Curiosità e stranezze: sistemi 386/486 - Peculiar/interesting 386/486 systems

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Intel ICE/386 with 386SX-16i and 386DX-25i IV PODs

Intel InCircuit Emulator ICE/386 (1990) - E’ un sistema di sviluppo per hardware/software di sistema basato su CPU i386SX oppure DX. Richiede l’uso di un PC con sistema operativo Unix che faccia da terminale ed interfaccia utente. Qui è raffigurato senza l’alimentatore ed i cavi di collegamento. I due "POD" contengono uno una CPU A80386SX-16i (SX080) in package PGA ceramico e l’altro un processore 80386DX-25i IV (SX091) senza l’usuale logo "386".

Intel A80386SX-16i detail

La CPU 386SX-16i. In fase di sviluppo il 386SX, annunciato ufficialmente il 16 Giugno 1988, era conosciuto col nome in codice "P9". Inizialmente era prevista la sola versione a 16 MHz (che Intel accreditava di prestazioni pari al 85/90% di quelle di un 386DX a parità di frequenza a 16 bit, ed al 70% a 32 bit). Due mesi prima era stato annunciato l'Intel 80376 (i376), un processore per applicazioni embedded compatibile a livello di pin col 386SX, sprovvisto però delle funzionalità di paginazione (paging) della memoria. L'impiego del suffisso "SX" fu oggetto di un lungo dibattito in seno ad Intel ed è stata motivata in primo luogo da esigenze di marketing: si ritenne infatti che la sigla alternativa originariamente proposta, 80388, avrebbe creato confusione tra gli utenti circa l'effettiva compatibilità della nuova CPU col software per 286/386 già esistente. Ufficialmente Intel non comunicò mai il significato delle sigle "SX" e "DX", che sono tuttavia state interpretate da più parti come acronimi di "Single word eXternal" e di "Double word eXternal" rispettivamente, riferendosi con ciò alle diverse ampiezze del bus dati (16 e 32 bit).

Intel A80386DX-25i IV no logo detail

La CPU 386DX-25i IV.

SunPC Accelerator 5x86 SBUS

Scheda SBUS SunPC 5x86 Accelerator (1997) - Dotata di una CPU AMD 5x86-133, questa scheda è un emulatore hardware che consente l’esecuzione di software per DOS/Windows ed in generale per processori x86 su macchine SPARC ed UltraSPARC, ad esempio le SPARCstation 10, 20 e l’Ultra 1 e 2, tutte con sistema operativo Solaris. Assieme alla scheda veniva venduta la versione 7.01 di OpenDOS, una versione alternativa al DOS di Microsoft sviluppata inizialmente da Digital Research col nome DR-DOS e successivamente acquisita da Novell.

386DX-25 IV Toshiba card

Scheda con CPU i386DX-25 IV appartenuta ad una macchina Document Imaging System di Toshiba (circa 1992). Si trattava di un costoso sistema x86 in parte compatibile con l’architettura PC-AT impiegato per la scansione, l’elaborazione e l’archiviazione elettronica di documenti. Questa macchina impiegava dischi ottici WORM da 600 MB e dischi magneto-ottici da 320 MB.

386DX-16 NEC card

Scheda i386DX-16 NEC (1991) - Questa era la CPU di un sistema NEC simile al Toshiba descritto più sopra. Notare che sia il 386 che la FPU (opzionale) 387 sono collocati in socket ZIF.

L’Intel 80376 (1987) o i376 è la prima versione embedded del microprocessore i386 e precisamente del 386SX. Si tratta di una CPU architetturalmente equivalente in tutto all’ordinario 386SX, progettata per l’impiego come microcontroller a 32 bit (con bus a 16 bit). Ha avuto scarsa diffusione a causa della forte concorrenza dei microcontroller basati su architettura Z80 e, poi, di quelli RISC. Qui lo si può vedere, nella versione a 16 MHz, su una scheda RAID SCSI Mylex (1989) assieme all’Intel 82370 che integra tutte le principali periferiche ed assieme al quale costituisce un sistema completo. L’82370 è a sua volta la versione embedded dell’Intel 82380 "Integrated System Peripheral". 

