Дата	Имеет утроенную тактовую частоту по отношению к внешней шине, 75-100 МГц; напряжение питания 3,3 вольта.
Intel 486DX2 wb	P24D									Шаблон:Дата	i486DX2 с кэш-памятью типа write-back. Частота 50-66 МГц; напряжение питания 5 вольт.
Intel DX4 OverDrive PR	P4T									Шаблон:Дата	Предназначен для модернизации компьютеров с процессорами i486DX/SX.
Intel 486GX	???									Шаблон:Дата	i486SX для использования в портативных устройствах.
Pentium OverDrive 62.5/82.5 for 5V 486 /3.3V DX4	P24T										Предназначен для модернизации компьютеров с процессорами Intel DX4 на процессор Pentium с частотой 62,5 или 82,5 МГц.

С момента появления первого процессора Intel 486DX было выпущено множество других моделей семейства 486 с суффиксами SX, SL, DX2, DX4, GX. Они отличались функциональным предназначением и некоторыми технологическими параметрами (напряжение питания, тактовая частота, размер кэш-памяти, отсутствием или наличием сопроцессора и др.).

Процессоры 486DX2 имели коэффициент умножения 2 — то есть, например, при частоте системной шины 33 МГц рабочая частота самого процессора составляла 66 МГц. Позже появились процессоры Intel DX4 — однако коэффициент умножения у них был не 4, а 3. В результате введения множителей в широкий обиход впервые вошло такое понятие, как разгон (Шаблон:Lang-en) — повышение производительности процессора путём увеличения тактовой частоты шины или коэффициента умножения. Так, известно, что в России даже в открытую продажу поступали системы, в которых процессоры i486 работали на частотах до 160 МГц.

Конкурентные решения[]

Ко времени выпуска 486 Intel лишилась прав собственности на товарные знаки x86 и подобные наименования использовали множество производителей. Основной лозунг конкурентов Intel был «Практически то же что и у Intel, только за меньшие деньги».

486-совместимые процессоры производились и такими компаниями, как IBM, Texas Instruments, AMD, Cyrix, UMC и Chips and Technologies. Некоторые из них были почти точными копиями как по производительности, так и по техническим характеристикам, другие же, наоборот, отличались от оригинала.

Уже после ухода с массового рынка 486-х процессоров производства Intel компания AMD выпустила процессоры 486DX4-120 и Am5x86-133.

В мае 2006 года Intel заявила, что производство чипов 80486 прекратится в конце сентября 2007 года. И хотя для прикладных программ на персональных компьютерах этот чип уже долгое время являлся устаревшим, Intel продолжала производить его для использования во встраиваемых системах.

Примечания[]

Литература[]

• Документация, выпущенная Intel:
  • Order No: 271329-002 «MILITARY Intel486 PROCESSOR FAMILY»
  • Order No: 272755-001 «Embedded Ultra-Low Power Intel486 GX Processor»
  • Order No: 272731-002 «Embedded Ultra-Low Power Intel486 SX Processor»
  • Order No: 272731-001 «Embedded Ultra-Low Power Intel486 SX Processor»
  • Order No: 271329-003 «MILITARY Intel486 PROCESSOR FAMILY»
  • Order No: 241199-002 «Intel486 Family of Microprocessors. Low Power Version. Data Sheet»
  • Order No: 273025-001 «EMBEDDED Intel486 PROCESSOR. HARDWARE REFERENCE MANUAL»
  • Order No: 273021-001 «EMBEDDED Intel486 PROCESSOR FAMILY. DEVELOPER’S MANUAL»
  • Order No: 272815-001 «Ultra-Low Power Intel486 SX PROCESSOR. EVALUATION BOARD MANUAL»
  • Order No: 272771-002 «Embedded Write-Back Enhanced IntelDX4 Processor»
  • Order No: 272771-001 «Embedded Write-Back Enhanced IntelDX4 Processor»
  • Order No: 272770-002 «Embedded IntelDX2 Processor»
  • Order No: 272770-001 «Embedded IntelDX2 Processor»
  • Order No: 272769-002 «Embedded Intel486 SX Processor»
  • Order No: 272769-001 «Embedded Intel486 SX Processor»
  • Order No: 272755-002 «Embedded Ultra-Low Power Intel486 GX Processor»
  • Order No: 240440-006 «Intel486DX MICROPROCESSOR»

Ссылки[]

• История судебных тяжб между Intel и AMD
• Документация на процессор на сайте bitsavers.org Шаблон:Ref-en

Intel 80486
Intel A80486DX-25
Developer	Intel
Manufacturer	Intel
Type	Microprocessors
Introduction	April 10, 1989 (announced) June, 1989 (launch)
Production	1988-2007
Architecture	x86
ISA	IA-32
µarch	80486
Word size	32 bit 4 octets 8 nibbles
Process	1 µm 1,000 nm 0.001 mm , 800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm , 600 nm 0.6 μm 6.0e-4 mm
Technology	CMOS
Clock	16 MHz-100 MHz
Package	PGA-168, PQFP-196, SQFP-208
Succession
←	→
80386	Pentium

The 80486, also i486 and 486, (pronounced eighty-four-eighty-six) was a family of 32-bit 4th-generation x86 microprocessors introduced by Intel in 1989 as a successor to the 80386. 486 introduced a number of enhancements to 386 including a new level 1 cache, better IPC performance, and an integrated FPU. The 486 became the first x86 chip family to exceed one million transistors.

Architecture[edit]

Main article: 80486 Microarchitectures

Like its predecessor, the 80486 maintains full backwards object code comparability with the all previous x86 processors (80386, 80286, 80186, etc…). To improve performance Intel introduced a new layer of cache on-die (previously various external extensions existed). The 8 KB, 4-way set associative, write-back policy, cache was unified for both the data and instructions. This provided much needed faster access to recently used data and instructions. Various enhancements were also made to the bus interface including faster communication that required single clock cycle instead of multiple.

Whereas before a separately packaged math coprocessor was used (i.e. 80387, 80287, etc..), the 80486 moved the unit on-die eliminating the external communication delays altogether. Furthermore more aggressive math algorithms were used to implement the new FPU yielding faster floating point calculations.

The pipeline itself received some attention as well. Simple ALU register, register and register, immediate cached operations could now complete in a single cycle; this previously required at least 2 cycles.

Members[edit]

i486DX[edit]

i486DX Processors
Model	Launched	Process	Freq	Max Mem
i486DX-20	June 1989	1,000 nm 1 μm 0.001 mm 800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm	20 MHz 0.02 GHz 20,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
i486DX-25	June 1989	1,000 nm 1 μm 0.001 mm 800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm	25 MHz 0.025 GHz 25,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
i486DX-33	7 May 1990	1,000 nm 1 μm 0.001 mm 800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm	33 MHz 0.033 GHz 33,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
i486DX-50	24 June 1991	1,000 nm 1 μm 0.001 mm 800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm	50 MHz 0.05 GHz 50,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
i486DX2-40	3 March 1992	1,000 nm 1 μm 0.001 mm 800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm	40 MHz 0.04 GHz 40,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
i486DX2-50	3 March 1992	1,000 nm 1 μm 0.001 mm 800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm	50 MHz 0.05 GHz 50,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
i486DX2-66	3 March 1992	1,000 nm 1 μm 0.001 mm 800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm	66 MHz 0.066 GHz 66,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
i486DX4-100	7 March 1994	600 nm 0.6 μm 6.0e-4 mm	100 MHz 0.1 GHz 100,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
i486DX4-75	7 March 1994	600 nm 0.6 μm 6.0e-4 mm	75 MHz 0.075 GHz 75,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
Count: 9

i486SX[edit]

