la iv generazione di computer - "PARTHENOPE"

Storia dell’Informatica e del Calcolo Automatico
(S.I.C.A.)
S.I.C.S.I. Sez. Parthenope - A042 - IV ciclo
La IV generazione: l’integrazione a larga scala
(VLSI)
Fabrizio Antonio
Prof.ssa F.Perla
Iadevito Alessandro
Anno 2004/2005
Perfetto Alessandro
Prima dell’ANNO 1974
 Costruzione dei primi IC
(integrated circuits)
 I primi livelli di integrazione
 I successivi livelli di
integrazione (1974 – oggi)
IC
 L'invenzione del circuito integrato (IC) si deve a tre
ricercatori:
Robert Noyce, coadiuvato da
Gordon Moore della Fairchild Semiconductors e
Jack Kilby della Texas Instrument,
che quasi contemporaneamente brevettarono le loro
intuizioni nell'estate del 1959.
IC
Il loro scopo era quello di semplificare
l'architettura dei circuiti a transistor:
in effetti, malgrado i transistor garantissero
elevata affidabilità, era necessario effettuare
una fitta serie di collegamenti elettrici per
poterli connettere fra loro: ma i collegamenti
erano proprio le parti più soggette a rompersi,
rendendo l'intero circuito inefficiente.
IC
 L'idea dei ricercatori fu
pressappoco questa:
invece di ricavare un transistor da
una piastrina di silicio, perché non
incidere su quella piastrina non
un
solo
transistor
ma
più
minuscoli transistor e persino i
collegamenti elettrici necessari?
IC
In questo modo, invece di
collegare i singoli transistor si
sarebbero collegate le varie
piastrine contenenti già un
certo numero di transistor; e il
miglioramento della solidità
permettendo una
semplificazione delle
lavorazioni del circuito.
IC
 Il procedimento usato per
sistemare più transistor e
relativi collegamenti (detti
componenti "discreti")
sulla stessa piastrina
(detta "monolite") è la
fotolitografia.
IC
 In pratica il circuito viene
disegnato ingrandito su una
lastra fotografica, che poi viene
proiettata rimpicciolita sopra la
piastrina di silicio (chip),
fotoincidendola.
 In seguito sopra la piastrina
vengono inserite le "impurità“ o
"drogaggi" che costituiranno il
transistor o gli altri componenti
Esempi di integrazione
 Obiettivo: miniaturizzare le dimensioni di circuiti e
dispositivi elettronici
Ingredienti:
per i materiali, usare film sottili (spessore » 10 mm - 1
mm)
per sagomarli, usare tecniche litografiche (ottiche o
elettroniche, a seconda della risoluzione voluta) per il
disegno e tecniche di film sottili per la rimozione
selettiva delle varie parti del film
Esempi di integrazione
utilizzare vari strati, diversamente sagomati, uno sopra l’altro per
ottenere la funzionalità voluta
Un esempio: il circuito RC
parallelo
1° passo:
Realizzazione della resitenza R
2° passo:
Realizzazione degli elettrodi metallici C1
3° passo:
Realizzazione della dielettrico
4° passo:
Realizzazione degli elettrodi metallici C2
Resistenza
1°
2°
3°
4°
Condensatore
Tecnologia per IC
 Con l’esempio precedete si intuisce la difficoltà di poter
integrare più componenti, attivi (transistor) e passivi
(resistenze e capacità) in strutture sempre più piccole, da
cui l’importanza della tecnica fotolitografica.
Traendo la nomenclatura da quella dei due principali tipi di
transistori in essi impiegati, si definiscono due categorie di
IC:
 Circuiti bipolari a giunzione
 Circuiti MOS
Tecnologia per IC
Circuiti bipolari
Nei quali i transistori sono di tipo bipolare a giunzione
Circuiti MOS
Nei quali i transistori sono di tipo a effetto di campo (FET field
effect transistor) realizzati con la particolare tecnica MOS
(metal oxide semiconductor).
Quest’ultima tecnica risultò più indicata per aumentare
l’integrazione dei circuiti
Processo di realizzazione di transistor p-channel
MOS

si parte da un substrato di
Si drogato tipo n, posta in
atmosfera d’ossigeno dove
si ossida.

Aperte due finestre si fa
eseguire una drogatura di
tipo p

fra source e drain vi è un
elettrodo di gate (metallo
o polisilicio molto drogato)
separato dal substrato da
un sottile strato di ossido
(capacità alta)
Processo di realizzazione di transistor p-channel MOS
 bisogna provvedere a delle
connessioni metalliche ( o
comunque conduttrici) per
collegare source, drain e
gate all’esterno
 il canale fra source e drain
è normalmente chiuso, si
apre quando la tensione di
gate realizza una inversione
nel tipo di conduzione del
substrato (qui, da n a p)
due tipi di transistor (N-MOS e P-MOS) in serie nello stesso
dispositivo
questo impedisce che scorra corrente
nel dispositivo in condizioni
statiche, perché uno dei due
transistor è sempre polarizzato
inversamente;
 solo quando vi è uno switch, c’è
anche una piccola corrente
dinamica
 si modifica il substrato (tipo n nel
disegno) inserendo una regione
drogata di segno opposto e di
spessore sufficientemente elevato

in questa zone, detta “well”, si
costruisce il secondo transistor
(nell’esempio, n channel MOS)
 Il livello di complessità
raggiunto si valuta dalla
figura , che mostra un chip
IBM con interconnessioni in
rame e tungsteno.
I primi livelli di integrazione
 Livelli di integrazione:
 ZSI (Zero Scale Integration): un solo componente
(tecnologia a valvole, dal 1945 al 1958).
Nel 1959 Jack Kilby (Texas Instruments) e Robert
Noyce (Fairchild Semiconductor) introducono il
circuito integrato.
 SSI (Small-Scale Integration, integrazione su piccola
scala): fino a 100 componenti elettroniche per chip,
corrispondenti ad una decina di porte logiche (vd.
Logica booleana) . Nel 1961 i primi circuiti integrati
commerciali.
I primi livelli di integrazione
 MSI (Medium Scale Integration, integrazione su
media scala): da 100 ad un migliaio di componenti
per chip (da una decina ad un centinaio di porte
logiche, 1968 - 1970).
