マイクロプロセッサの進化–マイクロプロセッサの種類

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マイクロプロセッサはCPUに他ならず、コンピュータの重要なコンポーネントです。数百万個のトランジスタなどで構成されるシリコンチップです。 電子部品 1秒あたり数百万の命令を処理します。 A マイクロプロセッサは用途の広いチップです 、それはメモリと専用チップと組み合わされ、ソフトウェアによって事前にプログラムされています。デジタルデータをi / pとして受け取り、メモリに保存されている命令に従って処理します。マイクロプロセッサには、データストレージの機能、他のさまざまなデバイスとの相互作用、および他の時間関連機能のような多くの機能があります。しかし、主な機能は、コンピュータの機能をうまく機能させるためにデータを送受信することです。この記事では、タイプと マイクロプロセッサの進化 。このリンクをたどってください マイクロプロセッサの歴史とマイクロプロセッサの生成

マイクロプロセッサの進化

マイクロプロセッサは、多くのガジェットのより重要な部分になっています。マイクロプロセッサの進化は、第1世代、第2世代、第3世代、第4世代、第5世代など、5世代に分けられ、これらの世代の特徴について以下で説明します。




マイクロプロセッサ

マイクロプロセッサ

第一世代のマイクロプロセッサ

第一世代のマイクロプロセッサは1971年から1972年に導入されました。これらのマイクロプロセッサの命令はシリアルに処理され、命令をフェッチしてデコードし、実行しました。マイクロプロセッサの命令が終了すると、マイクロプロセッサは命令ポインタを更新し、次の命令をフェッチして、各命令に対してこの連続した操作を順番に実行します。



第2世代マイクロプロセッサ

1970年には、第2世代マイクロプロセッサの集積回路で少数のトランジスタが利用可能でした。第2世代のマイクロプロセッサの例は、16ビット算術7パイプライン命令処理、MC68000モトローラマイクロプロセッサです。これらのプロセッサは1979年に導入され、Intel 8080プロセッサはマイクロプロセッサの別の例です 。マイクロプロセッサの第2世代は、重複したフェッチ、デコード、およびステップの実行によって定義されます。第1世代が実行ユニットで処理されると、2番目の命令がデコードされ、3番目の命令がフェッチされます。

第1世代のマイクロプロセッサと第2世代のマイクロプロセッサの違いは、主にチップを製造するための新しい半導体技術の使用でした。このテクノロジーの結果、命令、速度、実行が5倍に向上し、チップ密度が向上しました。

第3世代マイクロプロセッサ

Intelの8086およびZilogZ8000で示されているように、第3世代のマイクロプロセッサは1978年に導入されました。これらは、ミニコンピューターのようなパフォーマンスを備えた16ビットプロセッサでした。これらのタイプのマイクロプロセッサは、すべての主要なワークステーションの実業家が独自のISCベースのマイクロプロセッサアーキテクチャを進化させ始めたという点で、前世代のマイクロプロセッサとは異なりました。


第4世代マイクロプロセッサ

多くの業界が商用マイクロプロセッサから社内設計に転換するにつれて、第4世代のマイクロプロセッサは、100万個のトランジスタを備えた優れた設計で参入しています。 Motorolaの88100やIntelの80960CAなどの最先端のマイクロプロセッサは、クロックサイクルごとに複数の命令を発行およびリタイアする可能性があります。

第5世代マイクロプロセッサ

第5世代のマイクロプロセッサは、分離されたスーパースカラー処理を採用し、その設計はすぐに1,000万個のトランジスタを超えました。第5世代では、PCは、単一のマイクロプロセッサによって征服された、利益率の低い大量のビジネスです。

1947年12月23日、トランジスタはベル研究所で発明されましたが、集積回路は1958年にテキサスインスツルメンツのJキルビーによって発明されました。そのため、IntelまたはINTegratedELectronicsが最初のマイクロプロセッサを発明しました。

