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.
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.
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.
Federico Faggin
Intel 4004'ün tasarımını yönetti, ilk genel amaçlı mikroişlemcilerin geliştirilmesinde rol aldı.
Çalışmaları, kart dolusu mantık devresiyle kurulan CPU işlevlerinin tek yongalı, yüksek yoğunlukta tümleşik işlemcilere taşınmasına katkı sağladı.
Teknik kavramlar: 4004, 8080, MOS tümleştirme, komut çözme, veri işleme yolunun (datapath) tümleştirilmesi, yarı iletken ölçeklemesi.
Ted Hoff
Intel 4004'e dönüşen proje için genel amaçlı, programlanabilir bir işlemci mimarisi önerdi.
Pek çok özel amaçlı mantık devresinin yerini programlanabilir bir CPU'nun alması, mikroişlemciyi farklı ürünlerde yeniden kullanılabilen bir hesaplama bileşeni hâline getirdi.
Teknik kavramlar: 4004, mimari, depolanan programla kontrol, komut kümesi, programlanabilir kontrol.
Stanley Mazor
Intel 4004'ün mimari tanımı ve komut kümesi üzerinde çalıştı.
Komut kümesindeki tercihler, yazılımın veri taşımayı, aritmetiği, dallanmayı ve kontrolü nasıl ifade edeceğini belirler.
Teknik kavramlar: komut kümesi mimarisi (ISA), 4004, işlem kodu (opcode) tasarımı, komut biçimleri, akış kontrolü.
Masatoshi Shima
Intel 4004'ün ve sonraki mikroişlemcilerin ayrıntılı mantık tasarımında merkezî rol oynadı.
Mimari bir tanımı çalışan bir yongaya dönüştürmek; somut kontrol mantığı, veri işleme yolları, zamanlama ve arayüzler gerektirir.
Teknik kavramlar: 4004, mantık tasarımı, veri işleme yolu, zamanlama, yazmaçlar arası aktarım, yonga gerçeklemesi.
Stephen Morse
Intel 8086'nın komut kümesinin ve programlama modelinin baş mimarıdır.
8086, derste incelenen x86 mimarisinin temelini attı.
Teknik kavramlar: 8086, x86, ISA, kesim:bağıl konum (segment:offset) adreslemesi, yazmaçlar, bayrak yazmacı (FLAGS).
Bruce Ravenel
8086 tasarım ekibinde ve x86'nın ilk geliştirme döneminde çalıştı.
İşlemci mimarisi; komut kümesi tasarımını, gerçekleme kısıtlarını ve sistem uyumluluğunu bir araya getiren bir ekip işidir.
Teknik kavramlar: 8086, x86, yürütme birimi (EU), yol arayüz birimi (BIU), komutları önden getirme (prefetch), kesimli bellek.
Bill Pohlman
Intel 8086 geliştirme programının mühendislik çalışmalarını yönetti.
Başarılı bir CPU tasarımı; mimari, mantık tasarımı, doğrulama, üretim ve ürün kısıtları arasında eşgüdüm gerektirir.
Teknik kavramlar: 8086, Intel, mühendislik, yol genişliği, adres alanı, sistem tümleştirme.
Sophie Wilson
İlk ARM komut kümesi mimarisini tasarladı.
ARM, küçük ve düzenli bir komut kümesinin düşük donanım karmaşıklığı ve düşük güç tüketimiyle yüksek başarım sağlayabileceğini gösterdi.
Teknik kavramlar: ARM, RISC, ISA, yükle/sakla mimarisi, yazmaçlar, koşullu yürütme.
Steve Furber
İlk ARM işlemcisinin gerçeklemesini birlikte tasarladı.
Çalışmaları RISC mimarisinin fikirlerini kullanışlı ve az güç tüketen bir işlemci tasarımına bağladı.
Teknik kavramlar: ARM, RISC, veri işleme yolu, kontrol mantığı, düşük güçlü tasarım.
John Hennessy
RISC işlemci mimarisi ve MIPS ailesi üzerine çığır açan çalışmalara öncülük etti.
RISC araştırmaları; işlemcilerin komut karmaşıklığı, boru hattı, derleyici desteği ve gerçekleme hızı arasında kurduğu dengeyi yeniden biçimlendirdi.
Teknik kavramlar: MIPS, RISC, boru hattı (pipelining), yükle/sakla, derleyici ile mimarinin birlikte tasarımı.
David Patterson
Berkeley RISC projesini yönetti ve günümüzdeki indirgenmiş komut kümeli bilgisayar anlayışının tanımlanmasına katkıda bulundu.
RISC tasarımları, daha basit komutların daha hızlı boru hatlarına ve daha verimli gerçeklemelere olanak verdiğini gösterdi.
Teknik kavramlar: RISC, RISC-V, boru hattı, nicel mimari, komut kümesi tasarımı.
Michael J. Flynn
1966'da işlemcileri aynı anda işlenen komut akışı ve veri akışı sayısına göre SISD, SIMD, MISD ve MIMD olarak dört sınıfa ayırdı.
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.
Teknik kavramlar: SISD, SIMD, MISD, MIMD, komut akışı, veri akışı, vektör işleme.
John Bardeen
Walter Brattain ile birlikte 1947'nin sonunda Bell Laboratuvarları'nda ilk çalışan transistörü, nokta temaslı transistörü gerçekleştirdi.
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.
