Intel 386 işlemcisinin silikon kalıbının incelenmesi

• Intel 386, x86'yı 32 bit mimariye genişletti; 4 GB segmentleri ve sanal belleği destekledi ve sonrasında PC sektöründe x86 ile Intel'in konumunu sağlamlaştıran bir dönüm noktası oldu
• Kalıp fotoğrafları, 386'nın 1,5 µm CHMOS-III'ten 1 µm CHMOS-IV'e basitçe küçültülmediğini; komut çözme biriminin yönü, standart hücre yoğunluğu ve bond pad yerleşimine kadar büyük ölçüde değiştiğini gösteriyor
• 386 SX, dahili 32 bit yapıyı korurken 16 bit veri yolu ve daha az pin kullanarak düşük maliyetli paketlemeyi mümkün kıldı; Intel 1988'de SX'i DX'ten en az 100 dolar daha ucuz olacak şekilde 219 dolara sattı
• 386 SL, dizüstü PC'leri hedefleyen SuperSet genişletmesi olarak ISA veri yolu denetleyicisini, güç yönetimini, harici önbellek denetleyicisini ve bellek denetleyicisini 386 çekirdeğiyle birleştirdi ve 855.000 transistör içerdi
• 386; otomasyonlu CAD, RTL simülasyonu, standart hücreler ve elle tasarlanmış veri yollarının birlikte kullanılmasıyla tasarlandı; ilk silikon başarısızlıkları ve 32 bit çarpma hatasının ardından Intel'in teknoloji ve pazar dönüşümüne öncülük etti

---

386'nın modern bilişim için neden bir dönüm noktası olduğu

• 1985'te ortaya çıkan Intel 386, x86 ailesinde sadece bir basamak değil, modern PC sektörünün yapısını değiştiren bir çipti
  • x86 mimarisini 32 bite taşıyarak 20. yüzyılın sonlarındaki baskın bilişim mimarisini tanımladı
  • Yalnızca Intel için değil, tüm bilgisayar sektörü için x86'nın önemini pekiştirdi
  • IBM'in PC pazarı üzerindeki denetiminin sona ermesine ve Compaq'ın mimari lideri hâline gelmesine zemin hazırladı
• 80386, 286'ya göre büyük bir sıçramaydı
  • 32 bit mimariyi hayata geçirdi
  • Daha fazla komut ekledi
  • 4 GB segmentleri destekledi
  • 285.000 transistöre sahipti; bu da onu özgün 8086'nın 10 katı ölçeğe taşıdı
• İç yapı, 1980'ler ölçütlerine göre oldukça karmaşıktı
  • 8 mantıksal birim boru hatlıydı ve çoğu büyük ölçüde bağımsız çalışıyordu
  • Veri yolu; ALU, barrel shifter ve yazmaçlardan oluşuyor, 32 bit genişliğinde düzenli dikdörtgen bloklar meydana getiriyordu
  • Mikrokod ROM'u, makine dili komutlarını daha düşük seviyeli mikro komutlara ayırıyordu
  • Control Unit, mikrokod ROM'u ve mikrokod motoru devrelerinden oluşuyordu

Kalıpta görülen başlıca işlev blokları

• Sol alttaki Data Unit, aritmetik-mantık işlemlerinden ve veri taşımadan sorumluydu
  • ALU aritmetik ve mantık işlemlerini gerçekleştiriyordu
  • Barrel shifter verileri kaydırıyordu
  • Yazmaçlar verileri saklıyordu
  • Veri yolu ve onu yöneten soldaki devreler Data Unit'i oluşturuyordu
• Instruction Decode Unit, karmaşık 386 komut biçimlerini ayrıştırıyordu
  • Komutun bileşenlerini ayırıyordu
  • İlgili komutu uygulayan mikrokod işaretçisini oluşturuyordu
  • Komut kuyruğu, çözülmüş 3 komutu tutuyordu
• Performansı artırmak için Prefetch Unit, komutları ihtiyaç duyulacak andan önce bellekten okuyordu
  • Okunan komutlar 16 baytlık prefetch queue'da saklanıyordu
• Bellek yönetimi, segment belleği ve sanal belleği birlikte ele alıyordu
  • Segment Unit, mantıksal adresleri doğrusal adreslere dönüştürüyordu
  • Paging Unit, doğrusal adresleri fiziksel adreslere dönüştürüyordu
  • Segment tanımlayıcı önbelleği ve sayfa önbelleği (TLB), segment ve sayfa bilgilerini saklıyordu
  • 386'da çip üzerinde komut önbelleği veya veri önbelleği yoktu
• Sağ üstteki Bus Interface Unit, 386 ile harici bellek ve aygıtlar arasındaki iletişimi üstleniyordu
• 386 DX kalıbında tasarımcı baş harfleri olağanüstü fazla yer alıyordu
  • Baş harfler her tasarımcının üzerinde çalıştığı birimin yanına yerleştirilmiş gibi görünse de adların çoğu tanımlanamıyor

