Mikroişlemciler · Bilişim Tarihi

Mikroişlemcilerde Önemli İsimler

Mikroişlemcilerin tarihi; yarı iletken teknolojisini, komut kümesi mimarisini, CPU gerçeklemesini, bellek sistemlerini, başarım mühendisliğini ve ilk tek yongalı işlemcilerden günümüzün x86 ve RISC tasarımlarına uzanan gelişimi bir arada içerir.

Tümleşik devreden günümüz işlemcilerine

Bu kartlar transistörün icadına, yarı iletken tümleştirmeye, ilk mikroişlemcilere, 8086/x86 ailesine, RISC mimarilerine, bellek teknolojisine, işlemci başarımına, paralel işlemcilerin sınıflandırılmasına ve ilk yüksek düzeyli dile katkıda bulunan kişileri tanıtır.

İsimler · Yongalar · Mimari

Öne çıkan katkılar

Tümleşik devrelerin, ilk ticari mikroişlemcilerin, Intel 8086/x86 ailesinin, RISC ve ARM mimarilerinin, bellek teknolojisinin ve işlemci başarım mühendisliğinin arkasındaki başlıca isimler.

FF

Federico Faggin

Intel 4004 · 8080 · silisyum kapılı tasarım

Intel 4004'ün tasarımını yönetti, ilk genel amaçlı mikroişlemcilerin geliştirilmesinde rol aldı.

Teknik önemi

Çalışmaları, kart dolusu mantık devresiyle kurulan CPU işlevlerinin tek yongalı, yüksek yoğunlukta tümleşik işlemcilere taşınmasına katkı sağladı.

40048080MOS tümleştirme
Faggin, silisyum kapılı MOS teknolojisini geliştirdi ve 4004'ü ticari bir mikroişlemci olarak kullanılabilir kılan gerçekleme çalışmasını yönetti. Ardından 8008 ve 8080 dönemine de katkıda bulundu.

Teknik kavramlar: 4004, 8080, MOS tümleştirme, komut çözme, veri işleme yolunun (datapath) tümleştirilmesi, yarı iletken ölçeklemesi.
TH

Ted Hoff

Mikroişlemci mimarisi · Intel 4004

Intel 4004'e dönüşen proje için genel amaçlı, programlanabilir bir işlemci mimarisi önerdi.

Teknik önemi

Pek çok özel amaçlı mantık devresinin yerini programlanabilir bir CPU'nun alması, mikroişlemciyi farklı ürünlerde yeniden kullanılabilen bir hesaplama bileşeni hâline getirdi.

4004mimaridepolanan programla kontrol
Hoff'un mimari katkısı, hesap makinesi için düşünülmüş yonga takımını sadeleştirip programlanabilir bir işlemci ile bellek ve G/Ç bileşenlerine indirgemekti.

Teknik kavramlar: 4004, mimari, depolanan programla kontrol, komut kümesi, programlanabilir kontrol.
SM

Stanley Mazor

Intel 4004 mimarisi

Intel 4004'ün mimari tanımı ve komut kümesi üzerinde çalıştı.

Teknik önemi

Komut kümesindeki tercihler, yazılımın veri taşımayı, aritmetiği, dallanmayı ve kontrolü nasıl ifade edeceğini belirler.

ISA4004işlem kodu tasarımı
Mazor, Intel'in ilk mikroişlemci ailesinde komutların ve mimari davranışın tanımlanmasına katkıda bulundu.

Teknik kavramlar: komut kümesi mimarisi (ISA), 4004, işlem kodu (opcode) tasarımı, komut biçimleri, akış kontrolü.
MS

Masatoshi Shima

4004 gerçeklemesi · CPU tasarımı

Intel 4004'ün ve sonraki mikroişlemcilerin ayrıntılı mantık tasarımında merkezî rol oynadı.

Teknik önemi

Mimari bir tanımı çalışan bir yongaya dönüştürmek; somut kontrol mantığı, veri işleme yolları, zamanlama ve arayüzler gerektirir.

4004mantık tasarımıveri işleme yolu
Shima, mimari gereksinimleri ayrıntılı işlemci mantığına dönüştürdü; daha sonra başka etkili CPU'ların tasarımında da çalıştı.

