- Der Intel 386 erweiterte x86 zu einer 32-Bit-Architektur, unterstützte 4-GB-Segmente und virtuellen Speicher und wurde damit zu einem Wendepunkt, der die Stellung von x86 und Intel in der späteren PC-Industrie festigte
- Die Die-Fotos zeigen, dass der 386 nicht einfach von 1,5 µm CHMOS-III auf 1 µm CHMOS-IV verkleinert wurde, sondern dass sich auch die Ausrichtung der Instruction Decode Unit, die Dichte der Standardzellen und die Anordnung der Bond-Pads deutlich änderten
- Der 386 SX behielt intern die 32-Bit-Struktur bei, nutzte aber einen 16-Bit-Bus und weniger Pins, wodurch günstigere Packaging-Varianten möglich wurden; 1988 verkaufte Intel den SX für 219 US-Dollar und damit mindestens 100 US-Dollar günstiger als den DX
- Der 386 SL war eine auf Notebook-PCs zielende SuperSet-Erweiterung, die ISA-Bus-Controller, Power Management, externen Cache-Controller und Speichercontroller mit dem 386-Kern integrierte und 855.000 Transistoren enthielt
- Der 386 wurde mit automatisiertem CAD und RTL-Simulation, Standardzellen und handentworfenen Datenpfaden entwickelt; nach frühen Siliziumfehlern und einem Bug bei der 32-Bit-Multiplikation trieb er Intels technologische und marktseitige Transformation voran
Warum der 386 zum Wendepunkt des modernen Computings wurde
- Der 1985 erschienene Intel 386 war nicht nur eine weitere Stufe der x86-Familie, sondern ein Chip, der die Struktur der modernen PC-Industrie veränderte
- Er brachte die x86-Architektur auf 32 Bit und definierte damit die dominierende Computing-Architektur der späten zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts
- Er festigte die Bedeutung von x86 nicht nur für Intel, sondern für die gesamte Computerindustrie
- Er beendete IBMs Kontrolle über den PC-Markt und wurde zum Auslöser dafür, dass Compaq die Architekturführerschaft übernahm
- Der 80386 machte gegenüber dem 286 einen großen Sprung
- Er implementierte eine 32-Bit-Architektur
- Er fügte mehr Instruktionen hinzu
- Er unterstützte 4-GB-Segmente
- Mit 285.000 Transistoren war er zehnmal so groß wie der ursprüngliche 8086
- Die interne Struktur war für die 1980er-Jahre recht komplex
- Acht logische Einheiten waren pipelined und arbeiteten größtenteils autonom
- Der Datenpfad bestand aus ALU, Barrel Shifter und Registern und bildete einen regelmäßigen rechteckigen Block mit 32 Bit Breite
- Das Microcode-ROM zerlegte Maschinenbefehle in niedrigere Mikroinstruktionen
- Die Control Unit bestand aus dem Microcode-ROM und der Schaltung der Microcode Engine
Wichtige Funktionsblöcke auf dem Die
- Die Data Unit unten links ist für arithmetische und logische Operationen sowie Datentransfers zuständig
- Die ALU führt arithmetische und logische Operationen aus
- Der Barrel Shifter verschiebt Daten
- Die Register speichern Daten
- Der Datenpfad und die ihn verwaltende Schaltung links bilden die Data Unit
- Die Instruction Decode Unit zerlegt die komplexen Befehlsformate des 386
- Sie trennt die Bestandteile einer Instruktion auf
- Sie erzeugt einen Microcode-Pointer für die Microcode-Routine, die den jeweiligen Befehl implementiert
- Die Instruction Queue speichert drei decodierte Instruktionen
- Zur Leistungssteigerung liest die Prefetch Unit Instruktionen aus dem Speicher, bevor sie benötigt werden
