Os primeiros chips e os primeiros PCs

O primeiro microchip comercial foi lançado pela Intel em 1971 e chamava-se 4004. Como o nome sugere, ele era um processador que utilizava um barramento de dados de apenas 4 bits. Apesar disso, ele internamente processava instruções de 8 bits, o que permitia que ele realizasse operações aritméticas relativamente complexas, apesar do baixo desempenho.

A frequência máxima de operação do 4004 era de apenas 740 kHz (ou seja, apenas 740 mil ciclos por segundo) e cada instrução demorava 8 ciclos para ser executada (3 ciclos para carregar os endereços, 2 ciclos para carregar a instrução e mais 3 ciclos para finalmente processá-la), o que fazia com que o 4004 não fosse capaz de processar mais do que 92.500 instruções por segundo.

Em compensação. ele era um chip bastante simples, que era composto por apenas 2300 transístores. Pode parecer piada que cada um deles media 10 micra (um centésimo de milímetro), mas na época ele foi um grande feito de engenharia:

Embora fosse muito limitado, ele foi muito usado em calculadoras, área em que representou uma pequena revolução. Ele foi também usado em diversos equipamentos científicos e até mesmo na sonda Pioneer 10 (http://www.nasa.gov/centers/glenn/about/history/pioneer.html), lançada pela NASA em 1972. Ela foi a primeira a explorar o sistema solar e continuou se comunicar com a Terra até 1998, quando a distância se tornou grande demais para que os sinais enviados pela sonda fossem captados.

Mais importante do que todos os feitos do pequeno chip, o sucesso do 4004 mostrou a outras empresas que os microchips eram viáveis, criando uma verdadeira corrida evolucionária, em busca de processadores mais rápidos e avançados, que potencializou todo o avanço tecnológico que tivemos desde então.

Em 1972 surgiu o Intel 8008, o primeiro processador de 8 bits e, em 1974, foi lançado o Intel 8080, que era capaz de endereçar até 64 KB de memória e operava a "incríveis" 2 MHz, uma marca notável para a época. O 8080 foi um marco importante, pois deu origem ao Altair 8800 (lançado em 1974), que é considerado por muitos o primeiro computador pessoal da história.

Outro marco aconteceu em 1977, quando a AMD passou a vender um clone do 8080, inaugurando a disputa Intel x AMD:

O 8080 foi importante também por ser o antecessor do 8088, que foi o processador usado no IBM PC.
A IBM de 1980 era uma gigantesca empresa, especializada em mainframes e terminais burros. Entretanto, percebendo a crescente demanda por computadores pessoais, decidiram criar um pequeno grupo (que originalmente possuía apenas 12 desenvolvedores) para desenvolver um computador pessoal de baixo custo.
Para cortar custos e acelerar o desenvolvimento, a equipe decidiu que usaria apenas componentes de mercado, que pudessem ser comprados diretamente. O processador escolhido foi o Intel 8088, uma versão econômica do processador 8086, que havia sido lançado pela Intel em 1978.

Tanto o 8086 quanto o 8088 são processadores de 16 bits. A grande diferença entre os dois é que o 8086 é um processador de 16 bits "puro", enquanto o 8088 se comunica com os demais periféricos usando um barramento de 8 bits. Isso naturalmente prejudicava o desempenho, mas trouxe uma vantagem importante: a possibilidade de usar os componentes de 8 bits usados em outros computadores da época, que eram muito mais populares e baratos.

O 8088 é capaz de acessar até 1 MB de memória RAM (embora o PC original suportasse apenas 640 KB, devido a limitações por parte do BIOS e por parte da placa-mãe) e funciona a 4.77 MHz, recursos incríveis para a época, já que estamos falando de um processador lançado no final de 1979.

O primeiro PC foi finalmente lançado em 12 de agosto de 1981, depois de quase um ano de desenvolvimento:

Em sua versão mais simples ele tinha apenas 16 KB de memória RAM, com direito apenas ao gabinete e teclado. A partir daí, tudo era opcional, incluindo o monitor, os drives de disquete e o HD. Também estava disponível um conector para um gravador de fitas K7 (localizado ao lado do conector para o teclado), mas ele nunca foi muito usado e desapareceu a partir do XT.

Na configuração básica, o PC custava "apenas" 1.564 dólares da época, mas incluindo mais 48 KB de memória, dois drives de disquete e um monitor mono de 12", o preço chegava facilmente a 2.500 dólares (da época), que equivalem a mais de 16 mil reais em valores atuais.

Depois do XT, o próximo passo foi o PC AT (lançado em 1984), baseado no Intel 286. A configuração básica incluía um processador 286 de 6 MHz (depois surgiram versões mais rápidas, de 8, 12 e até 16 MHz), HD de 10 MB e monitor EGA (640x350, com 64 cores). Como a memória RAM ainda era um item muito caro, existiam versões com de 256 KB a 2 MB de RAM. Embora fosse extremamente raro usar mais de 2 MB, existia a possibilidade de instalar até 16 MB.

Na época, os clones de PCs já eram extremamente comuns e respondiam por mais de 70% das vendas. Não demorou para que os outros fabricantes (que já fabricavam versões do PC XT) se atualizassem e passassem a oferecer suas próprias versões do PC AT:

Fora o aumento de desempenho, o principal avanço trazido pelo 286 foi um novo modo de operação, o "modo protegido" onde ele pode acessar até 16 MB de memória RAM (apesar de ser um processador de 16 bits, o 286 usa um sistema de endereçamento de memória de 24 bits), e oferece sistemas primitivos de multitarefa, memória virtual e proteção de memória.

Para manter compatibilidade com o DOS e os softwares desenvolvidos para o 8088, o 286 possuía também o "modo real" onde ele se comportava exatamente como um 8086, oferecendo total compatibilidade com os programas antigos.

Quando o micro era ligado, o processador começava operando em modo real e, com uma instrução especial, passa para o modo protegido. O problema é que, trabalhando em modo protegido, o 286 deixava de ser compatível com os programas escritos para o modo real, inclusive com o próprio MS-DOS. Para piorar, o 286 não possuía nenhuma instrução que fizesse o processador voltar ao modo real, o que era possível apenas resetando o micro. Isso significa que um programa escrito para rodar em modo protegido, não poderia usar nenhuma das rotinas de acesso a dispositivos do MS-DOS, tornando inacessíveis o disco rígido, placa de vídeo, drive de disquetes memória, etc., a menos que fossem desenvolvidas e incorporadas ao programa todas as rotinas de acesso a dispositivos necessárias.

Isso acabou se revelando uma falha fatal, que acabou levando os desenvolvedores a se limitarem ao modo real, fazendo com que os 286 continuassem sendo usados para rodar o DOS e os mesmos aplicativos em texto. Apenas anos depois é que começaram a surgir alguns jogos e aplicativos capazes de explorar o novo modo de operação, mas eles desapareceram rapidamente com o lançamento do 386, que inaugurou a era moderna, trazendo o x86, o conjunto básico de instruções que continua em uso até os dias de hoje.

Leia mais sobre a história da informática:

• Os primórdios
• O ENIAC
• O transístor
• Como são fabricados os processadores
• Os supercomputadores
• A evolução dos computadores pessoais
• A década de 80
• Do 486 ao Athlon
• Sistemas embarcados