マイクロプロセッサの進化

マイクロプロセッサの進化

4ビットマイクロプロセッサ

INTEL 4004/4040は、1971年にStanley Mazor&TedHoffによって発明されました。このマイクロプロセッサのクロック速度は740KHzです。このマイクロプロセッサで使用されるトランジスタの数は2,300で、1秒あたりの命令数は60Kです。このマイクロプロセッサのピン数は16です。

8ビットマイクロプロセッサ

  • 8008プロセッサは1972年に発明されました。このマイクロプロセッサのクロック速度は500KHzで、1秒あたりの命令数は50Kです。
  • 8080マイクロプロセッサは1974年に発明されました。クロック速度は2MHzです。使用されるトランジスタの数は60kで、8008プロセッサと比較して1秒あたりの命令数は10倍高速です。
  • 8085マイクロプロセッサは1976年に発明されました。クロック速度は3MHzです。使用されるトランジスタの数は6,500で、1秒あたりの命令数は769230です。このマイクロプロセッサのピン数は40です。

16ビットマイクロプロセッサ

  • 8086マイクロプロセッサは1978年に発明されました。クロック速度は4.77、8および10MHzです。使用されるトランジスタの数は29000で、1秒あたりの命令数は250万です。このマイクロプロセッサのピン数は40です。
  • 8088マイクロプロセッサは1979年に発明され、1秒あたりの命令数は250万です。
  • 80186や80188のようなマイクロプロセッサは1982年に発明されました。クロック速度は6MHzです。
  • 80286マイクロプロセッサは1982年に発明されました。クロック速度は8MHzです。使用されるトランジスタの数は134000で、1秒あたりの命令数は400万です。このマイクロプロセッサのピン数は68です。

32ビットマイクロプロセッサ

  • Intel 80386マイクロプロセッサは1986年に発明されました。クロック速度は16MHzから33MHzです。使用されるトランジスタの数は275000です。このマイクロプロセッサのピンの数は13214X14PGAです。
  • Intel80486マイクロプロセッサは1986年に発明されました。クロック速度は16MHzから100MHzです。使用されるトランジスタの数は120万トランジスタで、1秒あたりの命令数は8KBのキャッシュメモリです。このマイクロプロセッサのピン数は16817X17 PGA(ピングリッドアレイ)です。
  • PENTIUMマイクロプロセッサは1993年に発明されました。クロック速度は66MHzで、1秒あたりの命令数はキャッシュメモリ8ビット(命令用)8ビット(データ用)です。このマイクロプロセッサのピン数は237PGAです。

64ビットマイクロプロセッサ

  • INTELコア2マイクロプロセッサは2006年に発明されました。クロック速度は1.2GHz〜3GHzです。使用されるトランジスタの数は2億9100万で、1秒あたりの命令数はコアごとに64KBのL1キャッシュ4MBのL2キャッシュです。
  • i3、i5、i7マイクロプロセッサは2007年、2009年、2010年に発明されました。2。クロック速度は2GHzから3.3GHz、2.4GHzから3.6GHz、2.93GHzからt3.33GHzです。

さまざまなアプリケーションにおけるマイクロプロセッサの進化

次のガジェットは、さまざまなマイクロプロセッサを使用して実装されました。したがって、さまざまなアプリケーションでのマイクロプロセッサの進化について、以下で説明します。