1,5 µm'den 1 µm'ye küçülürken değişen yerleşim

• Özgün 386, 1,5 µm özellik boyutuna sahip CHMOS-III süreciyle üretildi
  • Burada özellik boyutu özellikle transistörün gate channel length değerini ifade eder
• Intel, 1987 civarında 1 µm özellik boyutlu CHMOS-IV sürecine geçti
  • Bu değişiklik 386 kalıp boyutunu ciddi biçimde küçülttü
  • Kalıp boyutu %60 azaldı
  • Wafer başına daha fazla kalıp üretilebildiği için üretim maliyeti büyük ölçüde düştü
• Süreç küçültme, basit bir mekanik ölçekleme değildi
  • Daha küçük kalıpta, orta sağdaki Instruction Decode Unit ve Protection Unit dikey değil yatay yönde yerleştirildi
  • Standart hücre mantığı çok daha yoğun hâle geldi; bunda iyileştirilmiş yerleşim algoritmalarının etkili olduğu anlaşılıyor
  • Zaten yüksek derecede optimize edilmiş olan veri yolu, temelde aynı biçimi koruyarak küçüldü
• Bond pad'ler küçültme sürecinde bir kısıt oluşturdu
  • Bond wire bağlanabilmesi için kenarlardaki pad'lerin aynı boyutta kalması gerekiyordu
  • Pad'leri daha küçük kalıba sığdırmak için birçok pad şaşırtmalı yerleştirildi
  • Kalıbın farklı bölümleri farklı oranlarda küçüldüğü için bloklar eskisi kadar sıkı oturmadı ve kalıbın alt kısmında boşa giden alan oluştu
• Yeni kalıp 80C386I olarak işaretlendi ve telif hakkı yılları 1985, 1987 olarak yer aldı
  • C ve I harflerinin ne anlama geldiği belirsiz
  • Özgün 386 kalıbında bulunan baş harflerin çoğu kaldırıldı
• Bir işlemciyi yeni sürece küçülttükten sonra o sürece uygun yeni bir mikro mimari tasarlama yöntemi, daha sonra Intel'in tick-tock stratejisine dönüştü

386 SX: 16 bit veri yoluyla ucuzlatılmış düşük maliyetli 386

• Intel, 1988'de 386'nın düşük maliyetli sürümü olan 386 SX'i tanıttı
  • 386 SX, 32 bit veri yolu yerine 16 bit veri yolu kullanıyordu
  • Bu, 16 bit veri yoluna sahip 8086 ile 8 bit veri yoluna sahip 8088 arasındaki ilişkiyi hatırlatıyordu
• Özgün 386 kalıbının maliyeti düşünce paket maliyeti kalıp maliyetine benzer seviyeye geldi
  • Pin sayısını azaltmak, 386 SX'in 1 dolarlık plastik pakete konmasını mümkün kılıyordu
  • Bu sayede çok daha düşük fiyattan satış yapılabildi
• SX, Intel için bir pazar segmentasyonu aracına dönüştü
  • Düşük maliyetli müşterileri 286'dan 386 SX'e taşıdı
  • Mevcut 386, DX olarak adlandırıldı ve daha yüksek satış fiyatını korudu
  • Intel 1988'de 386 SX'i 219 dolara sattı; bu, 386 DX'ten en az 100 dolar daha ucuzdu
  • Tamamlanmış SX bilgisayarlar, benzer DX modellerinden 1000 dolar daha ucuz olabiliyordu
• Özgün 386, eski 16 bit çevre birimleriyle uyumlu olmak için 16 bit ve 32 bit veri yollarını karma biçimde destekleyecek şekilde tasarlanmıştı
  • Gerekirse her çevrimde dinamik olarak geçiş yapabiliyordu
  • 16 bit desteği zaten bulunduğu için 386 SX için çok fazla tasarım çalışması gerekmedi
  • Bu, 8088'in 8086'nın bus interface unit'inin yeniden tasarlanmasını gerektirmesinden farklıydı
• 386 SX hem 1,5 µm hem de 1 µm süreçleriyle üretildi
  • Pin sayısı daha az olduğundan bond pad sayısı da daha azdı ve küçültülmüş 386 DX'te görülen şaşırtmalı pad'ler ortadan kalktı
  • Çipin alt kısmında, 386 DX'teki boşa giden alanın önemli bir bölümünde kablolama bulunması bir farktı
  • Büyük kalıp, Intel'in dahili adı P9u yansıtan 80P9 ile işaretlendi
  • Küçültülmüş kalıp ise daha anlaşılır olan 80386SX ile işaretlendi

