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Die Vitrine
- PC-Museum -

Prozessorentwicklung


1971: Der Intel 4004

Die Geschichte der noch heute in modernen Personal Computern verwendeten x86-Prozessoren begann 1969 mit einem Auftrag eines japanischen Unternehmens über einen Chipsatz für eine programmierbare Rechenmaschine an den amerikanischen Chip-Hersteller Intel. Intel gelang es die gesamte Funktionalität auf nur einem einzigen Baustein zu integrieren und erfand damit den Mikroprozessor. 1971 war der Intel 4004 mit einem 4 Bit breiten Datenbus und 2.300 Transistoren serienreif.

Intel erkannte das enorme Potenzial, das in dieser Entwicklung steckte. Da der 4004 jedoch im Auftrag und auf Kosten eines japanischen Unternehmens entwickelt wurde, mussten zunächst die Rechte am Prozessordesign gekauft werden. Intel legte hierfür Ende 1971 60.000 US-Dollar (gut!) an.

1974: Der 8080 Prozessor

Im Jahr 1974 bekam Intels erster Mikroprozessor einen weiterentwickelten Nachfolger, den 8-Bit-Prozessor 8080.

1975: Der iAPX 432

Bereits im Jahr 1975 entwickelten die Intel Ingenieure einen 32-Bit-Prozessor mit einem 32 Bit breiten Daten- und Adressbus, den Prozessor iAPX 432. Die Zeit war jedoch noch nicht reif für einen solchen "Leistungsprotz".

1975: Der 8086 Prozessor

So ging man bei Intel einen Schritt zurück und entwickelte einen intern und extern mit 16-Bit arbeitenden Prozessor, den 8086, der im Dezember 1975 auf den Markt kam. Doch selbst für einen 16 Bit breiten Datenpfad war die Zeit nicht reif und so blieb auch diesem Prozessor der Erfolg zunächst verwehrt.

1976/77: Der Apple und der Apple II

Bereits 1976 brachte Apple den ersten Computer zum persönlichen Gebrauch und ein Jahr später mit dem Apple II einen kommerziell erfolgreichen Tischcomputer auf den Markt. Dieser erste Vertreter einer neuen Computergattung verwendete jedoch keine Intel- sondern Motorola-Prozessoren.

1979: Der 8088 Prozessor

In dieser Situation gingen die Entwickler bei Intel erneut einen technologischen Schritt zurück und brachten im Mai 1979 den 8088 auf den Markt. Diese abgespeckte Version des 8086 arbeitete intern mit einem 8-Bit-Datenbus.

8088

Prozessor 8088

Entwickelt 1979.
Preis ???

1981: IBM baut den PC - mit dem 8088

Im August 1981 brachte IBM den Personal Computer auf den Markt, dessen Herz aus einem 8088 Mikroprozessor bestand. IBM wollte sich jedoch nicht den Gefahren eines Prozessormonopoles aussetzen und verlangte von Intel, ein Zweitlieferungsabkommen mit einem anderen namhaften Hersteller abzuschließen. Als Zweithersteller wurde Advanced Micro Devices (AMD) ausgewählt.

AMD 8088

Prozessor 8088

1982: IBM bringt den AT auf den Markt

Mit dem IBM PC/AT (Advanced Technology) kam endlich auch der 8086 als reinrassiger 16-Bit-Mikroprozessor in millionenfacher Stückzahl zum Einsatz.

8086

Prozessor 8086

Entwickelt 1975.
Preis ???

198?: Der 80186 Prozessor

Eine Zwischenstufe auf dem Weg zu Hochleistungsprozessoren stellt der 80186 dar. Äußerlich ist er, mit Ausnahme der Aufschrift, mit seinem weitverbreiteten Nachfolger, dem 80286, identisch.

80186

Prozessor 80186

Entwickelt 1982?
Preis ???

1982: Der 80286 Prozessor

Im März 1982 wurde der auf Hochleistung getrimmte 16-Bit-Prozessor 80286 vorgestellt. Diese neue CPU (Central Processing Unit) integrierte auf einem Chip auch das Speichermanagement und erlaubte erstmals, gleichzeitig unterschiedliche Aufgaben erledigen zu lassen.

Ein Blick hinein ... (112 kB)

Prozessor 80286-10

Entwickelt 1982.
Preis ???

80286-12

Prozessor 80286-12

Eingebaut in AT.
Entwickelt 1982.
Preis ???

1985: Der 386DX Prozessor

Im Oktober 1985, zehn Jahre nach der Entwicklung des iAPX432, war die Zeit endlich reif für einen 32-Bit-Prozessor, den Intel 80386. Dieser hatte 275.000 Transistoren und erreichte - bei einer maximalen Taktrate von 33 Megahertz (MHz) - eine Spitzenleistung von zwölf MIPS (Millionen Instruktionen pro Sekunde).

