Hardware 用語集 80系 CPUについて
【80系 CPUについて】
[New:1997/May/20]
- 4004 : Intel製
世界で初めて出来た 4bit マイクロプロセッサ．Intel製
そしてこのCPUを作った中に日本の嶋氏がいる！（現VMテクノロジー社の偉い人)
電卓を作るために作られてマイクロプロセッサだがこの考え方が２０年後にすごい製品になろうとは誰が考えたであろうか．．．
- 8008 : Intel製
その次に出来た 8bit マイクロプロセッサ．
私もよくは知らない．．
- 8080 : Intel製
さらにその次に出来た 8bit マイクロプロセッサ．
れもよくは知らない．．
- 8085 : Intel製
結構使われた8bitマイクロプロセッサ．
メモリ転送，レジスタ転送の命令が mov , mvi に分かれて結構面倒
多少使った経験あり！ TK85 という NEC の製品があった．
ここで追加情報！（清水 俊彦さんからの情報です！）
mov,mviなどに別れていているのは当時Intelがわざとそうしたのです。
当時アセンブラ自身が大型機で動作するものしかなく（セルフアセンブルなんてＣＰ/Ｍとかが出てきて初めて動いたのですね）当時の大型機用のアセンブラのマクロ定義で8080用のニモニック定義をする必要があった(らしい)のです．
当時のアセンブラではオペランドのパターンによってオペコード部の内容を変化させるような器用なマネはできなかったため、オペコード部が異なる命令は全て別々の命令として定義したそうです．
そのため、いわゆるIntelニモニックでは同じレジスタを使う命令でも命令がバラバラになったわけです．
ちなみに Z80 ではザイログ社が作ったアセンブラでは全部をldコマンドで強行したため、当時のほとんどのクロスアセンブラが使えなかったそうです。(例えば、LD (IX+4), Aとかをマクロ定義させるのはできなかったのです）
(清水さんご意見ありがとうございます♪）
を．こんなところに白いセラミックパッケージで上に金属の蓋が被さっている8085 が．．．ある（笑）(^^)/
- 8051/8031 : Intel製
周辺機器を内部に備えた8bitマイクロプロセッサ．
中にはROM，RAM，双方向のInput/Output Device や タイマー，シリアル通信機能などが入っており，これ１つでちょっとしたマイコンが出来るのだ！これは制御用の CPU として昔はハードディスク等のコントローラに多用されていました．便利なので私も良くこれを使いました．
命令が特殊なので面倒なのですが，なれると大したこともありません
8031は8051からＲＯＭ機能を省いたもの．
- Z80 : Zilog製
今でも世界中でたくさん使われている 8bit マイクロプロセッサ.
１９９５年には私はこの CPU で製品を作っていた．．まだ使えるぞ！
とにかく安い！１個２００円位かそれ以下だろうね．良い CPU の１つです．
その後のZ8000とかどうなったんだろ．．嶋さーん
ちなみに今 Zilog では Z80 を川崎製鉄から OEM 供給されているとの情報もあります．川崎製鉄の Z80 は M1 サイクルが １クロックで，元の Z80 より４倍のスピードがでます．
しかしこれほどセカンドソースの多い CPU も珍しいでしょう．．私の知っている限りでは，ＮＥＣ，シャープ，富士通，東芝，日立，川崎製鉄等が作っていますが，まだまだ作っているところはありそうですね・・・(^^;
- 8086 : Intel製
- 8087 : Intel製
このプロセッサはこれだけではなーんにも出来ません．これは数値演算プロセッサといって 8086 と組み合わせて，浮動小数点演算等複雑な演算を CPU にプログラムを組んでやらせていると遅いので，それらのアルゴリズムをハードウェア化したプロセッサが 8087 です．
私自身このプロセッサを使用したことはないのですが，ハードウェアとしては単純にバスに配線すれば出来てしまうものです．あとは専用の演算命令を CPU から数値演算プロセッサに出してやることで早い演算が可能となります．
今のコンパイラ（Ｃ言語とか）では演算プロセッサを搭載したことを前提にコンパイルを行い速度を上げていますので，エンドユーザーは命令に関してあまり気にしなくていいようです．気にするのは数値演算プロセッサが搭載されているかどうかという点だけでしょう♪（笑）
- V30(uPD70116) : NEC製
これぞ8086の互換チップ！しかも pusha , popa 等の 80286 で追加されている命令を含んでおり，更に 8086 より内部回路動作が速く，単純に 8086 を置き換えただけで数％速度がアップしました．
この CPU を搭載したパソコンは NEC 製 9801VF，9801VM 等と "V" の文字が着いたマシンでした．
