İntel Mikroişlemci Ailesi |
Mikroişlemciler 2. Bölüm

Mikroişlemcilerin başmimarı olarak bilinen İntel'in işlemcileri, mikroişlemcilere merak salmış herkes için hep başlangıç adımı olmuştur.Bizde İntel'in ilk mikroişlemci ailesini , pipelining kavramını ve cache'yi (önbellek) bu yazımızda sizler için inceledik.

A- A+

13.03.2015 tarihli yazı 10613 kez okunmuştur.

İntel 8085/8080 Özellikleri

►1970'lerin ortasında üretilen ve binary uyumluluğu olan 8 bitlik bir mikroişlemci olarak üretilmiştir.
►40 bacağı vardır ve maksimum CPU hızı 6 mHz'dir.

► İlginizi Çekebilir:Mikroişlemciler Nedir ve Nasıl Çalışır|Mikroişlemciler 1.Bölüm

►64 kb hafızaya sahiptir ve 16 bitlik adres yoluna sahiptir.
►8 hat veri yolu ile bir işlemde 8 bit byte'a kadar bilgiye ulaşabilmektedir.

İntel 8086 Özellikleri

►İAPX86 olarakta bilinen mikroişlemci, 1 megabayttır. Yani 20 bit adres yoluna sahiptir.
►16 bit data yoluna sahiptir.

► İlginizi Çekebilir:Fotokopi Makinesi Nasıl Çalışır ?

►Doğrusal adres alanı maksimum 64 kb'tır.
►Kontrol pinleri birden çok işleve sahiptir.

İntel 8086'dan 8088'e Gelişim

İç veri yolu mikroişlemcinin kendi içindeki iletişimi, dış veri yolu ise dış yapılarla olan iletişimi sağlar ve bu yolların genişliği istenilen bir durumdur. 8080'de 8 dış 8 iç veri yolu, 8086'da 16 dış veriyolu 16 iç veri yolu bulunurken 8088'de 8 dış 16 iç veriyolu bulunmaktadır. 8088'de dış veriyolunun sekize indirilmesinin nedeni ise 16 bitlik uygun donanım bulunamamasıdır. 8086 işlemcisinden önce üretilen donanımlar hep 8 bitlikti. 16 bit data yolu ile iletişim kurmanın donanım masrafları pahalıydı. 8088 işlemci, 8086 işlemci ile benzer iç veri yollarına sahip fakat farklı dış veri yolları olarak farklıdır. Yine 8088 işlemci 8086 işlemci gibi 1mb belleğe sahiptir ve IBM tarafından o yıllarda geliştirdikleri bilgisayarlarda kullanılmışlar ve açık sistem üretmeleri nedeniyle de büyük başarı sağlamışlardır. Daha sonradan APPLE da uygulamış ve kapalı sistem üretmeleri nedeniyle aynı başarıyı sağlayamamışlardır.

İntel 80286

►İntel 80286 işlemcisini 1982 yılında üretmeye başlamıştır.
►16 bit iç veri yolu, 16 bit dış veri yoluna sahiptir.

►16 megabayt hafızaya sahiptir. Yani 24 bit adres yolu vardır.
►8086 işlemcilere göre 5-10 kat daha hızlıdır.
►134.000 transistöre sahiptir.

İntel 80386

►1985 yılında üretilmiş olup 80386DX olarak ta bilinmektedir.
►32 bit adres hattına sahiptir. Yani 4gb fiziksel hafızaya, 64 terabayt sanal hafızaya sahiptir.

► İlginizi Çekebilir:Dünyanın İlk Karbon Nanotüplü Bilgisayarı Üretildi

►Daha sonra 16 bit iç veri yoluna ve 24 bit dış veri yoluna sahip 80386SX kardeş mikroişlemcisi daha da ucuza üretildi.
►O güne kadar ki genel amaçlı mikroişlemciler matematiksel verileri hızlıca yapıp saklayamıyorlardı. Ancak 8087,80287,80387 işlemcileri sayısal veri işleme çiplerine sahip oldular ve bu işlemcilere match co-prosessors (matematiksel işlemciler) denildi.

İntel 80486

►32 bit iç veri yolu ve 32 dış veri yoluna sahiplerdir.

► İlginizi Çekebilir:Teknolojide Çıta Yükseldi | Zirvenin Adı 4K

►1989 yılında üretilmiş olup 32 bit adres hatları mevcuttur.
►Matematiksel işlemleri hızlıca yapıp hafızaya atabilen bir işlemcidir ve bu mikroişlemci ile artık önbelleğe giriş yapılmıştır.

Pipelining Kavramı

►Intel, 8086 ve 8088 mikroişlemcilerinin iç yapısını değiştirip iki kısıma ayırarak pipelining kavramını ortaya çıkardı.
►Bu kavram aslında yürütme biriminin (execution unit=EU) ve yol ara biriminin (bus interface unit=BIU) aynı anda çalışmasını ifade eder.
►Bu durum yol işlemlerini gerçekleştiren birimin (bus interface unit=BIU), komutları yorumlayan ve yürüten birimden (execution unit=EU) önde olduğu zaman işler haldedir.
►Bu nedenle komut kodunu okuma, operant okuma, veri saklama gibi yol işlemlerini gerçekleştiren birim küçük bir hafızaya sahiptir.Bu hafıza 8088 için 4 byte, 8086 için 6 byte'tır.
►Eğer herhangi bir komutu gerçekleştirmek çok uzun zaman alırsa bu küçük hafıza maksimum boyutuna ulaşacak ve yollar boşta kalacaktır.
►BIU yeni komutu 8086 için 2 byte, 8088 için 1 byte boş yer kaldığında çağırır.
►Bazı durumlarda mikroişlemci hafızayı boşaltmak zorunda kalabilir. Örneğin atlama komutu yerine getirince BIU, bilgi okumayı yeni hafıza gözünden yapar ve hafıza önceden okuduğu bilgileri atar. Böylece EU, BIU'nun yeni bilgileri okumasını bekleyecektir. Bu durum ise ''branch penalty'' olarak bilinir.

Ön Bellek (Cache)

►Mikroişlemci ile hafıza arasına konan 4kb veya daha küçük olan hafızalara denir.
►Mikroişlemci bir işlemi yapıp hafızaya gönderirken bu ön bellek ise işlemin sonucunu hafızasında tutar.
►Birkaç işlem sonra aynı sonuca tekrar ihtiyaç duyulursa mikroişlemci hafıza yerine bu önbellekten sonucu zamandan kazanarak almış olur.

►Mikroişlemci veriyi okuma (fetch) ve yürütme (execute) mantığı ile işler.Pipelining hattı ile veri işlenirken mikroişlemci beklemez.Aynı zaman aralığında veriyi okumaya devam eder.Eğer bir önceki veri işlemesi hala bitmezse veriler önbellekte depolanır.

Kaynak:

►İntel Microprocessor