De 4004
Drie jaar later, 1971, is het ze gelukt: de eerste microprocessor, de Intel 4004 is een feit. Het IC bestaat uit circa 2.250 transistors en doet zijn werk op 108 KHz. Bij de mogelijkheden van de Intel 4004 moet je je niet meer voorstellen dan het aansturen van een simpele rekenmachine, maar dat maakt de chip niet minder revolutionair. Tot die tijd waren er namelijk enorme kasten vol met losse transistors benodigd om mogelijk te maken wat tegenwoordig iedere simpele rekenmachine kan. In 1972 wordt de 4-bit 4004 opgevolgd door de 8-bit 8008 en nu geraken de ontwikkelingen in een stroomversnelling.
Één van de missies van Gordon Moore was het mogelijk gaan maken van computers voor bij mensen thuis. Intels volgende processor, de 8080 die verschijnt in 1974, vormt de basis voor de eerste 'Personal Computer', de Altair 8800. Deze computer wordt als laatste wanhoopspoging voor een naderend faillissement ontwikkeld door het Amerikaanse bedrijf MITS. De prijs voor de computer is $ 397, een enorm bedrag voor die tijd. MITS kocht de 8080 processors bij Intel voor 75 dollar per stuk. Een leuke anekdote is dat de oorspronkelijk prijs voor de Intel processor 360 dollar bedroeg, een practical joke richting de IBM 360 Mainframe computers die miljoenen dollars kostten. Het Popular Electronics tijdschrift wijdt een artikel aan de Altair 8800 en meteen staan de telefoon roodgloeiend bij het bedrijf. Waar het fenomeen PC eerst nog niet bestond verkocht MITS ineens gemiddeld 200 Altair computers per dag!
Saillant detail: besturingssoftware was er in die tijd nog niet, kopers moesten de PC zelf in machinetaal aansturen. Later zouden twee mannen genaamd Paul Allen en Bill Gates de Basic programmeertaal voor de Altair ontwikkelen. Een jaar later richten beide heren het bij iedereen bekende bedrijf Microsoft op met als eerste doel het maken van een besturingssysteem van de voorouder van de PC zoals wij hem nu kennen: de eerste IBM PC.
De eerste x86-processor: 8086
In 1977 doet Ken Olsen, de oprichter van Digital (later opgegaan in Compaq) de volgende memorabele uitspraak: “There is no reason why anyone would want a computer in their home.” Een jaar later, in 1978, zal hij langzaam in gaan zien dat hij ongelijk had: Intel komt immers met de 8086, de eerste processor waarmee het rijtje échte PC processors begint. De 8086 is een 16-bit processor die bestaat uit 29.000 transistors en oorspronkelijk zijn werk doet op 4.77 MHz.
De instructieset voor 8086 krijgt de naam x86 en alle opvolgers van deze processor blijven tot op de dag van vandaag compatible met deze oorspronkelijke x86-instructieset. De processor heeft 20 adreslijnen, waardoor het mogelijk is om 1 Megabyte geheugen aan te sturen. Een ongekende hoeveelheid als je bedenkt dat de eerste computers op basis van deze processor slechts 16 kilobyte geheugen aan boord hadden. Om het mogelijk te maken om op een goedkopere manier een PC te maken met de 8086 komt Intel een jaar later met een tweede versie: de 8088 heeft in tegenstelling tot de 8086 een 8-bit databus en kan zodoende met goedkopere geheugenchips gecombineerd worden. IBM besluit de 8088 processor in hun nieuwe Personal Computer te plaatsen, het pas opgerichte Microsoft ontwikkeld het besturingssysteem DOS (Disk Operating System).
De eerste x86-processor: de Intel 8086/88. Interessant detail: zelfs de allernieuwste Pentium 4 is nog steeds compatible met software voor deze processor uit 1978.
Een IBM XT uit begin jaren 80 met Intel 8088 processor, 640 kB geheugen, 20 MB harddisk en EGA 16-kleuren monitor.
De Intel 8088 gaat de nodige jaren mee, maar aan de PC erom heen wordt flink geklust. Waar de eerste IBM PC het moest doen met 16 kB geheugen, een 160 kB floppydrive, geen harddisk en een monochrome monitor, kwamen begin jaren 80 al IBM PC's met 640 kB geheugen, een 20 MB harddisk en EGA-monitoren met 16 kleuren. De 4.77 MHz 8088 processor begon langzaam de bottleneck te worden en zelfs het opschalen van de processor naar 8 MHz bood geen soelaas: het werd tijd voor een opvolger!
De eigenlijke opvolger wordt de 80186, een chip die op hogere snelheden werkte en meteen een geïntegreerd systeem en interrupt controller aan boord had. Toch heeft de 80186 nooit succesvol plaats genomen in een PC, al was de chip wel populair voor industriële doeleinden. De échte opvolger voor PC's kwam er met de Intel 80286, die in de volksmond al snel gewoon 286 (twee-zesentachtig) werd genoemd.
x86 door de jaren heen
De klokfrequentie van de eerste x86 processor, de Intel 8086, bedroeg 4.77 MHz, ruim 750x lager dan de snelste Pentium 4 van dit moment die zijn werk doet op 3.8 GHz! Als je dan ook nog eens bedenkt dat huidige processors dankzij de aanwezigheid van meerdere execution units en pipelining meerdere instructies per klokslag kunnen afronden, terwijl de 8086 juist circa 12 klokslagen nodig had voor het afronden van één instructie, kun je concluderen dat de snelste Pentium 4 van dit moment ruim 10.000x sneller is dan de oorspronkelijk 8086. Zoals je in de grafiek op de vorige pagina kunt zien is het aantal transistors ook enorm toegenomen: van 29 duizend in de 8086 tot 125 miljoen in de Pentium 4 Prescott en zelfs 376 miljoen bij de dual-core Pentium 4 Presler. Op het gebied van chipproductie zijn net zo grote stappen gemaakt: de 8086 werd geproduceerd in een 3 micrometer procédé, bij de nieuwste Pentiums is dat nog maar 65 nanometer (0,065 micrometer). Ofwel: de transistors binnen de huidige Pentium 4 zijn ruim 46 keer kleiner!
