O mito 80486 (Parte 1 – Retrospectiva e apresentação do modelo Intel 486 DX2 de 66 MHz)

A era do processador 80486 é de longe a minha favorita, devido à sua grande diversidade de padrões, fabricantes e barramentos de expansão disponíveis. Enquanto que hoje em dia ficamos à mercê do que a Intel dita para o mercado ao seu bel prazer (e em menor escala, a AMD também) nem sempre isto foi assim – sem dúvida, o 486 representou o auge dos “tempos românticos” dos PCs (sem falar que o meu primeiro PC próprio foi um 486, logo tenho um carinho especial por este processador).

Confiram aqui a primeira parte desta série, a qual conta com uma retrospectiva histórica bem como a apresentação do modelo DX2 de 66 MHz.

Uma pequena revolução

A década de 1980 foi bastante prolífica para os processadores dos PCs. Oriundos do final da década anterior, a dupla 8086/8088 (este último com barramento externo de 8 bits como bem sabemos) trouxeram para as massas os registradores de 16 bits. O 80286 apresentou o conceito de modo real e modo protegido, enquanto que o 80386 introduziu a hoje onipresente arquitetura x86 e os registradores de 32 bits. Foi neste clima que o 80486 era ansiosamente aguardado.

Finalmente apresentado em 1989, o 80486 mantinha a mesma arquitetura x86 do 386 e por isto não foi considerado como uma grande revolução por muitos. Porém o processador trouxe algumas inovações que estão entre nós até os dias de hoje (sim, o seu moderno Core i7 ainda contém muitos conceitos trazidos pelos 486!), a saber:

• Coprocessador aritmético integrado no processador (nas versões DX, enquanto que os SX não o tinham por serem de baixo custo);
• Memória cache L1 integrada no processador (até os 386 a memória cache ficava apenas na placa mãe). Nos 486 a mesma é de 8 KB, enquanto que o cache presente na placa mãe passou a ser o L2;
• Os modelos DX2 e DX4 trouxeram o conceito de multiplicação de clock, onde sobre a frequência de operação da placa mãe é aplicado um multiplicador para obter-se a frequência do processador. O DX2 utiliza o multiplicador 2, enquanto que o DX4 utiliza o 3 (ao contrário do que o nome comercial sugere).

Diversidade de soquetes, barramentos e chipsets (e o conceito ZIF)

As placas mãe para 80486 podem ser agrupadas em três grandes famílias: as soquete 1 (169 pinos e 5 V), soquete 2 (238 pinos e 5 V) e soquete 3 (237 pinos, 3,3 V e 5 V), esta última de longe a mais popular. Como a maioria dos 486 são de 196 pinos servem perfeitamente nos soquetes 2 e 3, devendo apenas atentar para a tensão de alimentação - alguns modelos posteriores como o DX4 exigem tensão de 3,3 V devido à menor litografia, de "apenas" 600 nm (enquanto que a maioria dos 486 são de 1000 nm ou 1 micrômetro).

Os soquetes disponíveis para o 486 também marcaram a introdução do conceito ZIF (Zero Insertion Force), onde o soquete conta com uma alavanca de travamento que facilita a inserção e remoção dos processadores, conceito este que persiste até os dias atuais. Quem já instalou processadores (ou coprocessadores aritméticos) até o 386 sabe o cuidado que se deve ter para não entortar um ou mais pinos, devido à grande força necessária para o procedimento.

A maioria dos 486 tem 196 pinos

Quanto aos barramentos de expansão, os 80486 trabalharam com uma grande variedade deles. As primeiras placas mãe (principalmente as soquete 1 e 2) não eram muito diferentes das equivalentes para o 386 e contavam apenas com o barramento ISA de 16 bits, também chamado de barramento AT. Algumas raras também vieram com o barramento EISA, principalmente as montadas pela Compaq em função desta ser a principal idealizadora do barramento. Porém as mais populares são baseadas no barramento VLB e no PCI, estas últimas marcando o canto do cisne dos 486.

No que diz respeito aos chipsets as placas para 486 exibiam uma grande diversidade de fabricantes e modelos diferentes. Apenas para citar alguns exemplos, havia-se chipsets fabricados pela Intel, Via, UMC, Ali e SiS, dentre vários outros (enquanto hoje temos que nos conformar com as opções fornecidas somente pela Intel e AMD).