i486SX Processors
Model	Launched	Process	Freq	Max Mem
i486SX-16	22 April 1991	1,000 nm 1 μm 0.001 mm 800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm	16 MHz 0.016 GHz 16,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
i486SX-20	16 September 1991	1,000 nm 1 μm 0.001 mm 800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm	20 MHz 0.02 GHz 20,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
i486SX-25	16 September 1991	1,000 nm 1 μm 0.001 mm 800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm	25 MHz 0.025 GHz 25,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
i486SX-33	21 September 1992	1,000 nm 1 μm 0.001 mm 800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm	33 MHz 0.033 GHz 33,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
i486SX2-50		800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm	50 MHz 0.05 GHz 50,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
i486SX2-66		800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm	66 MHz 0.066 GHz 66,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
Count: 6

i486SL[edit]

i486SL Processors
Model	Launched	Process	Freq	Max Mem
i486SL-20	9 November 1992	800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm	20 MHz 0.02 GHz 20,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
i486SL-25	9 November 1992	800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm	25 MHz 0.025 GHz 25,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
i486SL-33	9 November 1992	800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm	33 MHz 0.033 GHz 33,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
Count: 3

i486GX[edit]

i486GX Processors
Model	Launched	Process	Freq	Max Mem
i486GX-33		800 nm 0.8 μm 8.0e-4 mm	33 MHz 0.033 GHz 33,000 kHz	4,096 MiB 4,194,304 KiB 4,294,967,296 B 4 GiB 0.00391 TiB
Count: 1

Clones[edit]

• Am486

This list is incomplete; you can help by expanding it.

Documents[edit]

Datasheet[edit]

• 486 DX2 Microprocessor Data Book (February 1992)
• Intel486 DX2 Microprocessor Data Book (July 1992)
• 486 DX Microprocessor Data Book (October 1992)
• i486 MICROPROCESSOR (April 1989)

Manual[edit]

• Intel486 Microprocessor Family Programmer’s Reference Manual (1992)
• i486 MICROPROCESSOR PROGRAMMER’S REFERENCE MANUAL (1990)
• i486 MICROPROCESSOR HARDWARE REFERENCE MANUAL (1990)

Преемник Intel 386

Intel 80486

Открытый кристалл микропроцессора Intel 80486DX2
Общая информация
Запущен	апрель 1989 г.
Снято с производства	28 сентября 2007 г.
Стандартный производитель (-ы)	Intel, IBM, AMD, Texas Instruments, Harris Semiconductor, UMC, SGS Thomson
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)	PGA (разъем 1, 2, 3 ), 196-контактный PQFP, 208-контактный SQFP
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.

Содержание

• 1 Предпосылки
• 2 Улучшения
  • 2.1 Различия между i386 и i486
• 3 Модели
• 4 Другие производители процессоров, подобных 80486
• 5 Материнские платы и шины
• 6 Игры
• 7 Устаревание
• 8 См. Также
• 9 Примечания
• 10 Ссылки
• 11 Внешние ссылки

История вопроса

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.

Улучшения

Архитектура 486DX2

Регистры Intel 80486

1 … 5 … 7 … 0 (позиция бита) Главные регистры (8/16/32 бита) EAX AH AL Aрегистр EBX BH BL Bрегистр ECX CH Регистр CL C EDX DH Регистр DL D Индексные регистры (16/32 бит) ESI SI Source I ndex EDI DI Destination I ndex EBP BP Base P ointer ESP SP Stack P ointer Программный счетчик (16 / 32 бита) EIP IP Iинструкция P ointer Селекторы сегмента (16 бит) CS Code S egment DS Data S egment ES Extra S egment FS FSegment GS GSegment SS Stack S egment

Регистр состояния 7 6 5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 (битовая позиция) V R 0 N IOPL O D I T S Z 0 A 0 P 1 C EFlags

Регистры с плавающей запятой (80 биты) 9 … 0 (позиция бита) ST0 STрегистр подтверждения 0 ST1 STрегистр подтверждения 1 ST2 STрегистр подтверждения 2 ST3 STрегистр подтверждения 3 ST4 STрегистр подтверждения 4 ST5 STрегистр подтверждения 5 ST6 STрегистр подтверждения 6 ST7 STрегистр подтверждения 7

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.

Различия между i386 и i486

• 8 КБ на кристалле (уровень 1) SRAM кэш хранит самые последние использованные инструкции и данные (16 КБ и / или обратная запись на некоторых более поздних моделях). 386 не имел такого внутреннего кэша, но поддерживал более медленный внешний кэш (который не был кеш-памятью уровня 2, потому что на 80386 не было внутреннего кэша уровня 1).
• Усовершенствованный протокол внешней шины для обеспечения когерентности кэша и новый пакетный режим для доступа к памяти для заполнения строки кэша размером 16 байт за 5 циклов шины. 386 потребовалось 8 циклов шины для передачи того же количества данных.
• Тесно связанная конвейерная обработка завершает простую инструкцию, такую ​​как ALU reg, reg или ALU reg, im каждый такт (после задержка в несколько циклов). Для этого модели 386 потребовалось два тактовых цикла.
• Интегрированный FPU (отключен или отсутствует в моделях SX) с выделенной локальной шиной ; вместе с более быстрыми алгоритмами на более обширном оборудовании, чем в i387, он выполняет вычисления с плавающей запятой быстрее по сравнению с комбинацией i386 +i387.
• Улучшенный MMU производительность.
• Новые инструкции: XADD, BSWAP, CMPXCHG, INVD, WBINVD, INVLPG.

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).

Модели

Есть несколько суффиксов и вариантов. (см. таблицу). Другие варианты включают:

• Intel RapidCAD : специально упакованный Intel 486DX и фиктивный блок с плавающей запятой (FPU), разработанный в качестве совместимой по выводам замены Intel 80386 процессор и 80387 FPU.
• i486SL-NM: i486SL на базе i486SX.
• i487SX (P23N) : i486DX с одним дополнительным контактом продается как обновление FPU для систем i486SX ; Когда был установлен i487SX, он обеспечил наличие i486SX на материнской плате, но отключил его, взяв на себя все его функции.
• i486 OverDrive (P23T / P24T) : i486SX, i486SX2, i486DX2 или i486DX4. Отмеченные как процессоры модернизации, некоторые модели имели разводку выводов или возможности управления напряжением, отличные от «стандартных» микросхем того же шага скорости. Устанавливается на сопроцессор или сокет «OverDrive» на материнской плате, работает так же, как i487SX.

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

Другие производители процессоров типа 80486

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.

Материнские платы и шины

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.

Игры

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.

Устаревание

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 6×86, 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.

