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Prozessoren

Ein wenig Prozessor-Geschichte:

1969: Eine Firma mit dem Namens Busicom erteilt INTEL den Auftrag, einen Chipsatz für eine Rechenmaschine zu entwickeln.

1971 bringt der CPU-Hersteller INTEL den 4004 auf den Markt: der Prozessor, der über eine Datenbreite von vier Bit verfügt, wird als "erster Computer auf einem einzigen Chip" gefeiert, taktet mit 108 kHz und besitzt 2.300 Transistoren.

1974: Der Nachfolger des 4004 ist der 8080. Der 8-Bit-Prozessor mit 6000 Transistoren und 2 MHz Taktfrequenz kommt als Steuer- und Regelinstrument in Maschinen der Fertigungsindustrie zum Einsatz. Intels Rivale Motorola präsentiert den 6808.

1975: Der ebenfalls 1969 gegründete Chip-Hersteller Advanced Micro Devices (AMD) stellt den 8080A vor. Und zwei ehemalige Intel-Mitarbeiter, die den 4004 mitentwickelten und die Firma Zilog gegründet haben, bringen noch im selben Jahr einen 8-Bit-Prozessor auf den Markt: der Z80 verarbeitet mehr Befehle und ist schneller als der 8080. Zeitweise verkauft er sich sogar besser als der Intel-Prozessor!

1977: Apple bringt den legendären Apple II auf den Markt. Der Personal Computer arbeitet mit dem 6502-Prozessor, den ein ehemaliger Motorola-Mitarbeiter entwickelt hat.

1978: Mit dem 8086, einem 16-Bit-Prozessor, beginnt die Erfolgsgeschichte von Intels 80x86-Familie. Alle Prozessoren, die in den nächsten Jahren entwickelt werden, sind abwärtskompatibel zum 8086. Anwender, die auf einen leistungsstärkeren PC umsteigen, müssen sich daher nicht von ihrer Software trennen. Mit anfangs 29.000 Transistoren und einer Taktfrequenz von 4,77 (später 10) MHz kann der 8086 mindestens 330.000 Befehle pro Sekunde abarbeiten. Im zehnten Jahr seit seiner Gründung verbucht Intel einen Jahresumsatz von 283 Millionen Dollar. Die Firma NEC baut den 8086 mit Erlaubnis von Intel nach. Der NEC V20 ist dank einiger Verbesserungen in der Architektur etwas leistungsfähiger als das Original.

1979: Intel entwickelt mit dem 8088 eine abgespeckte Version des 8086. Der neue Prozessor behält intern seinen 16-Bit-Datenbus, arbeitet extern jedoch nur mit einem 8 Bit breiten Datenpfad. Motorola bringt den 68000, einen 16-Bit-Prozessor mit 68.000 Transistoren, auf den Markt. Software-Entwickler sind begeistert von der neuen CPU. Für den 8088 und 8086 vergibt Intel Second-Source-Lizenzen für den Nachbau der Prozessoren an andere Chip-Hersteller - etwa AMD, IBM, SGS Thomson und Siemens.

1981: Die Motorola-CPU 68000 ist zwar leistungsfähiger als der Intel-Prozessor. Motorola kann aber nicht liefern; deshalb beschließt IBM, seinen PC mit Intels 8088 auszustatten. Das Unternehmen gibt die IBM-PC-Architektur für den Nachbau frei. Aufgrund der Erwartung, dass IBM künftig auch auf dem PC-Sektor das Marktgeschehen bestimmen wird, entschließen sich zahlreiche Hersteller, ihre P-Modelle am IBM-Vorbild auszurichten. Der IBM-PC-kompatible Rechner tritt seinen Siegeszug an. Seit diesem Zeitpunkt löst alle drei bis vier Jahre eine neue Prozessorgeneration von Intel die alte ab. Mit jeder Entwicklungsstufe steigt die Anzahl der auf dem Chip untergebrachten Transistoren, die Schaltstrukturen werden immer winziger während die Leistung stets zunimmt. Doch die Konkurrenz schläft nicht: Der mittlerweile stärkste Intel-Konkurrent und Apple-Hauslieferant Motorola beweist mit Hilfe von Benchmarks, dass der 68000 leistungsfähiger ist als der 8086. Die Motorola-CPU steuert auch Apples Lisa, einen der Vorläufer des legendären Macintosh. AMD präsentiert einen eigenen 8086.