386 SL: Dizüstüler için entegre 386

• 386 SL, 1990'da ortaya çıkan 386'nın büyük ölçekli genişletilmiş sürümüydü
  • 386 çekirdeğini ve başka işlevleri tek çipte birleştirerek güç ve alan tasarrufu sağladı
  • SuperSet adıyla dizüstü PC pazarını hedefledi
• 386 SL'de çeşitli çevresel işlevler entegre edildi
  • ISA veri yolu denetleyicisi
  • Güç yönetimi mantığı
  • Harici önbellek için önbellek denetleyicisi
  • Ana bellek denetleyicisi
• Kalıpta 386 çekirdeğinin kendisi, tüm SL kalıbının yaklaşık 1/4'ünü kaplıyordu
  • 386 çekirdeği standart 386 DX'e çok yakındı, ancak göze çarpan birkaç fark vardı
  • Çekirdekten bond pad'ler ve pin sürücüleri kaldırıldı
  • Bazı devreler de değiştirildi
• 386 SL çekirdeği System Management Mode'u destekliyordu
  • Normal yürütmeyi kesintiye uğratıyordu
  • Güç yönetimi ve diğer düşük seviyeli donanım işlerinin normal işletim sisteminin dışında yürütülmesine olanak tanıyordu
  • System Management Mode bugün x86 ailesinin standart bir unsuru olsa da 386 SL'de tanıtıldı
• 386 SL toplam 855.000 transistör içeriyordu
  • Bu, sıradan 386 DX'in 3 katından fazlaydı
  • Cache tag RAM, geniş alan ve çok sayıda transistör kaplıyordu
  • Önbellek verisinin kendisi hariciydi; çip üzerindeki devre önbelleği yönetiyordu
  • Yeni bileşenlerin önemli bir bölümü standart hücre mantığıyla uygulanmıştı ve ISA veri yolu denetleyicisinde tekdüze devre şeritleri olarak açıkça görülüyordu

386 öncesi ve sonrası PC sektörünün dengeleri

• Bugün Intel’in x86’ı 286’dan 386’ya genişletip geriye dönük uyumluluğu koruması doğal görünüyor, ancak o dönemde bu açık bir yol değildi
• 1970’lerin sonunda Intel, bir micromainframe işlemcisi yapmaya karar verdi
  • Nesne yönelimli programlama için üst düzey bir 32 bit işlemciydi
  • Nesneleri, süreçler arası iletişimi ve bellek korumasını CPU’da uygulamaya çalışıyordu
  • Proje aşırı iddialı olduğu için takvim gecikti
  • Intel, bu işlemci hazır olana kadar satılacak geçici bir işlemci olarak 1978’de 16 bit 8086’yı geliştirdi
• IBM, 1981’de IBM PC’de Intel 8088’i kullandı
  • Intel o sırada bu seçimin önemini fark etmedi
  • Intel, 1981’de piyasaya sürdüğü micromainframe işlemcisi iAPX 432’ye odaklanmıştı
  • iAPX 432, New York Times’ın “modern bilişimin büyük felaket örneklerinden biri” diye nitelediği bir başarısızlık oldu
  • Intel daha sonra iAPX 432’nin fikirlerini RISC mimarisi üzerinde yeniden uygulayarak i960’ı geliştirdi
• 286’nın halefi olan 386 projesi Intel içinde düşük öncelikliydi
  • Bill Gates ve başkaları 286 tasarımını “brain-damaged” diye adlandırıyordu
  • IBM de 286’ya hevesli değildi
  • 386 ekibi projeyi bir stepchild gibi hissediyordu; şirket içinde Intel’in “resmî” 32 bit işlemcisi değil, başka bir geçici çözüm olarak öneriliyordu
• 386 ekibi, 286’yı 32 bit mimariye genişletmek için iki öneri sundu
  • İlki, mevcut register’ları ve adres alanını 32 bite genişleten asgari bir yaklaşımdı
  • İkincisi, daha fazla register ve 8086’nın 16 bit komut setinden oldukça farklı bir 32 bit komut seti ekleyen daha iddialı bir yaklaşımdı
  • O dönemde IBM PC hâlâ görece yeniydi ve kurulu yazılım tabanının önemi net değildi
  • Yazılım uyumluluğu zorunluluk değil, olsa iyi olur denilen bir özellik olarak görülüyordu
  • 1982’nin sonlarına doğru, uzun tartışmaların ardından 286 uyumluluğunu korurken hem segmentleri hem de flat addressing’i destekleyen asgari öneri seçildi
• 1984’te PC sektörü hızla büyüyordu ve 286 da başarısını kanıtlamıştı
  • 386 projesinin şirket içindeki konumu stepchild olmaktan king olmaya değişti
  • Intel, 1985’te 386’yı tanıttı
  • Aynı yıl yarı iletken sektöründeki genel durgunluk nedeniyle Intel’in net kârı “fiilen yok oldu”
  • Japonya ile rekabetin ortasında Intel DRAM işinden çekildi
  • 386 daha sonra Intel’in durumunu değiştiren ürün oldu