 LSI (Large Scale Integration, integrazione su larga
scala): da un migliaio ad una decina di migliaia di
componenti (fino ad un migliaio di porte logiche).
Nel 1971 il 4004 di Intel e' il primo processore
integrato su un solo chip, con 2.300 transistor.
I successivi livelli di integrazione
VLSI (Very Large Scale Integration, integrazione
su larghissima scala): da 10.000 componenti fino
a centinaia di migliaia di componenti (oltre un
migliaio di porte logiche). Le CPU di Intel, l'8086
del 1978 e l'8088 del 1979, hanno 29.000
transistor. Nel 1982 Intel introduce il processore
80286 con 134.000 transistor.
I successivi livelli di integrazione
ULSI (Ultra Large Scale Integration,
integrazione su scala ultra larga): oltre il
1.000.000 di componenti. Nel 1991 Intel
introduce il processore 80486 con
1.200.000 transistor, nel 2004 il Pentium 4
Prescott ne ha 125.000.000.
WSI (Wafer Scale Integration) Dispositivi
di dimensioni sub-micrometriche, decine di
milioni di dispositivi su un singolo chip.
Lynn Conway
Lynn Conway e' una ben conosciuta pioniera della
progettazione di microchip
Lynn Conway
Le sue innovazioni durante gli anni Settanta al centro
di ricerca Xerox di Palo Alto (PARC) hanno avuto un
impatto globale nei metodi di progettazione dei
chip.
Migliaia di progettisti di chip hanno imparato le basi
della propria professione nel libro di testo
Introduction to VLSI Systems, scritto da Lynn e il
professor Carver Mead del Caltech.
http://ai.eecs.umich.edu/people/conway/LynnsStory-Italian.html
ANNO 1974
 Intel 8080
1974
Lo scenario
 Il primo annuncio
pubblicitario al mondo di
un “personal computer”
figura su una rivista
statunitense.
 Gary Kildall (1942-1994),
docente alla Naval Post
Graduate School in
California realizza il CP/M
(Control program/monitor)
il primo sistema operativo
universale in grado di
girare su diversi tipi di
computer.
• Fino a quando verrà
sostituito dall'Ms/Dos di
GATE nel 1980, il Cp/M è
comunque il sistema
operativo che ha permesso
inizialmente di sviluppare e
far decollare il software nei
primi computer.
Intel 8080
 Uno dei più innovativi
microprocessori
 Versione migliorata dell’ 8008
 Primo a 8 bit realizzato dalla
Intel.
 Può sommare due numeri ad
8-bit in 2.5 milionesimi di un
secondo.
 Tecnologia:
• Intel i8080: PMOS
• Intel i8080A: NMOS
(Negative-channel MOS) più
veloce del PMOS
 Transistor:
• Intel i8080: 4500
• Intel i8080A: 4000
ANNO 1976
 Nascita dello Zilog Z-80
1976
Lo scenario
 Compare il primo vero
supercomputer del mondo:
• il Cray-I, progettato da
Seymour R. Cray
 Viene commercializzato il
primo “word processor”
chiamato:
• Electric Pencil
 La pubblicista americana
Portia Isaacson inventa il
termine “Personal
Computer” che si impone
sui vari appellativi fino ad
allora coniati
 Federico Faggin inventa lo
Z-80
• Faggin è da considerare:
 l'inventore del primo
microcomputer a 4 bit, il
4004 prodotto dalla
Intel, tra il 1969 e il
1971;
 l'inventore del più
famoso microprocessore
della storia
dell'informatica, lo Z80,
tra il 1974 e il 1976;
 l'inventore del più
semplice dispositivo di
puntamento dai tempi
del mouse: il
touchpad, tra il 1992 e
il 1994.
Zilog

Federico Faggin rielabora il
chip Intel 8080 e inventa
lo Zilog Z-80.
 L’architettura si basa su 3
microprocessori ad 8 bit:
1. L’ 8080
2. L’ 8228
3. L’ 8224
 Confezionato in un unico
contenitore a piedini;
 50 istruzioni di base

Lo Zilog Z-80 si rivelerà
più veloce del concorrente
Intel 8080
ANNO 1978
Nasce l’era dei 16-Bit:
Intel lancia sul mercato l’8086 .
1978
Lo scenario
 Con l’uscita sul mercato di
una stampante ad aghi
con alte capacità grafiche
nasce in Giappone il
marchio Epson (Seiko)
 Viene lanciato sul mercato
il primo modulatoredemodulatore di segnali
digitali in analogici e
viceversa per la
trasmissione di dati
attraverso linee
telefoniche:
• il Micromodem 100
Intel 8086
 L'Intel 8086 si basa sul
disegno del 8080 e 8085,
con un register set simile,
ma espanso a 16 bit.
 È il primo processore,
di questa casa, con
architettura a 16 bit
 Può indirizzare fino a 1Mb
di memoria avendo a
disposizione un bus
indirizzi a 20 bit
 Contiene 29.000 transistor.
 Tecnologia NMOS (MOS di
tipo n) a 3.0 micron
ANNO 1979
 INTEL annuncia il
microprocessore 8088
La versione “Lite" dell'8086
1979
Lo scenario
 Nasce Wordstar, il primo
potente software per il
trattamento dei testi
destinato ai personal
computer
 La Olivetti presenta il
modello M10, uno dei
primi personal computer
portatili
 Nasce il linguaggio ADA
(Augusta ADA Byron)
Derivato dal Pascal, usato
principalmente dai militari.
Intel 8088
 La INTEL annuncia il
microprocessore 8088.
 Rappresenta un passo
indietro nell'evoluzione:
 mantiene il set di istruzioni
dell’8086
 stesse dimensioni dei
registri dell'8086
(architettura a 16 bit),
 ma il bus dei dati è ridotto
a otto bit, contro i sedici
del processore precedente.
continua
 29.000 transistor stipati sopra un frammento di silicio
che usa la tecnologia a 3.0 di micron.
 l'Intel 8088 fu prodotto in due versioni:
 una con una velocità di clock di 5 MHz
• capace di 0.33 MIPS (millioni di istruzioni per secondo)
 l'altra con una clock a 8 MHz e 0.75 MIPS.