- Die gelesenen Instruktionen werden in einer 16-Byte-Prefetch-Queue gespeichert
- Die Speicherverwaltung behandelt segmentierten Speicher und virtuellen Speicher gemeinsam
- Die Segment Unit wandelt logische Adressen in lineare Adressen um
- Die Paging Unit wandelt lineare Adressen in physische Adressen um
- Der Segment Descriptor Cache und der Page Cache (TLB) speichern Segment- und Seiteninformationen
- Der 386 hat keinen On-Chip-Instruktionscache und keinen Datencache
- Die Bus Interface Unit oben rechts übernimmt die Kommunikation zwischen dem 386 und externem Speicher sowie Geräten
- Auf dem 386-DX-Die sind ungewöhnlich viele Initialen der Designer eingetragen
- Die Initialen scheinen neben den Einheiten zu stehen, an denen die jeweiligen Designer gearbeitet haben, doch die meisten Namen lassen sich nicht identifizieren
Layoutänderungen beim Shrink von 1,5 µm auf 1 µm
- Der ursprüngliche 386 wurde im CHMOS-III-Prozess mit 1,5-µm-Strukturgröße gefertigt
- Mit Strukturgröße ist hier konkret die Gate Channel Length der Transistoren gemeint
- Intel wechselte um 1987 auf den CHMOS-IV-Prozess mit 1-µm-Strukturgröße
- Durch diese Änderung schrumpfte die Die-Fläche des 386 erheblich
- Die Die-Größe ging um 60 % zurück
- Pro Wafer konnten mehr Dies gefertigt werden, wodurch die Herstellungskosten deutlich sanken
- Die Prozessverkleinerung war kein einfaches mechanisches Skalieren
- Auf dem kleineren Die wurden die Instruction Decode Unit und die Protection Unit in der Mitte rechts nicht vertikal, sondern horizontal angeordnet
- Die Standardzellenlogik wurde deutlich dichter; vermutlich spielten verbesserte Layout-Algorithmen eine Rolle
- Der von Anfang an stark optimierte Datenpfad behielt im Wesentlichen dieselbe Form bei und wurde lediglich kleiner
- Bond-Pads wurden beim Shrink zu einer Einschränkung
- Die Pads am Rand mussten gleich groß bleiben, damit Bond-Drähte angebracht werden konnten
- Um die Pads auf dem kleineren Die unterzubringen, wurden viele Pads versetzt angeordnet
- Da die einzelnen Bereiche des Dies in unterschiedlichen Verhältnissen schrumpften, passten die Blöcke nicht mehr so dicht zusammen wie zuvor; am unteren Rand des Dies entstand ungenutzter Raum
- Der neue Die ist mit
80C386Imarkiert, die Copyright-Jahre sind 1985 und 1987- Wofür
CundIstehen, ist unklar - Viele der Initialen, die auf dem ursprünglichen 386-Die vorhanden waren, wurden entfernt
- Wofür
- Die Vorgehensweise, einen Prozessor zunächst auf einen neuen Prozess zu verkleinern und anschließend eine neue, auf diesen Prozess abgestimmte Mikroarchitektur zu entwerfen, wurde später zu Intels tick-tock-Strategie
386 SX: günstigerer 386 mit 16-Bit-Bus
- Intel führte 1988 mit dem 386 SX eine günstigere Variante des 386 ein
- Der 386 SX nutzte statt eines 32-Bit-Busses einen 16-Bit-Bus
- Das erinnert an das Verhältnis zwischen dem 8086 mit 16-Bit-Bus und dem 8088 mit 8-Bit-Bus
- Als die Kosten des ursprünglichen 386-Dies sanken, lagen die Package-Kosten etwa auf dem Niveau der Die-Kosten
- Durch eine geringere Pin-Zahl ließ sich der 386 SX in ein 1-Dollar-Plastik-Package einsetzen
- Dadurch wurde ein deutlich niedrigerer Verkaufspreis möglich
