Mikroişlemcilerin tarihi gelişimi incelendiğinde X86 serisi ve dolayısıyla Intel markası önemli bir oyuncu olarak karşımıza çıkar. Kronolojik olarak bu serinin gelişimine birlikte bakalım. Art arda tasarlanan ve üretilen ürünlerin sürekliliği, uyumluluğu ve zamanla artan hızları da dikkate değerdir. Bu özellikler Intel ürünlerinin masaüstü ve dizüstü bilgisayar, pda, cep telefonları, iş istasyonları ve sunucularda oldukça iyi seviyelerde kullanımını sağlamıştır. Benzer şekilde diğer teknolojileri etkilemiş ve pek çok sektörün gelişimini de tetiklemiştir.
X86’nın öncülleri
Intel 4004, (1971) tek tümleşik (entegre) devre olarak geliştirilen ilk mikroişlemci ve ilk ticari işlemcidir. 1971-1981 yılları arasında üretilmiştir. 4 haneli (bit) BCD veri yolu genişliğine sahiptir, saat hızı 740 kHz, program hafızası 4 KB olarak tasarlanmıştır. Bu işlemci 1972 yılında fırlatılan istihbarat uydularından Pioneer 10 uzay aracının beyni olarak kullanılmıştır. Uydu, 2003 yılına kadar çalışmış, daha sonra sinyal menzilinden çıkmıştır.
Intel 8008, (1972) Saat hızı 500 kHz (8008-1, 800 kHz), hızı 0.05 MIPS (saniyede milyon işlem) olan bir mikroişlemcidir. 8 bitlik ilk işlemcidir ve 16 KB hafızaya sahiptir. Endüstride basit işlemlerde kullanılmaya başlamıştır (çöp terminalleri, hesap makineleri, şişeleme otomasyonu vb.)
Intel 8080, (1974) ilk genel amaçlı mikroişlemci entegre devredir, ilk 8 bitlik işlemcidir, 16 bit adresleme yapabiliyordu. 64 KB hafızaya sahipti ve 8008’den 10 kat daha performanslıydı.
X86 Serisi Mikroişlemciler
Intel 8086, (1979) 16 bit mimaride tasarlanmış bir mikroişlemci yongasıdır. Intel, AMD, NEC, Texas Instrument, Fujitsu, Harris, Oki ve Siemens firmaları tarafından üretilmiştir. 16 bit veri, 20 bit adres aktarımı ve 1 MB’e kadar hafıza adreslemesi yapılabiliyordu, bu konfigürasyon programlamada önemli bir ilerleme sağlanmıştı, 8086 tasarımı, 8080 ve 8085’in aksine sadece bazı temel 16-bit kabiliyetleri değil tüm 16-bit işlem desteğini sağlıyordu. Dolayısıyla 8086 mikroişlemcisi ilk PC’lerde kullanılmaya başlandı, temel hesaplamalar, iş uygulamaları ve bilgisayar oyunları gibi farklı uygulamalar için uygun donanımlardı. Bundan sonra bu serinin (veya platformun) geliştirilmesine şahit olacağız.
Intel 80286, (1982) 1 MB yerine 16 MB adreslenebilir belleğe sahiptir, gerçek ve ilk olarak 16 bit korumalı olmak üzere 2 farklı modda çalışabilmektedir. Korumalı mod ise çoklu işlem (multiprocessing) çalışmayı mümkün kılmıştır.
Intel 80386, (1985) 32 bitlik ilk işlemcidir. Çoklu görevi (Multi tasking) destekleyen ilk işlemcidir ve 32 bitlik korumalı modda çalışabiliyordu. Ayrıca sayfalama (paging) kavramı ilk olarak uygulandı, 32 bitlik sanal bellek adresinin 32 bitlik fiziksel bellek adresine çevrilmesine izin verdi. 4 GB’lık adreslenebilir fiziksel hafıza ve 32 bitlik veri aktarım genişliğine sahiptir. 1988 yılında 80386SX mikroişlemcisi üretildi, harici 16-bit veriyoluna sahipti.
Intel 80486, (1989) mimari yapısında ilk defa Önbellek (Cache Memory) teknolojisi ve komut boru hattı (instruction pipeline) uygulamaları vardı. Yazma koruma özelliği içeriyordu ve ayrıca karmaşık matematik işlemlerini ana CPU’dan ayıran yerleşik bir matematik işlemcisi sunuyordu.