См. Также

• Список микропроцессоров Intel
• Motorola 68040, хотя и не совместим, но часто позиционируется как Motorola, эквивалентный Intel 80486 с точки зрения производительности и функций.
• VL86C020, ARM3 ядро ​​аналогичного периода времени и сопоставимая производительность MIPS для целочисленного кода (25 МГц для обоих), с 310 000 транзисторов (в процессе 1,5 мкм) вместо 1 миллиона

Примечания

Ссылки

Внешние ссылки

• Таблицы данных Intel486
  • SX с низким энергопотреблением и DX с переменной частотой. Декабрь 1992 г.
  • ВСТРОЕННЫЙ УЛЬТРА-НИЗКАЯ МОЩНОСТЬ Intel 486 SX
  • Встроенный улучшенный Intel DX4 с обратной записью. Октябрь 1995 г.
• Изображения и описания Intel 80486 на cpu-collection.de
• Фотография кристалла Intel 386DX

i486

The exposed die of an Intel 486DX2
General information
Launched	April 1989
Discontinued	September 28, 2007
Designed by	Intel, with Pat Gelsinger as chief architect
Common manufacturer(s)	Intel, IBM, AMD, Texas Instruments, Harris Semiconductor, UMC, SGS Thomson
Performance
Max. CPU clock rate	16  to 100 MHz[a]
FSB speeds	16 MHz to 50 MHz
Data width	32 bits[1]
Address width	32 bits[1]
Virtual address width	32 bits (linear); 46 bits (logical)[1]
Cache
L1 cache	8 KB to 16 KB
Architecture and classification
Technology node	1 µm to 0.6 µm
Instruction set	x86 including x87 (except for «SX» models)
Physical specifications
Transistors	1.2–1.6 million
Co-processor	Intel 80487SX
Package(s)	PGA (socket 1, 2, 3), 196-pin PQFP, 208-pin SQFP
History
Predecessor	Intel 386
Successor	Pentium/i586 (P5)
Support status
Unsupported

The Intel 486, officially named i486 and also known as 80486, is a microprocessor. It is a higher-performance follow-up to the Intel 386. The i486 was introduced in 1989. It represents the fourth generation of binary compatible CPUs following the 8086 of 1978, the Intel 80286 of 1982, and 1985’s i386.

It was the first tightly-pipelined^[c] x86 design as well as the first x86 chip to include more than one million transistors. It offered a large on-chip cache and an integrated floating-point unit.

A typical 50 MHz i486 executes around 40 million instructions per second (MIPS), reaching 50 MIPS peak performance. It is approximately twice as fast as the i386 or i286 per clock cycle. The i486’s improved performance is thanks to its five-stage pipeline with all stages bound to a single cycle. The enhanced FPU unit on the chip was significantly faster than the i387 FPU per cycle. The intel 80387 FPU («i387») was a separate, optional math coprocessor that was installed in a motherboard socket alongside the i386.

The i486 was succeeded by the original Pentium.

History[edit]

The i486 was announced at Spring Comdex in April 1989. At the announcement, Intel stated that samples would be available in the third quarter and production quantities would ship in the fourth quarter.^[2] The first i486-based PCs were announced in late 1989.^[3]

The first major update to the i486 design came in March 1992 with the release of the clock-doubled 486DX2 series.^[4] It was the first time that the CPU core clock frequency was separated from the system bus clock frequency by using a dual clock multiplier, supporting 486DX2 chips at 40 and 50 MHz. The faster 66 MHz 486DX2-66 was released that August.^[4]

The fifth-generation Pentium processor launched in 1993, while Intel continued to produce i486 processors, including the triple-clock-rate 486DX4-100 with a 100 MHz clock speed and a L1 cache doubled to 16 KB.^[4]

Earlier, Intel had decided not to share its 80386 and 80486 technologies with AMD. However, AMD believed that their technology sharing agreement extended to the 80386 as a derivative of the 80286.^[4] AMD reverse-engineered the 386 and produced the 40 MHz Am386DX-40 chip, which was cheaper and had lower power consumption than Intel’s best 33 MHz version.^[4] Intel attempted to prevent AMD from selling the processor, but AMD won in court, which allowed it to establish itself as a competitor.^[5]

AMD continued to create clones, releasing the first-generation Am486 chip in April 1993 with clock frequencies of 25, 33 and 40 MHz. Second-generation Am486DX2 chips with 50, 66 and 80 MHz clock frequencies were released the following year.^[4] The Am486 series was completed with a 120 MHz DX4 chip in 1995.^[4]

AMD’s long-running 1987 arbitration lawsuit against Intel was settled in 1995, and AMD gained access to Intel’s 80486 microcode.^[4] This led to the creation of two versions of AMD’s 486 processor — one reverse-engineered from Intel’s microcode, while the other used AMD’s microcode in a clean room design process. However, the settlement also concluded that the 80486 would be AMD’s last Intel clone.^[4]

Another 486 clone manufacturer was Cyrix, which was a fabless co-processor chip maker for 80286/386 systems. The first Cyrix 486 processors, the 486SLC and 486DLC, were released in 1992 and used the 80386 package.^[4] Both Texas Instruments-manufactured Cyrix processors were pin-compatible with 386SX/DX systems, which allowed them to become an upgrade option.^[5] However, these chips could not match the Intel 486 processors, having only 1 KB of cache memory and no built-in math coprocessor. In 1993, Cyrix released its own Cx486DX and DX2 processors, which were closer in performance to Intel’s counterparts. Intel and Cyrix sued each other, with Intel filing for patent infringement and Cyrix for antitrust claims. In 1994, Cyrix won the patent infringement case and dropped its antitrust claim.^[4]

In 1995, both Cyrix and AMD began looking at a ready market for users wanting to upgrade their processors. Cyrix released a derivative 486 processor called the 5×86, based on the Cyrix M1 core, which was clocked up to 120 MHz and was an option for 486 Socket 3 motherboards.^[4][5] AMD released a 133 MHz Am5x86 upgrade chip, which was essentially an improved 80486 with double the cache and a quad multiplier that also worked with the original 486DX motherboards.^[4] Am5x86 was the first processor to use AMD’s performance rating and was marketed as Am5x86-P75, with claims that it was equivalent to the Pentium 75.^[5] Kingston Technology launched a ‘TurboChip’ 486 system upgrade that used a 133 MHz Am5x86.^[4]

Intel responded by making a Pentium OverDrive upgrade chip for 486 motherboards, which was a modified Pentium core that ran up to 83 MHz on boards with a 25 or 33 MHz front-side bus clock. OverDrive wasn’t popular due to speed and price.^[4] The 486 was declared obsolete as early as 1996, with a Florida school district’s purchase of a fleet of 486DX4 machines in that year sparking controversy. New computers equipped with 486 processors in discount warehouses became scarce, and an IBM spokesperson called it a «dinosaur».^[6] Even after the Pentium series of processors gained a foothold in the market, however, Intel continued to produce 486 cores for industrial embedded applications. Intel discontinued production of i486 processors in late 2007.^[4]

Improvements[edit]

i486 registers

31 … 15 … 07 … 00 (bit position) Main registers (8/16/32 bits) EAX AH AL A register EBX BH BL B register ECX CH CL C register EDX DH DL D register Index registers (16/32 bits) ESI SI Source Index EDI DI Destination Index EBP BP Base Pointer ESP SP Stack Pointer Program counter (16/32 bits) EIP IP Instruction Pointer Segment selectors (16 bits)   CS Code Segment   DS Data Segment   ES Extra Segment   FS F Segment   GS G Segment   SS Stack Segment

Status register   17 16 15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00 (bit position)   V R 0 N IOPL O D I T S Z 0 A 0 P 1 C EFlags

Floating-point registers (80 bits) 79 … 00 (bit position) ST0 STack register 0 ST1 STack register 1 ST2 STack register 2 ST3 STack register 3 ST4 STack register 4 ST5 STack register 5 ST6 STack register 6 ST7 STack register 7

The instruction set of the i486 is very similar to the i386, with the addition of a few extra instructions, such as CMPXCHG, a compare-and-swap atomic operation, and XADD, a fetch-and-add atomic operation that returned the original value (unlike a standard ADD, which returns flags only).