Compaq ve IBM, PC standardının yer değiştirmesi

• IBM, 386 işlemcisine ilgi göstermedi ve kendi stratejisini seçti
  • PC klonu üreticileri çoğalınca IBM, PC mimarisi ve pazar üzerindeki kontrolü geri almak istedi
  • 1987’de IBM, PS/2 serisini tanıttı
  • PS/2, Windows yerine OS/2 çalıştırıyor ve tescilli Micro Channel mimarisini kullanıyordu
  • IBM, PS/2 klonlarını yavaş, pahalı ve riskli hâle getirmek için mühendislik ve hukuk stratejilerini birlikte kullandı
• Compaq, IBM’i izlemek yerine kendi mimari yönünü seçti
  • Eylül 1986’da üst seviye Deskpro 386 serisini tanıttı
  • Bu, büyük şirketler arasında 386 tabanlı bilgisayar yapan ilk örnek oldu
  • Deskpro 386 model 40, 40 MB sabit diskle geliyordu ve 6449 dolara satılıyordu
  • Bu, bugünkü değerle 15.000 doların üzerinde bir tutardı
  • Compaq’ın tercihi başarılı oldu ve Deskpro 386 büyük başarı yakaladı
• IBM’in PS/2 serisi genel olarak başarılı olamadı ve standart hâline gelemedi
  • IBM, PC kontrolünü geri almak yerine 1987’de PS/2 sistem serisini tanıtmasıyla birlikte PC standardı üzerindeki kontrolünü kaybetti
  • IBM, 2004’te PC işini Lenovo’ya satarak PC pazarından çekildi
• 386, Intel’e büyük gelir getirdi
  • 1990’da Intel’in ilk 1 milyar dolarlık çeyrek gelirine yol açtı
  • x86 mimarisinin yalnızca Intel için değil, tüm bilişim sektörü için önemini pekiştirdi
  • x86 bugüne kadar pazara hâkim olmayı sürdürdü