1981: Mit dem 80286 stellt Intel eine neue 16-Bit-CPU mit fast 130.000 Transistoren vor. IBM setzt den 16-Bit-Prozessor, der zunächst mit 8 MHz getaktet ist, in einem PC mit der Zusatzbezeichnung AT (Advanced Technology) ein. Gegenüber dem Vorgänger PC/XT ist er um 16-Bit Steckplätze für Erweiterungskarten ergänzt worden. Vom PC/AT verkauft IBM mehrere Millionen Stück. Und Intel wird zum bevorzugten Prozessor-Lieferanten für nahezu alle Hersteller von IBM-PC-kompatiblen Rechnern. Auf Wunsch von IBM erhalten AMD und Siemens eine erweiterte Fertigungslizenz für die Intel-x86-Familie, die bis zum Jahr 1995 gültig ist. Damit dürfen sie auch den Original-Microcode von Intel verwenden.

1984: Motorola stellt die 32-Bit-CPUs 68010 und 68020 vor. Apple liefert den ersten Macintosh aus; er wird von Motorolas 68000er angetrieben. AMD präsentiert seinen ersten 286er, den Am286. Der Prozessor taktet mit 16 MHz.

1985: Das 32-Bit-Zeitalter bricht an: Intels 80386 besitzt 275.000 Transistoren und ist kompatibel zu seinen Vorgängern. Die 32-Bit-CPU taktet mit 16 MHz, in den folgenden Jahren mit 20, 25 und schließlich mit 33 MHz. Sie ist multitaskingfähig, das heißt, sie kann mehrere Programme gleichzeitig verarbeiten. Mit dem V60 präsentiert NEC ebenfalls einen 32-Bit-Prozessor.

1986: Der erste PC-Hersteller, der den 80386 einsetzt, ist Compaq; andere Anbieter ziehen nach. CPU-Hersteller Nexgen wird gegründet. Das kalifornische Unternehmen beginnt, x86-Prozessoren der fünften Generation zu entwickeln. Motorola präsentiert den 68030 mit 300.000 Transistoren; Commodore bringt den Amiga auf den Markt, in dem ein 68000er seinen Dienst verrichtet.

Der erste 80286-Rechner in teurer Profi-Ausstattung ist auf dem Markt: Er kostet mehr als 10.000 Mark. Intel gewinnt einen Rechtsstreit gegen NEC: das Gericht erklärt, dass Intel das Copyright auf den Microcode seiner Prozessoren zu Recht beansprucht. Ab jetzt will Intel das Geschäft allein machen und kehrt seiner bisherigen Lizenzpolitik den Rücken: Trotz des im Jahr 1982 erneuerten Abkommens vergibt das Unternehmen keine Lizenzen mehr an Zweithersteller.

Hersteller, die386er in ihre PCs einbauen, sind damit von Intel abhängig. Einzige Ausnahme: IBM. Intel erlaubt dem Unternehmen, für den eigenen Bedarf 80386-CPUs zu fertigen. Um die PC-Hersteller kontinuierlich mit CPUs beliefern zu können, verteilt Intel die Produktion nun auf mehrere Werke.

1987: Zilog präsentiert den Z280, eine 16-Bit-Version des Z80.

IBM kündigt die PS/2-Reihe an. Die neuen Rechner arbeiten mit 80286- und 80386-CPUs (Taktraten zwischen 8 und 20 MHz) und besitzen eine völlig neue und zu früheren Modellen inkompatible PC-Architektur: anstelle des alten ISA-Busses verfügen die neuen PCs über den sogenannten Mikrokanal. Der Gegenstandard heißt EISA, und er wird etwa von Compaq heftig propagiert. Die Diskussion um EISA, ISA oder Mikrokanal beherrscht die folgenden Jahre - EISA und ISA setzen sich schließlich durch.