 Questo microprocessore, avendo un bus degli
indirizzi a 20 linee, era capace indirizzare 1
megabyte di memoria.
 Ancora in tecnologia NMOS (MOS di tipo n).
ANNO 1980
 Motorola presenta il chip 68000
 Coprocessore matematico intel
8087
1980
Lo scenario
 Travolgente avanzata del
personal computer in
America
 L’editore statunitense
Ashont-Tate lancia “dBase”
un sistema di gestione di
data base
 Viene creata la rete
Ethernet con l’aiuto
tecnologico di:
• Xerox
• Intel
• Digital
 A Roma entra in funzione
l’archivio computerizzato
dell’agenzia AnNSA
 Sony Electronics introduce il
floppy disk a 3.5" e il
relativo drive.
 Microsoft compra per
50000$ i diritti del sistema
operativo QDOS dalla
Seattle Computer Products;
viene rielaborato e adottato
il nome di MS-DOS
(MicroSoft Disk Operating
System) verrà installato sui
pc IBM
Motorola 68000
 La Motorola presenta il
chip 68000,
 chiamato così dal numero
dei transistor che lo
componevano
(sessantottomila)
 Processore a 16 bit che più
tardi verrà installato sui
Macintosh.
 Considerato a 16 bit,
presenta un'architettura
interna e alcune prestazioni
da 32 bit
Coprocessore matematico intel 8087
 Immesso nel mercato nel 1980,
fu prodotto per lavorare con i
microprocessori a 16-bit:
 8086
 8088
 Date le limitazioni della
tecnologia a 3.0 micron del 1980
(decine di migliaia di transistor
su un chip) già sfruttata al
massimo, era più pratico per i
costruttori di circuiti a
semiconduttore omettere le
funzioni di matematica avanzate
nella progettazione dei
microprocessori .
continua
 Le funzioni matematiche furono così relegate ad un
elemento separato:
 Il coprocessore matematico 8087
 A due anni dalle prime vendite dell’ 8086 Intel mise
sul mercato il circuito integrato di grande potenza e
più complesso fabbricato commercialmente.
 Il simbolo “i” ad di sopra del package, indicava che
Intel aveva prodotto quel chip, non un suo
concorrente. Una sorta di primo marchio contro la
contraffazione.
Versione
Clock
8087 base
8087-2
8087-1
8087-3
5 MHz
8 MHz
10 MHz
5 MHz
ANNO 1981
 Intel crea il processore:
 80186
 80188
1981
Lo scenario
 La maggiore industria
informatica del mondo,
l’IBM, entra nel settore di
mercato dei personal
computer
 È immesso sul mercato
l’Osborne-I il primo pc
moderatamente portatile:
• Pesava 11 Kg
 Esce sul mercato il
Commodore Vic-20
 La Microsoft lancia la
prima versione del
Multiplan, il primo “foglio
elettronico” della casa
statunitense.
Intel 80186
 Nato migliorando la
tecnologia dell' 8086
 poco diffuso
 Caratteristiche:
 16 bit per il bus dati.
(interni ed esterni);
 20 bit per il bus indirizzi;
 Package:
• 40 pin CERDIP (CERamic
Dual In-line Package).
 Tecnologia:
• 1.5 micron
 Frequenza di clock:
• Dai 6 ai 16 Mhz a seconda
delle versioni
Intel 80188
 Versione economica dell'
80186, l'unica differenza
infatti che ha con
quest'ultimo sono gli 8-bit
del bus dati esterno
anzichè 16.
 I vari modelli si
differenziano per le stesse
caratteristiche dell'80186.
ANNO 1982
 Intel crea il processore:
80286
•Nasce la seconda generazione di processori
1982
Lo scenario
 Viene fondata Sun
Microsystem
 Compare sul mercato il
Commodore 64
 Microsoft realizza MS-DOS
1.1 per IBM.
• Supporta dischetti a
doppia faccia da 320 kb.
 Microsoft inoltre realizza
MS-DOS 1.25, similare
all'1.1 ma per gli IBM
compatibili.
 Viene prodotto il primo
clone di IBM-PC, l'MPC,
realizzato da Columbia
Data Products
 Mouse Systems produce il
primo mouse commerciale
per PC
Intel 80286
 Inizia in agosto la
produzione del
processore Intel 80286
a 16 bit, che viene
inserito nel PC IBM
"AT".
 Vero salto da un punto di
vista tecnologico:
• 134.000 transistor
• frequenze di clock tra 6 e
20 Mhz
• Tecnologia:
 1.5 micron
ANNO 1984
 Motorola crea il processore
MC68020
1984
Lo scenario
 Negli Stati Uniti è
presentato il
supercomputer Cray X-MP4
 In Italia la SIP avvia lo
sviluppo di una rete
sperimentale Isdn
(Integrated services digital
network) nella città di
Firenze
 Viene realizzato il traforo
del Gran Sasso per
ospitare all'interno un
grande laboratorio-caverna
per lo studio dei protoni e
delle particelle cosmiche
Motorola MC68020
 La Motorola crea il
processore MC68020 che
contiene qualcosa come
250.000 transistor.
 Microprocessori con
architettura a bus di dati a
32 bit
 Tali circuiti, realizzati con
tecnologie CMOS (MOS
complementare)
consentono di lavorare a
frequenze superiori a 50
MHz, con un consumo di
energia molto ridotto.
ANNO 1985
 Intel annuncia il chip a 32 bit:
80386DX
• Nasce la terza generazione di processori
• Introduzione della memoria cache
80386SX
1985
Lo scenario
 Negli Stati Uniti è
presentato il
supercomputer Cray-2
 Microsoft vende Microsoft
Windows 1.0, per 100$
Intel 80386 – 80386DX
 In ottobre la Intel annuncia il
chip a 32 bit 80386 con la
gestione della memoria sul chip.
 Il primo 80386 Dx fu realizzato
integrando 275.000 transistor,
 Partito con una frequenza di
clock a 16 Mhz arrivò fino a 40
Mhz
 Con il suo bus interno a 32 Bit
poteva indirizzare una maggiore
quantità di dati e gestire una
quantità di memoria Ram fino a
4 Gigabyte
(2^32=4.294.967.296byte )
continua
 La sigla Dx sta per Double word eXternal ed
indica
 la capacità del processore di gestire due word (parole)
di 16+16=32 Bit.