Intel Pentium (P5), (1993) İsim tescilindeki sorunlar dolayısıyla Intel bu beşinci nesil mikroişlemciyi Pentium P5 olarak adlandırdı. Süperskaler teknikleri ilk kez kullanıldı. Birden fazla işlem paralel olarak yürütülebiliyordu. Tek bir CPU içinde talimat düzeyinde paralellik adı verilen ve aynı saat hızında daha fazla iş yapılmasına olanak tanıyan bir paralel hesaplama yöntemi ilk kez kullanıldı. Bu özellik işlemci performansını oldukça artırdı.
Intel Pentium Pro (P6), (1995) Kayıt (register) yeniden adlandırma, dal tahmini, veri akışı analizi, spekülatif yürütme ve daha fazla işlem hattı aşamasını kullandı. Mikro kodda gelişmiş optimizasyon teknikleri de seviye 2 önbelleğin yanı sıra eklendi. 32 bitlik sanal adresin 36 bitlik fiziksel bellek adresine çevrildiği ikinci nesil adres çevirisini uyguladı.
Intel Pentium 2, (1997) Intel MMX teknolojisini (multimedya veri seti) bünyesinde barındırarak video, ses ve grafik verilerini verimli bir şekilde işleyebiliyordu. Yayıncılık ve oyun sektöründe kullanılmaya başlandı. Bu arada mikroişlemcideki transistör sayısı 7,5 Milyona ulaştı.
1998 yılında iki yeni ürün tanıtıldı; önce Pentium 2 ailesinin alt seviye iş istasyonları ve sunucular için ikincil önbellek olmadan Pentium 2 Celeron tanıtıldı. İki ay sonra tüketici dışı iş istasyonu, sunucu ve gömülü uygulamalara yönelik Pentium 2 Xeon tanıtıldı, bu işlemcide daha yüksek çekirdek sayısı, daha fazla PCI Express portu, daha fazla RAM desteği, daha büyük önbellek gibi imkânlar vardı.
Intel Pentium 3, (1999) Pentium Pro nun L2 önbellek alt sistemi azaltılarak 1999 yılı başında Pentium 3 geliştirildi. SMD (streaming extensions) talimatları (SSE) içerir ve böylece 3D grafik yazılımlarını desteklemeye başladı. CPU saat hızı 1,4 GHz lere ulaştı.
Üç Boyutlu (3D) uygulamaların güncelleşmesi ile birlikte Intel firması Streaming SIMD Extensions (SSE) isimli uygulama 70 adet talimat seti ile geliştirildi, yani tek talimat ile (instruction) çoklu veri talimat seti uygulaması hızı oldukça artırdı. SIMD talimatları, birden fazla veri nesnesi üzerinde tam olarak aynı işlemler gerçekleştirileceği zaman performansı büyük ölçüde artırdı, örnek uygulama olarak dijital sinyal işleme ve grafik işlemede önemli hız artışları oldu, özellikle hız gerektiren bilgisayar oyunlarının ihtiyacı karşılanmış oldu.
Intel Pentium 4, (2000) P6 mimari yapı yerini NetBurst mikro mimarisi geliştirildi. Çok yüksek çalışma frekansına ulaşabilmek için derin bir boru hattına sahiptir. 2004 yılında 32 bitlik komut kümesi 64 bitlik hale dönüştürülmüştür. Intel işlemcilerin günümüzde de kullandığı ve başarım artışı sağlayan Hyper-threading teknolojisi de Pentium 4 ile birlikte geliştirilmiştir.
Hyper-Threading Teknolojisi, Intel tarafından tanıtılan bir eş zamanlı çoklu iş parçacığı teknolojisi biçimidir; teknolojinin arkasındaki kavram ise Sun Microsystems tarafından patentlenmiştir.
Aşağıdaki grafikte yıllara göre mikroişlemcilerde kullanılan Cmos Transistörlerinin boyutlarındaki küçülmeyi izleyebilirsiniz, bu küçülme aynı zamanda entegre devrelerdeki eleman sayısının artışını ve dolayısıyla da performans artışını göstermektedir.
2006 yılında Intel Core serisinin ilk ürünleri tanıtıldı. İhtiyaca göre Core serisi temel, yüksek performans, profesyonel ve bilgisayar oyunları için çeşitlenmeye başladı.