Esempio di microprocessore Intel 386SX-16 impiegato come CPU embedded (in questo caso in un controller SCSI American Megatrends, 1990). Sulla scheda trova anche posto un Bus Master EISA Interface Controller (BMIC) 82355, un componente che integra tutte le funzioni necessarie alla realizzazione di una scheda EISA bus-master (vedi).

CPU upgrade module I/O Data per sistemi i386 (1992) - Questo modulo consente l’aggiornamento rapido di macchine di classe 386 (vedi). Contiene una CPU Cyrix Cx486DLC-33GP a 33 MHz con FPU Cyrix FasMath 83D87. Introdotto alla fine del 1991, il processore Cx486DLC (vedi) è una CPU compatibile a livello di socket (PGA-132) con un ordinario 386DX; il set di istruzioni somiglia invece a quello del 486SX. Benché basato sullo schema hardware del 386DX, il 486DLC contiene numerosi miglioramenti architetturali ed ottimizzazioni del microcodice tese a minimizzare il numero di cicli di clock necessari per l’esecuzione delle istruzioni stesse. In sostanza il 486DLC di Cyrix, da non confondersi col quasi omonimo componente IBM, è una CPU "ibrida" 386/486. Contiene una cache di primo livello ampia 1 KB; utilizzato senza FPU fornisce prestazioni senza dubbio superiori rispetto ad un 386DX ma comunque inferiori a quelle di un 486SX di pari frequenza (a causa della cache più piccola); in accoppiata però col coprocessore Cyrix 83D87 la sua velocità aumenta sensibilmente fino ad avvicinarsi in certe condizioni a quella del costoso i486DX. Le FPU Cyrix sono state infatti, grazie alle numerose ottimizzazioni interne, tra i più veloci coprocessori numerici della famiglia x87. I processori Cx487DLC, così come gli AMD Am386-40, hanno per un certo periodo di tempo insidiato la posizione di predominio di Intel nella fascia bassa del mercato facendo una forte concorrenza alle CPU 486SX. Non potendo tuttavia eguagliare le prestazioni dei processori di classe 486DX (con FPU integrata e dunque intrinsecamente più veloce), sono stati presto "messi in crisi" dal rapido calo dei prezzi di questi ultimi.

Modulo di aggiornamento della CPU Buffalo HRX-C12T per sistemi 286 (1994) - Questa schedina (in basso a sinistra lo zoccolo) consente di aggiornare una macchina 286 con un processore dalle prestazioni molto superiori quale il 486DLC. E’ basata su un processore TX486DLC/E di Texas Instruments, funzionante a 40 MHz, con FPU Cyrix 87DLC. La CPU è a tutti gli effetti un Cyrix 486DLC (vedi) marchiato e venduto da TI che, all’epoca, fabbricava i chip Cyrix. L’87DLC è una versione in package PQFP-80 del Cx487DLC, ad esso in tutto equivalente (vedi).

Scheda processore Epson M4 con CPU Texas Instruments TX486DLC-40BGA ed FPU IIT (Integrated Information Technologies) 4C87DLC-40. Quest’ultimo è un coprocessore matematico funzionalmente equivalente all’IIT 3C87, introdotto nel 1989 assieme al Cyrix 83D87. Il 3C87 ha alcune caratteristiche particolari uniche nel settore delle FPU di classe 387, come ad esempio 24 registri floating point accessibili da parte dei programmi utente, organizzati in tre gruppi (banks). Tali registri servono come supporto ad una specifica istruzione che esegue la moltiplicazione diretta di una matrice 4x4 oppure di un vettore 4x1, entrambe operazioni comuni nella grafica 3D. Nella pratica furono pochi i software grafici in grado di sfruttare questa capacità del 3C87.

Versione a 33 MHz della FPU IIT 3C87 (vedi).