- Der SX wurde für Intel zu einem Mittel der Marktsegmentierung
- Kunden im unteren Preissegment wurden vom 286 zum 386 SX verschoben
- Der bestehende 386 wurde als DX bezeichnet und behielt einen höheren Verkaufspreis
- 1988 verkaufte Intel den 386 SX für 219 US-Dollar; das waren mindestens 100 US-Dollar weniger als beim 386 DX
- Ein fertiger SX-Computer konnte 1000 US-Dollar günstiger sein als ein vergleichbares DX-Modell
- Der ursprüngliche 386 war so entworfen, dass er zur Kompatibilität mit älteren 16-Bit-Peripheriegeräten gemischte 16-Bit- und 32-Bit-Busse unterstützte
- Bei Bedarf konnte er dynamisch pro Zyklus umschalten
- Da die 16-Bit-Unterstützung bereits vorhanden war, erforderte der 386 SX nicht viel zusätzliche Entwicklungsarbeit
- Das unterscheidet ihn vom 8088, der eine Neuentwicklung der Bus Interface Unit des 8086 erforderte
- Auch der 386 SX wurde sowohl im 1,5-µm- als auch im 1-µm-Prozess gefertigt
- Wegen der geringeren Pin-Zahl gab es auch weniger Bond-Pads, und die beim verkleinerten 386 DX sichtbaren versetzten Pads verschwanden
- Am unteren Rand des Chips unterscheidet er sich dadurch, dass in einem großen Teil des beim 386 DX ungenutzten Raums Verdrahtung untergebracht ist
- Der große Die ist mit
80P9markiert, was Intels internen NamenP9widerspiegelt - Der verkleinerte Die ist verständlicher mit
80386SXmarkiert
386 SL: integrierter 386 für Notebooks
- Der 386 SL war eine 1990 erschienene, umfangreich erweiterte Version des 386
- Er kombinierte den 386-Kern und weitere Funktionen auf einem Chip, um Strom und Platz zu sparen
- Unter dem Namen
SuperSetzielte er auf den Markt für Notebook-PCs
- Im 386 SL wurden mehrere Peripheriefunktionen integriert
- ISA-Bus-Controller
- Power-Management-Logik
- Cache-Controller für externen Cache
- Controller für den Hauptspeicher
- Auf dem Die nimmt der 386-Kern selbst etwa ein Viertel der gesamten SL-Die-Fläche ein
- Der 386-Kern liegt sehr nahe am Standard-386-DX, zeigt aber einige sichtbare Unterschiede
- Bond-Pads und Pin-Treiber wurden aus dem Kern entfernt
- Auch einige Schaltungen wurden verändert
- Der 386-SL-Kern unterstützt den System Management Mode
- Er unterbricht die normale Ausführung
- Er ermöglicht Power Management und andere Low-Level-Hardwareaufgaben außerhalb des normalen Betriebssystems
- Der System Management Mode ist heute ein Standardbestandteil der x86-Familie, wurde aber mit dem 386 SL eingeführt
- Der 386 SL enthält insgesamt 855.000 Transistoren
- Das ist mehr als das Dreifache eines normalen 386 DX
- Das Cache Tag RAM nimmt viel Fläche und viele Transistoren ein
- Die Cache-Daten selbst befinden sich extern; die On-Chip-Schaltung verwaltet den Cache
- Ein großer Teil der neuen Komponenten ist als Standardzellenlogik implementiert und in den gleichmäßigen Schaltungsstreifen des ISA-Bus-Controllers gut zu erkennen
Branchenstruktur der PC-Industrie vor und nach dem 386
- Heute wirkt es selbstverständlich, dass Intel x86 vom 286 auf den 386 erweiterte und dabei Abwärtskompatibilität beibehielt; damals war das jedoch kein klar vorgezeichneter Weg
- Ende der 1970er-Jahre beschloss Intel, einen
micromainframe-Prozessor zu entwickeln- Es handelte sich um einen fortschrittlichen 32-Bit-Prozessor für objektorientierte Programmierung
