Mit 4 Bit fing alles an...

08.11.1996

Als Ted Hoff 1971 bei Intel vorschlug, einen programmierbaren Allround-Logik-Baustein zu entwickeln, konnte er nicht ahnen, welch weitreichende Auswirkungen seine Idee haben würde. Noch heute immer weitestgehend Moore's Gesetz gehorchend, liefert Intel inzwischen Mikroprozessoren aus, die mit 5,5 Millionen Transistoren knapp 2400mal so viele Schaltelemente besitzen wie ihr Urahn aus der Gründerzeit der Firma.

Ein Ingenieursteam unter Leitung von Federico Faggin setzte Hoffs Idee innerhalb von neun Monaten in die Tat um. Im Herbst 1971 war der "4004" mit einem 4-Bit-Daten-Bus serienreif. Er integrierte 2300 Metal-Oxide-Semiconductor-(MOS-)Transistoren auf einem Chip. Anwendung fand der 4004 allerdings zunächst nur in der Fertigungsindustrie.

1974 brachte Intel dann mit dem "8080" den ersten Nachfolger heraus. Mit seinem 8-Bit-Daten-Bus konnte er immerhin schon 16 KB Speicher ansprechen. Auch dieser Chip fand zunächst wenig Verbreitung und war eher in Verkehrsampeln und Zapfsäulen als in Computern anzutreffen.

Bereits 1975 präsentierte Intel auf Basis der Intel Advanced Processor Architecture (IAPX) einen 32-Bit-Prozessor mit 32 Bit breitem Daten- und Adreß-Bus, den "APX 432". Der Chip zeichnete sich bereits durch Fehlertoleranz aus und wies viele Merkmale auf, die heute im Pentium zu finden sind. Aber kein Entwickler wagte sich an die neuartige Technologie heran.

Im Dezember 1975 entschied sich das Intel-Management deshalb zunächst für die Entwicklung des 16-Bit-Prozessors "8086". Die Entwickler nahmen aber selbst diese Technologie nur zögerlich an, so daß aus wirtschaftlichen Gründen eine "abgespeckte" Variante mit externem 8-Bit-Bus, der "8088", auf den Markt gebracht wurde. Trotz dieser erneuten technischen Selbstbeschränkung läutete der 8-Bit-Chip den großen Erfolg von Intel ein. Die IBM beschloß nämlich, diesen Chip in ihren legendären "Personal Computer" einzubauen, der im August 1981 das Licht der Welt erblickte. Mit seinen zahlreichen Nachbauten legte er den Grundstein für die explosive Entwicklung und die heutige Marktdominanz von Intel.

Mit dem Nachfolger des IBM PC, dem PC XT (für Extended Technology), kam dann auch endlich der 8086 in hohen Stückzahlen zum Einsatz. Aber bereits 1982 brachte Intel mit dem "80286" einen weit leistungsfähigeren Chip auf den Markt. Der 16-Bit-Prozessor konnte 16 MB Hauptspeicher adressieren und verfügte erstmals über Speicher-Management-Funktionalität, die auch virtuellen Speicher und Multitasking gestattete. Er trat seinen Siegeszug in IBM "PC AT" an.

Im Oktober 1985, fast genau zehn Jahre nach dem Frühstart des APX 432, kam dann mit dem "80386" wieder eine 32-Bit-CPU von Intel heraus. Sie erlaubte einen Hauptspeicher von 4 GB und wurde erstmalig von Compaq verwendet. Mitte 1988 gab es vom 386 eine beim Daten-Bus auf 16 Bit abgespeckte Version, den "80386 SX", die den 286 ersetzen sollte.

Intel selbst präsentierte bereits im Herbst 1989 den Nachfolger des 80386, den "80486". Er besaß mit 1,2 Millionen viermal so viele Transistoren wie sein Vorgänger. Gleichzeitig lief das Geschäft mit dem 386 erfolgreich weiter. Erstmalig versuchten sich auch bei Prozessoren in größerem Maßstab Clone-Hersteller. Speziell AMD schaffte den Durchbruch mit der 40-Megahertz-Variante des Chips.

Der 80486 verfügte gegenüber seinem Vorgänger aber über Leistungsmerkmale, die ihm zu einem raschen Durchbruch verhalfen. Er besaß erstmals einen integrierten Fließkomma-Prozessor (FPU) und einen internen Cache von 8 KB mit Cache-Controller. Wie der 80386 wurde auch diese CPU in einer abgespeckten "SX"-Variante auf den Markt gebracht, die vor allem den 386-Nachbauten das Wasser abgraben sollte. Der 80486 SX war eine vollwertige 32-Bit-CPU, der lediglich die FPU-Einheit und der interne Cache fehlten.

Vier Jahre nach dem 486er, im März 1993, wurde der "Pentium" vorgestellt. Obwohl Intel die Ziffernbezeichnung aufgab, war auch dieser Chip noch immer abwärtskompatibel zum 8086 aus dem Jahre 1978. Der Pentium hat 3,1 Millionen Transistoren und verfügt über doppelte Instruktions-Pipelines, mit denen er zwei Befehle je Taktzyklus ausführen kann. Er besitzt außerdem zwei Caches mit je 8 KB und einen externen Daten-Bus zum Hauptspeicher, der 64 Bit breit ist. Portable Rechner werden vor allem durch das prozessorinterne Energie-Management unterstützt. Durch neue Produktionsprozesse konnte Intel inzwischen neben einer Erhöhung der Transistorenzahl auf 3,3 Millionen vor allem die Leistungsaufnahme des Chips verringern.

Das momentane Ende der Fahnenstange ist mit dem im November 1995 eingeführten "Pentium Pro" erreicht. Er besitzt 5,5 Millionen Transistoren und startete bereits mit einer Taktrate von 150 Megahertz. Auch die sechste Generation ist noch kompatibel mit der ursprünglichen Intel-Architektur, allerdings ist der Chip weitgehend für 32-Bit-Anwendungen optimiert und entfaltet nurmehr mit diesen seine volle Leistung.

Für die Zukunft stehen zunächst die mit der "MMX"-Multimedia-Erweiterung ausgerüsteten Versionen des Pentium und Pentium Pro ins Haus. Die nächste große Prozessorgeneration in 64-Bit-Technologie entwickelt Intel in Kooperation mit Hewlett-Packard. Die Einführung des "IA64" (Codename "Merced") ist aber erst für die Jahrhundertwende avisiert.