The i486’s performance architecture is a vast improvement over the i386. It has an on-chip unified instruction and data cache, an on-chip floating-point unit (FPU) and an enhanced bus interface unit. Due to the tight pipelining, sequences of simple instructions (such as ALU reg,reg and ALU reg,im) could sustain single-clock-cycle throughput (one instruction completed every clock). These improvements yielded a rough doubling in integer ALU performance over the i386 at the same clock rate. A 16 MHz i486 therefore had performance similar to a 33 MHz i386. The older design had to reach 50 MHz to be comparable with a 25 MHz i486 part.^[d]

Differences between i386 and i486[edit]

• An 8 KB on-chip (level 1) SRAM cache stores the most recently used instructions and data (16 KB and/or write-back on some later models). The i386 had no internal cache but supported a slower off-chip cache (not officially a level 2 cache because i386 had no internal level 1 cache).
• An enhanced external bus protocol to enable cache coherency and a new burst mode for memory accesses to fill a cache line of 16 bytes within five bus cycles. The 386 needed eight bus cycles to transfer the same amount of data.
• Tightly coupled^[b] pipelining completes a simple instruction like ALU reg,reg or ALU reg,im every clock cycle (after a latency of several cycles). The i386 needed two clock cycles.
• Integrated FPU (disabled or absent in SX models) with a dedicated local bus; together with faster algorithms on more extensive hardware than in the i387, this performed floating-point calculations faster than the i386/i387 combination.
• Improved MMU performance.
• New instructions: XADD, BSWAP, CMPXCHG, INVD, WBINVD, INVLPG.

Just as in the i386, a flat 4 GB memory model could be implemented. All «segment selector» registers could be set to a neutral value in protected mode, or to zero in real mode, and using only the 32-bit «offset registers» (x86-terminology for general CPU registers used as address registers) as a linear 32-bit virtual address bypassing the segmentation logic. Virtual addresses were then normally mapped onto physical addresses by the paging system except when it was disabled. (Real mode had no virtual addresses.) Just as with the i386, circumventing memory segmentation could substantially improve performance for some operating systems and applications.

On a typical PC motherboard, either four matched 30-pin (8-bit) SIMMs or one 72-pin (32-bit) SIMM per bank were required to fit the i486’s 32-bit data bus. The address bus used 30-bits (A31..A2) complemented by four byte-select pins (instead of A0,A1) to allow for any 8/16/32-bit selection. This meant that the limit of directly addressable physical memory was 4 gigabytes as well (2³⁰ 32-bit words = 2³² 8-bit words).

Models[edit]

Intel offered several suffixes and variants (see table). Variants include:

• Intel RapidCAD: a specially packaged Intel 486DX and a dummy floating-point unit (FPU) designed as pin-compatible replacements for an i386 processor and 80387 FPU.
• i486SL-NM: i486SL based on i486SX.
• i487SX (P23N): i486DX with one extra pin sold as an FPU upgrade to i486SX systems; When the i487SX was installed, it ensured that an i486SX was present on the motherboard but disabled it, taking over all of its functions.
• i486 OverDrive (P23T/P24T): i486SX, i486SX2, i486DX2 or i486DX4. Marked as upgrade processors, some models had different pinouts or voltage-handling abilities from «standard» chips of the same speed. Fitted to a coprocessor or «OverDrive» socket on the motherboard, they worked the same as the i487SX.

The maximal internal clock frequency (on Intel’s versions) ranged from 16 to 100 MHz. The 16 MHz i486SX model was used by Dell Computers.

One of the few i486 models specified for a 50 MHz bus (486DX-50) initially had overheating problems and was moved to the 0.8-micrometer fabrication process. However, problems continued when the 486DX-50 was installed in local-bus systems due to the high bus speed, making it unpopular with mainstream consumers. Local-bus video was considered a requirement at the time, though it remained popular with users of EISA systems. The 486DX-50 was soon eclipsed by the clock-doubled i486DX2, which although running the internal CPU logic at twice the external bus speed (50 MHz), was nevertheless slower because the external bus ran at only 25 MHz. The i486DX2 at 66 MHz (with 33 MHz external bus) was faster than the 486DX-50, overall.

More powerful i486 iterations such as the OverDrive and DX4 were less popular (the latter available as an OEM part only), as they came out after Intel had released the next-generation Pentium processor family. Certain steppings of the DX4 also officially supported 50 MHz bus operation, but it was a seldom-used feature.

	Model	CPU/bus clock speed	Voltage	L1 cache*	Introduced	Notes
	i486DX (P4)	20, 25 MHz 33 MHz 50 MHz	5 V	8 KB WT	April 1989 May 1990 June 1991	The original chip without clock multiplier
	i486SL	20, 25, 33 MHz	5 V or 3.3 V	8 KB WT	November 1992	Low-power version of the i486DX, reduced VCore, SMM (System Management Mode), stop clock, and power-saving features — mainly for use in portable computers
	i486SX (P23)	16, 20, 25 MHz 33 MHz	5 V	8 KB WT	September 1991 September 1992	An i486DX with the FPU part disabled; later versions had the FPU removed from the die to reduce area and hence cost.
	i486DX2 (P24)	40/20, 50/25 MHz 66/33 MHz	5 V	8 KB WT	March 1992 August 1992	The internal processor clock runs at twice the clock rate of the external bus clock
	i486DX-S (P4S)	33 MHz; 50 MHz	5 V or 3.3 V	8 KB WT	June 1993	SL Enhanced 486DX
	i486DX2-S (P24S)	40/20 MHz, 50/25 MHz, (66/33 MHz)	5 V or 3.3 V	8 KB WT	June 1993
	i486SX-S (P23S)	25, 33 MHz	5 V or 3.3 V	8 KB WT	June 1993	SL Enhanced 486SX
	i486SX2	50/25, 66/33 MHz	5 V	8 KB WT	March 1994	i486DX2 with the FPU disabled
	IntelDX4 (P24C)	75/25, 100/33 MHz	3.3 V	16 KB WT	March 1994	Designed to run at triple clock rate (not quadruple, as often believed; the DX3, which was meant to run at 2.5× the clock speed, was never released). DX4 models that featured write-back cache were identified by an «&EW» laser-etched into their top surface, while the write-through models were identified by «&E».
	i486DX2WB (P24D)	50/25 MHz, 66/33 MHz	5 V	8 KB WB	October 1994	Enabled write-back cache.
	IntelDX4WB	100/33 MHz	3.3 V	16 KB WB	October 1994
	i486DX2 (P24LM)	90/30 MHz, 100/33 MHz	2.5–2.9 V	8 KB WT	1994
	i486GX	up to 33 MHz	3.3 V	8 KB WT		Embedded ultra-low-power CPU with all features of the i486SX and 16-bit external data bus. This CPU is for embedded battery-operated and hand-held applications.

*WT = write-through cache strategy, WB = write-back cache strategy

Other makers of 486-like CPUs[edit]

Processors compatible with the i486 were produced by companies such as IBM, Texas Instruments, AMD, Cyrix, UMC, and STMicroelectronics (formerly SGS-Thomson). Some were clones (identical at the microarchitectural level), others were clean room implementations of the Intel instruction set. (IBM’s multiple-source requirement was one of the reasons behind its x86 manufacturing since the 80286.) The i486 was, however, covered by many Intel patents, including from the prior i386. Intel and IBM had broad cross-licenses of these patents, and AMD was granted rights to the relevant patents in the 1995 settlement of a lawsuit between the companies.^[7]

AMD produced several clones using a 40 MHz bus (486DX-40, 486DX/2-80, and 486DX/4-120) which had no Intel equivalent, as well as a part specified for 90 MHz, using a 30 MHz external clock, that was sold only to OEMs. The fastest running i486-compatible CPU, the Am5x86, ran at 133 MHz and was released by AMD in 1995. 150 MHz and 160 MHz parts were planned but never officially released.