1988: Cyrix wird gegründet. Das Unternehmen fertigt zunächst mathematische Coprozessoren. AMD entwickelt den 286 weiter: die CPU in CMOS-Technik taktet mit 20 beziehungsweise 25 MHz und erreicht fast das Niveau eines 386-Prozessors. Im Juni 1988 verkauft sich Intels 80386-CPU nur schleppend. Um den PC-Anwendern die neue CPU schmackhaft zu machen, bringt Intel einen kostengünstigen 386er mit 16 statt 32 Bit Bandbreite auf den Markt: den 80386SX. Gleichzeitig startet Intel eine Werbekampagne, in der es den 286er für tot erklärt. Hintergedanke: im 286-Bereich muss sich Intel mit lästigen Rivalen wie AMD herumschlagen - den 386-Markt dominiert Intel (noch) allein. Die Aktion hat Erfolg: Immer mehr Anwender steigen auf die 32-Bit-Plattform um. Zur gleichen Zeit wird das Logo "INTEL inside" eingeführt. In den kommenden Jahren entwickelt sich Intel zu einem weltbekannten Markennamen. NEC erweitert seine V-Serie um den V70, der laut Hersteller 15 Mips schafft. Die stromsparende V-Serie wird vor allem in Notebooks eingesetzt.

1989: Intels neuer Prozessor, der 80486, verfügt über 1,2 Millionen Transistoren, das sind viermal mehr als beim Vorgänger. Der mathematische Coprozessor ist ab sofort in den Hauptprozessor integriert. Auch ein 8 KB großer Cache für Daten und Instruktionen sowie ein Cache-Controller sind erstmals auf dem 486er integriert (bislang waren diese als separate Bausteine realisiert). Der Prozessor taktet anfangs mit 25 MHz und wird bis 1992 zum 80486DX2 mit 66 MHz und 1994 zum DX4 mit 100 MHz weiterentwickelt. Kurze Zeit später kommt er als Low-Cost-Version ohne FPU und mit 16 MHz Takt auf den Markt. Um mehr Leistung aus der CPU herauszuholen, ohne andere Komponenten zu überfordern, verwendet Intel ab dem 486DX2 eine neue Technik: Die CPUs takten intern höher als extern (siehe Taktfrequenz). Um Wärmeprobleme zu vermeiden, gibt es den 486er, der mit einer Spannung von 5 Volt arbeitet, kurze Zeit später auch als 3-Volt-Version. Dass am 486er massiv gearbeitet wurde, zeigt sich auch an den zahlreichen CPU-Sockeln, die im Laufe der Weiterentwicklung des 486ers kreiert wurden. Im Herbst 1989 reduziert Intel die 386SX-Preise um bis zu 30 Prozent. Damit will das Unternehmen Second-Source-Hersteller wie AMD in Schach halten, die ihre 286-Prozessoren immer höher takten. Intel hat Schwierigkeiten mit der Auslieferung des 486ers. Motorola präsentiert den 68030 jetzt mit 50 MHz Takt und externer FPU. Kurz darauf folgt der 68040, der nun - wie der 80486 - eine integrierte FPU sowie einen segmentierten, also nach Daten und Befehlen getrennten, internen Cache besitzt.

1991: Im März präsentiert AMD seinen ersten Clone von Intels 80386DX, der auf dem Microcode von Intel basiert. Der Am386DX taktet anfangs mit 20, später mit 40 MHz. Im Juli folgt der 386SX-Clone Am386SX mit 25 MHz Takt. IBM und Intel unterzeichnen einen 10-Jahres-Vertrag zur gemeinsamen Entwicklung von Prozessoren.

1992: Cyrix stellt seinen ersten Mikro-Prozessor vor. Der 386SX-Clone Cx486 kommt als Cx486SLC mit 25 MHz Takt (intern und extern), kurze Zeit später als DLC mit 33 MHz internem und externem Takt, er besitzt aber nur 1 KB Cache und keinen mathematischen Coprozessor.

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