In der Zeit von 1981 bis 1984 hatte sich AMD vom Zweitlieferanten zum echten Konkurrenten von Intel gemausert. Intel wollte mit dem 386er Mikroprozessor einen neuen monopolistischen Standard setzen und schloss AMD von der weiteren Prozessorentwicklung aus. Damit begann ein jahrelanger Rechtsstreit zwischen Intel und AMD.

Die daraus resultierende Unsicherheit über die weitere Entwicklung der Mikroprozessoren für PCs sowie die vom Monopolisten Intel betriebene Hochpreispolitik für 80386er Prozessoren führte dazu, dass sich der 386 nicht in dem erwünschten Umfang verkaufen lies.

i386DX-20

Prozessor i386DX-20

Entwickelt 1985.
Preis ???

i386DX-33

Prozessor i386DX-33

Entwickelt 1985.
Preis ???

1989: Der 386SX Prozessor

Intel wollte jedoch nicht von seinen Preisvorstellungen für den 386er lassen und brachte deshalb 1989 eine günstigere, abgespeckte Variante, den 386SX, auf den Markt.

i386SX-20

Prozessor i386SX-20

Entwickelt 1989.
Preis ???

1989: Der i486DX Prozessor

Noch im gleichen Jahr stellte Intel seine nächste Mikroprozessor-Generation, den 486er, vor. In diesem Mikroprozessor waren ein Arithmetikprozessor (FPU = floating point unit) sowie ein Cache-Speicher integriert. Der 486er hatte 1,2 Millionen Transistoren, war anfangs mit 25 Megahertz (MHz) getaktet und leistete damit 20 MIPS. In der höchsten Ausbaustufe erreichte er 1992 mit einer Taktrate von 66 MHz eine Spitzenleistung von 54 MIPS.

i486DX-33

Prozessor i486DX-33

Entwickelt 1990.
Preis ???

i486DX-50

Prozessor i486DX-50

Entwickelt 1991.
Preis ???

Ein Blick hinein ... (81 kB)

Prozessor 80486DX-100

Entwickelt 199?.
Preis ???

1991: Der Am386 Prozessor

Trotz der fehlenden Kooperation von Intel entwickelte AMD einen Nachbau des 386, der mit richterlicher Erlaubnis den Namen Am386 tragen durfte. Dieser Prozessor wurde 1991 eingeführt und war, insbesondere auf Grund seines günstigen Preises, so attraktiv, dass er innerhalb von 12 Monaten einen Marktanteil von 30 % bei den 386er-Prozessoren erreichte.

Intel holte sofort zum Gegenschlag aus, und brachte ebenfalls 1991 das Gespann i486SX/i487SX auf den Markt. Der i486SX stellte eine abgespeckte Variante des 486ers dar. Er unterschied sich von diesem durch eine geringere maximale Taktfrequenz von 20 MHz sowie dem Fehlen des internen Arithmetikprozessors. Ein solcher konnte unter der Bezeichnung i487SX zusätzlich erworben und in einem "Performance-Upgrade-Sockel" untergebracht werden.

Der i486SX konnte jedoch die mit dem Namen 486 (der zu diesem Zeitpunkt höchstentwickelten Mikroprozessorentechnologie) verbundene erwartete Leistungsfähigkeit nicht erreichen. So lag er etwa gleichauf mit einem 386DX mit 33 MHz und externem Cache und wurde gar vom AMD-Rivalen Am386 mit 40 MHz klar geschlagen (Michael Nadeau, Alan Joch: The 486SX falls short. BYTE 6/91, S. 36). Offensichtlich handelte es sich darüber hinaus um eine Mogelpackung: Der angebliche Arithmetikprozessor i487SX war nichts anderes als ein vollständiger i486 mit leicht veränderter Pin-Belegung. Die Computerzeitschrift c't führte hierzu folgendes Experiment durch: Ein i487SX wurde durch einen, mit einer Drahtbrücke und einem Widerstand "umgepinnten", i486 ersetzt. Dieser arbeitete anstandslos als i487SX. Ein anschließendes Entfernen des "Hauptprozessors" i486SX beeindruckte das System überhaupt nicht: Es arbeitete weiter, als sei nichts geschehen. Es liegt nahe anzunehmen, dass auch der umgekehrte Weg, nämlich der Ersatz eines i486 durch einen "Arithmetikprozessor" i487SX bei einer verminderten Taktfrequenz von 20 MHz gangbar ist (Georg Schnurer: Die große Verlade, c't 7/91, S. 55).