Cyrix made a variety of i486-compatible processors, positioned at the cost-sensitive desktop and low-power (laptop) markets. Unlike AMD’s 486 clones, the Cyrix processors were the result of clean-room reverse engineering. Cyrix’s early offerings included the 486DLC and 486SLC, two hybrid chips that plugged into 386DX or SX sockets respectively, and offered 1 KB of cache (versus 8 KB for the then-current Intel/AMD parts). Cyrix also made «real» 486 processors, which plugged into the i486’s socket and offered 2 or 8 KB of cache. Clock-for-clock, the Cyrix-made chips were generally slower than their Intel/AMD equivalents, though later products with 8 KB caches were more competitive, albeit late to market.

The Motorola 68040, while not i486 compatible, was often positioned as its equivalent in features and performance. Clock-for-clock basis the Motorola 68040 could significantly outperform the Intel chip.^[8][9] However, the i486 had the ability to be clocked significantly faster without overheating. Motorola 68040 performance lagged behind the later production i486 systems.^{[citation needed]}

Motherboards and buses[edit]

Early i486-based computers were equipped with several ISA slots (using an emulated PC/AT-bus) and sometimes one or two 8-bit-only slots (compatible with the PC/XT-bus).^[e] Many motherboards enabled overclocking of these from the default 6 or 8 MHz to perhaps 16.7 or 20 MHz (half the i486 bus clock) in several steps, often from within the BIOS setup. Especially older peripheral cards normally worked well at such speeds as they often used standard MSI chips instead of slower (at the time) custom VLSI designs. This could give significant performance gains (such as for old video cards moved from a 386 or 286 computer, for example). However, operation beyond 8 or 10 MHz could sometimes lead to stability problems, at least in systems equipped with SCSI or sound cards.

Some motherboards came equipped with a 32-bit EISA bus that was backward compatible with the ISA-standard. EISA offered attractive features such as increased bandwidth, extended addressing, IRQ sharing, and card configuration through software (rather than through jumpers, DIP switches, etc.) However, EISA cards were expensive and therefore mostly employed in servers and workstations. Consumer desktops often used the simpler, faster VESA Local Bus (VLB). Unfortunately prone to electrical and timing-based instability; typical consumer desktops had ISA slots combined with a single VLB slot for a video card. VLB was gradually replaced by PCI during the final years of the i486 period. Few Pentium class motherboards had VLB support as VLB was based directly on the i486 bus; much different from the P5 Pentium-bus. ISA persisted through the P5 Pentium generation and was not completely displaced by PCI until the Pentium III era.

Late i486 boards were normally equipped with both PCI and ISA slots, and sometimes a single VLB slot. In this configuration, VLB or PCI throughput suffered depending on how buses were bridged. Initially, the VLB slot in these systems was usually fully compatible only with video cards (fitting as «VESA» stands for Video Electronics Standards Association); VLB-IDE, multi I/O, or SCSI cards could have problems on motherboards with PCI slots. The VL-Bus operated at the same clock speed as the i486-bus (basically a local bus) while the PCI bus also usually depended on the i486 clock but sometimes had a divider setting available via the BIOS. This could be set to 1/1 or 1/2, sometimes even 2/3 (for 50 MHz CPU clocks). Some motherboards limited the PCI clock to the specified maximum of 33 MHz and certain network cards depended on this frequency for correct bit-rates. The ISA clock was typically generated by a divider of the CPU/VLB/PCI clock.

One of the earliest complete systems to use the i486 chip was the Apricot VX FT, produced by British hardware manufacturer Apricot Computers.^[10] Even overseas in the United States it was popularized as «The World’s First 486».

Later i486 boards supported Plug-And-Play, a specification designed by Microsoft that began as a part of Windows 95 to make component installation easier for consumers.

Obsolescence[edit]

The AMD Am5x86 and Cyrix Cx5x86 were the last i486 processors often used in late-generation i486 motherboards. They came with PCI slots and 72-pin SIMMs that were designed to run Windows 95, and also used for 80486 motherboards upgrades. While the Cyrix Cx5x86 faded when the Cyrix 6×86 took over, the AMD Am5x86 remained important given AMD K5 delays.

Computers based on the i486 remained popular through the late 1990s, serving as low-end processors for entry-level PCs. Production for traditional desktop and laptop systems ceased in 1998, when Intel introduced the Celeron brand, though it continued to be produced for embedded systems through the late 2000s.

In the general-purpose desktop computer role, i486-based machines remained in use into the early 2000s, especially as Windows 95 through 98 and Windows NT 4.0 were the last Microsoft operating systems to officially support i486-based systems.^[11][12] Windows 2000 could run on a i486-based machine, although with a less than optimal performance, due to the minimum hardware requirement of a Pentium processor.^[13] However, as they were overtaken by newer operating systems, i486 systems fell out of use except for backward compatibility with older programs (most notably games), especially given problems running on newer operating systems. However, DOSBox was available for later operating systems and provides emulation of the i486 instruction set, as well as full compatibility with most DOS-based programs.^[14]

The i486 was eventually overtaken by the Pentium for personal computer applications, although Intel continued production for use in embedded systems. In May 2006, Intel announced that production of the i486 would stop at the end of September 2007.^[15]

Linux 6 will likely be the last Linux kernel to support i486.^[16]

See also[edit]

• List of Intel microprocessors
• Motorola 68040, although not compatible, was often positioned as the Motorola equivalent to the Intel 486 in terms of performance and features.
• VL86C020, ARM3 core of similar time frame and comparable MIPS performance on integer code (25 MHz for both), with 310,000 transistors (in a 1.5 µm process) instead of 1 million

Notes[edit]

Further reading[edit]

• Gamer, Brassic (January 1, 2023). «The Brassic Gamer: The (Almost) Definitive 486DX/50 Article». The Brassic Gamer. Retrieved January 3, 2023.

References[edit]

External links[edit]

• Intel486 datasheets
  • Low power SX and DX with variable freq. Dec 1992
  • EMBEDDED ULTRA-LOW POWER Intel 486 SX
  • Embedded Write-Back Enhanced Intel DX4. Oct 1995
• Intel i486 DX images and descriptions at cpu-collection.de
• Die photo of Intel 386DX

Четыре. Восемь. Шесть

Первый серийно выпускаемый процессор, переваливший через отметку в один миллион транзисторов на чипе. Его появление навсегда изменило представление о производительности компьютеров. Darren Yates рассказывает о легендарном процессоре Intel и его истории.

Сегодня рынок CPU для ПК – это хорошо отлаженная машина для производства и сбыта. Эти процессы ежегодно совершенствуется и сравнимы с часовым механизмом. В самом деле, любой перенос даты выпуска гарантированно станет новостью.

Однако давайте перенесёмся в 1989 год, когда после четырёх лет ожидания Intel наконец выпускает одну из своих наиболее значимых моделей процессоров. Это первый массово выпускаемый CPU, достигший отметки 1 миллион транзисторов, а также первый чип со встроенным модулем обработки операций с плавающей запятой (FPU). Впоследствии он станет одним из первых микропроцессоров с архитектурой x86, который преодолеет барьер в 100 МГц. Кроме того, с ним связана одна из самых ожесточённых битв в истории за патент на технологию. Это процессор Intel 80486.

Жажда скорости

К концу 1980-х годов идеи IBM относительно развития «персонального компьютера» нашли своё подтверждение. Сочетание программного обеспечения и железа, имеющего совместимые с IBM компоненты, стало всё чаще встречаться на рынке ПК. Эта комбинация нанесла сокрушительный удар по 8-битным домашним компьютерам.