386 tasarım yöntemi: otomasyon ve el işçiliğinin birleşimi

• 386 tasarım süreci, Intel’in otomatik tasarım sistemleri ve simülasyon kullanımını artırdığı dönemi gösterir
  • O dönemde Intel, araç kullanımı konusunda sektörün gerisindeydi
  • 386’nin liderleri, 386 gibi karmaşık bir çipi takvim içinde yapmak için daha fazla otomasyon gerektiğine karar verdi
  • Otomasyon araçlarına yapılan büyük yatırım sonucunda 386 ekibi tasarımı planlanandan önce tamamladı
  • Tescilli CAD araçlarının yanı sıra tasarım veritabanını yönetmek için sed, awk, grep, make gibi standart Unix araçları yoğun biçimde kullanıldı
• 386, 286’ya göre yeni tasarım zorlukları taşıyordu
  • Transistör sayısı iki kat olan çok daha karmaşık bir çipti
  • 286 ve ondan önceki işlemciler NMOS transistörler kullanıyordu, ancak 386 bugün de kullanılan CMOS’a geçti
  • Intel’in CMOS süreci CHMOS-III idi ve özellik boyutu 1,5 µm’ydi
  • CHMOS-III, 286’da kullanılan HMOS-III’ün CMOS’a genişletilmiş hâli olan bir süreçti
  • CHMOS, bir yerine iki metal katman sunarak çip içindeki sinyal kablolama yöntemini ve tasarım tekniklerini değiştirdi
• CHMOS-III’te forbidden gap sorunu vardı
  • İkinci metal katmanı M2’nin birinci metal katmanı M1’e çok yakın ya da uzak olması mümkündü
  • Orta mesafelerde sorun çıkıyordu ve bu bölge forbidden gap’ti
  • Metal katmanlar forbidden gap’te kesişirse metal çatlayabilir ya da metal whisker’lar temas ederek çipin arızalanmasına neden olabilirdi
  • Bu sorun 386’nın verimini düşürdü

RTL, mikro kod, standart hücreler, veri yolu

• 386 tasarımı yukarıdan aşağıya ve aşağıdan yukarıya aynı anda yürütüldü
  • Yukarıda mimari tanımından yola çıkıldı
  • Aşağıda standart hücreler ve temel devreler transistör düzeyinde tasarlandı
• Mikro kod, çipi kontrol eden temel yapı taşıydı
  • Assembler ve mikro kod kural denetleyicisi adlı iki CAD aracıyla tasarlandı
• Üst düzey çip tasarımı RTL ile oluşturuldu
  • Clock-by-clock, phase-by-phase zamanlama ifade edilecek düzeye gelene kadar rafine edildi
  • RTL, SAIL tabanlı taşınabilir bir Algol ailesi dili olan MAINSAIL ile yazıldı
  • Intel, RTL’i Microsim adlı tescilli bir simülatörle simüle etti
  • Intel, tüm çip RTL simülasyonunu “80386’nın tek başına en önemli simülasyon modeli” olarak görüyordu
• Sonraki aşamada üst düzey tasarım ayrıntılı mantık tasarımına dönüştürüldü
  • Eden adlı tescilli şematik yakalama sistemiyle kapılar ve devreler belirtildi
  • Mantık tasarımı simülasyonu için özel bir IBM 3083 mainframe gerekiyordu ve sonuçlar RTL simülasyonuyla karşılaştırıldı
  • Ardından devre tasarımı aşamasında transistör düzeyinde tasarım oluşturuldu
• Çip yerleşimi Applicon ve Eden grafik sistemlerinde yapıldı
  • ALU ve barrel shifter gibi kritik bloklardan başlandı
  • Sayfalama mekanizmasının TLB’si, performans gereksinimlerini karşılamak için yaratıcı bir tasarım gerektirdi
  • Binary adder da yaratıcı bir tasarım gerektirdi
• Yapılandırılmamış random logic, önceki işlemcilerdeki gibi transistör transistör tasarlanmak yerine standart hücrelerle uygulandı
  • Standart hücreler, mantık kapılarını, flip-flop’ları ve temel işlevleri sabit devre blokları olarak sağladı
  • Yazılım, belirtilen mantık tanımını uygulamak için hücreleri satırlar halinde yerleştirdi
  • Satırlar arasındaki alan, hücreler arası bağlantılar için kablolama kanalı olarak kullanıldı
  • Standart hücre yerleşimi, optimize edilmiş elle yapılmış yerleşime göre genellikle daha fazla alan kullanır; ancak üretmesi hızlı, değiştirmesi kolaydır
• Intel, TimberWolf otomatik yerleştirme ve yönlendirme paketini kullandı
  • TimberWolf, simulated annealing ile hücre yerleşimini optimize etti
  • Bir 386 mühendisi, yönetimin bir lisansüstü öğrencisinin yaptığı aracın metodolojinin merkezinde olduğunu bilseydi kullanımına izin vermeyeceğini söyledi
  • Otomatik yerleşim Intel için yeni bir işti ve takvimi iyileştirmeye yardımcı oldu
  • Düşük yoğunluk nedeniyle çipin fazla büyük olma riski de ortaya çıktı
• Performans açısından kritik veri yolu elle yerleşim ile üretildi
  • Yazmaçlar, ALU, barrel shifter ve multiply/divide unit 32 bit verileri işledi
  • CALMA sistemiyle yerleştirildi
  • Tasarımcılar devrenin düzenliliğinden yararlanarak transistör şekillerini ve boyutlarını optimize etti ve parçaları yapboz gibi birbirine uydurdu
  • Kalıbın sol tarafındaki veri yolu, yanındaki karmaşık mantığın aksine düzenli 32 bit genişliğinde dikdörtgenlerden oluşuyordu