1991/92: Noch mehr Prozessoren

Der rasant wachsende Markt für PCs in Verbindung mit der Hochpreispolitik von Intel rief weitere Chip-Hersteller auf den Plan. So brachte Chips & Technologies den Super38600DX sowie SX, IBM den 386SLC und Cyrix den 486SLC auf den Markt.

1992: Der RapidCAD - ein 486er für jeden 386-Rechner

Anfang 1992 bringt Intel den RapidCAD, einen 486er für den 386er-Sockel, auf den Markt. Dieser benötigt für viele Befehle weniger Prozessortakte als das 386/387er-Gespann und weist dadurch eine deutlich höhere Leistung auf. Damit ist für rund 960 DM eine problemlose Aufrüstung 386er-Hauptplatinen (inklusive des im RapidCAD integrierten Arithmetikprozessors!) möglich.

1992: Der i486 DX2 Prozessor

Der i486 DX2 stellt eine Weiterentwicklung des i486DX dar, die prozessorintern mit doppelter Taktfrequenz arbeitet. Damit können alle Befehle, die keine externen Daten benötigen, mit doppelter Geschwindigkeit ausgeführt werden. Dies führt in der Praxis zu Leistungssteigerungen zwischen 50 und über 90 %. Dieser Prozessor wurde, im wesentlichen unverändert, unter der Bezeichnung Overdrive 486SX auch als Ersatz für den i486SX angeboten. Er unterschied sich von seinem "großen Bruder" lediglich durch einen aufgeklebten Kühlkörper.

1992: Allgemeine Verwirrung

Ende 1992 herrschte damit eine ziemliche Verwirrung, oder nennen wir es Vielfalt, von Anbietern, Taktraten, Gehäuseformen und Modellen auf dem Prozessormarkt. Hier eine Zusammenstellung der OEM-Preise wichtiger Vertreter in US-Dollar.

Taktfrequenz 16 20 25 33 40
386SX - Prozessoren
Intel 386SX 45 45 45    
Intel 386SL   67 96    
AMD 386SXL     42 47  
Cyrix 486SLC   119 135    
IBM 386SLC nur in IBM-Rechnern
C&T Super 38600SX ab 1993 ab 1993 ab 1993    

386DX-Prozessoren

Intel 386DX   74 74 74  
AMD 386DX     63 63 63
C&T Super 38600DX     63 63 63
Cyrix 486DLC     99 119 159

486-Prozessoren

Intel 486SX 99 99 119    
Intel 486DX     367 367  
Intel 486DX 2     517 ?  
Intel 486DX-50       50 MHz: 570
Alle Angaben sind OEM-Preise in US-Dollar bei Abnahme von 1.000 Stück. Quelle: c't 9/92, S.150 ff.

1993: Der Pentium Prozessor

Im März 1993 präsentierte Intel die nächste Prozessorgeneration: Nein, nicht den i586, sondern den Pentium. Hintergrund dieses Bruchs mit einer langen Tradition dürfte die Tatsache gewesen sein, dass dieses aus dem griechischen Penta (fünf) abgeleitete Wort im Unterschied zu einer schlichten Zahl international copyrightfähig war und man sich damit von den Wettbewerbern absetzen konnte. (Sie erinnern sich an den Rechtsstreit mit AMD, denen das Recht zugesprochen wurde, ihren Prozessor ebenfalls mit der Bezeichnung "386" zu zieren?)

Der erste Pentium wies 3,1 Millionen Transistoren auf und war mit 60 MHz getaktet. Er besaß, wie der 486er, einen integrierten Arithmetikprozessor sowie zwei interne Cache-Speicher von jeweils 8 kB: einen für die aktuellen Instruktionen und den zweiten für die aktuellsten Daten. Die Datenbusbreite betrug intern wie extern 64 Bit. Er konnte unter gewissen Umständen zwei Befehle gleichzeitig, also in einem Takt, ausführen.

Pentium 60

Prozessor Pentium 60

Entwickelt 1993.
Preis ???

In der Folgezeit können vor allem auf Grund verbesserter Prozesstechnologie (anfangs 0,8, dann 0,6 und schließlich 0,35 Mikrometerstrukturen) der Energieverbrauch und damit die Wärmeentwicklung der Prozessoren gesenkt und die Taktraten erheblich gesteigert werden: Im März 1994 auf 100 MHz, im März 1995 auf 120 MHz, im Juni 1995 auf 133 MHz und im Januar 1996 auf 150 und 166 MHz.

Pentium 133

Prozessor Pentium 133

Entwickelt 1995.
Preis ???

 

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