ビジネス電卓

1971年に、Unicom141Pのようなビジネス計算機が発明されました。それは、マイクロプロセッサを含む主要なガジェットの外にありました。

コモドールPET

1971年に、このPETが実装され、主にメインのオールインワン家庭用コンピューターとして認識されています。

洗濯機

1977年に、主要なマイクロチップによって制御される洗濯機が発売されました。

アーケードマニア

1980年にアーケードメインーナが発売されました。ナムコは米国の経路内にパックマンを設立し、新しいトレンドに火をつけました。

Osborne1ノートパソコン

1981年、Osborne 1ノートパソコンは、重量10.7kgの5つの画面を使用して発売されました。最近のほとんどのラップトップにとって、それは曽祖父です。

任天堂ファミコン

1986年に、コンソールは任天堂エンターテインメントシステムのようなゲームビジネスを一新しました。

民主化されたコンピューティング

1991年、パーソナルコンピューティングとビジネスコンピューティングの発明は、さまざまなデスクトップ、ラップトップ、およびタブを介して爆発しました。

MP3プレーヤー

1997年、音楽を現代的に楽しむための音楽プレーヤーが発売されました。

BlackBerry

スマートフォンの反乱は、RIMのBlackberry850の発売によって後押しされました。最初のBBは1999年にアクセス可能でした。

Apple iPod

2001年に最初のiPodが発売され、MP3音楽のセットアップに新しい範囲のセットチューンが登場しました。

Microsoft Windows Tablet

2002年に、Microsoft Windows Tabletが実装され、企業はこれらのタブをより役立つ作業に使用していました。

ネットブック

2008年、ネットブックは、メディアやインターネットコンテンツを楽しんだり、簡単な仕事をしたりするための小型で軽量のデバイスのために発売されました。

Apple iPod

2010年、TabsはiPodのリリースを通じて、クライアントの主流になりました。

デジタルサイネージ

2011年に、マイクロプロセッサの巨大な新しい使用法の最初であるデジタルサイネージが発明されました。アカデミックなインターネット接続デバイスは、商業や小売から農業、そして自動車に至るまで、日常生活の中で確立されました。

Ultrabook

2011年にUltrabookが実装されました。 PCの開発は、高性能コンピューティングの経験を持つファッショナブルなUltrabookデバイスのようにさらに大きな一歩を踏み出しました。

マイクロプロセッサの種類

マイクロプロセッサは、次の5つのタイプに分類されます。 CISC-複雑な命令セットマイクロプロセッサ、RISC-縮小命令セットマイクロプロセッサ 、ASIC-特定用途向け集積回路、スーパースカラープロセッサ、DSP-デジタル信号マイクロプロセッサ。

さまざまなタイプのマイクロプロセッサ

さまざまなタイプのマイクロプロセッサ

複雑な命令セットマイクロプロセッサ

Complex Instruction Set Microprocessorsの短期はCISMであり、他の低レベルのアクティビティと一緒に注文を実行できるマイクロプロセッサを分類します。これらのタイプのプロセッサは、ダウンロード、アップロード、メモリカードへのデータの再呼び出し、メモリカードからのデータの再呼び出しなどのさまざまなタスクを実行します。これらのタスクとは別に、1つのコマンドで複雑な数学的計算も実行します。

縮小命令セットマイクロプロセッサ

縮小命令セットマイクロプロセッサの短期はRISCです。これらのタイプのプロセッサは、マイクロプロセッサが特定のコマンドで小さなことを実行できる機能に従って作られています。このようにして、これらのプロセッサはより多くのコマンドをより高速で完了します。

スーパースカラーマイクロプロセッサ

スーパースカラープロセッサは、プロセッサ上のハードウェアをファクシミリ化して、一度にさまざまなタスクを実行します。これらのプロセッサは、ALUまたは乗算器に使用できます。それらには異なる操作ユニットがあり、これらのプロセッサは、プロセッサ内の追加の操作ユニットに複数の命令を継続的に送信することにより、複数のコマンドを実行できます。

特定用途向け集積回路

の短期 特定用途向け集積回路プロセッサ ASICです。これらのプロセッサは、自動車の排出ガス制御や携帯情報端末のコンピュータなどの特定の目的に使用されます。このタイプのプロセッサは適切な仕様で製造されていますが、これらとは別に、既製のギアを使用して製造することもできます。

デジタル信号マルチプロセッサ

デジタルシグナルプロセッサはDSPとも呼ばれ、これらのプロセッサは、ビデオのエンコードとデコード、またはD / A(デジタルからアナログ)およびA / D( アナログからデジタル )。彼らは数学的計算に優れたマイクロプロセッサを必要としています。このプロセッサのチップは、レーダー、ホームシアター、SONAR、オーディオギア、TVセットトップボックス、および携帯電話で使用されています。

Intel、Motorola、DEC(Digital Equipment Corporation)、TI(Texas Instruments)のように、8085マイクロプロセッサ、ASIC、CISM、RISC、DSP、Intelのような8086マイクロプロセッサなどの多くのマイクロプロセッサに関連する多くの企業があります。