 External sta a significare che il processore comunica
verso l’esterno, ossia verso il bus di memoria della
scheda madre, sempre a 32 Bit.
 Tecnologia:
 1.5 micron
• per frequenze di clock: 12/16/20/25MHz
 1.0 micron
• Per frequenze di clock a 33MHz
La memoria cache
 Il 386 Dx segna anche l’introduzione della
tecnologia di caching della memoria.
 Si vide che il costoso (per l’epoca) 386 a 33 Mhz, in
condizioni standard e con l’uso di comune memoria
Ram dinamica (Dram Fastpage), non risultava
affatto più veloce del 386 a 25 Mhz.
 La lentezza della memoria Ram da 80 ns
(nanosecondi) a cui il processore accedeva per
scrivere e rileggere dati fungeva da collo di
bottiglia strozzando le prestazioni.
 Si pensò cosi di saldare sulla scheda madre un paio di chip da
32-64 Kbyte di veloce memoria Sram (Static Ram – Ram
Statica) da 20 ns per velocizzare la trasmissione dati tra il
processore e la memoria Ram di sistema
 Questa piccola e costosissima memoria Sram, è stata appunto
definita memoria cache e contiene i dati più prossimi alle unità
di esecuzione del processore
Intel 80386 Sx
 Intel produsse in seguito anche una versione a
basso costo:
 80386 Sx (Single word eXternal) con bus interno a
32 bit ed esterno a 16 bit.
ANNO 1987
Intel produce il coprocessore
matematico 80387.
1987
Lo scenario
 IBM svela lo standard
Video Graphics Array
(VGA)
 IBM annuncia il DOS 3.3
per i PC.
 Microsoft annuncia
Windows 2.0.
Coprocessore matematico 80387
 Questa unità Fpu (Floating
Point Unit - Unità di calcolo
in virgola mobile) detta
anche “Coprocessore
matematico” affiancherà il
processore 80386
 Coprocessore a 80-Bit ma
ha un interfaccia a 32-Bit
ANNO 1989
 Il microprocessore:
80486
•Nasce la quarta generazione di processori
1989
Lo scenario
 Creative Labs introduce la
Sound Blaster, una scheda
sonora mono a 8-bit per
PC.
 Tim Bernest-Lee e Robert
Calliman, del centro di
ricerche nucleari di Ginevra
mettono a punto il WorldWide Web (WWW) un
sistema destinato alla
comunicazione via
computer dei fisici sparsi
nei vari centri di ricerca
Intel 80486

E' un 80386 al quale viene
affiancato, in un unico chip,
il coprocessore 80387.
 Integra al suo interno molte
di quelle parti che erano
considerate moduli
aggiuntivi nei
microprocessori precedenti;
moduli come:
• il coprocessore
matematico,
• o la memoria cache.

Tecnologia :
 1.0 micron per
25/33MHz
 0.8 micron per clock a
50MHz
 Più di 900000 transistor

Die Size:
 165 mm2
continua
Intel 80486
 Fu il primo processore con integrati 1 milione e
duecentomila transistor su singolo chip.
 In esso erano integrati:
 il processore 80386,
 il coprocessore 80387 ed
 il circuito opzionale Intel 82385 (il cache controller).
• Quest’ultimo, nelle macchine 386, era un chip PGA da
132-pin (grande quanto il processore 386,quindi) che
permetteva, opzionalmente appunto, di accrescere le
prestazioni aggiungendo della veloce memoria cache
 la memoria cache, sebbene in quantità di soli 8 KB
continua
Intel 80486
I link di approfondimento (1)
 History of the Transistor
 I mattoni del computer
 La grande storia del computer
 Mercury Delay Lines as Computer Memory
 Microprocessori
 What is a Transistor
 A Brief History of Computer Technology
 Archivio Tecnico dei Computer
 Computer History Timeline
I link di approfondimento (2)
 History in the Computing Curriculum
 History of Computers
 History of Computing
 I calcolatori degli anni '40
 I primi computer
 IFIP
 La grande storia dell'Informatica
 LE IDEE- GLI INVENTORI E GLI STUDIOSI
 Link vari
I link di approfondimento (3)
 Museo didattico di Storia dell'Informatica
 Personal Computer
 Storia degli strumenti di calcolo dalla preistoria ad oggi
 Storia del calcolo automatico e delle sue applicazioni
informatiche
 Storia illustrata del computer e dell'Informatica
 SWIF - La storia dell'informatica
 The History of Computer
 Lynn Conway's Story
I link di approfondimento (4)
 16bit
 CPU
 Lithium.it - Tecnologie dei processori
 Museum
 OLYMPUS MIC-D Integrated Circuit Gallery
 Metallizzazioni in Rame per Semiconduttori
 Storia dell'informatica
 -- AmicoPc -- Manuali - Storia dei computer
ANNO 1990
 La graduale evoluzione dei processori
Intel 486
 La nascita del sistema operativo
Windows 3.0
1990
Lo scenario
 Per la prima volta un
computer riesce a controllare le
foto scattate al sistema solare
da una sonda posta a 6 miliardi
di Km dalla terra
 James Gosling
(programmatore della SUN)
realizzerà un linguaggio di
programmazione che dopo ben
4 anni di “buio” sarà
rinominato OAK e nel 1995
JAVA.
 Il 3 giugno muore ad
Austin(Texas) per attacco
cardiaco Robert N. Noyce il
“patriarca dei patriarchi” della
Silicon Valley e direttore
dell’Intel che inventò il circuito
integrato
(contemporaneamente ma non
insieme a Jack St.Clair Kilby).