Выпущенные в 1985 году процессоры 80386 от Intel также имели оглушительный успех, и не в последнюю очередь благодаря недавно появившемуся бренду ПК – Compaq. После выпуска первого ПК в 1981 году IBM могла бы стать центром притяжения электронно-вычислительных машин. Однако появление Deskpro 386, первого компьютера на чипе 80386 фирмы Compaq, свидетельствовало о смене лидера на рынке ПК. Впервые чип имел 32-битную обработку данных, и это могло бы продвинуть всю индустрию на 20 лет вперёд. Но, несмотря на этот успех, ему было ещё далеко до той архитектуры, которую мы знаем сегодня. Число операций в секунду у 80386-го увеличилось на 50% по сравнению с 80286-м (0,33 против 0,21). Но поскольку сопроцессора и встроенной кэш-памяти у него не было, а спрос на увеличение производительности всё возрастал, то 386-му с его 275 000 транзисторами было больше особенно нечего предложить.

Compaq Deskpro 386 — первый ПК, превзошедший по производительности IBM

80486-й процессор, выпущенный в 1989 году, получил немного улучшенный набор команд. Главной же его отличительной чертой была прорывная для того времени скорость. В тестах производительности при относительно умеренных 25 МГц он разносил разогнанный до 33 МГц процессор 80386. Благодаря внедрению кэш-памяти L1 (скромные 8 Кб) и встроенного FPU среднее число операций в секунду 80486-го увеличилось более чем в два раза и достигло пика при 1 MIPS/МГц. Производительность самого быстрого в ту пору из 80386-х процессоров 386DX-33 достигала 10 MIPS. Те же, кто мог позволить себе 25-мегагерцевый 80486-й (когда он только поступил в продажу, стоил в три раза дороже 386-го), пускали в ход в среднем 20 MIPS при максимальных 25 MIPS. 80486-й также имел много других тузов в рукаве. Например, более быстрый пакетный режим загрузки памяти, в ходе которого пересылалось 16 байт кэша внутри 5 тактовых циклов. Это на 3 цикла быстрее, чем у его предшественника. Подобно процессору 80386 32-битная адресация 80486-го позволяла обрабатывать 4 Гб оперативной памяти, но из-за существующих в то время цен большинство систем ограничивались лишь 16 Мб ОЗУ.

Тем не менее благодаря 80486 пользователи могли ощутить вкус будущего. Это случилось благодаря выходу новой Windows 3.1 от Microsoft, 3D-игр, тайтлов вроде Wolfenstein 3D. Множество ПК со временем также обновилось до Windows 95.

На равных правах

IBM решила собирать персональные компьютеры из готовых компонентов поставщиков и позволила своим ключевым партнёрам Intel и Microsoft перепродавать эти компоненты другим брендам. Так появилось выражение «IBM-совместимый», бытовавшее в лексиконе каждого покупателя компьютера. Как правило, на IBM-совместимые компьютеры можно было установить огромное число программ. И, поскольку далеко не каждое ПО можно было поставить на домашний ПК 80-х годов, то можно сказать, что совместимые с IBM ПК сделали революцию на рынке.

Новый IBM 5150 мгновенно обрёл популярность. К тому же Синий великан сделал его в рекордно короткие сроки. Однако вместе с огромным успехом пришло и беспокойство по поводу системы снабжения, и, заключая с Intel контракт на поставку CPU, IBM потребовала от неё предоставить второй источник поставки чипов на случай, если та не будет справляться одна. Intel выбрала AMD. В результате сделки AMD предоставлялся доступ к 8086/88 процессорам, а также к новой технологии производства 80286-го CPU. Однако впоследствии это партнёрство привело к одной из самых ожесточённых технологических судебных тяжб в истории.

Персональный компьютер IBM 51502

В те дни главным клиентом Intel была IBM, которая главенствовала на рынке ПК. И хотя IBM-совместимые ПК вытеснили с рынка домашние 8-битные компьютеры, Синий великан всё же сдавал свои позиции. Фирма Compaq начала наступать ему на пятки, особенно после выпуска 80386-го процессора Intel в 1985-ом. Выход Compaq Deskpro 386 на следующий год стал знаковым событием в новом IBM-совместимом мире. Теперь потребители осознали, что CPU внутри коробки значит больше, чем логотип, приклеенный на неё. Более того, единолично контролируя процесс производства CPU, Intel поняла, что имеет на руках козырную карту – и готова была разыграть её.

Не говорите про войну

По мере того, как позиции IBM ослабевали, а Intel укреплялись, последняя решила не делиться с AMD подробностями о своём новом сокровище – 80386-м процессоре.

AMD посчитала это нарушением их текущего соглашения об обмене технологиями и попросила суд разрешить спор в 1987-м. Конец войне был положен лишь спустя 22 года в 2009-м, когда Intel выплатила 1,25 млрд. долл. в качестве окончательного расчёта. Так что забудьте о противостоянии Apple и Samsung – битва ‘Intel vs AMD’ остаётся золотым стандартом из-за продолжительности судебных тяжб. Интересно, что основатели Intel и AMD работали в одно и то же время в компании, которая была первопроходцем в создании чипов — Fairchild Semiconductor. После ухода из Fairchild Гордон Мур и Роберт Нойс основали Intel в 1968 году, а Джерри Сандерс — AMD.

Основатели Intel (слева направо): Эндрю Гроув, Роберт Нойс и Гордон Мур (1978)

Intel Inside

Новый дизайн 80486-го повлёк изменения, которые сформировали облик современных ПК. Версия 486DX2, появившаяся в марте 1992 года, помимо встроенного сопроцессора и кэша L1, получила первое крупное обновление. Теперь тактовая частота ядра CPU не зависела от передней системной шины, а благодаря коэффициенту умножения, равному двум, новые чипы 486DX2-40 и -50 можно установить на место прежних 5-вольтных CPU, и тем самым значительно увеличить скорость работы ПК. Пользовавшийся огромной популярностью 486DX2-66 появился в августе того же года.

Кристалл процессора Intel 486DX2-66

Несмотря на запуск нового процессора 5-го поколения Pentium в 1993-м, Intel не останавливала производство 486-х процессоров, и в начале 1994 года выпустила серию DX4. Кэш L1 в DX4-100 увеличился в 2 раза, достигнув отметки 16 Кб, а тактовая частота впервые достигла 100 МГц – тот же показатель был у Pentium-100. Кроме того, 80486-й был в центре внимания знаменитой маркетинговой кампании ‘Intel Inside’, запущенной в 1991 году.

Атака клонов

Решение не делиться с AMD технологией производства 80386-го CPU дало Intel свободу действий на быстро развивающемся рынке ПК. Однако AMD посчитала, что ранее заключённое соглашение об обмене технологиями распространяется и на 80386-й, поскольку тот является производным продуктом от 80286-го. Так благодаря методу обратной разработки AMD создала собственный чип ‘Am386’. Процесс предположительно занял 1,5 года, но из-за правовых заморочек чипы не попадали на полки магазинов до 1991 года. Тем не менее процессоры пользовались успехом, поскольку они работали на частоте 40 МГц, и были быстрее лучшего 386DX от Intel, который мог работать на частоте не превышающей 33 МГц.
Первое поколение Am486 от AMD также повторяло дизайн процессоров Intel. Произведённые в апреле 1993 года чипы ‘Am486DX’ представляли собой модели, мощность которых была рассчитана на 25, 33 и 40 МГц. Второе поколение, ‘DX2’, выпущенное на следующий год, являло собой чипы на 50, 66 и 80 МГц. Последнее поколение чипов, ‘DX4’, 1995 года представляло собой верх производительности и выдавало 120 МГц.