- Objekte, Interprozesskommunikation und Speicherschutz sollten in der CPU implementiert werden
- Das Projekt war übermäßig ambitioniert, wodurch sich der Zeitplan verzögerte
- Intel entwickelte 1978 den 16-Bit-8086 als Übergangsprozessor, der verkauft werden sollte, bis dieser Prozessor fertig war
- IBM verwendete 1981 im IBM PC den Intel 8088
- Intel erkannte damals die Bedeutung dieser Entscheidung nicht
- Intel konzentrierte sich auf den 1981 eingeführten micromainframe-Prozessor iAPX 432
- Der iAPX 432 wurde zu einem Fehlschlag, den die New York Times als „eines der großen Desaster des modernen Computings“ bezeichnete
- Intel setzte später Ideen des iAPX 432 erneut auf einer RISC-Architektur um und entwickelte daraus den i960
- Das 386-Projekt, der Nachfolger des 286, hatte intern bei Intel eine niedrige Priorität
- Bill Gates und andere bezeichneten das 286-Design als „brain-damaged“
- Auch IBM zeigte wenig Begeisterung für den 286
- Das 386-Team empfand das Projekt wie ein
stepchild; intern wurde es nicht als Intels „offizieller“ 32-Bit-Prozessor vorgeschlagen, sondern als weiteres Übergangsmittel
- Das 386-Team legte zwei Vorschläge vor, um den 286 zu einer 32-Bit-Architektur zu erweitern
- Der erste war ein minimaler Ansatz, der die bestehenden Register und den Adressraum auf 32 Bit erweiterte
- Der zweite war ein ambitionierterer Ansatz, der mehr Register und einen 32-Bit-Befehlssatz hinzufügte, der sich deutlich vom 16-Bit-Befehlssatz des 8086 unterschied
- Der IBM PC war damals noch relativ neu, und die Bedeutung der installierten Softwarebasis war nicht klar
- Softwarekompatibilität galt nicht als zwingend erforderlich, sondern als wünschenswerte Zusatzfunktion
- Gegen Ende 1982 wurde nach vielen Diskussionen der Minimalvorschlag gewählt, der die 286-Kompatibilität beibehielt und sowohl Segmente als auch Flat Addressing unterstützte
- 1984 wuchs die PC-Industrie schnell, und auch der 286 hatte seinen Erfolg unter Beweis gestellt
- Der Status des 386-Projekts wandelte sich intern vom
stepchildzumking - Intel führte den 386 im Jahr 1985 ein
- Im selben Jahr „verschwand“ Intels Nettogewinn aufgrund einer branchenweiten Flaute in der Halbleiterindustrie „praktisch“
- Im Wettbewerb mit Japan zog sich Intel aus dem DRAM-Geschäft zurück
- Der 386 wurde anschließend zu dem Produkt, das Intels Lage veränderte
- Der Status des 386-Projekts wandelte sich intern vom
Compaq und IBM, die Verschiebung des PC-Standards
- IBM zeigte kein Interesse am 386-Prozessor und verfolgte eine eigene Strategie
- Als die Zahl der PC-Clone-Anbieter zunahm, versuchte IBM, die Kontrolle über PC-Architektur und Markt zurückzugewinnen
- 1987 führte IBM die PS/2-Linie ein
- PS/2 lief mit OS/2 statt Windows und verwendete die proprietäre Micro-Channel-Architektur
- IBM kombinierte technische und rechtliche Strategien, um PS/2-Clones langsam, teuer und riskant zu machen
- Compaq folgte IBM nicht, sondern wählte eine eigene architektonische Richtung
- Im September 1986 führte Compaq die High-End-Linie Deskpro 386 ein
- Das war der erste Fall, in dem ein großes Unternehmen einen 386-basierten Computer baute
