Intel iAPX 432, Intel'in 1980'de piyasaya sürdüğü ve "İlk gerçek 32-bit mikroişlemci" olarak tanıtılan, ancak ticari başarı elde edemeyen bir mikroişlemci mimarisidir. Bu mikroişlemci, geleneksel işlemcilerin aksine "nesne tabanlı" bir sistem mimarisine sahip olup, o dönemde pek çok yenilikçi özelliği bir arada barındırmasıyla dikkat çeker. iAPX 432’nin geliştirilmesi yıllar süren, pahalı ve kapsamlı bir proje olmuştur. Temelde ileri düzey özellikler sunmak üzere tasarlanmış olsa da, çeşitli nedenlerle beklentilerin gerisinde kalmıştır. Aşağıda Intel iAPX 432’nin ayrıntılı bir incelemesini sunuyorum.
1. Tasarım ve Mimarisi
Intel iAPX 432’nin tasarımı 1975 yılında başladı ve amacı, o dönemde var olan mikroişlemcilerden daha üst düzey özellikler ve gelişmiş bir programlama desteği sunmaktı. Intel, bu işlemciyi, yazılım ve donanım arasındaki engelleri azaltarak daha güçlü, daha güvenli, daha esnek bir sistem sağlamak için geliştirdi. iAPX 432, diğer işlemcilere kıyasla oldukça farklı bir mimariye sahipti ve klasik Von Neumann mimarisi yerine nesne tabanlı bir mimariye dayanıyordu. Bu yenilikçi yaklaşım sayesinde işlemci, donanım tabanlı olarak çok daha yüksek bir güvenlik ve bellek yönetimi sunmayı amaçladı.
2. Özellikleri ve Yenilikleri
iAPX 432, donanım seviyesinde birçok yenilikçi özellik içeriyordu:
a. Nesne Tabanlı Mimari
iAPX 432, nesne yönelimli programlama konseptini donanım düzeyine taşımayı amaçlayan ilk mikroişlemciydi. Bellek yönetimi ve veri güvenliği için nesneleri kullanan işlemci, her veri parçasını bir nesne olarak kabul ediyordu. Bu, özellikle güvenlik ve bellek izolasyonu açısından oldukça avantajlıydı; çünkü her nesneye belirli erişim izinleri atanabiliyordu. Bu sayede yetkisiz erişimlerin önüne geçmek mümkün hale geliyordu. Bu yapı, günümüz modern işletim sistemlerinde kullanılan süreç izolasyonu ve erişim kontrol mekanizmalarına benzemektedir.
b. Çok Görevli İşletim Sistemi Desteği
iAPX 432, çok görevli bir işletim sistemini donanım seviyesinde desteklemek için özel olarak tasarlanmıştı. Bu özellik, farklı uygulamaların aynı anda çalıştırılabilmesini sağlıyor ve her bir uygulamanın bellek ve işlemci kaynaklarını paylaşmasını kolaylaştırıyordu. İşlemcinin tasarımı, çok görevli işletim sistemlerinde sıklıkla ihtiyaç duyulan süreç yönetimi ve bellek koruma gibi görevleri donanım tabanlı olarak yerine getiriyordu.
c. Bellek Koruması ve Hata Tespiti
Intel iAPX 432, bellek koruma mekanizmalarını donanım seviyesinde sunan ilk mikroişlemcilerden biriydi. İşlemci, her bellek erişiminde nesneleri kontrol ediyor ve bellek sınırlarını aşmaya yönelik girişimleri engelliyordu. Bu, donanım seviyesinde hata tespiti ve bellek koruma özelliklerini sağlıyordu. Bu sayede bellek ihlalleri ve potansiyel güvenlik açıklarının önüne geçilmeye çalışılıyordu.
d. Çöp Toplama
Intel iAPX 432’nin en ilginç özelliklerinden biri donanım seviyesinde çöp toplama desteğiydi. Bu özellik sayesinde bellek yönetimi ve gereksiz nesnelerin temizlenmesi donanım seviyesinde otomatik olarak yapılıyordu. Bu, yazılım geliştiriciler için bellek yönetimini kolaylaştırıyor ve hafıza sızıntılarını önlemeyi amaçlıyordu. Ancak, donanım seviyesinde çöp toplama yapmak oldukça karmaşık ve işlemci kaynaklarını tüketen bir görev olduğu için performansı olumsuz etkileyebiliyordu.
3. Teknik Özellikler
Intel iAPX 432’nin teknik özellikleri, o dönemin diğer işlemcilerine kıyasla oldukça farklıdır:
- Mimari: 32-bit nesne tabanlı
- Komut Seti: Mikroişlemci, 230’dan fazla komut içeren oldukça geniş bir komut setine sahipti. Bu komut seti, nesne tabanlı işlemler, bellek yönetimi ve güvenlik gibi görevler için özelleştirilmişti.
- Çekirdek Yapısı: İşlemci iki ayrı çip olarak üretilmişti: birisi komut birimi (BIU), diğeri ise yürütme birimiydi (EU). Bu iki çip, işlemciyi oluşturan temel bileşenlerdi.
- Çöp Toplama ve Bellek Yönetimi: Donanım seviyesinde bellek yönetimi ve çöp toplama yetenekleri bulunuyordu.
- Çok Görevli ve Çok Kullanıcılı Destek: Donanım seviyesinde çok görevli ve çok kullanıcılı sistemlere yönelik tasarımlar yapılmıştı.
- veriyolları: 32-bit veriyolları sayesinde daha yüksek veri iletim kapasitesi ve işlem hızı hedefleniyordu.