 Berners Lee scrive il prototipo
iniziale per il World Wide Web
Evoluzione dei
microprocessori
 E’ l’anno in cui si comincia ad
integrare della memoria
cache(molto veloce) per
aumentare la velocità di
calcolo dei processori
1990
Evoluzione dei microprocessori
 Con l'introduzione del primo Intel
80486 un piccola porzione di cache
venne inserita all'interno dei
microcircuti nel nucleo (core) del
processore, il quantitativo era limitato a
soli 8 Kbyte ma, essendo la cache
integrata il doppio più veloce di quella
esterna su scheda madre, gli 8 Kb
erano sufficienti a far ottenere un
raddoppio netto delle prestazioni
rispetto al 386
 I primi esemplari del 486 presentati nel
1989 funzionavano con una frequenza
di 25 MHz e sono in seguito passati ai
33 MHz.
ANNO 1991
 E’ l’anno in cui viene annunciata
l’alleanza di IBM, Motorola ed Apple per
la costruzione deo Power PC
 Il 17 gennaio del 1991 entrano in azione
contro l’Iraq di Saddam Hussein le forze
alleate del comando statunitense dando
luogo alla prima vera guerra portata a
termine con l’ausilio dei calcolatori
1991
Lo scenario
E’ l’anno in cui si combatte
la prima guerra tecnologica
della storia contro l’Iraq di
Saddam Hussein ,ove
vengono impiegati dei
calcolatori 486 e dei portatili
386 per controllare le “armi
intelligenti”.
Il 30 gennaio dello stesso
anno si spegne a Boston John
bardeen che aveva ottenuto
nel 1947 il premio Nobel per
l’invenzione del transistor.
Dei ricercatori del California
Institute of Technology
mettono a punto un sistema
che consente di incidere un
CD su livelli multipli e di
leggere I dati così
mem\orizzati.
Evoluzione dei
microprocessori
 Federico Faggin presenta il
Synaptics I 1000 il primo
processore neurale che il
fisico italiano ha realizzato
in California.
 Il 486 Sx era invece una
versione economica del
processore Intel 486 avente
un coprocessore
matematico 80387
integrato.
 La tecnologia di
integrazione del processore
Intel 486 SX era di 1
micron
1991
Evoluzione dei microprocessori
Federico Faggin presenta il primo processore naurale detto
Synaptic I1000 che è un processore a reti neurali che
assomma l’intelligenza degli esseri viventi a quella dei
microprocessori numerici.
Lo stesso imita il comportamento dei neuroni, le cellule
nervose del cervello degli esseri viventi.
Questo processore è concepito per riconoscere la scrittura
manuale ed è in grado di riconoscere 20 mila caratteri al
secondo con un errore dello 0.005%.
La prima sua applicazione è nella lettura degli assegni
bancari per la verifica automatica della loro copetura.
1990
Evoluzione dei microprocessori
 In questo stesso anno viene presentato il processore
80486 SX con co-processore matematico integrato.
 Si trattava di un processore molto economico e , per tale
motivo, molto utilizzato dagli utenti. Mancava però la
FPU (float point unit).
ANNO 1992
 E’ indubbiamente l’era in cui si vede un
elevato aumento dei VIRUS informatici in
circolazione
 E’ anche l’anno in cui in Italia viene varato
un Decreto legislativo che prevede la tutela
giuridica dei programmi per elaboratore.
1992
Lo scenario
Entra in funzione a Cagliari il
Centro di ricerca,sviluppo e studi
superiori in sardegna(detto
CRS4) che risulta essere il primo
laboratorio italiano sul
supercalcolo parallelo diretto dal
premio Nobel Carlo Rubbia.
Dopo ben 10 anni viene persa
la leadership da parte della IBM
nella vendita dei computer a
favore della Apple.
E’ anche l’era dei virus
informatici che ammontano a
circa 2000 esemplari.
Entra in vigore il 31 dicembre il
Decreto legislativo n.518 del
29/9/1992 che prevede la tutela
giuridica dei programmi per
elaboratore.
Evoluzione dei
microprocessori
 La Digital annuncia il
processore Alpha AXP che
risulta essere il processore più
veloce al mondo dato che
opera ad una frequenza pari a
200Mhz.
 Nello stesso anno dalla Apple
viene annunciato un prototipo
di Newton, un minicomputer
tascabile che legge la
calligrafia del proprietario.In
tal modo viene dato il via alla
nuova nicchia di mercato che è
rappresentata dai Personal
Digit Assistant (PDA).
 L’Intel introduce il processore
80486 DX
1992
Evoluzione dei
microprocessori

Intel introduce il
processore 80486 Dx a 50
Mhz con tecnologia di
integrazione a 0,8 micron.
 Quando uscì tale
processore i produttori di
schede madri fecero
notare che una frequenza
così elevata (per l’epoca)
poteva introdurre disturbi
di segnale e correnti
parassite sulle piste delle
schede madri.
1992
 Per tale motivo Intel produsse il
processore 80486 Dx2 il quale per
via di un moltiplicatore interno 2x
(leggi “2 per”) poteva andare a 66
Mhz pur funzionando su un bus di
sistema a 33 Mhz con tecnologia a
0,8 micron.
 In seguito venne introdotto il 80486
Dx4 a 100 Mhz con moltiplicatore
interno 3x (33.3x3=100) e
tecnologia di integrazione di 0,6
micron.
Riassumiamo
1992
Lo scenario …nei dettagli
 Il 5 febbraio l’Intel si accorda con la Sharp per la
costruzione delle flash memory card ,schede di memoria
non volatili ad accesso istantaneo, che erano state
inventate dalla Toshiba ma che erano state perfezionate
dalla NEC.
 Nello stesso anno entra in funzione a Cagliari il Centro
“Ricerca sviluppo e studi superiori della Sardegna “ primo
laboratorio italiano sul supercalcolo parallelo.
 La Apple presenta “Newton” il primo computer tascabile
che è in grado di riconoscere la grafia di chi scrive sul
monitor e di immagazinare dati che possono poi essere
scambiati tramite infrarossi con altri PC.Le sue dimensioni
sono soltanto di 20x10x3 cm .
ANNO 1993
 Nasce il Pentiun I
 Si da il via a tutta una serie di
investimenti per la realizzazione delle
“autostrade informatiche”
1993
Lo scenario
A giugno il vicepresidente degli
Stati uniti d’America ,Al Gore,
annuncia un piano di
investimenti per la realizzazione
di una “superautostrada
elettronica” che colleghi tutto il
territorio statunitense.
A dicembre il progetto verrà
ripreso anche in Europa con la
creazione di un “libro bianco”
della Commissione che si era
costituita.
Il 31 dicembre muore in un
ospedale di Greenwich nel
Connecticut, Thomas john
Watson l’uomo che ha
contribuito a trasformare la IBM
da fabbrica di macchine da
scrivere ad un colosso
dell’Informatica.