昔私は自分の NEC 9801E の CPU をこの V30 に交換して，”を！早くなった♪”と単純に喜んでいました(^^)
まさに今の AMD の K6 みたいな状態を先取りですね（笑）♪
さてここでマニアックなことを言うと，この V30 のクロックのデューティは 50%:50% で，8086 のデューティは 70%:30% でした．この為私が V30 を使用した時 クロックの回路はインテル製のクロックジェネレーターを使用せずに単純に水晶発振器を使用して回路を作った記憶があります．．．でもパソコンの場合には 8086 と交換しただけで動作したのだから，かなりのマージンがあっただろうなぁ
ちなみに数値演算プロセッサ 8087 はそのまま使用出来るようです
- 8088 : Intel製
8086 のバス幅を 8bit にして外部ハードウェアを簡略化出来るようにしたマイクロプロセッサ．
この CPU はかの IBM PC (1982年?) に搭載．瞬く間にアメリカで数百万台売れた．．
かのＩＢＭもこの売れ方にはびびっていたらしい．（Plan以上売れると製造が大変！）
でもこのＩＢＭ ＰＣのおかげでかの６４０K バイトの壁が出来てしまったのだ．．
- V20 (uPD70108) : Nec製
これぞ8088の互換チップ！ V30 の兄弟分！
会社にあった IBM PC や IBM PC-XT の CPU をこの V20 にすべて交換した覚えがあります(^^;
とにかく互換性に優れた CPU でした．未だに 8088 を使おうかなと思うときは迷わず V20 を部品箱から引っぱり出します．なんで 8088 なんか使うかって？ そりゃハードウェアが簡単だからですよ．なんせ データバスが８ビットですから 27xx 等の ROM が１つですみますので・・・・
- 80186/80188 : Intel製
8086/8088 に対して周辺機器をいれたマイクロプロセッサ．
内部にはI/O，タイマー，割り込み等の周辺機能が入りこれ１つでちょっとしたマイコンが出来てしまう．１９９１年出荷ＩＢＭ製光磁気ドライブにはこのＣＰＵが使われていました．
- V50/V40(uPD70216/70208) : NEC製
内部にはI/O，タイマー，割り込み，シリアル，ＤＭＡコントローラ等の周辺機能が入った制御専用プロセッサで，その機能は 80186/80188 の上でした．
パッケージにはＰＧＡタイプ，ＱＦＰ，ＰＬＣＣの３タイプがあり，私は便利なので良く使っていました．
でもちょっと高かったな．．．
- 80196 : Intel製
内部にはI/O，タイマー，割り込み等の周辺機能が入った制御専用プロセッサ．
ＩＢＭ製のＨＤＤにはこのＣＰＵが良く使われています．
- 80286 : Intel製
8086 の後継 CPU . 16bit. Protect mode （保護モード）なるレジスタやメモリ管理機能を搭載．
私が考えるに一番ひどい CPU だな．この CPU はＯＳ泣かせ．だから8086の高速版で使われることが多かった．
なんと言っても保護モードからリアルモード(8086 mode)に移るときには CPU のハードウェアリセットしか方法がないのだ！
OS/2 の開発人の話では”高速運転中の車のギアチェンジをするのに，走ったままエンジンを止めてギアチェンジをするのに等しい”とまで言われている．
【その後の未確認情報ですが，どうも隠しレジスタにリアルモードとプロテクトモードの切り替えがあるらしい．．さてどの雑誌にかいてあったかなぁ．．】
しか〜し，この CPU はかの IBM AT に採用され，瞬く間に普及した（だからよけい始末が悪い）
この IBM AT は後の AT互換機の基礎であり，現在の DOS/V マシンの基礎の基礎である
み〜んなここから始まった！♪〜♪
ちなみに最大メモリ空間は１６メガバイト(1M Byte)
また数値演算プロセッサは 80287 といいます
- 80386 : Intel製
80286の後継 CPU. 32bit. 仮想 8086 mode を備え，構想(アーキテクチャ）的に優れた CPU ．
この CPU のおかげでまともなOSが出来るようになった．
つまり保護モードからリアルモードの切り替えを CPU のハードウェアが持つようになり，いちいちリセットをかけなくてよくなった！
かの Windows3.0 はこの CPU のおかげでいくつもの DOS窓を開くことが出来，Windows 時代の幕開けとなったのだ．
80386DX は 32 BIT バス幅をもっており，また80386SXと称して16bitバス版が出ている．
数値演算プロセッサ(80387) は別であり，私はサイリックスの 80387 互換演算プロセッサを IBM 5571 に入れた覚えがあります．速度はあまり 80387 と変わらなかったけど，安いなぁということを覚えています．
