Les microprocesseurs Intel

La société Intel (de Integrated Electronics) a été créée par Gordon Moore, Robert Noyce et Andrew Grove qui on quitté la société Fairchild pour créer leur entreprise. Dans un premier temps, l'entreprise fabrique des circuits intégrés et des mémoires. La société japonaise Busicom les ayant chargé de réaliser un circuit pour constituer le cœur d'une calculatrice. Intel réalisa un circuit qui en fait était beaucoup plus polyvalent que prévu. Voyant les possibilités du circuit, Intel renégociat le contrat qui donnait l'exclusivité du circuit à Busicom afin de pouvoir le commercialiser. L'électronique programmable prenait naissance en 1971 avec ce circuit qui prit le nom de microprocesseur et la référence 4004 , 4000 parce que travaillant sur les mots de 4 bits.
1971 - Le microprocesseur Intel 4004 conçu par Marcian Hoff
Microprocesseur 4bits réalisé à l'aide de 2300 transistors MOS à enrichissement canal P , à grille en silicium polycristallin auto-alignée
Le chip 16 broches alimenté en -15V comporte 4 puces: CPU, ROM, RAM et Entrées - Sorties
Le chip est muni de deux bus multiplexés de 4bits capables d'adresser 640 octets de mémoire et de recevoir des instructions de 8 bits et des données de 4 bits
Il possède un jeu de 46 instructions, il peut exécuter 60 000 instructions par seconde cadencé à l'aide d'une horloge externe de 740Khz , une instruction nécessitait   8 cycles (10,8
µs) , addition entre registres internes 8µs
caractéristiques d'implantation: Gravure 10μm surface de silicium 12 mm2

1972 - Le microprocesseur Intel 8008
Microprocesseur 8 bits réalisé à l'aide de 3 300 transistors MOS à enrichissement canal P
Le chip 1 8 broches à puce unique alimenté sous deux tensions Vcc 5V Vdd -9V. Ses entrées et sorties sont compatibles TTL Cadencé à l'aide d'une horloge biphase 500kHz
Le chip est muni d'un bus de bidirectionnel 8 bits Données et Adresses
Il possède un jeu de 48 instructions et réalise une addition entre registre en 12,5 à 20
µs
caractéristiques d'implantation: Gravure 10μm surface de silicium 14 mm2  

 

1974 - Le microprocesseur Intel 8080
Microprocesseur 8 bits réalisé à l'aide de 4000 transistors MOS à enrichissement canal N gravure 6µm sur 20mm2 de silicium
Le chip 40 broches, comporte un bus de données de 8 bits et un bus d'adresses de 16 bits.
il lui faut 3 tensions d'alimentation Vdd +12V, Vcc +5V, Vbb -5V et Vss à la masse
Cadencé par une horloge externe biphase à la fréquence de 2MHz à 4MHz suivant les modèles.
Il possède un jeu de 69 instructions  et réalise une addition en 1,3 à 2
µs
caractéristiques d'implantation: Gravure 6μm surface de silicium 20 mm2

 

1978 - Le microprocesseur Intel 8086 (1er processeur de la famille X86)
Microprocesseur 16 bits réalisé à l'aide de 29 000 transistors MOS à enrichissement canal N
Boitier DIP 40 broches, comporte un bus  données/adresses multiplexé de 16 bits pour les données et 20 bits pour les adresses
il lui faut une seule tension d'alimentation  Vcc +5V et Vss à la masse

Cadencé par une horloge externe à la fréquence de 4,77 MHz à 10 MHz suivant les modèles.
Il possède un jeu de 69 instructions
 et réalise une addition en 1,3 à 2 µs
Une variante le 8088 avec un bus de données de 8 bits a été choisi par IBM pour équiper ses premiers PC en 1979
caractéristiques d'implantation: Gravure 3μm surface de silicium 33 mm2

 

1982 - Le microprocesseur Intel 80286 (ou IAPX 286)
Microprocesseur 16 bits réalisé à l'aide de 134 000 transistors H MOS N
Le chip 68 broches boitier PLCC (carré), comporte un bus de données de 16 bits et un bus d'adresses de 24 bits.
Tension d'alimentation   +5V

Cadencé par une horloge externe à la fréquence de 6 MHz à 8 MHz suivant les modèles elle montera jusqu'à 20 MHz dans les années 90
peut fonctionner dans 2 modes:
      Réel - fonctionnement classique
      Protégé - permet d'utiliser toutes les fonctions du processeur et d'accéder à un espace mémoire plus important

 caractéristiques d'implantation: Gravure 1,5μm surface de silicium 49 mm2

 