Evoluzione dei
microprocessori
 Il 22 marzo la Intel presenta in
California a Santa Clara il
microprocessore Pentium I,con
non pochi problemi !
 Il Pentium I ha una velocità di
calcolo che va dai 60 Mhz ai
200 mhz e tecnologia di
integrazione a 0,8 micron.
1993
Evoluzione dei microprocessori
 Il 22 marzo l’ Intel presenta in California a Santa Clara il
microprocessore Pentium I . Nella numerazione sarebbe
stato il 586 se un marchio di soli numeri fosse stato
brevettabile. Ma una sentenza da pochi mesi aveva negato
all’Intel il diritto esclusivo sul numero “386” e per tale
motivo decisero di chiamarlo Pentium.
1993
Evoluzione dei microprocessori
La tecnologia di integrazione adottata è di 0,8 micron
 Il nuovo microchip è due volte più veloce del suo
predecessore ( il 486) e 2000 volte più veloce dell’8088
adottato dl primo PC IBM nel 1982.
Le sempre maggiori prestazioni dei microprocessori Intel
sono accompagnate da una continua discesa dei prezzi.
1993…continua
Evoluzione dei microprocessori
 In pieno boom, il Pentium avrà un “incidente” che ne
segnerà negativamente la carriera : il 13 giugno del 1993
Thomas Nicely ,un matematico che studia la teoria dei
numeri primi al Lynchburg College della Virginia si
accorgerà che moltiplicando il numero 824633702441 per il
suo reciproco si ottiene 0.99999999274709702 anzichè il
numero 1.
 Accertato che l’errore deriva dal coprocessore matematico
,il 30 ottobre Nicely affiderà la notizia alla rete Internet
provocando un caso mondiale ed il calo delle azioni Intel
del 7% in un solo giorno.
1993 …continua
Evoluzione dei microprocessori
 L’ Intel si vedrà quindi costretta ,dopo una serie di
tentennamenti, a sostituire gratuitamente i processori
difettosi di tutti coloro che ne faranno richiesta.
L’errore della divisione sarà corretto aggiungendo nel chip
circa un centinaio di transistor.
La cattiva gestione del problema presente nel processore
Pentium I da parte dell’azienda statunitense che seppur a
conoscenza del difetto tentò prima di far passare tutto
sotto silenzio e poi di minimizzare l’accaduto facendo di
tutto per non sostituire le CPU difettose creò uno strappo
indelebile tra Intel e i consumatori di allora.
ANNO 1994
 James Clark fonda la Netscape
 Nasce Skydata con la collaborazione tra
Olivetti e RAI.
 Viene creato a Pisa il primo Museo
dell’Informatica in Italia
1994
Lo scenario
James Clarck fonda la
Netscape dopo aver lasciato la
Silicon Valley da lui fondata
perchè la società non intende
occuparsi del nuovo fenomeno
Internet.
Con una collaborazione tra
Olivetti e RAI nasce Skydata ,un
servizio che trasmette
informazioni, immagini e
software attraverso la rete di
ripetitori televisivi diffusi in tutta
Italia.
Ad opera dell’Italiano il Prof.
Roberto Vergara Caffarelli viene
creato il primo Museo
dell’Informatica a Pisa.
Viene inaugurato a Washington
il primo servizio accessibile via
Internet.
Evoluzione dei
microprocessori
 Viene prodotto dall’Intel i’
80486 DX4 e il 486 SX2
rispettivamente con tecnologia
di integrazione di 0,6 e 0,8
micron ottenendo ben
1.600.000 transistor nel primo
caso e ben 900.000 transistor
nel secondo.
1994
Evoluzione dei microprocessori
 Viene prodotto dall’Intel il 80486
DX4 e il 80486 SX2 rispettivamente
con tecnologia di integrazione di 0,6 e
0,8 micron ottenendo ben 1.600.000
transistor nel primo caso e ben
900.000 transistor nel secondo
 Le velocità in termini di clock sono
maggiori nel modello 80486 DX4
giacchè viene integrata una cache di
primo livello doppia rispetto al mod.
80486 Sx2 e anche la cache di secondo
livello presente sulla scheda madre è
maggiore.
1994
Lo scenario …nei dettagli
 James Clarck fonda la Netscape dopo aver lasciato la
Silicon Valley da lui fondata perchè la società non intende
occuparsi del nuovo fenomeno Internet.
 Con una collaborazione tra Olivetti e RAI nasce Skydata,
un servizio che trasmette informazioni, immagini e software
attraverso la rete di ripetitori televisivi diffusi in tutta Italia.
 Ad opera dell’Italiano il Prof. Roberto Vergara Caffarelli
viene creato il primo Museo dell’Informatica a Pisa grazie
anche ad una circolare del Ministero per l’Università e della
Ricerca. Oltre ai computer dovrà essere salvato anche
materiale come programmi e manuali.
1994…continua
Lo scenario …nei dettagli
Viene inaugurato a Washington il primo servizio
accessibile via Internet riguardante un servizio di
informazioni sul governo e sull’amministrazione federale.
L’indirizzo Internet è il seguente:
http://www.whitehouse.gov
ANNO 1995
 Nasce il Sistema Operativo Windows 95
 Nasce il linguaggio Java
 La Stream presenta VideoMagic
 Viene definito lo standard per i DVD
1995
Lo scenario
La rete Internet viene
apprezzata per le sue doti di
velocità ed utilità
Nasce il primo servizio
interattivo multimediale
presentato dalla Stream .
Viene stabilito lo standard che
sarà utilizzato per la produzione
dei DVD-Video e dati.
Viene presentato il sistema
operativo Windows 95
Evoluzione dei
microprocessori
 L’Intel presenta il Pentium Pro
con ben 5.500.000 transistor!
1995
Evoluzione dei microprocessori
 L’Intel presenta il Pentium Pro con ben 5.500.000
transistor e tecnologia di integrazione che scende fino a
0,35 micron per i modelli da 180 mhz a 200 Mhz con una
cache di secondo livello sulla scheda madre che arriva fino
a 1 MB potendo viaggiare così a velocità comparabili con il
processore.
Era molto ottimizzato per eseguire codice a 32 bit ma
aveva dei problemi nell’eseguire codice a 16 bit.