Tapeout, ilk başarısızlık, çarpma hatası

• Transistör düzeyindeki yerleşim bittikten sonra Intel’in Hierarchical Connectivity Verification System’i nihai yerleşimi denetledi
  • Şemayla eşleşip eşleşmediğini kontrol etti
  • Üretim süreci tasarım kurallarına uyup uymadığını kontrol etti
• 386, yerleşimin tamamlanmasından tapeout’a kadar yalnızca 11 gün sürerek Intel’de hız rekoru kırdı
  • Tapeout, çip verilerinin manyetik banda aktarılıp maske üretim şirketine gönderildiği aşamadır
  • Tapeout ekibine, daha sonra Intel CEO’su olacak Pat Gelsinger liderlik etti
• Cam maskeler elektron demeti süreciyle üretildi
  • Intel’in Livermore Fab 3 tesisi 386 silikon wafer’larını üretti
• İlk silikon tek seferde düzgün çalışmadı
  • Ekip NoOp, NoOp, Halt adlı basit bir test programı çalıştırdı, ancak başarısız oldu
  • Küçük bir PLA düzeltme noktası bulundu
  • Yeni maske yapmak yerine mevcut maske ion milling ile yamalanarak yeni wafer’lar hızlıca elde edildi
  • Bu wafer, uzun bir hata ayıklama ve düzeltme döngüsünü başlatmaya yetecek kadar çalıştı
• Piyasaya çıktıktan sonra da sorunlar kaldı
  • Bazı erken 386 işlemcilerinde 32 bit çarpma sorunu vardı
  • Belirli sıcaklık, voltaj ve frekans koşullarında bazı çarpanlar öngörülemez şekilde hatalı sonuçlar üretebiliyordu
  • Bu, Intel’e 475 milyon dolara mal olan ünlü Pentium FDIV hatasıyla ilgili değildi
• Çarpma sorununun nedeni mantıkta değil, yerleşimdeydi
  • En kötü durum verisi, üretim süreci ve çevresel etkenler birlikte ortaya çıktığında bunu kaldıracak yeterli marj bırakılmamıştı
  • Bu sorun simülasyonda veya çip doğrulamada ortaya çıkmadı; yalnızca stres testinde keşfedildi
• Intel kusurlu işlemcileri sattı, ancak yalnızca 16 bit yazılım için geçerli olduklarını belirtti
  • Sağlam işlemciler double sigma ile işaretlendi
  • Bu sorun “Intel’e Göre Bazı 386 Sistemleri 32 Bit Yazılım Çalıştırmayacak” gibi sıkıntılı manşetlere yol açtı
  • Intel hatayı düzeltmek için çipi yeniden tasarlarken 1987 ve 1988’de 386 çip kıtlığı da yaşandı
  • Genel olarak 386 sorunları diğer işlemcilerinkinden daha kötü değildi ve kısa sürede unutuldu

Sonuç: Intel’i ve PC sektörünü değiştiren çip

• 386, Intel için kritik bir dönüm noktası oldu
  • Önceki Intel işlemcileri de iyi satmıştı, ancak bunda güçlü pazarlamanın ve IBM PC için seçilme şansının etkisi büyüktü
  • Intel, özellikle Motorola ile karşılaştırıldığında teknik olarak gerideydi
• Motorola, 1979’da 68000’i tanıtarak güçlü bir yarı 32 bit işlemci ailesi başlattı
  • Intel, 1982’de “beyni hasarlı” 16 bit 286 ile geride kaldı
  • CMOS’a geçişte de yavaştı; Motorola 1984’te 68020 ile CMOS’a geçti
• 386, Intel’e ihtiyaç duyduğu teknik sıçramayı sağladı
  • 32 bit mimariye geçti
  • CMOS’a geçti
  • 286’nın bellek modeli ve çoklu görev sınırlamalarını düzeltti
  • Önceki x86 işlemcilerle uyumluluğu korudu
• 386’nın başarısı x86’nın ve Intel’in hâkimiyetini pekiştirdi
  • Diğer işlemci üreticileri savunma pozisyonuna geçti
  • Compaq, 386’yı kullanarak PC mimarisi liderliğini IBM’den aldı
  • Bu, Compaq, Dell gibi şirketlerin başarısına yol açtı
  • IBM sonunda PC pazarından tamamen çıktı
• 386, bilgisayar sektörünün kazananlarını ve kaybedenlerini onlarca yıl boyunca şekillendirecek kadar büyük bir etki bıraktı