Am486 от AMD, производительность которого аналогична оригинальному CPU Intel

Однако путь 486-го CPU от AMD к потребителю был нелёгок. Арбитражный иск AMD, изначально поданный в 1987 году, привёл к 8-летней судебной войне между чипмейкерами. Несмотря на то, что AMD удалось отбить Am386-й у Intel, сражение за 80486-й тянулось до тех пор, пока обе стороны не пошли на мировое соглашение и AMD не получила доступ к системе микрокоманд интелевского 486-го процессора. Предположительно, это обстоятельство привело к появлению двух версий 486-го процессора от AMD: первая имитировала микрокод Intel, вторая использовала систему микрокоманд AMD через процесс под названием ‘clean room design’. Для Intel же было более важно, что мировое соглашение подтверждало, что 80486-й был последним клонированным AMD процессором.

Встречайте — Cyrix

С другой стороны, 486-ми CPU заинтересовалась новоиспечённая компания Cyrix, которая в то время специализировалась на сопроцессорных чипах для систем 80286/386. Cyrix был чипмейкером без собственных производственных мощностей. Для изготовления процессоров он использовал SGS-Thomson (сейчас это ST Microelectronics), Texas Instruments и IBM. Первые версии 80486-го чипа от Cyrix появились под кодовым названием 486SLC/DLC в 1992 году и были установлены в модуль 80386. Ввиду того, что ПК в то время стоили гораздо дороже, чем сегодня, существовал большой спрос на товары, предназначенные для тех пользователей, кто желал сохранить в порядке текущую систему и просто обновить процессор. Однако Cyrix 486xLC с 1 Кб кэша L1 и без FPU не были совместимы с оригинальными 486-ми процессорами от Intel. В 1993 году Cyrix выпустил Cx486DX и DX2, и они больше походили на интелевские CPU.

Cyrix486. Первый популярный процессор компании Cyrix.

Тем не менее производители начали судиться друг с другом: Cyrix подала антимонопольный иск к Intel, а Intel обвинила Cyrix в нарушении патентных прав. В январе 1994 г. благодаря текущим контрактам между Intel, производителем чипов Texas Instruments и SGS Thomson, компания Cyrix одержала победу в суде, отказавшись при этом от антимонопольного иска.

Тем временем появление Intel Pentium в 1993 году с новым сокетом CPU заставило владельцев 486-х процессоров искать альтернативы. Вдохновившись победой в суде, Cyrix начала специализироваться на выпуске продуктов для улучшения работоспособности CPU. Выпущенный в 1995-м процессор 5×86 разгонялся до 120 МГц и был прямой заменой для 486-х систем, функционирующих при напряжении 3,3 вольт. Процессор Cyrix 5×86, по сути, был упрощённой энергоэффективной альтернативой Pentium, построенной на основе ядра M1. Уровень производительности 5×86 был сопоставим с Pentium-75.

Кристалл Cyrix 486-го CPU

После урегулирования дел с Intel в 1995 AMD также стала успешно внедрять на рынок компоненты для обновления ПК и выпустила Am5x86 в ноябре того же года. Это был значительно улучшенный 133-мегагерцевый процессор 80486, который предлагал удвоенный кэш L1 и встроенный множитель X4 для работы на оригинальной плате DX.

Неудивительно, что Intel, увидев, как AMD и Cyrix приторговывают обновлёнными компонентами, вытащила свою большую пушку и выпустила в 1995-м Pentium OverDrive. Это был усовершенствованный процессор Intel Pentium со множителем 2,5 внутри 80486-го модуля. Он мог работать на плате при 5 и 3,3 вольтах и поддерживал шины на 25 или 33 МГц. Но из-за низкой скорости – максимальный показатель всего 83 МГц — и высокой цены чипы OverDrive не получили широкого распространения.

Intel создал Overdrive в качестве апгрейда для 486-х систем

Сколько?

По нынешним меркам ПК, выпускавшиеся в начале 90-х годов, стоили недёшево. Компьютер на базе процессора 486DX2-66, с монитором VGA, 4 Мб оперативной памяти, жёстким диском на 320 Мб и двухскоростным CD-ROM от брендов вроде Olivetti или Compaq продавались примерно за 3 500$. Вместе с тем ПК на базе Pentium-133 с ОС Windows 95 1995 года выпуска стоил целых 7 800$.

Однако одним из важнейших с позиции потребителя решений IBM относительно концепта «персональный компьютер» было разрешение Microsoft и Intel перепродавать их собственные продукты другим брендам. Это означало, что любой человек, с достаточным багажом знаний и храбрости мог считать себя ПК производителем. Многие так и начинали: по одному или по двое. В их числе широко известные бренды вроде Gateway и Dell. Покупая компоненты у менее крупных производителей, вы могли бы сэкономить до 40%. Т. е. цена на ПК снизилась бы с 3 000$, до 1 800$. Да ещё бы функциональных возможностей добавилось.

486-й сегодня

Итак, как же спустя 30 лет на фоне нынешних чудо-чипов смотрится наш 80486-й? Нет сомнений в том, что производительность 486-го в миллион команд в секунду можно назвать весьма скромной, особенно по сравнению с нынешним Ryzen Threadripper 3990X от AMD с 64 ядрами и заявленными 500 MIPS на ядро. Тем не менее найти компьютер со схожей 486-му CPU производительностью на рынке можно.

Вспомнить хотя бы STM32F103C8T6 – 32-битный микроконтроллер Cortex-M3. Он был спроектирован ARM, компанией, которая создаёт CPU для смартфонов, и произведён ST Microelectronics. Его тактовая частота равняется 72 МГц, а быстродействие – 1,25 MIPS. Нередко Cortex-M3 используется в проектах на Arduino. Его можно купить на Ebay за 5$.

STM32F103 на плате за 5$ работает немного быстрее, чем 80486-й

Наследие

Имея в арсенале более 70 различных моделей в исполнении Intel, AMD и Cyrix (не учитывая версии CPU от IBM, SGS-Thomson, Texas Instruments и других производителей), 80486-й может составить конкуренцию 8086-му по количеству разновидностей и модификаций.

И всё же, несмотря на огромное число двойников и улучшенных версий, производство 80486-х пошло на убыль, когда случилась революция под названием Windows 95. Microsoft поменяла представление о персональных компьютерах, а Intel стала успешной благодаря выпуску новых процессоров Pentium.

По мере того как Pentium набирал популярность, Intel стала выпускать 486-е для промышленных приложений, остановив их производство лишь в 2007-м, и проложила тем самым путь к быстро растущему рынку встроенных процессоров.

С тех пор появилось и исчезло не одно поколение процессоров, однако наследие 80486-го — множитель шины, встроенный кэш и FPU – живы и поныне. Хорошая работа, 80486-й.

32-битовый микропроцессор Intel 80486 или i486 был опубликован Intel в 1989 году в качестве преемника i386 и был первым ЦП 80486 генерации на рынке. Процессор, часто называемый 486 (произносится как «восемьдесят шесть»), также производился AMD по лицензии и продавался как Am486 . Тактовые частоты i486 составляли от 16 МГц (i486SX) до 100 МГц (DX4). В качестве преемника производитель Intel разработал процессор Pentium .

Поколение 486 доминировало на рынке ПК примерно с 1992 по 1995 год. Вначале компьютеры, оснащенные 486, были очень дорогими и часто стоили около 6000 евро или больше. Поэтому они были недоступны или едва ли доступны для обычных пользователей примерно до 1992 года. 80486 — это процессор, который в своем первом прототипе не требует активного охлаждения и с соответствующей вентиляцией корпуса даже без пассивного радиатора (80486DX33). Типичная система на этот раз, например, имел 120 — MB — HDD , 4  MiB оперативной памяти , а VGA видеокарту и операционной системой MS-DOS 5.0 с Windows 3.1 в качестве графического пользовательского интерфейса.

Существенными изменениями по сравнению с предшественником i386 были улучшенная внутренняя структура (многие инструкции требовали меньшего количества тактовых циклов), интегрированный (L1) кеш, более быстрый доступ к памяти и интегрированный арифметический блок с плавающей запятой, который нельзя было использовать в более поздних версиях SX.