1995
Lo scenario …nei dettagli
 Internet è più veloce del terremoto ; il 18 gennaio i dati
su un terremoto avvenuto in Giappone arrivano al
supercomputer dell’Istituto Nazionale di geofisica di Roma
pochissimi minuti prima dopo la scossa menter l’onda
sismica vera e propria impiega 12 minuti per giungere ai
sismografi dell’Istituto
Il 19 settembre la Stream (gruppo Stet) presenta
“VideoMagic” il primo servizio multimediale interattivo in
Italia. Un telecomando ed un televisore sono sufficienti ad
un comune utente televisivo di navigare attraverso un
catalogo telematico e chiedere la visione di un film o di una
partita di calcio, o di effettuare acquisti di prodotti
1995 …continua
Lo scenario …nei dettagli
 L’8 dicembre i nove maggiori produttori di
elettronica di consumo (Philips, Sony,Toshiba
ecc.) si accordano sullo standard da utilizzare
per la costruzione di DVD video permettendo
ai futuri lettori DVD di poter leggere anche I
CD Rom .
 Nasce il linguaggio Java ,che era stato
ideato nel 1990 dalla SUN ma che si afferma
definitivamente solo in quest’anno dopo che
OAK viene rinominato JAVA.
Nasce anche AMAZON il più grande sito di
commercio elettronico
1995…continua
Lo scenario …nei dettagli
 Viene rilasciato il nuovo standard per le porte di
comunicazione per PC denominato USB. Questo nuovo
standard semplificherà la connessione di innumerevoli
dispositivi collegabili al PC: mouse , scanner, fotocamere,
drive portatili ecc. Oltre alla praticità risulta anche
particolarmente veloce soprattutto nella versione USB 2.0
1995
Lo scenario …nei dettagli
 E’ l’anno che segna la nascita del sistema Operativo
Windows 95. La nascita di questo sistema incrementa
l’interesse nei confronti dei computer giacchè il loro utilizzo
diviene sempre più “user-friendly” e spinge semrpe più ad
utilizzare applicazioni grafiche che porteranno a sollecitare
un ulteriore incremento nelle prestazioni dei processori che
devono farsi carico degli enormi calcoli necessari per le
elaborazioni di immagini
ANNO 1996
 Continua il perfezionamento del Pentium
Pro
 Viene presentato il primo registratore di
CD Rom
 Muore David Packard
 Si apre un’era di vera lotta tra Intel e
AMD
1996
Lo scenario
E’ l’anno in cui vengono
proposti ad un prezzo
ragionevole i primi registratori di
CD ROM che fino ad allora erano
stati impiegati solo dalle aziende
a scopo commerciale.
Muore uno dei fondatori della
HP
L’aumento degli indirizzi
Internet lascia sorpresi un po’
tutto il mondo informatico
Evoluzione dei
microprocessori
 L’Intel continua a lavorare sul
Pentium Pro come il
processore di sesta
generazione per meglio
ottimizzarne le funzionalità .
 L’AMD presenta il processore
K5 come valida alternativa al
processore Intel conquistando
una gran fetta di mercato
detenuta esclusivamente
dall’Intel.
1996
Lo scenario …nei dettagli
 Arrivano all’inizio dell’anno i primi registratori di Cd Rom
detti CD-R che possono essere utilizzati per effettuare dei
backup dei dati presenti sui calcolatori.
 Il 26 marzo muore David Packard fondatore assieme a
William Hewlett della Hewlett-Packard
 Gli indirizzi Internet utilizzati sono aumentati dal dicembre
1995 alla fine di luglio 1996 del 146% raggiungendo le
4436 unità.
Microsoft annuncia Windopws
Compact Edition(CE) versione
del noto sistema operativo per portatili.
1996
Evoluzione dei microprocessori
 L’Intel continua a lavorare sul Pentium Pro come il
processore di sesta generazione per meglio ottimizzarne le
funzionalità . Vengono così creati appositi software per
eseguire in tutta tranquillità i programmi a 16 bit.
L’AMD presenta il processore K5 come valida alternativa al
processore Intel conquistando una gran fetta di mercato
detenuta esclusivamente dall’Intel.
ANNO 1997
 L’ Intel presenta dapprima il Pentium MMX
e successivamente il Pentium II mentre
l’AMD presenta il K6: la lotta continua!
Si apre così la sesta generazione dei
processori.
 Vengono inviate le prime immagini dal
pianeta Marte tramite la sonda Pathfinder
1997
Lo scenario
E’ l’anno in cui ci si pone la
domanda se il computer possa
superare l’intelligenza dell’uomo.
Il sito Web della NASA dedicato
al Pathfinder ,il robot che è
atterrato su Marte,mostra in
tempo reale le immagini inviate
dalla superfice del pianeta
Netscape distribuisce il
Navigator versione 5.0
Viene rilasciato dalla Microsoft
l’Office 97 ,programma utile per
la produzione e gestione di
documenti elettronici
Evoluzione dei
microprocessori
 A gennaio del 1997 viene
presentato il Pentium IMMX
che opera a ben 233 Mhz
mentre a maggio dello stesso
anno viene presentato anche il
Pentium II
 Viene presentato il processore
K6 della AMD ,che viene
riconosciuto il processore più
veloce e anche più economico
rispetto all’Intel.
1997
Lo scenario …nei dettagli
Nel mese di maggio il super
computer IBM Deep Blue batte
a scacchi (per la seconda
volta) il maestro Garry
Kasparov in soli 62 minuti di
gioco. E’ la prima volta che un
computer riesce a battere un
grande maestro di scacchi
1997
Lo scenario …nei dettagli
 La Microsoft con a capo Bill Gates,che viene riconosciuto
l’imprenditore più ricco del mondo , rilascia Office 97 e
preannuncia un’imminente uscita di Windows 98.
 La Apple distribuisce il nuovo MAC OS 8
1997
Lo scenario …nei dettagli
E’ anche l’anno in cui Microsoft decide di continuare a
produrre software per la Apple e la Apple decide di
adottare Explorer come browser predefinito per i computer
Macintosh.
Il sito Web della NASA dedicato al Pathfinder ,il robot che
è atterrato su Marte,mostra in tempo reale le immagini
inviate dalla superfice del pianeta
Netscape distribuisce il Navigator 5.0 e rivela
completamente il suo codice sorgente tramite il suo sito
web.