FPU Chips & Technologies SuperMATH J38700DX-25 (1991) - Il SuperMATH di Chips & Technologies (C&T), annunciato nell’Ottobre 1991, era un coprocessore matematico (FPU) compatibile con l’Intel 80387. E’ stato sviluppato tramite un’operazione di reverse engineering condotta sia sull’Intel 387 che sul più potente Cyrix 83D87 ed aveva infatti prestazioni paragonabili a quelle di quest’ultimo il quale era a sua volta il clone 387 più veloce. Disponibile sul mercato solamente nella seconda metà del 1992, il SuperMATH (ultima FPU 387 compatibile ad entrare in scena) è stato prodotto solo per pochi mesi e con limitato successo commerciale dal momento che alla fine di quello stesso anno C&T ha concluso la sua attività nel settore dei microprocessori.

FPU Cyrix FasMath 83D87-25 (1992) nella scatola (box) originale. L’83D87 di Cyrix, disponibile nelle versioni da 16 fino a 40 MHz, è stato uno dei più popolari coprocessori matematici (FPU) per sistemi 386. A parità di frequenza operativa era sensibilmente più efficiente e veloce del 387 originale Intel; in particolare, richiedeva meno cicli di clock per eseguire la maggior parte delle operazioni a singola e doppia precisione. Disponeva inoltre di un set di istruzioni più ampio (che richiedeva, tuttavia, uno specifico supporto a livello software). Vedi: http://www.cpu-world.com/CPUs/80387/MANUF-Cyrix.html

Intel 80486DX4-100 Mobile (package PQFP) su modulo CPU per notebook IBM.

CPU Texas Instruments 486DX2 a 66 MHz per notebook (1995, alimentazione a 3,45 V). Si tratta in realtà di un processore progettato da Cyrix e fabbricato da TI in seguito ad un accordo commerciale tra le due società (vedi). Questa CPU è quindi funzionalmente ed architetturalmente equivalente al Cyrix 486DX2-66GP. Il 486 di Cyrix era un progetto originale concepito per essere pienamente compatibile con i 486 Intel; conteneva alcuni miglioramenti nell’hardware rispetto a questi ultimi, ad esempio un più efficiente algoritmo di gestione della memoria cache che gli assicurava prestazioni in certi casi superiori (soprattutto nei calcoli con numeri interi). 

Altri chip Intel correlati alla famiglia x86 - Other x86-related Intel chips

Primo controller Ethernet 802.3 commerciale - First commercially available Ethernet (802.3) controller

Scheda con CPU AMD D8088-2 e controller Intel C82586 (B-1). L’82586 "LAN coprocessor" (1982/3, vedi) è stato il primo controller per reti Ethernet compatibile con lo standard 802.3 fabbricato da Intel nonché, assieme all’AMD Am7990 "LANCE", il primo componente di questo tipo disponibile commercialmente. Durante gli anni Ottanta è stato utilizzato in moltissime schede Ethernet.

Vedi: http://www.chipdocs.com/datasheets/datasheet-pdf/Intel/82586.html

L’8089 (qui in versione D8089A-3, 1984) è uno dei prodotti Intel meno noti. Si tratta di un processore di I/O (Input/Output Processor o semplicemente "IOP") memory mapped a due canali indipendenti che funziona come coprocessore per le CPU x86 ed in particolare per l’8086/8088 e per l’80186. L’8089 è un vero e proprio microprocessore dedicato all’esecuzione di operazioni specifiche quali ad esempio il trasferimento di dati da e verso terminali seriali, la comunicazione tra computer e così via. E’ dotato di un set di circa 50 istruzioni specializzate. Se utilizzato come coprocessore per l’8086, i due processori condividono il medesimo spazio di memoria e comunicano fra loro mediante messaggi scambiati in una particolare zona di quest’ultima (vedi). L’8089 è stato impiegato in alcuni microcomputer dei primi anni Ottanta come l’Altos ACS-586 (vedi).