Placa mãe soquete 3 com o chipset Via VT82C486A e o barramento VLB.
Infelizmente esta belezinha não dá mais sinal de vida, vou ver se consigo ressuscitá-la

Diversidade de fabricantes

Como diria o velho deitado, nunca antes na história da computação pessoal um mesmo processador foi produzido por tantos fabricantes diferentes. Além da Intel, também produziram processadores 80486 a AMD, Cyrix, IBM, UMC e Texas Instruments, apenas para citar os mais conhecidos. Alguns eram meros clones dos Intel feitos a partir de contratos de licenciamento (que a Intel aboliu a partir do Pentium), tais como os fabricados pela AMD (uma exceção é o Am5x86) e pela Texas Instruments. Já outros foram obtidos via engenharia reversa, como os fabricados pela Cyrix e IBM.

É importante também lembrar que alguns clones apresentavam desempenho superior aos Intel, tais como o já citado AMD Am5x86 e o Cyrix Cx5x86, além de alguns modelos da IBM da UMC.

Processadores 486 Cyrix...

... e IBM. Oriundos da minha humilde coleção

Apresentação dos componentes

Processador Intel 80486 DX2 de 66 MHz

O DX2 foi o primeiro processador do mundo a contar com o recurso de multiplicação de clock. Antes do DX2 o processador trabalhava na mesma frequência da placa mãe, o que começou a ser um fator limitante: conforme processadores mais rápidos foram sendo projetados, ficava cada vez mais difícil para as placas acompanharem esta evolução sem problemas de estabilidade. A maior expressão deste problema foi o 80486 DX de 50 MHz: nesta época raríssimas placas mãe suportavam operar com o barramento local a 50 MHz, e logo problemas de instabilidade se tornaram comuns.

Para resolver isto e permitir a evolução dos processadores sem o lastro das placas mãe, a Intel criou o conceito de multiplicação de clock onde a frequência do processador era obtida multiplicando-se a frequência do barramento local por um valor. No caso do DX2 de 66 MHz o barramento local opera a 33 MHz e sobre ele é aplicado o multiplicador 2, resultando nos 66 MHz. As demais características dos DX2 são comuns à maioria dos 486, como o cache L1 de 8 KB e a tensão de alimentação de 5 V.

Sem dúvida o DX2 foi um marco dentre os 486 e objeto de desejo de muitos.

Placa mãe soquete 3 VLB

Esta placa é baseada no chipset UMC UM8498F:

Coisa linda!

Vamos aos detalhes:

1. Soquete 3;
2. Chipset UMC UM8498F;
3. Chip UMC UM8496F;
4. BIOS/Setup;
5. Memória cache L2 de 256 KB;
6. Dois soquetes de memória de 72 vias;
7. Quatro soquetes de memória de 30 vias;
8. Três slots VLB;
9. Sete slots ISA de 16 bits.

Um detalhe: a placa ainda utiliza baterias de Ni-Cd, a qual foi removida devido ao perigo de vazamento e consequente dano.

A placa ainda conta com o manual original. Fantástico!

Sem dúvida o manual facilita bastante

Aqui com o DX2 já instalado. Como o soquete 3 tem 237 pinos e o processador 196, é normal sobrarem alguns pinos.

Uma linda imagem

Placa de vídeo com chip UMC UM85C418F-GP VLB, 1 MB de VRAM

Eis a belezinha para o barramento VLB:

(EDIT 02/03/2016: esta foi a primeira placa VLB que espetei, visto que quando comecei a trabalhar com manutenção as PCI já dominavam. Muita emoção!).

RAM – 8 MB (2x 4 MB) em módulos SIMM-72 e 4 MB (4x 1 MB) em módulos SIMM-30, totalizando 12 MB

Sim, é perfeitamente possível misturar módulos de 72 vias com os de 30 vias. A única regra é a seguinte: como os módulos de 30 vias são de 8 bits, devem ser combinados no mínimo quatro módulos para fechar os 32 bits utilizados pelo barramento dos 486. A temporização do barramento deve ser ajustado conforme o valor mais alto, caso os chips de memória tenham temporizações diferentes.

Montagem preliminar

Como sempre procedo, o primeiro teste é feito em bancada com somente o processador, cooler, RAM, placa de vídeo e fonte de alimentação instalados:

E será que funcionou? Aguarde as cenas dos próximos capítulos! :-)

EDIT 06/10/2016: adicionado comercial do 80486.

Em tempo, gostaria de agradecer ao amigo Fabiano Ochmat pela doação da placa e do processador 80486 DX2. Valeu!

Próximo:

O mito 80486 (Parte 2 – Configuração e Funcionamento com o Windows 95)

Veja também:

Pentium: a quinta geração dos processadores x86 (Parte 1 - Apresentação e componentes)

80386: a primeira CPU x86 de 32 bits (Parte 1 – Apresentação e montagem)

Ressuscitando um antigo 286 (Parte 1 – Apresentação e componentes)

Restaurando uma relíquia da Reserva de Mercado (Parte 1 - Visão geral)

Intel 8088 - A cereja do bolo