Общие модели

У 80486 нет кэша L2, он расположен на материнской плате, как и 80386 . Размер кэша L2 и его параметры зависят от материнской платы , используемого набора микросхем и фактической конфигурации кеша ( обычно использовались разъемы DIL, в которые должны были быть вставлены 5 или 9 модулей sRAM). 32, 64, 128, 256 или редко 512 КБ кеш-памяти L2 были обычными.

i486DX

• Кодовое название: P4
• Кэш L1: 8  КБ
• Socket 486 , socket 1 , socket 2 , socket 3 с передней боковой шиной 16, 25, 33 или 50 МГц
• Рабочее напряжение ( VCore ): 5 В.
• ДАТА выхода: 1989 г.
• Технология изготовления: CHMOS IV с толщиной 1,0 мкм.
• Корпус: CPGA- 168, TQFP-176 и PQFP-196
• Размер: 81 мм ² с 1,2 миллиона транзисторов
• Тактовые частоты: 25, 33 или 50 МГц

i486SX

Фотография ядра процессора (кристалла) Intel 80486 SX

I486SX — это i486 с выключенным FPU или без него . Таким образом, Intel смогла продавать процессоры с неисправными модулями с плавающей запятой в качестве недорогой альтернативы вместо того, чтобы избавляться от них.

• Кодовое название: P4S / P23
• Кэш L1: 8  КБ
• Socket 486 , socket 1 , socket 2 , socket 3 с передней боковой шиной 16, 20, 25 или 33 МГц
• Рабочее напряжение ( VCore ): 5 В.
• ДАТА выпуска: сентябрь 1991 г.
• Технология изготовления: CHMOS IV с толщиной 1,0 мкм.
• Размер: 66 мм ² с 1,185 миллионов транзисторов
• Корпус: CPGA-168, TQFP-176, PQFP -132, PQFP-196 и PQFP-208
• Тактовые частоты: 16, 20, 25 или 33 МГц

i486DX2

Фотография ядра процессора (кристалла) Intel 80486DX2 (SX750)

DX2 в названии означает удвоение внутренней тактовой частоты процессора по сравнению с тактовой частотой передней шины. DX2 / 66 имел внутреннюю тактовую частоту 66 МГц с внешней тактовой частотой 33 МГц.

• Кэш L1: 8  KiB ( записи через , обратная запись )
• Socket 486 , socket 1 , socket 2 , socket 3 с передней боковой шиной 20, 25 или 33 МГц
• Рабочее напряжение ( VCore ): 5 В, 3,3 В
• ДАТА выпуска: март 1992 г.
• Технология изготовления: CHMOS V с толщиной 0,8 мкм.
• Размер кристалла: 76 мм², 1,2 миллиона транзисторов (вес: около 24 г)
• Корпус: CPGA-168, TQFP-176 и PQFP-208
• Тактовые частоты: 40, 50 или 66 МГц

i486GXSF (FA80486GXSF33)

I486GX — это процессор для встраиваемых приложений. ЦП можно использовать в устройствах с батарейным питанием благодаря очень низкому энергопотреблению. По оснащению он примерно эквивалентен i486SX, за исключением внешней 16-битной шины данных.

• Кэш L1: 8  КиБ ( сквозная запись )
• Шина данных: 16 бит
• Рабочее напряжение ( VCore ): от 2,0 В до 2,7 В.
• Рабочее напряжение ввода / вывода: 3,3 В
• Дата публикации: ?
• Технология машиностроения: ?
• Размер: ? мм² при? Миллион транзисторов
• Корпус: TQFP -176
• Тактовые частоты:
  • 00 МГц (режим остановки тактовой частоты, внутренние регистры выполнены в виде статических ячеек ОЗУ)
  • 16 МГц от 2,0 В ( VCore )
  • 20 МГц от 2,2 В (VCore)
  • 25 МГц от 2,4 В (VCore)
  • 33 МГц от 2,7 В (VCore)

i486SX2

• Кэш L1: 8  КБ
• Socket 486 , socket 1 , socket 2 , socket 3 с передней боковой шиной 25 или 33 МГц
• Рабочее напряжение ( VCore ): 5 В.
• Дата публикации: ?
• Технология машиностроения: ?
• Размер мм² с 0,9 миллиона транзисторов
• Корпус: CPGA-168
• Тактовые частоты: 50 или 66 МГц

Intel DX4

Фотография ядра процессора (кристалла) Intel 80486DX4 & E (SK900)

Intel DX4 с частотой 100 МГц

DX4 в названии относится к утроению внутренней тактовой частоты процессора по сравнению с тактовой частотой передней шины (изначально предназначенный DX3 с множителем 2,5 никогда не поступал на рынок). DX4 / 100 имел внутреннюю тактовую частоту 100 МГц с внешней тактовой частотой 33 МГц.

• Кэш L1 : 16  KiB ( записи через , обратная запись )
• Socket 3 с фронтальной шиной 25 и 33 МГц
• Рабочее напряжение ( VCore ): 3,3 В
• ДАТА выпуска: март 1994 г.
• Технология изготовления: 0,6 мкм
• Размер: 81 мм ² с 1,6 миллиона транзисторов
• Корпус: CPGA-168 и SQFP-208
• Тактовые частоты: 75 или 100 МГц

i486SL (-NM)

Эти энергосберегающие версии i486s часто использовались в недорогих ноутбуках, которым не требовалось много энергии. Оба процессора можно назвать первыми процессорами для ноутбуков, потому что они были созданы специально для них. Однако только много лет спустя Intel представила специальный процессор для ноутбуков Pentium MMX Tillamook.

• Кэш L1: 8  КБ
• FPU: есть, кроме i486SL-NM
• Socket 3 с фронтальной шиной 20, 25 или 33 МГц
• Рабочее напряжение ( VCore ): 3,45 В.
• ДАТА выпуска: 1992
• Технология машиностроения: ?
• Корпус: PQFP-132
• Тактовые частоты: 20, 25 или 33 МГц

Специальные модели

i486 овердрайв

Процессор Intel i486 Overdrive предназначен для обновления существующих систем 80486 и является специальной версией соответствующих процессоров i486DX2, i486SX2 и Intel DX4.

Чтобы эти процессоры Overdrive могли работать в старой системной среде, они имеют предопределенное умножение тактовой частоты и игнорируют внешние настройки множителя. К тому же они в основном работают с напряжением питания 5 вольт. В случае версии Intel DX4 с повышенным приводом на поверхности процессора находится преобразователь постоянного напряжения , который генерирует необходимое рабочее напряжение процессора в 3,3 вольта из существующего источника питания 5 вольт.

Первый процессор OverDrive — это i486DX2, представленный в мае 1992 года, который может работать с материнской платой i486SX. Это означает, что такая система может быть дооснащена FPU, которого нет в i486SX. Остальные варианты i486 затем предлагались как ЦП OverDrive.

i487

I487 (кодовое название: P32S / P23N) продавался как математический сопроцессор ( FPU ) для процессоров i486SX , аналогичный Intel 8087 и его преемникам ( 80287 , 80387 ) . Однако i487 был не сопроцессором, а i486DX с немного другими подключениями. I487 отключил i486SX и взял на себя все функции процессора компьютера. Вместо этого i487 имеет дополнительный вывод по сравнению с i486DX, что также предотвращает независимое использование i487 в качестве полноценного i486DX.

Смотри тоже

• Cyrix Cx486
• Зеленый процессор UMC

Индивидуальные доказательства

1. ↑ cpu-collection.de

веб ссылки

• Таблицы данных Intel