Được Intel sáng chế năm 1978, cấu trúc x86 đã tiến hóa qua nhiều năm, không chỉ trở nên nhanh hơn mà ngày càng linh hoạt cùng với nhiều tập lệnh và ứng dụng mở rộng đi kèm mỗi lần phát hành mới. Hôm nay chúng ta sẽ nhìn lại lịch sử không chỉ của những CPU x86 nổi tiếng nhất, mà cả những CPU bạn chưa bao giờ nghe đến. 

Intel 8086

Đầu tiên, Intel tạo ra 8086 và bộ xử lý 16-bit đầu tiên. Họ đặt tên cho nó là x86.

Hơn 39 năm sau đó, tức là khoảng 3000 năm tính theo lịch máy tính, x86 vẫn tiếp tục tiến hóa từ khởi đầu khiêm tốn năm 1978. Đó là năm Intel tạo ra 8086, một chip 3 micron tốc độ 4.77MHz, trong khi các bản tiếp theo có tốc độ tới 10MHz. 8086 chỉ có 29,000 Transistor, duy thế cũng gần gấp 4 lần so với 8085 phát hành năm 1976, và là bộ xử lý 16 bit đầu tiên mở đầu kỷ nguyên 16 bit (chú ý rằng 8086 không phải là chip 16 bit đầu tiên). Khả năng tương thích ngược với các phần mềm viết cho 8008, 8080, và 8085 cùng khả năng xử lý 1MB bộ nhớ địa phương đã giúp 8086 lập tức thành công.   

Ngày phát hành: 1978
Tốc độ xung nhịp: 4.77MHz - 10MHz

Bạn có biết?

Nhờ hoạt động gián điệp công nghệ, Liên bang Xô viết đã có được cấu trúc 8086 và sao chép cấu trúc này vào K1810BM86 của họ.

Intel 286

8086 và sau này là 8088 đã khép lại thập niên 70 và mở đầu thập niên 80. Và cho đến khi Intel làm thế giới công nghệ sửng sốt với 80286 năm 1982, nó vẫn là một chip 1.5 micron với 134,000 transistor và 16MB bộ nhớ được địa chỉ hoá. Chip 286 đầu tiên chạy với tốc độ 6MHz và cũng giống như 8086 ban đầu, loại chip này chẳng bao lâu sau cũng tăng gấp đôi tốc độ. Tuy nhiên xét về xung nhịp thì 286 có tốc độ nhanh hơn 2 lần so với 8086, một bước tiến vĩ đại trong cấu trúc x86 mà đến giờ vẫn chưa từng lặp lại. Trong suốt một thập niên, 286 trở thành từ đồng nghĩa với PC IBM, và trong vòng 6 năm sau khi phát hành, Intel ước tính có 15 triệu PC 286 bán ra trên toàn thế giới. 

Được giới thiệu cùng với 286 là một tính năng mang tên Mode Bảo vệ ( Protect Mode ) chuyên quản lý cách truy cập bộ nhớ. TÍnh năng này cho phép định vị toàn bộ 16MB bộ nhớ, nhưng việc chuyển từ Protect Mode sang mode tương thích ngược trước đó rất khó khăn, vì thế tính năng này chưa từng được sử dụng rộng rãi. 

Ngày phát hành: 1982
Tốc độ xung nhịp: 6MHz - 12.5MHz

Bạn có biết?

Bill Gates đã từng gọi 286 là một loại “chip liệt não” bởi nó không thể chạy nhiều ứng dụng MS-DOS trong môi trường Windows.

AMD Am286

Chưa bao giờ tranh chấp về bản quyền x86 giữa Intel và AMD lại trở nên ồn ào như hiện nay, vì thế có lẽ chúng ta sẽ quay trở lại năm 1982 để chứng kiến sự bắt đầu của nó. Đó là năm AMD ký kết một thỏa thuận cho phép họ sản xuất và bán cả bộ xử lý 8086 lẫn 8088. Một năm sau đó, AMD phát hành Am286, một bản sao hoàn hảo của bộ xử lý 286 của Intel nhưng với tần số cao hơn gần gấp đôi: 20MHz. Xét về mặt nào đó thì Am286  có thể coi là cú đấm đầu tiên trong một trận chiến kéo dài gần 30 năm. 