1997
Evoluzione dei microprocessori
 Nel gennaio 1997 viene introdotto anche
il Pentium MMX in cui sono state introdotte
57 istruzioni dette MMX (Multi Media
Extension) per addattarlo alle nuove
applicazioni multimediali di grafica 2D.
La tecnologia adottata era di ben 0,35
micron con 4.500.000 transistor
Le potenze di calcolo del Pentium MMX
andavano dai 166 Mhz ai 266 Mhz.
1997…continua
Evoluzione dei
microprocessori
 E’ l’anno in cui viene presentato
anche il processore Pentium II che
opera a 233 Mhz (fino a 450
Mzh),ma nel frattempo Bill Gates
prende una torta in faccia in una
dimostrazione della pre-release di
Windows 98 dato che
nell’installazione di uno scanner la
versione del nuovo Windows si
bloccherà
1997…continua
Evoluzione dei microprocessori
Si giunge a ben 7.500.000
transistor con una tecnologia di
integrazione pari a 0,35 micron
 E’ anche l’anno in cui l’AMD
acquista una piccola società di
nome NextGen e produce il
processore K6 in cui possiamo
vedere il supporto alle istruzioni
MMX. Non solo l’unità che svolge
calcoli su interi ma anche quella
dei calcoli in virgola mobile sono
nettamente superiori ai processori
Intel.
ANNO 1998
 Il sistema Windows viene sempre più
perfezionato con la presentazione del
Windows 98
 L’AMD si rivela sempre più un osso duro
da temere da parte di Intel.
L’Intel produce il Celeron
1998
Lo scenario
E’ finalmente pronta la
versione definitiva di Windows
98 che era costata la “torta in
faccia “ alla presentazione di una
pre-release.
Evoluzione dei
microprocessori
 L’AMD continua agguerrita la
sua folle corsa verso
processori sempre migliori
presentando il K6-II con una
velocità di ben 300 Mhz.
 L’Intel produce il Pentium II
Celeron che non sono altro
che dei Pentium II modificati.
1998
Lo scenario …nei dettagli
 Il 25 giugno viene rilasciata la versione
definitiva di Windows 98 che presenterà
ancora non pochi problemi di
funzionamento.
 La Apple presenta gli I-MAC che
dovrebbero tornare ad essere computer
molto facili da utilizzare ,oltre ad avere un
design esclusivo.
1998
Evoluzione dei microprocessori
L’Intel produce il Pentium II Celeron
che non sono altro che dei Pentium II
modificati a cui manca la cache di II
livello integrata sul chip e nessun
supporto multiprocessore.
La tecnologia di integrazione scende a
ben 0,25 micron per un totale di
7.500.000 transistor!
E’ l’anno in cui AMD presenta il K6-II
con 9,3 milioni di transistor che parte
da una velocità di 266 Mhz per arrivare
alla fine dell’anno a ben 300 Mhz!
ANNO 1999
 Internet si diffonde un po’ in tutte le case
degli italiani.
 Comincia la generazione Pentium III
dell’Intel
 Dalla AMD viene presentato il K7 Athlon
1999
Lo scenario
E’ Internet il vero protagonista
dell’anno
Evoluzione dei
microprocessori
 L’Intel presenta il Pentium III
a 450 Mhz fino ad 1,2Gzh
 L’AMD per tutta risposta
presenta il K7 Athlon a partire
da 500 Mhz fino a giungere ai
600 Mhz alla fine dello stesso
anno.
1999
Lo scenario …nei dettagli
 Esplode sempre più il boom Internet ,anche con l’ausilio
dell’enorme distribuzione di personal computer nelle case
degli italiani.
 La Microsoft acquista Access software
1999
Evoluzione dei microprocessori
 L’Intel presenta il processore
Pentium III con potenza di calcolo
che lo porta ad avere un clock da 450
mhz a ben 1200Mhz!
Con una tecnologia di integrazione
di 0,25 micron si hanno 9.500.000
transistor in un chip affiancata da un
potenziamento della memoria cache
e viene introdotto un numero di serie
al processore per l’abilitazione via
software onde ottenere una
navigazione su Internet più sicura.
1999
Evoluzione dei microprocessori
L’AMD presenta il K7 Athlon
che “stende” totalmente la
concorrenza Intel .Lo schema
esplicativo del core del
processore è il seguente:
ANNO 2000
 La nascita del Pentium III Celeron e del
Pentium IV
2000
Lo scenario
E’ l’anno in cui Internet
presenta un boom spaventoso
con un incremento degli utenti
che segna ogni record.
Evoluzione dei
microprocessori
 E’ l’anno che segna la nascita
del Pentium III Celeron e
successivamente del IV con
una frequenza che va da 1,3
Ghz a ben 2Ghz!
2000
Lo scenario …nei dettagli
E’ l’anno in cui Internet presenta un boom spaventoso con
un incremento degli utenti che segna ogni record.
Tale fenomeno è incoraggiato dalla continua discesa dei
prezzi dei computer ma soprattutto degli abbonamenti al
servizio Internet che divengono del tutto gratuiti (ossia
senza canone mensile oltre le spese di connessione).
Altro fattore che gioca a favore è la sempre più
preponderante presenza delle aziende e dei servizi
accessibili tramite Internet che eliminano inutili code ed
accorciano le distanze.
2000
Evoluzione dei microprocessori
L’anno si apre con la presentazione del
Pentium III Celeron con una tecnologia di
integrazione di 0,18 micron che si presenta
come la versione economica del Pentium III
giacchè abbiamo lo stesso core ma con un
bus di appena 66 Mhz contro il 133 Mhz del
Pentium III. Presenta inoltre una cache di II
livello pari a 128 KB e non 256KB on die.
2000
Evoluzione dei microprocessori
E’ l’anno che segna la nascita del Pentium IV
con una frequenza che va da 1,3 Ghz a ben
2Ghz con un chip contenente ben 30 milioni di
transistor ed una tecnologia di integrazione di
0,18 micron. Tale velocità è stata ottenuta
anche grazie ad un bus di sistema pari a 400
Mhz e ad un ulteriore potenziamento della
cache.