- Das Deskpro 386 model 40 war mit einer 40-MB-Festplatte ausgestattet und wurde für 6.449 Dollar verkauft
- Das entspricht nach heutigem Wert mehr als 15.000 Dollar
- Compaqs Entscheidung war erfolgreich, und der Deskpro 386 wurde ein großer Erfolg
- IBMs PS/2-Linie war insgesamt nicht erfolgreich und wurde nicht zum Standard
- Statt die Kontrolle über den PC zurückzugewinnen, verlor IBM mit der Einführung der PS/2-Systemlinie 1987 die Kontrolle über den PC-Standard
- IBM verkaufte 2004 sein PC-Geschäft an Lenovo und zog sich aus dem PC-Markt zurück
- Der 386 brachte Intel hohe Gewinne
- Er führte 1990 zu Intels erstem Quartalsumsatz von 1 Milliarde Dollar
- Er festigte die Bedeutung der x86-Architektur nicht nur für Intel, sondern für die gesamte Computerindustrie
- x86 dominiert den Markt bis heute
Entwurfsweise des 386: Kombination aus Automatisierung und Handarbeit
- Der Entwurfsprozess des 386 zeigt eine Phase, in der Intel den Einsatz von automatisierten Designsystemen und Simulationen ausweitete
- Intel lag damals beim Einsatz von Tools hinter der Branche zurück
- Die 386-Verantwortlichen kamen zu dem Schluss, dass für einen so komplexen Chip wie den 386 innerhalb des Zeitplans mehr Automatisierung nötig war
- Durch erhebliche Investitionen in Automatisierungstools schloss das 386-Team den Entwurf früher als geplant ab
- Neben proprietären CAD-Tools wurden Standard-Unix-Tools wie
sed,awk,grepundmakeintensiv zur Verwaltung der Designdatenbank genutzt
- Der 386 brachte im Vergleich zum 286 neue Designherausforderungen mit sich
- Er war ein deutlich komplexerer Chip mit doppelt so vielen Transistoren
- Der 286 und frühere Prozessoren verwendeten NMOS-Transistoren, während der 386 auf CMOS wechselte, das auch heute noch genutzt wird
- Intels CMOS-Prozess war CHMOS-III mit einer Strukturgröße von 1,5 µm
- CHMOS-III war ein Prozess, der das beim 286 verwendete HMOS-III auf CMOS erweiterte
- CHMOS bot zwei statt nur einer Metallschicht und veränderte damit die Signalverdrahtung im Chip und die Designmethoden
- Bei CHMOS-III gab es ein forbidden-gap-Problem
- Es war möglich, dass die zweite Metallschicht M2 sehr nahe an der ersten Metallschicht M1 lag oder weit von ihr entfernt war
- Bei mittleren Abständen traten Probleme auf; dieser Bereich war die forbidden gap
- Wenn sich Metallschichten in der forbidden gap kreuzten, konnte das Metall reißen oder Metall-Whisker konnten Kontakt herstellen, wodurch der Chip ausfallen konnte
- Dieses Problem senkte die Ausbeute des 386
RTL, Mikrocode, Standardzellen, Datenpfad
- Das Design des 386 wurde gleichzeitig von oben nach unten und von unten nach oben entwickelt
- Von oben ging es von der Definition der Architektur aus
- Von unten wurden Standardzellen und Grundschaltungen auf Transistorebene entworfen
- Mikrocode war ein grundlegender Baustein zur Steuerung des Chips
- Er wurde mit zwei CAD-Tools entworfen: einem Assembler und einem Regelprüfer für Mikrocode
- Das High-Level-Chipdesign wurde als RTL erstellt
- Es wurde verfeinert, bis das Timing clock-by-clock und phase-by-phase beschrieben war
- RTL wurde in MAINSAIL geschrieben, einer auf SAIL basierenden portablen Sprache aus der Algol-Familie
- Intel simulierte das RTL mit einem proprietären Simulator namens Microsim