 

 

1985 - Le microprocesseur Intel 80386 (ou IAPX 386)
Microprocesseur 32 bits réalisé à l'aide de 275 000 transistors technologie C MOS   - Technologie Intel CHMOS III 1 puis CHMOS IV  (voir le cours sur les CMOS)
Le boitier 132 pins PLCC (carré), comporte un bus de données de 32 bits et un bus d'adresses de 32 bits.
Tension d'alimentation  +5V

Cadencé par une horloge externe à la fréquence de12 à 33 MHz
il inclut une unité de management ( pagination) de la mémoire (MMU)
Il peut travailler dans 3 modes distincts:
    Réel - fonctionnement classique
    Protégé - permet d'utiliser toutes les fonctions du processeur et d'accéder à un espace mémoire plus important
    Virtuel - permet d'émuler le fonctionnement de processeurs anciens
caractéristiques d'implantation: Gravure 1,5μm surface de silicium 104 mm2

 

 

1989 - Le microprocesseur Intel 80486 (ou IAPX 486)
Microprocesseur 32 bits réalisé à l'aide de 1 200 000 transistors technologie C MOS   - Technologie Intel CHMOS III   puis CHMOS IV
Les boitiers  PGA (carré) 169 et 238  pins et en 1991 PGA 237 pins, comporte un bus de données de 32 bits et un bus d'adresses de 32 bits.
Tension d'alimentation  de 3,3 V.

Cadencé par une horloge externe à la fréquence de12 à 33 MHz puis jusqu'à 50MHz
Il inclut le coprocesseur mathématique calcul en virgule flottante (FPU) et une mémoire cache de 8Kbits
Structure pipeline, exécution des instructions en 5 niveaux

caractéristiques d'implantation: Gravure 1μm surface de silicium 173 mm2

 

 

1993 - Le microprocesseur Intel Pentium
Introduit en 1993 (P5) supporte 3,1 millions de transistors.
Horloge à 60 et 66 MHZ
Structure 32 bits

Tension d'alimentation 5V pour le P5, les suivants 3,3V

Il inclut le coprocesseur mathématique calcul en virgule flottante (FPU)
Structure pipeline, exécution des instructions en 5 niveaux
Boitier PGA  296/320 pins
caractéristiques d'implantation: Gravure 0,8 μm surface de silicium 293 mm2

1995 Le microprocesseur Intel Pentium Pro
Le microprocesseur pentium pro se présente comme un circuit monolithique mais en fait, deux puces sont implantées dans un boitier
Microprocesseur 32 bits réalisé à l'aide de 5 500 000 transistors
Le boitier PGA (carré)  387 pins, comporte un bus de données de 64 bits (mais 32 bits en interne ainsi que les registres ) et un bus d'adresses de 32 bits.
Tension d'alimentation  3,3V

Cadencé par une horloge externe à la fréquence de 60 MHz
Structure pipeline, exécution des instructions en 14 niveaux

caractéristiques d'implantation: Gravure 0,5 μm surface de silicium 307 mm2

1997 Le microprocesseur Intel Pentium II
Le microprocesseur Pentium II n'est pas un circuit monolithique ( un unique circuit intégré) mais plusieurs circuits. Le processeur et les mémoires caches sont réunis sur un circuit imprimé le tout dans un boitier muni d'un connecteur. Cette formule prend le nom de cartouche ou  SLOT qui peut se connecter sur une carte mère (242 broches).
 
Microprocesseur 32 bits réalisé à l'aide de 7, 5 millions de transistors
comporte un bus de données de 64 bits (mais 32 bits en interne ainsi que les registres ) et un bus d'adresses de 36 bits.
Tension d'alimentation le microprocesseur 2V, la mémoire cache  3,3V (21,5 Watts)
Cadencé par une horloge externe à la fréquence de 100 MHz
travaille en interne à 350MHz
caractéristiques d'implantation: Gravure 0,35 μm surface de silicium 307 mm2



1999 Le microprocesseur Intel Pentium III
Le microprocesseur Pentium III est une évolution du Pentium II
Microprocesseur 32 bits réalisé à l'aide de 9, 5 millions de transistors
comporte un bus de données de 64 bits (mais 32 bits en interne ainsi que les registres ) .
Tension d'alimentation le microprocesseur 2V, la mémoire cache  3,3V (21,5 Watts)Cadencé par une horloge externe à la fréquence de 100 MHz puis 133,3MHz
travaille en interne à 450MHz jusqu'à 1,4 GHz
A son introduction il est présenté sous forme de Slot identique au Pentium II puis en boitier 370 broches
caractéristiques d'implantation: Gravure 0,25 μm surface de silicium 128 mm2