Teknik kavramlar: nokta temaslı transistör, germanyum, yükseltme, anahtarlama, katı hâl elektroniği.
Walter Brattain
Bell Laboratuvarları'nda Bardeen ile birlikte germanyum kristali üzerinde ilk nokta temaslı transistörü kurup çalıştırdı (1947).
Kuramsal fikrin çalışan bir aygıta dönüşmesi, yarı iletken yüzeyler üzerindeki deneysel çalışmayla mümkün oldu. Transistör 1948'de duyuruldu ve mikroelektronik çağını başlattı.
Teknik kavramlar: nokta temaslı transistör, yarı iletken yüzeyi, germanyum kristali, akım kazancı.
William Shockley
Bell Laboratuvarları'nda transistör grubunu yönetti ve eklem (jonksiyon) transistörünün kuramını geliştirdi; aygıt 1951'de duyuruldu.
Eklem transistörü, nokta temaslı transistörden daha sağlam ve seri üretime daha uygundu. Tümleşik devrelerdeki transistörler bu çizgiden gelir.
Teknik kavramlar: eklem transistörü, p-n eklemi, silisyum, yarı iletken üretimi.
Robert Noyce
Tümleşik devrenin mucitlerinden biridir; Intel'i birlikte kurdu.
Tümleşik devreler, yoğun ve güvenilir işlemci yongalarının ekonomik olarak üretilebilmesini sağladı.
Teknik kavramlar: tümleşik devre (IC), Intel, yarı iletken üretimi, düzlemsel (planar) süreç.
Gordon Moore
Intel'in kurucularındandır; sonradan Moore yasası adını alan ölçekleme eğilimini dile getirdi.
Transistör yoğunluğunun hızla artması, onlarca yıl boyunca işlemci başarımını, tümleştirme düzeyini, önbellek boyutunu ve mimari karmaşıklığı belirledi.
Teknik kavramlar: Moore yasası (Moore's law), transistör yoğunluğu, ölçekleme, tümleştirme, Intel.
Jack Kilby
İlk tümleşik devrelerden birini yapıp çalıştırdı.
Tümleştirme, elle kablolanan düzeneklerin yerine küçük yarı iletken devreleri koydu ve giderek karmaşıklaşan sayısal sistemlerin önünü açtı.
Teknik kavramlar: tümleşik devre, yarı iletken tümleştirme, minyatürleştirme.
Robert Dennard
Tek transistörlü DRAM hücresini icat etti ve Dennard ölçeklemesini formüle etti.
DRAM baskın ana bellek teknolojisi oldu; ölçekleme kuralları ise işlemci frekansının ve güç tüketiminin gidişatını etkiledi.
Teknik kavramlar: DRAM, bellek, Dennard ölçeklemesi (Dennard scaling), güç yoğunluğu, yarı iletken fiziği.
Fred Weber
K8 kuşağı döneminde AMD'deki büyük işlemci mimarisi çalışmalarını yönetti.
AMD64, var olan x86 yazılımlarıyla uyumluluğu koruyarak x86'yı 64 bitlik adreslemeye genişletti.
Teknik kavramlar: AMD64, x86-64, tümleşik bellek denetleyicisi, uyumluluk, 64 bitlik ISA.
Dirk Meyer
AMD işlemcilerinin geliştirilmesinde kilit yöneticilik ve mühendislik görevleri üstlendi.
Günümüz x86 işlemcileri, karmaşık bir ISA'yı derin boru hatlı ve sırasız (out-of-order) iç yürütmeye dönüştürmek zorundadır.
Teknik kavramlar: x86, AMD, mikromimari, sırasız yürütme, uyumluluk.
Tom Gunter
Motorola 68000 projesinin baş mimarıydı; tasarım ekibini 1977'de kurdu.
68000 ailesi iş istasyonlarında, kişisel bilgisayarlarda ve gömülü sistemlerde etkili oldu.
Teknik kavramlar: Motorola 68000, ISA tasarımı, yazmaçlar, gömülü sistemler.
Chuck Peddle
MOS Technology 6502'nin geliştirilmesini yönetti.
Ucuz 6502, mikroişlemcilerin ilk kişisel bilgisayarlarda ve gömülü ürünlerde kullanılabilmesine katkı sağladı.
Teknik kavramlar: 6502, düşük maliyetli CPU, kişisel bilgisayarlar, gömülü sistemler.
Bill Mensch
Motorola 6800'ün geliştirilmesinde çalıştı ve 6502'yi birlikte tasarladı.
Çalışmaları, ilk dönemin iki etkili 8 bitlik işlemci ailesini kapsar.
Teknik kavramlar: 6800, 6502, 8 bitlik işlemciler, CPU gerçeklemesi.
Ivan Sutherland
Araştırmaları ve eğitim çalışmalarıyla bilgisayar sistemleri ve VLSI alanındaki düşüncenin gelişmesine katkıda bulundu.
VLSI tasarım yöntemleri, giderek karmaşıklaşan işlemci yongalarının sistematik biçimde ele alınmasını mümkün kıldı.
Teknik kavramlar: VLSI (çok büyük ölçekli tümleştirme), bilgisayar sistemleri, tümleşik tasarım, yonga tasarım yöntemleri.
John Backus
IBM'de ilk yaygın yüksek düzeyli dil olan Fortran'ı ve derleyicisini geliştiren ekibi yönetti (1957).
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.
Teknik kavramlar: derleyici, kaynak kod, makine kodu, söz dizimi, BNF.