Storia dei Microprocessori

Quanti sanno che tanto per cambiare i microprocessori sono una scoperta Italiana?. Utilizzate un telefono o un pc dite grazie al sig. Faggin.

I microprocessori sono ovunque, dalle calcolatrici ai cellulari, dai computer, ai sistemi elettromedicali e chi più ne ha più ne metta. Ma quanti sanno che tanto per cambiare i microprocessori sono una scoperta Italiana?.

Come sempre succede la genialità che contraddistingue il popolo italiano la abbiamo potuta vedere nel corso della storia e ha permesso al mondo di evolvere e di divenire ciò che vediamo ogni giorno.

Giusto per la cronaca facciamo un po’ di nomi…

Leonardo da Vinci, Galileo, Volta, Meucci, Fermi, Marconi, Olivetti, Faggin. (di nomi ve ne sono molti altri ma questi sono tra i più importanti).

Faggin? molti si chiederanno chi è costui?.

Faggin altro non è che il papà dei microprocessori.

Cos’è un microprocessore?

Un Microprocessore è composto da un case da dove fuoriescono una serie di piedini per collegarsi ad altri componenti, e da un chip che contiene migliaia (nei primi modelli) o addirittura  milioni  (nei modelli più recenti) di transistor collegati in modo da realizzare tutta una serie di circuiti.

I circuiti base che troviamo in tutti i microprocessori sono ALU (aritmetics logic unit),  un unità di controllo, numerosi registri, ulteriori unità suppletive.

Il primo microprocessore della storia fu l’Intel 4004.

Il 4004 era costituito da circa 2.300 transistor e queste erano le sue specifiche tecniche:

• Massima frequenza di clock di 740 kHz
• Memorizzazione separata di codice e dati, il 4004 utilizza un singolo bus multiplexato per trasferire:
  • Indirizzi a 12 bit
  • Istruzioni in word di 8 bit, in uno spazio separato rispetto ai dati
  • Dati in word di 4 bit
• Il set di istruzioni comprende 46 istruzioni (di cui 41 a 8 bit e 5 a 16 bit)
• 16 registri a 4 bit
• Alimentazione a 12 Volt.
• Stack per le subroutine con al massimo 3 livelli di annidamento
• Poteva indirizzare fino a 640 Byte di memoria RAM

Ma com’era la sua architettura?

mentre in questa immagine vedrete come erano collegati i singoli piedini

Ora i microprocessori sono molto più potenti se consideriamo  che il 1° era basato su un bus a 4 bit mentre ora abbiamo processori a 64 bit nel primo caso la memoria RAM che poteva gestire un massimo di 640 byte ora un processore a 64 bit può gestire  256 terabyte di RAM. Qui vediamo la prima grossa differenza, ma la potenza di un microprocessore e data da tanti altri fattori.

Ovvero numero di core, pipeline, clock e altri.

Il linguaggio di un microprocessore è molto diverso da ciò a cui siamo abituati.

Esso si basa ESCLUSIVAMENTE su 0 e 1, un microprocessore può fare SOLAMENTE DUE OPERAZIONI somme e sottrazioni .

Ciò che rende speciale questo componente  e data dalla velocità di esecuzione di queste somme e sottrazioni a questo aggiungiamo un ulteriore fatto fondamentale ovvero la possibilità di trattare numeri talmente grandi che un essere umano per svolgere i medesimi calcoli impiegherebbe migliaia di anni.

Nel 1971 Faggin progettò questo componente operando su wafer di silicio.

Oggi la situazione sta cambiando il silicio la fa ancora da padrone, ma adesso sono nati anche i microprocessori quantistici molto più potenti ma che per il loro funzionamento devo utilizzare computer speciali e con sistemi di raffreddamento a  temperatura controllata talmente bassa da far battere i denti persino ad uno Yeti..

Di questa tipologia di processore ne parleremo in un altro articolo.

Programmare un qualunque microprocessore basandosi sul suo linguaggio naturale (linguaggio macchina) si trasforma in un incubo, ed ecco perché è stato sviluppato un linguaggio intermedio ovvero l’ASSEMBLER.

L’Assembler a differenza di tutti gli altri linguaggi si occupa di tradurre gli 0 e 1 in  un linguaggio decisamente più comprensibile.

Immaginate di dover scriver un programma utilizzando ESCLUSIVAMENTE gli 0 e 1, e ora immaginate di fare un semplice errore di battitura .

Potete immaginare di dover trovare l’errore in un elenco anche semplicemente se fosse composto da 1 sola pagina?

Ok avete capito  l’importanza dell’Assembler.

Tenete a mente che L’Assembler è legato al processore, i maggiori produttori di processori sono Motorola, Intel e Amd, ognuno di essi ha un Assembler differente.

Qui potete vedere un processore Intel I7  esso  e un microprocessore  multi core con un numero di transistor pari a circa 3 miliardi.