- 80486 : Intel製
80386の後継 CPU. 32bit. アーキテクチャ的には 80386 とあまり変わらないが，非常に速い！
この CPU は Windows 3.1 や OS/2 , Windows NT 等 色々な OS を高速に動作させることが出来，
ようやく一般ユーザーの満足できるコンピュータ環境が整えることが出来ることが可能となった．
そのような意味でも非常に評価出来る CPU である．
スピードには基本的な 33MHz から，25MHz，50MHz，66MHz，75MHz，100MHz と色々なバリエーションが存在する．
なおこの CPU から演算プロセッサが常備される様になった．
演算プロセッサが搭載されないのは 486SX と称している．
- Pentium : Intel製
80486の後継. 64bit. 1996年この CPU の売れ方と価格の下落は激しかった．
アーキテクチャに命令パイプライン及びデータパイプラインそれぞれ２本を配置し，非常に高速で動かすことが可能である．
スピードは75MHz，90MHz，100MHz，120MHz，133MHz，150MHz，166MHz，200MHzとこれまた色々なバリエーションがある．
なお Pentium から外部クロックが倍になっている．
166MHzまではセラミックPGAパッケージであるが，200MHz及び新しい166MHzの製品はパッケージが異なり，
このパッケージのおかげで熱対策が出来，速い200MHzが可能になっている．
更にこの CPU 一時期数値演算プロセッサ部分のバグで大騒ぎになった覚えがあります．あまり大したことはないバグでしたが，一般の新聞などに仰々しく書かれてとうとう CPU の交換に追い込まれた経歴があります．
蛇足であるが，私は1996年後半はこのCPUを使ったSBC(Single Board Computer)の開発に追われたのだ．．
- K5 : AMD製
ＡＭＤ社の Pentium 互換チップ．完成度はかなり高い製品ですが，市場に出るタイミングが遅く，いまいち売れなかった製品．
でも単なる Pentium に比べて安いし早いし良いことづくめ・・・なんですけど・・
- Pentium-Pro : Intel製
Pentiumの後継 CPU .２次キャッシュがパッケージ内部に搭載．
CPUの内部に CPU本体とキャッシュのチップが搭載されている．つまり中身は２つのチップが入っている構造になっている．
どうもこの開発陣は 486 を開発したメンバーらしい．
私にも現在あまり実態はわからない．．
- Pentium-MMX : Intel製
Pentiumの後継 CPU . MMX はマルチメディアエクステンションの略で，マルチメディア用の命令が増えているのが特徴です．
また電圧がチップコアが２．９Ｖで，外部インターフェース用に３．３Ｖと２つの電源が必要になりました．
このために対応マザーボードは Socket 7 対応のものが必要です．
また速度は Pentium より少々早くなっていますが，これはゲートの再設計をしたためと考えられます．
なおクロックは 166MHz , 200MHz の２種類が出ています．
- K6 : AMD製
ＡＭＤ社の Pentium-MMX 互換チップ． 完成度はかなり高く，現在 Socket-7 を使用する CPU の中では一番早い製品を出しています．
Ｋ６は MMX に比べて早い，安いがそろっている製品ですし，互換性も高いようです．
現状のＣＰＵに満足出来ない方には是非おすすめのチップです．
でも電流を食うみたい・・・・
最近は色々なメーカーが安く性能が良いと言うことで採用を決めているようです．コンパックとかＩＢＭとかが．．
- Pentium-II : Intel製
Pentium-Proの後継 CPU .２次キャッシュがパッケージ内部に搭載されていることは間違いないが，そのパッケージがでかすぎ・・・
パッケージも今までのＰＧＡタイプ（ＰＧＡ：ピン・グリッド・アレイ）でなく，なんとボードタイプ！！
ちとでかいの〜と言う感じ・・・(^^;
でもこれから簡単にチップを交換してというイメージでは無くなると思いますね．
追加情報ですけど．．この CPU もどうも数値演算系にバグがあると発表がありました．．．Pentium で懲りたと思ったのですが，歴史は繰り返すですな．．．(^^;
その他サイリックス社の 80386，80486 , Pentium 等の互換 CPU があるのですが，型番を忘れてしまったりとか情報がなかったりとかです．．
知っている方が居ましたら是非メール（
）を下さい！
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