[GN⁺]

Hacker News yorumları

• Yazarı benim. Son zamanlarda 386’yı inceliyorum; sorusu olan varsa yanıtlayabilirim.
  Bu yazı, birkaç hafta önce HN’de userbinator’ın 386’nın transistör sayısı üzerine yaptığı tartışmadan ilham aldı.
  • Her zamanki gibi harika bir yazı, ama bir ayrıntı var: “çip verilerinin maske üretim şirketine manyetik teyp ile gönderildiği an” açıklaması dönem açısından genel olarak doğru olsa da tapeout teriminin kökeni bu değil.
    Veriler Winchester disk ile gönderilmiş olsaydı bile bu olay yine tapeout diye adlandırılırdı. Erken dönem baskı devre kartı (PCB) üretiminde, devreler beyaz bir pano üzerinde siyah bantla gerçekten “tape out” edilirdi; genellikle büyütülmüş ölçekte olurdu.
    Daha sonra tapeout, devre bağlantılarının bantla tamamlanıp fotoğraflama, küçültme ve kart üretimine aktarılmaya hazır olduğu anı ifade etmeye başladı. Burada manyetik olsun olmasın “veri” yoktu; sadece üzerine bant yapıştırılmış fiziksel bir sanat panosu vardı.
    Wikipedia maddesi de oldukça iyi: https://en.wikipedia.org/wiki/Tape-out
    “Winchester disk de ne?” diyen genç okurlar için buraya bakabilirsiniz: https://www.pcmag.com/encyclopedia/term/winchester-disk
    İlkokul 3. sınıftayken, 1960 civarında ilk PCB’mi bizzat tapeout ettiğim hikâyeyi de daha önce paylaşmıştım: https://news.ycombinator.com/item?id=32116169
  • Yazıdaki en ilginç kısım, 386SL’in tarihsel olarak epey önemli olmasıydı.
    Başta yeni yeni ortaya çıkan dizüstü bilgisayar pazarı için düşük maliyetli, küçültülmüş bir sürüm gibi düşünmüştüm; oysa gerçekte 3 kat daha fazla transistöre sahip, nispeten sofistike bir parçaymış ve modern SoC’lerin öncüsü sayılabilecek bir yapıya sahipmiş.
  • Tamamen amatör biri olarak merak ediyorum: 386’da ne tür zekice optimizasyonlar vardı, yoksa komut akışını kelimenin tam anlamıyla sırayla işleyip register’ları ve belleği ayarlayan bir yapı mıydı?
    Günümüz işlemcilerinin mikro kod düzeyinde pek çok şey yaptığı ve hangi komutun hangi sırayla çalışacağını kesin olarak tahmin etmenin zor olduğu gerçeğini düşünüyorum.
  • Yazı güzeldi. Bazı DOI ve Bitsavers bağlantıları righto.com’a gidiyor ya da 404 veriyor; bozuk görünüyorlar.
    Ayrıca “Automatic Place and Route Used on the 80386” nerede bulunabilir, merak ediyorum. DDG’de yalnızca bu yazı çıkıyor.
• Babam bu işlemci de dahil olmak üzere birçok işlemci üzerinde çalışmıştı. Die fotoğrafında babamın KF baş harflerini görüyorum :)
  • O dönemde bu tür işlemcilerin günlük iş akışında nasıl üretildiğini merak ediyorum. O zamanlar Intel çalışma alanı genelde nasıl görünürdü?
  • Yazar dipnotlarda babamdan doğrudan bahsetmiş. Diğer tasarımcıların adlarını da biliyor musun?
• Küçük bir bilgisayar nerd’ü olduğum dönemde en değerli hazinelerimden biri, Byte dergisindeki Intel reklamını görüp başvurarak aldığım, paketlenmemiş bir 386 gibi görünen çipti.
  Sayfanın bir kısmını kesip postayla göndermek yeterliydi; birkaç ay sonra, sert bir karta tutturulmuş çıplak işlemci ve düşük büyütmeli bir büyüteç içeren bir paket geldi. Keşke hâlâ elimde olsaydı.