- Intel betrachtete die RTL-Simulation des gesamten Chips als „das mit Abstand wichtigste Simulationsmodell des 80386“
- Im nächsten Schritt wurde das High-Level-Design in ein detailliertes Logikdesign überführt
- Mit einem proprietären Schaltplan-Erfassungssystem namens Eden wurden Gates und Schaltungen spezifiziert
- Für die Simulation des Logikdesigns war ein dedizierter IBM-3083-Mainframe erforderlich, und die Ergebnisse wurden mit der RTL-Simulation verglichen
- Anschließend entstand in der Schaltungsdesign-Phase das Design auf Transistorebene
- Das Chip-Layout wurde mit Applicon und dem Eden-Grafiksystem erstellt
- Man begann mit wichtigen Blöcken wie der ALU und dem barrel shifter
- Der TLB des Paging-Mechanismus erforderte ein kreatives Design, um die Leistungsanforderungen zu erfüllen
- Auch der binary adder erforderte ein kreatives Design
- Unstrukturierte random logic wurde nicht wie bei früheren Prozessoren transistorweise entworfen, sondern mit Standardzellen umgesetzt
- Standardzellen stellen Logikgatter, Flipflops und Grundfunktionen als feste Schaltungsblöcke bereit
- Software platzierte die Zellen in Reihen, um die angegebene Logikbeschreibung umzusetzen
- Der Raum zwischen den Reihen wurde als Verdrahtungskanal für Verbindungen zwischen den Zellen genutzt
- Standardzellen-Layouts benötigen in der Regel mehr Fläche als optimierte manuelle Layouts, lassen sich aber schneller erstellen und leichter ändern
- Intel nutzte das automatische Place-and-Route-Paket TimberWolf
- TimberWolf optimierte die Zellplatzierung per simulated annealing
- Ein 386-Ingenieur sagte, das Management hätte die Nutzung wohl nicht erlaubt, wenn es gewusst hätte, dass ein von Doktoranden erstelltes Tool im Zentrum der Methodik stand
- Automatisches Layout war bei Intel neu und half, den Zeitplan zu verbessern
- Wegen der geringen Dichte entstand aber auch das Risiko, dass der Chip zu groß würde
- Der leistungsrelevante Datenpfad wurde als manuelles Layout erstellt
- Register, ALU, barrel shifter und multiply/divide unit verarbeiteten 32-Bit-Daten
- Die Platzierung erfolgte mit dem CALMA-System
- Die Designer nutzten die Regelmäßigkeit der Schaltungen, um Form und Größe der Transistoren zu optimieren und sie wie Puzzleteile zusammenzufügen
- Der Datenpfad auf der linken Seite des Dies bildet im Gegensatz zur angrenzenden komplexen Logik ein geordnetes Rechteck mit 32-Bit-Breite
Tapeout, frühe Fehlschläge, Multiplikationsfehler
- Nachdem das Layout auf Transistorebene abgeschlossen war, prüfte Intels Hierarchical Connectivity Verification System das finale Layout
- Es stellte sicher, dass es mit den Schaltplänen übereinstimmte
- Es stellte sicher, dass die Prozess-Designregeln eingehalten wurden
- Der 386 benötigte vom Layout-Abschluss bis zum tapeout nur 11 Tage und stellte damit einen Geschwindigkeitsrekord bei Intel auf
- Tapeout ist der Schritt, bei dem die Chipdaten auf Magnetband gespeichert und an den Maskenhersteller geschickt werden
- Das Tapeout-Team wurde von Pat Gelsinger geleitet, der später CEO von Intel wurde
- Die Glasmaske wurde mit einem Elektronenstrahlprozess hergestellt
- Intels Livermore
Fab 3produzierte die 386-Siliziumwafer
- Intels Livermore