 

2001
Le microprocesseur Intel Pentium IV

 
Microprocesseur 32 bits réalisé à l'aide de 42 millions de transistors gravure 0,18 µm puis 0,065 µm sur une puce de 217mm2
comporte un bus de données de 64 bits (mais 32 bits en interne ainsi que les registres ) et un bus d'adresses de 36 bits.
Tension d'alimentation le microprocesseur 1,6 à 1,75V,  (48,9 à 51,6 Watts, 75,3 W pour la version 2GHz)
Cadencé par une horloge externe à la fréquence de 100 MHz permet 400MT/s (400  Méga transferts par seconde sur le bus)
travaille en interne à 1,3 GHz jusqu'à 2,0 GHz
A son introduction il est présenté dans un  boitier 423 broches puis 478
caractéristiques d'implantation: Gravure 0,18 μm surface de silicium 217 mm2


2001
Le microprocesseur Intel Itanium I (Merced)

C'est un simple cœur de structure interne comme externe 64 bits fréquence interne 733 MHz, 133MHz pour les bus (266 Méga Transferts par seconde)
gravure 0,18
µm 25,4 millions de transistors sur 135 mm2 
alimentation en 1,25 à 1,6V puissance dissipée 116 W (maximum) V I/O 1,65 à 2,1 V
Slot PAC 418
Utilise des instructions de 128 bits (VLIW) chaque mot contient plusieurs instructions indépendantes pouvant être traitées en parallèle. C'est le compilateur qui va regrouper les instructions indépendantes en un mot de 128 bits




2002
Le microprocesseur Intel Itanium II (McKinley)

Comme le précédent , c'est un simple cœur de structure interne comme externe 64 bits fréquence interne 1 GHz, 100MHz pour les bus (400 méga transferts par seconde)
gravure 0,18
µm 221 millions de transistors dont 180 pour l'antémémoire de 3eme niveau
alimentation en 1,25 à 1,6V puissance dissipée 90 W (maximum)
Slot PAC 611
Utilise des instructions de 128 bits (VLIW) chaque mot contient plusieurs instructions indépendantes pouvant être traitées en parallèle. C'est le compilateur qui va regrouper les instructions indépendantes en un mot de 128 bits
son pipeline de 8 niveaux lui permet d'exécuter jusqu'à 6 instructions par cycle d'horloge
caractéristiques d'implantation: Gravure 0,18 μm surface de silicium 421 mm2

2008 Le microprocesseur Intel Core I7

Il possède à son introduction en 2008   4 cœurs
Il travaille à 3,2 GHz sous une tension de 0,8 à 1,375 V et consomme une puissance de 130W
Socket LGA1366
0,731 109 transistors
caractéristiques d'implantation: Gravure 0,045 μm surface de silicium 263 mm2

 

2010 Les microprocesseurs Intel Itanium série 93..Tukwila

Ce sont des 4 cœurs pilotés par une horloge à 133 MHz ils travaillent de 1,33 jusqu'à 1,73 GHz
ils permettent 4800 Méga-Transferts par seconde
consommation 155 à 185 W
2 109 transistors sur une seule puce
caractéristiques d'implantation: Gravure 0,065 μm surface de silicium 699 mm2
 
2011 Les microprocesseurs Intel Quad Core  + GPU I7

1,16 109 transistors
caractéristiques d'implantation: Gravure 0,032 μm surface de silicium 216 mm2
 
2012 Les microprocesseurs Intel 95xx Itanium Poulson

La série 9500 4 ou 8 cœurs travaille à des fréquences qui vont de 1,7 à 2,5 GHz et permet 6400 Méga Transferts par seconde (le double du prédécesseur Turkwila)
Consomme 130 à 170 W
3,1 109 transistors
caractéristiques d'implantation: Gravure 0,032 μm surface de silicium 544 mm2  
 
 
http://w ww.courstechinfo.be/Hard/Processeur.html
http://www.materiel-informatique.be
http://www.info.univ-angers.fr/~richer/ensl3i_crs3.php
http://www.iutbayonne.univ-pau.fr/~dalmau/documents/cours/archi/MICROP2007.pdf
http://www.cpu-world.com

 

 

 

Numéro de la Fiche  300
Dernière mise à jour 08/06/2015