Ngày phát hành: 1983
Tốc độ xung nhịp: 8MHz - 20MHz

Bạn có biết?

Cũng như Intel 286, Am286 được sản xuất bằng công nghệ 1500nm. Các CPU ngày nay được sản xuất bằng công nghệ xử lí nhỏ hơn 33 lần.   

Intel 386

Khi việc chơi game trên PC bắt đầu trở nên phổ biến, chip 386 của Intel xuất hiện rất đúng lúc. Ngay cả các Game phiêu lưu đôi khi cũng gặp trục trặc trên 286. Bạn đã từng chơi Leisure Suit Larry trên VGA trên hệ thống 286 chưa ? Chắc không lấy gì làm vui vẻ lắm.  

386, sau được đổi tên thành 386DX để khỏi nhầm với 386SX giá rẻ hơn, ban đầu có tốc độ 16MHz và sau đó cũng tăng gấp đôi lên 33MHz. Nó cũng tăng gấp hai lần số Transistor so với người tiền nhiệm lên 275,000 và là bộ xử lý 32-bit đầu tiên của Intel. 386 có thể địa chỉ hoá tới 4GB (không phải MB) bộ nhớ, có thể chuyển giữa mode bảo vệ ( Protec Mode ) và mode thực, đồng thời thêm một mode “ảo” thứ ba cho phép xử lý các ứng dụng mode thực mà không thể chạy trong Protec Mode . 

Ngày phát hành: 1985
Tốc độ xung nhịp: 16MHz - 33MHz

Bạn có biết?

386 là bộ vi xử lý nổi tiếng đầu tiên chỉ có một nguồn , tức là các hãng máy tính chỉ có thể mua chip từ Intel – một chính sách góp phần giúp công ty này thành công trên thị trường PC.   

Intel i486

Bạn đã thấy có quy luật gì chưa? Trước khi thập niên vĩ đại nhất (1980) kết thúc, Intel lại phát hành thêm một bộ xử lý x86 nữa mang tên 486DX. CPU đầu tiên có bộ đồng xử lý toán học tích hợp 486 ( Co-Processor )  chạy với tốc độ 25MHz (sau đó là 50MHz) và cũng là chip đầu tiên đạt mốc 1 triệu Transistor với 1.2 triệu Transistor. Cũng như 386, nó có thể xử lý đến 4GB bộ nhớ, và với việc bổ sung cache tích hợp, tập lệnh tối ưu hóa và đơn vị giao diện cải tiến, 486 đã tạo được chỗ đứng vững chắc trên cả máy tính để bàn lẫn máy chủ.   

Còn với các game thủ, 486 cất cánh khi 386 ra đi, và hầu như game thủ nào cũng từng có thời chơi Tie Fighters bằng cách dùng 486DX2-66. Với tốc độ cao (so với thời điểm đó), 486 không thể bắt kịp tốc độ tính toán pixel cần thiết nên ra đời đồ họa 3D . 

Ngày phát hành: 1989 
Tốc độ xung nhịp: 25MHz - 100MHz

Bạn có biết?

Ban đầu được phát hành dưới tên gọi i486DX, thiết kế 486 bao gồm nhiều phiên bản khác nhau, bao gồm i486SX, i486SL, và i486DX2 nổi tiếng.

AMD Am386

Nếu Am286 là cú đấm đầu tiên của AMD trên võ đài x86 thì AM386 là cú đánh tiếp theo. Phát hành năm 1991, AM386 là một bản sao của CPU 386 Intel, và lại một lần nữa có tốc độ cao hơn của Intel. Nó còn được quảng cáo như bộ xử lý đầu tiên được dán logo “Windows Compatible” (tương thích với Windows) của Microsoft, một bước tiến mà Times miêu tả “rõ ràng để tăng thêm sự tin tưởng vào sản phẩm của AMD sao chép lại Intel.” 