Teknik kavramlar: 4004, mantık tasarımı, veri işleme yolu, zamanlama, yazmaçlar arası aktarım, yonga gerçeklemesi.
SM

Stephen Morse

Intel 8086 mimarisi · 1970'ler

Intel 8086'nın komut kümesinin ve programlama modelinin baş mimarıdır.

Teknik önemi

8086, derste incelenen x86 mimarisinin temelini attı.

8086x86ISA
8086; 16 bitlik yazmaçları, kesimli adreslemeyi, genel amaçlı yazmaçlarla kesim yazmaçlarını ve günümüz x86 işlemcilerinin atası olan komut kümesini getirdi.

Teknik kavramlar: 8086, x86, ISA, kesim:bağıl konum (segment:offset) adreslemesi, yazmaçlar, bayrak yazmacı (FLAGS).
BR

Bruce Ravenel

8086 mimarisi ve gerçeklemesi

8086 tasarım ekibinde ve x86'nın ilk geliştirme döneminde çalıştı.

Teknik önemi

İşlemci mimarisi; komut kümesi tasarımını, gerçekleme kısıtlarını ve sistem uyumluluğunu bir araya getiren bir ekip işidir.

8086x86yürütme birimi
8086 ekibi, 1970'lerin sonundaki yarı iletken kısıtları içinde transistör bütçesi, başarım, kod yoğunluğu, yol tasarımı ve uyumluluk hedefleri arasında denge kurdu.

Teknik kavramlar: 8086, x86, yürütme birimi (EU), yol arayüz birimi (BIU), komutları önden getirme (prefetch), kesimli bellek.
BP

Bill Pohlman

Intel 8086 proje yönetimi

Intel 8086 geliştirme programının mühendislik çalışmalarını yönetti.

Teknik önemi

Başarılı bir CPU tasarımı; mimari, mantık tasarımı, doğrulama, üretim ve ürün kısıtları arasında eşgüdüm gerektirir.

8086Intelmühendislik
8086 sıkı kısıtlar altında yürütülen bir mühendislik çalışmasının ürünüdür: sınırlı transistör sayısı, 16 bitlik aritmetik, 20 bitlik adres yolu ve önceki işlemcilerden geçişi kolaylaştıran bir yol.

Teknik kavramlar: 8086, Intel, mühendislik, yol genişliği, adres alanı, sistem tümleştirme.
SW

Sophie Wilson

ARM komut kümesi · RISC

İlk ARM komut kümesi mimarisini tasarladı.

Teknik önemi

ARM, küçük ve düzenli bir komut kümesinin düşük donanım karmaşıklığı ve düşük güç tüketimiyle yüksek başarım sağlayabileceğini gösterdi.

ARMRISCISA
Wilson'ın ARM mimarisindeki çalışması; basit komut çözmeyi, yükle/sakla (load/store) tasarımını, koşullu yürütmeyi ve yazmaçların verimli kullanımını öne çıkardı.

Teknik kavramlar: ARM, RISC, ISA, yükle/sakla mimarisi, yazmaçlar, koşullu yürütme.
SF

Steve Furber

ARM işlemci gerçeklemesi

İlk ARM işlemcisinin gerçeklemesini birlikte tasarladı.

Teknik önemi

Çalışmaları RISC mimarisinin fikirlerini kullanışlı ve az güç tüketen bir işlemci tasarımına bağladı.

ARMRISCveri işleme yolu
Furber, ARM komut kümesinin çalışan bir yongaya dönüşmesinde rol aldı; daha sonra işlemci ve nöromorfik sistem araştırmalarına önemli katkılar yaptı.

Teknik kavramlar: ARM, RISC, veri işleme yolu, kontrol mantığı, düşük güçlü tasarım.
JH

John Hennessy

RISC mimarisi · MIPS

RISC işlemci mimarisi ve MIPS ailesi üzerine çığır açan çalışmalara öncülük etti.

Teknik önemi

RISC araştırmaları; işlemcilerin komut karmaşıklığı, boru hattı, derleyici desteği ve gerçekleme hızı arasında kurduğu dengeyi yeniden biçimlendirdi.