- Das erste Silizium funktionierte nicht auf Anhieb korrekt
- Das Team führte ein einfaches Testprogramm namens
NoOp, NoOp, Haltaus, doch es schlug fehl - Es fand eine kleine Korrekturstelle im PLA
- Statt eine neue Maske zu erstellen, patchte es die vorhandene Maske per ion milling und erhielt so schnell neue Wafer
- Diese Wafer funktionierten gut genug, um einen langen Zyklus aus Debugging und Korrekturen zu beginnen
- Das Team führte ein einfaches Testprogramm namens
- Auch nach der Markteinführung blieben Probleme bestehen
- Einige frühe 386-Prozessoren hatten ein 32-Bit-Multiplikationsproblem
- Unter bestimmten Temperatur-, Spannungs- und Frequenzbedingungen konnten einige Operanden unvorhersehbar falsche Ergebnisse erzeugen
- Dies hatte nichts mit dem bekannten Pentium-FDIV-Bug zu tun, der Intel 475 Millionen US-Dollar kostete
- Die Ursache des Multiplikationsproblems lag nicht in der Logik, sondern im Layout
- Es war nicht genügend Marge vorgesehen, um den Fall abzudecken, dass Worst-Case-Daten, Fertigungsprozess und Umweltfaktoren zusammenkamen
- Das Problem trat weder in der Simulation noch bei der Chip-Verifikation auf und wurde nur in Stresstests entdeckt
- Intel verkaufte die fehlerhaften Prozessoren, kennzeichnete sie jedoch als nur für 16-Bit-Software gültig
- Einwandfreie Prozessoren wurden mit double sigma markiert
- Das Problem führte zu peinlichen Schlagzeilen wie „Some 386 Systems Won't Run 32-Bit Software, Intel Says“
- Während Intel den Chip zur Behebung des Fehlers neu entwarf, kam es 1987 und 1988 außerdem zu Engpässen bei 386-Chips
- Insgesamt waren die Probleme des 386 nicht schlimmer als bei anderen Prozessoren und gerieten bald in Vergessenheit
Fazit: Der Chip, der Intel und die PC-Industrie veränderte
- Der 386 wurde zu einem zentralen Wendepunkt für Intel
- Frühere Intel-Prozessoren verkauften sich zwar gut, doch das lag zu einem großen Teil an starkem Marketing und dem Glück, für den IBM PC ausgewählt worden zu sein
- Technologisch lag Intel insbesondere im Vergleich zu Motorola zurück
- Motorola führte 1979 den 68000 ein und startete damit eine leistungsfähige Familie von quasi-32-Bit-Prozessoren
- Intel fiel 1982 mit dem „brain-damaged“ 16-Bit-286 zurück
- Auch der Übergang zu CMOS verlief langsam, während Motorola 1984 mit dem 68020 auf CMOS wechselte
- Der 386 brachte Intel den notwendigen technologischen Sprung
- Er vollzog den Wechsel zu einer 32-Bit-Architektur
- Er wechselte zu CMOS
- Er behob die Grenzen des Speichermodells und des Multitaskings des 286
- Er wahrte die Kompatibilität mit früheren x86-Prozessoren
- Der Erfolg des 386 festigte die Dominanz von x86 und Intel
- Andere Prozessorhersteller gerieten in eine defensive Position
- Compaq nutzte den 386, um IBM die Führungsrolle bei der PC-Architektur abzunehmen
- Dies führte zum Erfolg von Unternehmen wie Compaq und Dell
- IBM zog sich schließlich vollständig aus dem PC-Markt zurück
- Der 386 hinterließ einen so großen Einfluss, dass er die Gewinner und Verlierer der Computerindustrie über Jahrzehnte prägte
1 Kommentare
Hacker-News-Kommentare
Der Artikel wurde von einer Diskussion inspiriert, die userbinator vor ein paar Wochen auf HN über die Transistorzahl des 386 geführt hat.