Intel cũng cố gắng hết sức để ngăn AMD bán bộ xử lý mới này và buộc tội AMD vi phạm hợp đồng giữa hai bên với cái cớ hợp đồng này chỉ áp dụng cho 80286 và các bộ xử lý trước đó. AMD thắng kiện, và mặc dù Intel đã phát hành CPU 486 nhưng Am386 có hiệu suất gần bằng nhưng lại có mức giá thấp hơn nhiều. Doanh thu khổng lồ từ Am386 chính thức đưa AMD trở thành đối thủ đích thực của Intel. 

Ngày phát hành: 1991
Tốc độ xung nhịp: 12MHz - 40MHz

Bạn có biết?

Am386 đã sẵn sàng phát hành trước năm 1991, nhưng lại bị trì hoãn do một cuộc tranh chấp về bản quyền x86 của AMD, trong đó Intel cho rằng hợp đồng này chỉ đề cập đến thiết kế 80286.

Cyrix Cx486

Cyrix khởi nghiệp bằng việc sản xuất bộ đồng xử lý ( Co-Processor ) toán học cho 286 và 386 năm 1988, đến năm 1992 công ty này phát hành CPU x86 đầu tiên của mình mang tên 486SLC và 486DLC. Tuy cái tên này nghe có vẻ kỳ lạ nhưng cả hai đều tương thích với 386SX/DX, đem lại cho những ai đang dùng nền tảng 386 một lựa chọn nâng cấp thú vị.   

Được sản xuất bởi Texas Instruments, serie 486 của Cyrix không đi kèm bộ đồng xử lý toán học (tuy rằng có thể thêm vào sau). Trong suốt thời gian tồn tại, serie Cx486 có cache L1 dao động từ 1KB đến 8KB và có tốc độ cao nhất 100MHz. 

Ngày phát hành: 1992
Tốc độ xung nhịp: 20MHz - 100MHz

Bạn có biết?

Nhờ khả năng tiết kiệm điện nên Cyrix Cx486 trở nên quen thuộc với laptop hồi đầu thập niên 90. 

Intel Pentium

Giờ đây đã ở thế hệ thứ 5, bộ xử lý Pentium của Intel đã nâng cấu trúc x86 lên tầm cao mới, đồng thời tạo ra một kiểu đặt tên mới. Lần này Intel đã không đặt tên cho loại chip mới của mình là 586.  

Pentium cũng đem đến một số cải tiến được thiết kế nhằm giải quyết nút thắt cổ chai về tốc độ ở các bộ xử lý trước đó. Trong số đó lớn nhất là Bus dữ liệu ngày rộng 64 bit, với 02 Bộ phận thực hiện lệnh ( Execution Unit ) , đơn vị xử lí những phép toán dấu phẩy động cải tiến (FPU) và tốc độ xung nhịp cao hơn. Pentium ra mắt lần đầu với tốc độ 60MHz nhưng nhanh chóng tiến bộ và cuối cùng đạt đỉnh ở mức 233MHz. Trong suốt thời gian tồn tại, Pentium thu nhỏ từ quy trình sản xuất 0.8 micron xuống còn 0.35 micron và tăng số lượng Transistor từ 3.1 triệu lên 4.5 triêu. 

Năm 1996, Intel bắt đầu bán bộ xử lý Pentium MMX. Tập lệnh MMX đưa thanh ghi bổ sung vào cấu trúc và được thiết kế nhằm tăng tốc ứng dụng truyền thông và Multimedia. 

Năm phát hành: 1993
Tốc độ xung nhịp : 60MHz - 233MHz

Bạn có biết?