• (80)386 ile ilgili şeyler her zaman ilginçtir. Çünkü bu işlemci, yaygın kullanılan bilgisayarlar açısından 32 bit bilişim devrimini başlatan şeye oldukça yakındır.
  Daha önce de 32 bit işlemciler vardı, ancak hiçbiri (80)386 kadar ticari başarı yakalamamış ve genel kitle tarafından benimsenmemişti.
  Bu yazı 386 hakkında gerçekten mükemmel ve çok bilgilendirici. 386 teknik kılavuzu ya da bazı belge parçaları dışında internette bundan daha zengin bilgi içeren bir kaynak görmedim; o belgeler de genel okurun okuması için zor. 386’yı incelemek isteyenler ve geleceğin bilgisayar tarihçileri için çok değerli olacaktır.
  • Güzel sözler için teşekkürler. Kişisel olarak IBM System/360’ı (1964), yaygınlaşan ve etkili olan ilk 32 bit mimari olarak görüyorum.
    Motorola 68000 (1979) da Macintosh’ta kullanıldığı için anılmaya değer. Ve onun gerçek bir 32 bit işlemci olmadığını söyleyen biriyle tartışabilirim :-) Bununla birlikte 386’nın, bugün telefon olmayan bilgisayarların çoğunda kullanılan 32 bit x86 mimarisini başlattığı doğru.
• “Yönetim, metodolojimizin merkezinde bir yüksek lisans öğrencisinin yaptığı bir aracı kullandığımızı bilseydi buna asla izin vermezdi.”
  Bu yüzden yöneticiler teknik kararları ayrıntılı biçimde mikro yönetmemeli.
• Bugün öğrendim ki SX’teki “s” single, DX’teki “d” ise double anlamına geliyormuş. DX’in veri yolu genişliği SX’in iki katıydı (32 bit ve 16 bit).
  • Ama 486 DX’te kayan nokta birimi vardı, 486 SX’te yoktu. Sonuçta Intel, DX’in SX’ten daha iyi olduğu fikrini sürdürmüş oldu.
  • 386SX, anakarttaki kristal osilatörü değiştirerek ilk kez overclock denediğim şeydi.
• Bilgisayar kasalarında turbo düğmesi ve saat hızı LCD göstergesi olduğu zamanları hatırlatıyor. “66Mhz” “90”a dönüştüğünde artık gerçekten koşuyormuş gibi hissederdin.
  • Benim 20/40MHz makinemde LED gösterge vardı. Kasayı açınca, tüm LED kombinasyonlarını mümkün kılan jumper’lar olduğunu gördüm; sayı olmayan göstergeler de mümkündü.
    Yanına bantla yapıştırılmış bir jumper poşeti vardı. HI/LO ya da 01/99 gösterecek şekilde ayarlardım; bazen de turbo’yu 20MHz, yavaş modu 40MHz olacak şekilde tersine çevirirdim.
• Sayfa modlu MMU en önemli yeni özellik değil miydi? Yanlış hatırlamıyorsam, bu sayede eski uygulamalar bile tamamen korunan sanal bellek mümkün olmuştu.
  • Bence 32 bit’e geçiş kadar önemliydi. Düzgün bir BSD4.x/SystemV Unix ya da klonunu çalıştırmak için ikisi de gerekiyordu.
    286, PDP-11 tarzı UNIX için yeterliydi; 8088 de hobi düzeyinde UNIX’i idare ederdi.
• 386SX elektronik olarak 386DX’ten çok daha basit değil de esas olarak paketleme farkıysa, maliyetin dert edilmediği dizüstüler için bir 386DL olmaması ilginç.
  Pazar penceresi çok dar kalmış gibi. O dönemde performans gerekiyorsa pilden vazgeçilebilirdi; dolayısıyla güç yönetimine özel özellikleri olmayan bir masaüstü CPU kullanmak da büyük sorun olmazdı.
• 80C386I’deki “C” CMOS anlamına geliyor olabilir mi? Örneğin 80C88 gibi örneklerde kullanılan kalıp bu değil miydi?
  • Intel 386’ların hepsi CMOS’tu; bu yüzden die küçültülmüş sürüme eklenen C’nin CMOS anlamına geldiğini söylemek zor.
  • compact’a daha yakın görünüyor.