Intel iAPX 432, pek çok yenilikçi özelliğe sahip olmasına rağmen ticari olarak başarısız oldu. Bunun başlıca nedenleri arasında:
- Yavaş Performans: İşlemcinin donanım seviyesinde sağladığı özellikler, özellikle de çöp toplama ve nesne yönelimli bellek yönetimi, işlemciyi oldukça yavaş hale getirdi. iAPX 432, rakip işlemcilere kıyasla oldukça düşük bir performans sergiledi.
- Yüksek Üretim Maliyeti: Bu işlemcinin üretim maliyeti diğer mikroişlemcilere göre oldukça yüksekti. İki çipten oluşan yapı ve karmaşık donanım özellikleri maliyetleri artırdı.
- Pazar Talebinin Eksikliği: iAPX 432’nin sunduğu özellikler oldukça ileri düzeydeydi ve o dönemin yazılımcılarına hitap etmiyordu. Nesne tabanlı programlama o dönemde popüler bir paradigma değildi, dolayısıyla işlemcinin sunduğu özellikler geniş bir kitleye hitap etmedi.
- Gecikmeler ve Rekabet: iAPX 432’nin piyasaya sürülmesi uzun sürdü ve bu sürede diğer firmalar daha ucuz ve hızlı işlemciler geliştirdi. Özellikle Motorola 68000 ve Intel 8086 gibi işlemciler piyasada yaygınlaştı ve iAPX 432’nin yerini aldı.
5. Mirası ve Etkileri
Intel iAPX 432, ticari açıdan başarısız olsa da, ileri düzey mikroişlemci mimarileri için bir deney alanı olarak önemli bir rol oynadı. Bu işlemci, bellek koruması, nesne tabanlı mimari ve çöp toplama gibi konseptlerin mikroişlemci seviyesinde nasıl uygulanabileceğini gösterdi. Bu konseptler daha sonra farklı şekillerde modern işlemcilerde ve işletim sistemlerinde kullanıldı.
Özellikle, bellek yönetimi ve koruma mekanizmaları, günümüz modern işlemcilerinde de yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynı şekilde, çok görevli ve çok kullanıcılı sistemlerin donanım seviyesinde desteklenmesi, günümüz işlemcilerinde standart hale gelmiştir. iAPX 432, özellikle işletim sistemleri ve mikroişlemci mimarileri üzerine çalışan araştırmacılar ve mühendisler için ilham verici bir deney olarak kabul edilmektedir.
Özet
Intel iAPX 432, mikroişlemci tarihinde özel bir yere sahiptir. Dönemi için oldukça ileri düzey özellikler sunan bu işlemci, bazı açılardan ticari bir başarısızlık olarak değerlendirilebilir; ancak mimarisi ve sunduğu yenilikler açısından pek çok teknolojinin gelişmesine katkı sağlamıştır. İşlemcinin nesne tabanlı yapısı, bellek koruması, çöp toplama gibi özellikleri günümüzde halen önemli konular olarak kabul edilmektedir. iAPX 432, ilerleyen yıllarda donanım seviyesinde güvenlik, çoklu görev desteği ve bellek yönetimi gibi özelliklerin daha etkin hale gelmesine ön ayak olmuştur.
References:
- S. Morse, “The Intel 432 Microprocessor,” IEEE Micro, vol. 2, no. 2, pp. 28–38, 1982. Bu makale, Intel 432’nin donanım özellikleri ve tasarım detayları hakkında kapsamlı bir inceleme sunar.
- M. Campbell-Kelly and W. Aspray, Computer: A History of the Information Machine, Westview Press, 1996. Bu kitap, bilgisayar tarihi ve işlemci teknolojilerinin gelişimi üzerine kapsamlı bilgi sağlar ve Intel iAPX 432'nin rolünü açıklar.
- B. R. Katz, “The iAPX 432 SLU and IP: Architectural Characteristics of a High Level Language Microprocessor,” Computer, vol. 14, no. 2, pp. 47–63, 1981. Bu makale, iAPX 432’nin nesne tabanlı mimarisi ve yüksek seviyeli dil desteği hakkında teknik bilgiler sunmaktadır.
- C. H. House and R. Price, The HP Phenomenon: Innovation and Business Transformation, Stanford Business Books, 2009. Intel'in 432 projesinin endüstrideki etkilerini ve bu tasarımın neden beklentilerin altında kaldığını tartışır.
- J. L. Hennessy and D. A. Patterson, Computer Architecture: A Quantitative Approach, 4th Edition, Elsevier, 2006. İşlemci mimarisi üzerine klasik bir kaynak olan bu kitap, Intel iAPX 432 gibi nesne tabanlı mimarilerin özelliklerini de incelemektedir.
- J. Bell, Computer Engineering: A DEC View of Hardware Systems Design, Digital Press, 1978. Dijital sistemlerin geliştirilmesi ve Intel iAPX 432’nin benzeri nesne tabanlı yapıları hakkında tarihsel bilgi sağlar.
- G. Hinton, J. Shen, and D. Sager, “The Microarchitecture of the Pentium 4 Processor,” Intel Technology Journal, 2001. Intel’in modern işlemcilerde yaptığı geliştirmeler hakkında bilgi verir ve iAPX 432 gibi erken nesil mikroişlemcilerin etkisini tartışır.
- “Intel 432 General Data Processor,” CPU Shack, https://cpushack.com/intel-432-general-data-processor/. Bu web sitesi, Intel iAPX 432 hakkında genel bir tarihsel ve teknik özet sağlar.
- “Intel iAPX 432: The World’s First 32-bit Microprocessor,” Retrocomputing Wiki, https://retrocomputing.stackexchange.com.