L’82786 Graphics Coprocessor (1986, vedi, qui su scheda video NEC Monograph), noto anche come "786", è un coprocessore grafico Intel per sistemi x86 con supporto hardware per la gestione di finestre (windowing), tipiche delle interfacce utente grafiche (GUI) come Windows e X Window (in ambiente UNIX). Il 786 appartiene alla prima generazione di questo tipo di periferiche, cui appartiene anche il più famoso e diffuso Texas Instruments TMS34010 (evolutosi nel popolare TMS34020). Realizzato con processo CHMOS e contenuto in package PGA a 88 piedini, l’82786 supporta una risoluzione video massima di 2.048 x 2.048 a 8 bit (256 colori simultanei); contiene un controller per DRAM/VRAM ed un controller di DMA. Questo coprocessore ha funzioni specifiche per il disegno rapido di linee e poligoni e per la loro rotazione (in due dimensioni), nonché per lo spostamento rapido di blocchi di pixel. Non è stato l’unico processore grafico sviluppato da Intel: a parte l’82716, che è in realtà un semplice controller video, ricordiamo il Video Processor i750 (1993) e l’i740 3D Graphics Coprocessor Chip (1998).

Intel Wildcard 88-N (1988, vedi, qui raffigurata assieme al manuale Intel): è un minuscolo SBC (Single Board Computer, computer su singola scheda) PC XT-compatibile interamente racchiuso in un modulo a 68 contatti di circa 2 x 4 pollici. Prodotto inizialmente da Intel e successivamente dalla canadese Megatel (vedi), contiene un microprocessore 80C88 a 7 MHz ed un circuito ASIC (tecnologia standard cell) che rimpiazza il 75% circa della logica che costituisce un’ordinaria scheda madre XT (precisamente: il controller di DMA 8237, il timer 8253, il controller di I/O 8255, il controller di DMA 8259, il controller di bus 8288, il generatore di clock 8284 e la logica di controllo della DRAM). In estrema sintesi la Wildcard è un PC XT (quasi completo) in formato SIMM. La Wildcard è interessante anche perché rappresenta una delle prime applicazioni industriali della particolare tecnologia di packaging "chip-to-card" che prevede la connessione diretta del die (chip di silicio) del circuito integrato al PCB, cioè alla scheda a circuito stampato (il tutto è poi ricoperto con resina epossidica, epoxy). Questa tecnica è stata successivamente adoperata in svariati altri prodotti, ad es. il calcolatore HP12C (vedi: http://www.hpmuseum.org/cgi-sys/cgiwrap/hpmuseum/archv012.cgi?read=33862). La Wildcard 88-N è stata utilizzata in applicazioni embedded basate su architettura x86 e su alcuni laptop, fabbricati ad es. da Daewoo (vedi: http://www.vintage-computer.com/vcforum/showthread.php?t=4467). 

Vedi: http://www.cbronline.com/news/intel_announces_details_of_the_new_ms_dos_module_the_wildcard_88

Vedi: http://www.highbeam.com/doc/1G1-8016000.html.

Portachiavi promozionale in lucite di Intel (1990) contenente il die di un microprocessore 80486SX. In alto a sinistra, per confronto, il die di un Intel 486SX-33. Osservando da un lato le differenze (si guardi soprattutto la zona in alto a sinistra) e dall’altro la somiglianza tra questo die e quello del 486DX raffigurato qui sotto, si deduce che il 486SX contenuto nel portachiavi deve essere un esemplare "antico", cioè di quella prima serie di SX ottenuti disabilitando la FPU nei chip DX oppure impiegando processori DX difettosi (vedi: http://en.wikipedia.org/wiki/80486). 

Questo portachiavi promozionale di Intel (1990) contiene da un lato il die di un processore 80486DX (vedi in alto per il confronto con quello di un 486DX-33) e dall’altro un 386DX. Lo stesso tipo di oggetto esiste anche in una versione dalla forma differente (vedi: http://www.cpu-world.com/Memorabilia/80386/index.html).

Il lato opposto contiene un chip i386DX.

Un altra versione del portachiavi promozionale Intel con 386 e 486. Questa ha anche l’usuale logo i486.

Portachiavi promozionale Intel con chip 386DX.

Microfotografia del die di un Intel i386DX (da Geiger at al., VLSI - Design Techniques for Analog and Digital Circuits, Mc-Graw Hill 1990).

Altro esempio di portachiavi promozionale Intel, circa 1988, con chip 386DX.

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