特徴

メイン マイクロプロセッサの機能 以下のものが含まれます。

ポータブル

マイクロプロセッサは、サイズと消費電力が少ないため、ポータブルです。

低価格

マイクロプロセッサは、IC技術により低コストで入手できます。したがって、このテクノロジーはコンピューターシステムの価格を下げるでしょう。

用途が広い

マイクロプロセッサは用途が広いため、さまざまなアプリケーションに使用できます

信頼性のある

マイクロプロセッサは信頼性が高いため、半導体技術により故障率が低くなります。

小さいサイズ

マイクロプロセッサの製造は、VLSIやULSIのような技術が使用されているため、非常に少ないスペースで行うことができます。そのため、コンピュータシステムのサイズが縮小されます。

高速

マイクロプロセッサは、使用されているテクノロジにより非常に高速に実行されるため、1秒ごとに多数の命令を実行します。

低消費電力

マイクロプロセッサは、MOSテクノロジーのために低電力を使用します

低発熱

マイクロプロセッサは、半導体技術を使用しているため、真空管デバイスに比べて大きな熱を発生することはありません。

基本用語

ザ・ 主にマイクロプロセッサで使用される基本的な用語 以下で説明します。

指図書

命令セットは、マイクロプロセッサが理解できるコマンドのセットとして定義できます。これは、ソフトウェアとハ​​ードウェアの間のエッジです。

バス

データを送信するために使用される導体は、マイクロプロセッサ内の異なる要素の制御情報をアドレス指定します。データバス、制御バス、アドレスバスの3種類のバスが含まれます

IPC

IPCは、Instructions perCycleの略です。これは、CPUが1クロック内に実行できるコマンドの数の計算です。

クロック速度

いいえ。プロセッサが毎秒実行できる操作の数は、クロック速度として知られています。 CLK速度は、MHz(メガヘルツ)で表すことができ、それ以外の場合はGHz(ギガヘルツ)で表すことができます。これの別名はクロックレートです。

帯域幅

帯域幅の短期はBWであり、noとして定義できます。単一の命令内で処理できるビットの数。

ワード長

単語の長さは、いいえの場合に他なりません。一度にプロセッサが処理できるビット数。たとえば、8ビットマイクロプロセッサは、一度に8ビットデータを処理するために使用されます。プロセッサのワード長の範囲は、マイクロコンピュータの種類に基づいて4〜64ビットの範囲です。

データ型

マイクロプロセッサは主に、ASCII、2進数、符号付きおよび符号なしの数値など、いくつかのデータ型の設計をサポートしています。

マイクロプロセッサの長所と短所

マイクロプロセッサの利点は次のとおりです。

  • 処理速度が速い
  • インテリジェンスがシステムにもたらされました
  • フレキシブル。
  • コンパクトサイズ。
  • メンテナンスが簡単
  • 複雑な数学

マイクロプロセッサの欠点のいくつかは、過熱する可能性があり、マイクロプロセッサの制限がデータのサイズに課す可能性があることです。

マイクロプロセッサのアプリケーションには、主に家電製品のコントローラが含まれます。 無線通信 機器、オフィスの出版と自動化、家電製品、計算機、会計システム、ビデオゲーム、 産業用コントローラー 、およびデータ収集システム

したがって、これはすべてマイクロプロセッサの種類と進化に関するものです。低電力、低コスト、軽量、およびコンピューティング機能を備えたマイクロプロセッサが利用できるため、さまざまなアプリケーションで役立ちます。現在、マイクロプロセッサベースのシステムが自動テスト製品で使用されています。 信号制御システム 、指示、 モーターの速度制御 sなど。さらに、マイクロプロセッサの記事のこの進化に関する疑問や 電子および電気プロジェクト 、コメント欄にコメントをお願いします。ここにあなたへの質問があります、8085マイクロプロセッサで使用されているスタックはどれですか?

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写真クレジット:

  • によるマイクロプロセッサの進化 bhs4