MIPSRISCboru hattı
Hennessy'nin çalışmaları; yükle/sakla komut kümelerinin, geniş yazmaç kümelerinin ve boru hatlı yürütmenin yaygın tasarım ilkeleri olarak yerleşmesine katkı sağladı.

Teknik kavramlar: MIPS, RISC, boru hattı (pipelining), yükle/sakla, derleyici ile mimarinin birlikte tasarımı.
DP

David Patterson

RISC · Berkeley RISC

Berkeley RISC projesini yönetti ve günümüzdeki indirgenmiş komut kümeli bilgisayar anlayışının tanımlanmasına katkıda bulundu.

Teknik önemi

RISC tasarımları, daha basit komutların daha hızlı boru hatlarına ve daha verimli gerçeklemelere olanak verdiğini gösterdi.

RISCRISC-Vboru hattı
Patterson ayrıca nicel bilgisayar mimarisi yaklaşımının ve daha sonra RISC-V'in geliştirilmesinde birlikte çalıştı.

Teknik kavramlar: RISC, RISC-V, boru hattı, nicel mimari, komut kümesi tasarımı.
MF

Michael J. Flynn

Flynn sınıflandırması · 1966

1966'da işlemcileri aynı anda işlenen komut akışı ve veri akışı sayısına göre SISD, SIMD, MISD ve MIMD olarak dört sınıfa ayırdı.

Teknik önemi

Skalar çekirdek, vektör ve dizi işlemcisi, GPU ve çok çekirdekli işlemci arasındaki fark bu sınıflandırmayla tek bir tabloda anlatılır. x86'daki SSE ve AVX komutları SIMD sınıfına girer.

SIMDMIMDparalel mimari
Sınıflandırma “Very High-Speed Computing Systems” (Proceedings of the IEEE, 1966) makalesinde yayımlandı. Flynn, Stanford Üniversitesi'nde bilgisayar mimarisi alanında çalıştı.

Teknik kavramlar: SISD, SIMD, MISD, MIMD, komut akışı, veri akışı, vektör işleme.
JB

John Bardeen

Transistör · 1947 · Bell Laboratuvarları

Walter Brattain ile birlikte 1947'nin sonunda Bell Laboratuvarları'nda ilk çalışan transistörü, nokta temaslı transistörü gerçekleştirdi.

Teknik önemi

Transistör, elektron lambasının yaptığı anahtarlama ve yükseltme işini çok daha küçük, az güç harcayan ve dayanıklı bir yarı iletken aygıtla yapar. Bir mikroişlemcideki her mantık kapısı transistörlerden kurulur.

transistöryarı iletkenBell Laboratuvarları
Bardeen, Brattain ve Shockley transistör çalışmaları için 1956 Nobel Fizik Ödülü'nü paylaştı. Bardeen 1972'de süperiletkenlik kuramıyla (BCS kuramı) ikinci bir Nobel Fizik Ödülü aldı; bu ödülü iki kez kazanan tek kişidir.

Teknik kavramlar: nokta temaslı transistör, germanyum, yükseltme, anahtarlama, katı hâl elektroniği.
WB

Walter Brattain

Transistör · 1947 · deneysel fizik

Bell Laboratuvarları'nda Bardeen ile birlikte germanyum kristali üzerinde ilk nokta temaslı transistörü kurup çalıştırdı (1947).

Teknik önemi

Kuramsal fikrin çalışan bir aygıta dönüşmesi, yarı iletken yüzeyler üzerindeki deneysel çalışmayla mümkün oldu. Transistör 1948'de duyuruldu ve mikroelektronik çağını başlattı.

transistörgermanyumyüzey fiziği
Brattain, yarı iletken yüzeylerin elektriksel davranışı üzerine çalışan deneysel bir fizikçiydi. 1956 Nobel Fizik Ödülü'nü Bardeen ve Shockley ile paylaştı.

Teknik kavramlar: nokta temaslı transistör, yarı iletken yüzeyi, germanyum kristali, akım kazancı.
WS

William Shockley

Eklem transistörü · Silikon Vadisi'nin başlangıcı

Bell Laboratuvarları'nda transistör grubunu yönetti ve eklem (jonksiyon) transistörünün kuramını geliştirdi; aygıt 1951'de duyuruldu.

