8,16,32,64 Bit Mikroişlemciler ve Özellikleri

Cumartesi, 30 Eylül 2006

8 BİT MİKROİŞLEMCİLER 8 bitlik ilk genel amaçlı işlemci, NMOS teknolojisi kullanılarak geliştirilen 8080 işlemcisiydi. 1974 yılında, Motorola firması 8080 işlemcisinin bir benzeri sayılabilecek 8-bitlik 6800 mikroişlemcisini üretti. Bundan sonraki yılda üretilen 6500 serisi işlemciler ile 6800 işlemcide kullanılan bütün yardımcı elemanlar birbirini desteklemekteydi. Daha sonra Zilog firması 8080 işlemcisinden birkaç üstün özellikle ayrılabilen Z-80 işlemcisini tanıttı. Bu dört çeşit mikroişlemci kendi aralarında iki gruba ayrıldı. 8-bitlik 8080/Z-80 grubu mikroişlemciler hesaplayıcılar olarak geliştirilmesi kaydedicilerin bol kullanımını gerektirmiştir. Bundan dolayı da kaydediciye dayalı mimari olarak anılmaktadır. 6500/6800 grubu ise belleğe dayalı mimari olarak anılır. Çünkü, bu mikroişlemcilerde daha anlaşılır komutlar ve daha fazla adresleme modu kullanılmıştır. 16 BİT MİKROİŞLEMCİLER Intel firması, 1974 yılında ürettiği 8080'nin bir ileri versiyonunu, ilk 16-bitlik 8086 işlemcisini, 1978 yılında üretti. 8088 ve 8086 işlemcilerin her ikisi de aynı komutları, aynı veriyi ve aynı yazılımları kullanmalarına rağmen,dışlarındaki birimlerle iletişimde, aralarında farklar bulunuyor. 8088 bir kere de 8 bitlik veri paketini iletirken, 8086 dış birimlerle iletişimde bir kere de 16 bit veriyi kullanıyor. Kısaca, aralarındaki en önemli farkın, dış veri yollarının genişliği olduğu söylenebilir. IBM PC ve benzerlerinin 8088 üzerinde kurulmalarının en önemli nedeni, 8 bitlik veri yolu kullanılması nedeniyle sistemin ucuza mal olmasıdır. O yıllarda üretilen bilgisayarlar; PC(Personel Computer- Kişisel Bilgisayar) standardı ve 16-bitlik işlemcilerin kullanıldığı bilgisayarlar, XT (eXtended Technology- Gelişmiş Teknoloji) standardı olmak üzere iki standart kazandılar. 1979 yılında Motorola'nın ürettiği 68000 kodlu işlemci,16-bitlik veri yoluna ve 16 Megabaytlık bir bellek adreslemesine sahipti ve bu işlemcideki kaydediciler 32-bitlikti. 1982 yılında Intel firması tarafından, kullanıldığı bilgisayarlara AT(Advandec Technology-İleri Teknoloji) adı verilen 80286 mikroişlemcisi üretildi. Yeni bir standart olan bu işlemci, temel 8086/8088 komut setine sahipti. Bu işlemcide, kaydedicilerle birlikte hem veri yolu hem de adres yolu 16-bit olarak tasarlandı ve içerisindeki 16-bitlik kaydedici çıkışları artırılarak 20-bite çıkarıldı. Böylece 1 Megabaytlık adresleme kapasitesi elde edildi. Bu sıralarda ortaya çıkan UNIX işletim sistemi, bu kuşak mikroişlemcilerin adresleyebileceği bellek kapasitesinden daha fazla bellek gerektirdi. Bu sebeple Motorola firması 68000'in gelişmiş versiyonu olan ve sanal bellek kullanımını sağlayan 68010 işletim sistemini üretti. 32 BİT MİKROİŞLEMCİLER 1984 yılında Motorola tarafından üretilen 68020 işlemcisi ve 1985 yılında Intel tarafından üretilen 80386 işlemcisi gerçek birer 32-bitlik işlemcidir. 80386, 80286'dan 8086'ya kadar geriye doğru uyumludur. Yani 8086'da yazılan programlar 80386'lı bilgisayarlarda çalışırken, 80386'da yazılan gerçek mod (Real Mode) dışındaki programlar bundan önce üretilen işlemcili bilgisayarlarda çalışmaz. Gerçek mod ve korumalı mod (Protected mode) olmak üzere iki ayrı modda çalışabilmek AT tipi bilgisayarların önemli bir özelliğidir. Gerçek modda sistem 1 MB'lık bellek kullanarak kendi başına çalışır (Ancak yazılımlarla 1MB'tın üzerine çıkılabilir). Korumalı modda ise, bilgisayar 1 MB sınırını aşarak büyük bellek kapasitelerini kullanabildiği gibi, başka bilgisayarlarla da ortak çalışabilir. 32 -bitlik işlemciler 246 adres yolu ile Terabayt cinsinden bellek kapasitesi kullanabilir. 