Selbst wenn die Daten auf einer Winchester-Festplatte verschickt worden wären, hätte man dieses Ereignis weiterhin Tapeout genannt. In der frühen Leiterplattenfertigung (PCB) wurden Schaltungen tatsächlich mit schwarzem Klebeband auf einer weißen Tafel „tape out“ ausgelegt, meist in vergrößerter Form.
Später bezeichnete Tapeout den Zeitpunkt, an dem die Leiterbahnen der Schaltung mit Klebeband fertiggestellt waren und für Fotografie, Verkleinerung und die Übergabe an die Platinenfertigung bereitstanden. Dabei gab es keine „Daten“, magnetisch oder sonst wie, sondern nur ein physisches Artboard mit aufgeklebtem Band.
Der Wikipedia-Artikel ist auch ziemlich gut: https://en.wikipedia.org/wiki/Tape-out
Junge Leser, die sich fragen, „was zum Teufel eine Winchester disk ist“, können hier nachsehen: https://www.pcmag.com/encyclopedia/term/winchester-disk
Ich hatte früher auch schon erzählt, wie ich um 1960, in der dritten Klasse, mein erstes PCB selbst tapeoutet habe: https://news.ycombinator.com/item?id=32116169
Ich hatte ihn ursprünglich für eine günstige, verkleinerte Variante für den damals aufkommenden Notebook-Markt gehalten, tatsächlich war er aber ein vergleichsweise ausgefeiltes Bauteil mit dreimal so vielen Transistoren und kam einem Vorläufer moderner SoCs nahe.
Ich denke dabei daran, dass moderne Prozessoren auf Mikrocode-Ebene vieles gleichzeitig tun, sodass schwer genau vorherzusagen ist, welche Instruktion in welcher Reihenfolge ausgeführt wird.
Außerdem frage ich mich, wo man „Automatic Place and Route Used on the 80386“ finden kann. DDG findet nur diesen einen Artikel.
Man musste nur einen Teil der Seite ausschneiden und per Post einsenden, und ein paar Monate später kam ein Päckchen mit einem freiliegenden Prozessor auf festem Karton und einer Lupe mit geringer Vergrößerung. Ich wünschte wirklich, ich hätte ihn noch.
Es gab schon vorher 32-Bit-Prozessoren, aber keiner war so kommerziell erfolgreich und wurde von der Allgemeinheit so breit übernommen wie der (80)386.
Dieser Artikel über den 386 ist wirklich hervorragend und sehr informativ. Abgesehen vom 386 Technical Manual und einigen Dokumentfragmenten habe ich im Internet nichts Informationsreicheres gesehen, und diese Dokumente sind für normale Leser schwer zugänglich. Für Menschen, die den 386 studieren wollen, und für künftige Computerhistoriker wird er sehr wertvoll sein.
Auch der Motorola 68000 (1979) ist erwähnenswert, weil er im Macintosh verwendet wurde. Und mit Leuten, die sagen, er sei kein echter 32-Bit-Prozessor gewesen, kann man sich streiten :-) Richtig ist aber, dass der 386 die 32-Bit-x86-Architektur begründet hat, die heute in den meisten Computern außerhalb von Telefonen steckt.
Deshalb sollten Manager technische Entscheidungen nicht im Detail micromanagen.
Daneben war ein Beutel mit Jumpern angeklebt. Ich stellte gern HI/LO oder 01/99 ein oder drehte es um, sodass Turbo 20 MHz und der langsame Modus 40 MHz anzeigte.
Der 286 reichte für UNIX im PDP-11-Stil, und selbst auf dem 8088 konnte man Hobby-UNIX halbwegs laufen lassen.
Das Marktfenster war wohl zu klein. Wenn man damals Leistung brauchte, hätte man vermutlich den Akku geopfert; eine Desktop-CPU ohne spezielle Power-Management-Funktionen zu verwenden, wäre also wohl kein großes Problem gewesen.