Teknik önemi

Eklem transistörü, nokta temaslı transistörden daha sağlam ve seri üretime daha uygundu. Tümleşik devrelerdeki transistörler bu çizgiden gelir.

eklem transistörüyarı iletken sanayiiFairchild
Shockley 1956'da Mountain View'da (Kaliforniya) Shockley Semiconductor Laboratory'yi kurdu. 1957'de buradan ayrılan sekiz araştırmacı, aralarında Robert Noyce ve Gordon Moore'un da bulunduğu Fairchild Semiconductor'ı kurdu. Intel daha sonra bu ekipten doğdu. Shockley 1956 Nobel Fizik Ödülü'nü Bardeen ve Brattain ile paylaştı.

Teknik kavramlar: eklem transistörü, p-n eklemi, silisyum, yarı iletken üretimi.
RN

Robert Noyce

Tümleşik devreler · Intel'in kurucularından

Tümleşik devrenin mucitlerinden biridir; Intel'i birlikte kurdu.

Teknik önemi

Tümleşik devreler, yoğun ve güvenilir işlemci yongalarının ekonomik olarak üretilebilmesini sağladı.

tümleşik devreIntelyarı iletken üretimi
Noyce'un düzlemsel tümleşik devreler ve yarı iletken üretimi üzerindeki çalışmaları, ticari mikroişlemcilerin teknolojik altyapısını oluşturdu.

Teknik kavramlar: tümleşik devre (IC), Intel, yarı iletken üretimi, düzlemsel (planar) süreç.
GM

Gordon Moore

Yarı iletken ölçeklemesi · Intel

Intel'in kurucularındandır; sonradan Moore yasası adını alan ölçekleme eğilimini dile getirdi.

Teknik önemi

Transistör yoğunluğunun hızla artması, onlarca yıl boyunca işlemci başarımını, tümleştirme düzeyini, önbellek boyutunu ve mimari karmaşıklığı belirledi.

Moore yasasıtransistör yoğunluğuölçekleme
Moore'un gözlemleri, sektörde yarı iletken tümleştirme ve ürün yol haritaları için bir planlama ilkesine dönüştü.

Teknik kavramlar: Moore yasası (Moore's law), transistör yoğunluğu, ölçekleme, tümleştirme, Intel.
JK

Jack Kilby

Tümleşik devre

İlk tümleşik devrelerden birini yapıp çalıştırdı.

Teknik önemi

Tümleştirme, elle kablolanan düzeneklerin yerine küçük yarı iletken devreleri koydu ve giderek karmaşıklaşan sayısal sistemlerin önünü açtı.

tümleşik devreyarı iletken tümleştirmeminyatürleştirme
Kilby'nin çalışmaları, mikroişlemcilerin doğduğu tümleşik devre çağını başlattı.

Teknik kavramlar: tümleşik devre, yarı iletken tümleştirme, minyatürleştirme.
RD

Robert Dennard

DRAM · ölçekleme

Tek transistörlü DRAM hücresini icat etti ve Dennard ölçeklemesini formüle etti.

Teknik önemi

DRAM baskın ana bellek teknolojisi oldu; ölçekleme kuralları ise işlemci frekansının ve güç tüketiminin gidişatını etkiledi.

DRAMbellekDennard ölçeklemesi
Dennard'ın katkıları, işlemcilerin gelişimini doğrudan bellek yoğunluğuna ve transistörlerin güç özelliklerine bağlar.

Teknik kavramlar: DRAM, bellek, Dennard ölçeklemesi (Dennard scaling), güç yoğunluğu, yarı iletken fiziği.
FW

Fred Weber

AMD K8 · x86-64 dönemi

K8 kuşağı döneminde AMD'deki büyük işlemci mimarisi çalışmalarını yönetti.

Teknik önemi

AMD64, var olan x86 yazılımlarıyla uyumluluğu koruyarak x86'yı 64 bitlik adreslemeye genişletti.

AMD64x86-64tümleşik bellek denetleyicisi
K8 mimarisi 64 bitlik bir ISA uzantısı getirdi ve bellek denetleyicisini işlemci yongasının üzerine taşıdı.