1988 yılında 80386'nın bir değişik modeli tasarlandı ve bu işlemciye 80386SX adı verildi. Bu da, normal 80386'ya 80386DX denilmesine sebep oldu. 80386SX'de 80286 ile soket uyumluluğu sağlamak için veri yolu 16-bite indirilirken, yine 32-bitlik kaydediciler kullanıldı. Motorola 1987'de 32-bitlik 68030 ve 1989 yılında yine 32-bitlik 68040 modeli işlemcilerini üretti. Bu işlemcilerin diğer ürettiklerinden en büyük farkı Bellek Yönetim Birimi bulundurmalarıdır. Bu sırada Intel firması, ürettiği 80486 mikroişlemcisinde, farklı olarak, kayar noktalı hesaplama birimi (FPU), bellek yönetim birimi (MMU), önbellek gibi birimler geliştirdi. Daha önceleri işlemci dışında bulunan , kayar noktalı hesaplama birimi ve bellek yönetim biriminin işlemci içerisine alınmasıyla sistemin verimliliğini artırıldı. 64 BİT MİKROİŞLEMCİLER Pentium işlemcilerinin 1993 yılında piyasaya çıkmasıyla Intel x86 Ailesinin veri yolu uzunluğu 64-bit olmuştur. Başlangıcından beri CISC mimarisinde işlemciler üreten Intel firması, nihayet superscaler mimarideki çok işlem birimi, dallanma tahmini gibi RISC kavramlarını Pentium işlemcileri ile kullanmaya başladı. Bu işlemcide ayrıca yürütme performansını önemli olarak etkileyen tümdevre üzerinde birinci seviye (L1) ayrı 8-KB kod ve 8-KB veri ön hafızaları bulunur. Pentium Pro, x86 ailesinin altıncı nesli olduğundan, başlangıçta P6 kod adı ile anılmış ve önemli mimari ekler sunmuştur. P6 mimarisi dinamik yürütme teknolojisi olarak belirtilen ve çoklu dallanma tahmini, veri akışı analizi, tahmini yürütme olarak temel üç fonksiyonlu mimari yapıyı içermektedir. Pentium Pro'ya 4 yeni adres hattı daha eklenerek adres yolu 36-bit yapılmıştır. Intel firması ilk kez 256K, 512K veya 1 MB olabilen L2 ön belleğini Pentium Pro işlemcisi üzerine yerleştirmiştir. Sesli (audio), görüntülü (video) ve grafik özellik içeren yüksek kaliteli multi-medya uygulamalarını çalıştırmak, çok hızlı ve karmaşık aritmetik işlemler gerektirir. Bu çeşit karmaşık işlemler, oldukça özel DSP (Digital Signal Processing) tümdevreleri ile gerçekleştirilir. Bu özel işlemciler, 2D ve 3D grafikler, görüntü ve ses sıkıştırma, faks/modem, canlı resimli PC-tabanlı telefon ve görüntü işleme gibi görevleri yerine getirmede kullanılır. Intel firması bir PC'ye DSP özelliği kazandırmak için MMX (MultiMedia Extention) olarak adlandırılan bir teknolojiyi, Pentium işlemcilerine 1997 yılından itibaren koymaya başlar. MMX teknolojisi multi-media işlemleri için 57 tane yeni komut sunmaktadır. Intel Pentium II işlemcisi, Pentium Pro ve MMX teknolojilerinin birleşimi ile üretilmiştir. Bu işlemcide buluna 32K (16K/16K) L1 ön bellek yoğun olarak kullanılan veriye hızlı erişim sağlar. Ayrıca tümdevre üzerinde 512 KB'dan başlayan L2 ön belleği bulunur. Intel daha ucuz PC'ler ve sunucu makineleri için, piyasaya ucuz(Celeron) ve pahalı(Xeon) Pentium II tabanlı iki farklı mikroişlemci sürmüştür. Bu piyasa yaklaşımı daha sonraki Pentium III ve diğer ürünlerde de devam etmiştir. Pentium III mikroişlemcisi 1999 yılının başında Intel tarafından piyasaya sürülmüştür. Pentium III ile gelen önemli bir yenilik, "Internet Streaming SIMD Extensions" olarak adlandırılan bir yapıdır. Bu mimari yapı ile, ileri görüntü işleme, 3D, ses ve video gibi uygulamalarda kullanılabilecek 70 adet yeni komut eklenmiştir. Pentium III, ayrıca P6 mikromimarisini (dinamik yürütme, çoklu dallanma tahmini, veri akışı analizi ve tahmini yürütme) çok işlemili sistem yoluve Intel MMX teknolojisini içerir (Gümüşkaya,1999). Pentium III, PC ve internet hizmetleri ve ağ erişim güvenliği için planlanan yapı bloklarından ilki olan işlemci seri numarası sunar. Günümüzde x86 pazarı büyük bir endüstri olmuştur ve her yıl milyonlarca işlemci satılmaktadır. X86 işlemcilerine gösterilen büyük ilgi nedeniyle Intel'den başka firmalar da bu piyasaya girmiştir. AMD firması günümüzde K6 II ve K6 III ürünleriyle, Pentium II ve Pentium III işlemcilerine rakip olmaktadır. Hatta AMD'nin son ürünlerinden olan 450 MHz K6 III işlemcisinin Pentium III - 500 işlemcisinden daha yüksek performans sağladığı iddia edilmektedir.

Son Yenileme ( Cuma, 25 Mayıs 2007 )

 

< Önceki		Sonraki >

ADnet Reklamları	Siz de reklam verin