Cái tên Pentium có nguồn tốc từ chữ Hy Lạp "penta" và thêm đuôi Latin "-ium," tức là “số năm.”    

AMD Am486

Sản phẩm nhái cuối cùng trong cuộc chiến này, Am486 của AMD ra mắt gần 4 năm sau khi 486 của Intel ra đời, và một tháng sau Pentium. Để cạnh tranh với chip 486 khi đó, AMD rút ngắn cuộc cạnh tranh bằng cách bán giá rẻ hơn trong khi đem lại tốc độ cao hơn so với 486 của Intel. Một số loại chip 66MHz của AMD nhanh hơn Pentium của Intel nhưng lại rẻ tiền hơn . 

Năm phát hành : 1993
Tốc độ : 25MHz - 120MHz

Bạn có biết?

AMD cũng quảng cáo một phiên bản Am486 với xung nhịp 4x mang tên AMD 5x86 chạy với tốc độ 133MHz và hoạt động tương đương Pentium 75MHz.

Intel Pentium Pro

Bất chấp kiểu đặt tên gọi trước đó, Pentium Pro là một bước cải tiến lớn so với Pentium ban đầu, đem lại một vi cấu trúc mới hoàn toàn chứ không chỉ một tập hợp các cải tiến nho nhỏ. Pro bổ sung thêm 1 triệu Transistor vào khuôn (5.5 triệu transistor), nhưng quan trọng hơn là bổ sung thêm cache L2, 256KB để sau đó nâng cấp lên 1MB. Tuy chưa được tích hợp hoàn toàn vào nhân xử lý nhưng cache L2 của Pentium Pro vẫn có cùng tốc độ xung nhịp với CPU, khoảng từ 150MHz tới 200MHz.   

Nhưng mặc dù cache L2 là một lợi thế nhưng nó cũng gây rắc rối cho Pentium Pro. Việc đặt bộ nhớ cache lên một khuôn rời đã gây lỗi sản xuất khiến giảm hiệu suất và tăng chi phí. Thực ra điều này cũng không có vấn đề gì lắm nếu Pentium Pro tỏa sáng nhất ở các hệ điều hành 32-bit ở vào thời điểm mà 16-bit vẫn thống lĩnh thị trường. 

Ngày phát hành : 1995
Tốc độ : 150MHz - 200MHz

Bạn có biết?

Năm 1998, Intel phát hành một bộ xử lý mang tên 300MHz Pentium II "Overdrive" vừa với Socket 8 của Pentium như một cách giúp người dùng Pentium Pro nâng cấp.   .

Cyrix Cx5x86

Tuy vẫn là một người mới đến trong thị trường x86 nhưng Cyrix đã chứng tỏ họ vẫn có khả năng thành công sau serie  Cx486 bằng serie Cx5x86. Và lại một lần nữa Cyrix hướng đến những người dùng cuối đang tìm kiếm sản phẩm thay thế cho thiết lập sẵn có của họ bằng cách biến Cx5x86 trở nên tương thích với bo mạch chủ 486 Socket 3. Chip Pentium không làm được như vậy, vì thế Cyrix đã có lợi thế rõ ràng về mặt này.   

Vấn đề độ ổn định đã buộc Cyrix phải vô hiệu hóa một số tính năng trong serie mới này, trong đó có tính năng dự đoán rẽ nhánh và cải thiện hiệu suất . Tuy vậy, sự xuất hiện của Cx5x86 trên thị trường lại trở nên quá sớm, không phải bởi thiết kế của nó, mà là bởi Cyrix không muốn loại chip này ảnh hưởng đến doanh thu từ chip 6x86 phát hành 6 tháng sau 5x86. 

Ngày phát hành : 1995
Tốc độ : 100MHz - 133MHz

Bạn có biết?

Cyrix đánh giá tốc độ chip của mình khá là tuỳ tiện , và rất ít bộ xử lý  trong Series Cx5x86 chạy được với tốc độ thực sự 133MHz.