Teknik kavramlar: AMD64, x86-64, tümleşik bellek denetleyicisi, uyumluluk, 64 bitlik ISA.
DM

Dirk Meyer

AMD işlemcileri · x86 gerçeklemesi

AMD işlemcilerinin geliştirilmesinde kilit yöneticilik ve mühendislik görevleri üstlendi.

Teknik önemi

Günümüz x86 işlemcileri, karmaşık bir ISA'yı derin boru hatlı ve sırasız (out-of-order) iç yürütmeye dönüştürmek zorundadır.

x86AMDmikromimari
AMD'nin tasarımları, mimari uyumluluğun mikromimarideki köklü yeniliklerle bir arada var olabileceğini gösterir.

Teknik kavramlar: x86, AMD, mikromimari, sırasız yürütme, uyumluluk.
TG

Tom Gunter

Motorola 68000 ailesi

Motorola 68000 projesinin baş mimarıydı; tasarım ekibini 1977'de kurdu.

Teknik önemi

68000 ailesi iş istasyonlarında, kişisel bilgisayarlarda ve gömülü sistemlerde etkili oldu.

Motorola 68000ISA tasarımıyazmaçlar
Görece dik (orthogonal) komut kümesi ve programcının görebildiği geniş yazmaç kümesiyle ilk x86 işlemcilerinden farklı bir tasarım anlayışı sundu.

Teknik kavramlar: Motorola 68000, ISA tasarımı, yazmaçlar, gömülü sistemler.
CP

Chuck Peddle

MOS 6502

MOS Technology 6502'nin geliştirilmesini yönetti.

Teknik önemi

Ucuz 6502, mikroişlemcilerin ilk kişisel bilgisayarlarda ve gömülü ürünlerde kullanılabilmesine katkı sağladı.

6502düşük maliyetli CPUkişisel bilgisayarlar
6502; Apple II, Commodore bilgisayarları ve pek çok oyun konsolu gibi sistemlerin işlemcisiydi.

Teknik kavramlar: 6502, düşük maliyetli CPU, kişisel bilgisayarlar, gömülü sistemler.
BM

Bill Mensch

Motorola 6800 · 6502

Motorola 6800'ün geliştirilmesinde çalıştı ve 6502'yi birlikte tasarladı.

Teknik önemi

Çalışmaları, ilk dönemin iki etkili 8 bitlik işlemci ailesini kapsar.

680065028 bitlik işlemciler
Mensch daha sonra 6502 türevi işlemcilerin geliştirilmesini sürdüren Western Design Center şirketini kurdu.

Teknik kavramlar: 6800, 6502, 8 bitlik işlemciler, CPU gerçeklemesi.
IS

Ivan Sutherland

Bilgisayar sistemleri · VLSI eğitimine etkisi

Araştırmaları ve eğitim çalışmalarıyla bilgisayar sistemleri ve VLSI alanındaki düşüncenin gelişmesine katkıda bulundu.

Teknik önemi

VLSI tasarım yöntemleri, giderek karmaşıklaşan işlemci yongalarının sistematik biçimde ele alınmasını mümkün kıldı.

VLSIbilgisayar sistemleritümleşik tasarım
Daha geniş kapsamlı çalışmaları, günümüz işlemci gerçeklemesinin dayandığı tümleşik sayısal sistem tasarımı kültürünü etkiledi.

Teknik kavramlar: VLSI (çok büyük ölçekli tümleştirme), bilgisayar sistemleri, tümleşik tasarım, yonga tasarım yöntemleri.
JB

John Backus

Fortran · 1957 · IBM

IBM'de ilk yaygın yüksek düzeyli dil olan Fortran'ı ve derleyicisini geliştiren ekibi yönetti (1957).

Teknik önemi

Fortran derleyicisi, formül biçiminde yazılmış programlardan elle yazılmış koda yakın verimlilikte makine kodu üretilebileceğini gösterdi. Programcılığın assembly'den yüksek düzeyli dillere geçişi bu çalışmayla başladı.

Fortranderleyiciyüksek düzeyli dil
Programlama dillerinin söz dizimini tanımlamakta kullanılan Backus–Naur biçimi (BNF) de onun adını taşır. 1977'de Turing Ödülü'nü aldı.

Teknik kavramlar: derleyici, kaynak kod, makine kodu, söz dizimi, BNF.
Arama ve süzgece uyan isim yok.