x86

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Procesor Intel 8086 z 1978
Procesor Intel 80486 DX z 1989 od spodu
Procesor Intel Core 2 z 2006

x86 – rodzina architektur (modeli programowych) procesorów firmy Intel, należących do kategorii CISC, stosowana w komputerach PC, zapoczątkowana przez i wstecznie zgodna z 16-bitowym procesorem 8086, który z kolei wywodził się z 8-bitowego układu 8085. Nazwa architektury wywodzi się od nazw pierwszych modeli z tej rodziny, których numery kończyły się liczbą 86.

Rozwój architektury Intel x86[edytuj | edytuj kod]

Nazwa x86 w odniesieniu do modelu programowego procesorów dotyczy pierwszych procesorów tej rodziny – od 8086 do 286, które były układami o architekturze 16-bitowej.

x86-32 (IA-32)[edytuj | edytuj kod]

Drugie stadium rozwoju rodziny zapoczątkował w 1985 procesor 80386, w którym dokonano rozszerzenia słowa do 32 bitów, unikając jednak konieczności natychmiastowej wymiany wszystkich komputerów, poprzez zachowanie trybów zgodności z poprzednimi rozwiązaniami. Tak zmodyfikowaną architekturę (model programowy) x86 oznacza się zazwyczaj symbolem IA-32 (od Intel Architecture 32 bit) lub x86-32.

Model ten z czasem został rozszerzony o nowe technologie, głównie wspierające zastosowania multimedialne, takie jak MMX czy SSE. Procesory oparte na tym modelu do dziś stanowią większość procesorów używanych w komputerach na świecie.

x86-64 (AMD64)[edytuj | edytuj kod]

Trzecim stadium rozwoju procesorów wywodzących się z architektury x86 są procesory 64-bitowe. Architekturę (model programowy) takich procesorów, ze względu na wciąż zachowywaną wsteczną kompatybilność z pierwowzorami o architekturze x86, oznacza się symbolem x86-64. Rozwiązanie to zostało wprowadzone jednak przez firmę AMD, a dopiero później zaadaptowane przez Intela jako Intel 64 (wcześniej EM64T).

Zaznaczyć należy, że procesory o architekturze IA-64 nie należą do rodziny x86.

Najważniejsze zmiany w kolejnych generacjach procesorów[edytuj | edytuj kod]

Nazwa procesora Rok Maks. częstotliwość taktowania (w momencie wprowadzenia, MHz) Maks liczba rdzeni Liczba tranzys
torów (mln.)
Proses technologiczny (nm) Inne uwagi
Intel 8086 1978 8 1 0,029 3000 układ 16-bitowy; pracował jedynie tryb rzeczywisty; współpracował z koprocesorem 8087; miał 16-bitową szynę danych (ośmiobitową wersji „SX”, czyli 8088); nie miał MMU; składał się z dwóch jednostek – współpracy z pamięcią, czyli kolejki oraz wykonawczą; zegar od 4,77 MHz do około 20 MHz (obecnie spotyka się wersje do 300 MHz)
Intel 80186 1982 12 1 0,055 3000 poprawiona wersja 8086, o podobnych cechach jak poprzednik; posiadał nieco większą wydajność, kilkanaście nowych rozkazów i szybszy zegar
Intel 80286 1982 12,5 1 0,134 1500 druga generacja układów; procesor wciąż 16-bitowy, o zwiększonej do 24-bitów szynie adresowej; istotnie usprawniona wydajność; nowe rozkazy, nowy tryb pracy – chroniony (wspierający wielozadaniowość); adresowanie 16 MB RAM i 1 GB pamięci wirtualnej; zegar do 25 MHz
Intel 80386 1985 20 1 0,275 1500 i 1000 trzecia generacja układów i równocześnie największa rewolucja w zakresie architektury x86, procesor 32-bitowy, o poszerzonych rejestrach wewnętrznych, szynie danych i adresowej (do 32 bitów); istotnie usprawniona wydajność; wiele nowych rozkazów; wbudowany MMU; zmieniony tryb chroniony; wprowadzony tryb wirtualny; pozwalający obsłużyć do 4 GB pamięci RAM
Intel i486 1989 25 1 1,180 235 , 900000 do 1600000 1000, 800 i 600 dodano kilka nowych instrukcji; zwiększono wydajność jednostki stałoprzecinkowej oraz wbudowano i przeprojektowano koprocesor (FPU); dodatkowo wbudowano kontroler i pamięć cache poziomu L1, w modelach X2 i X4 wprowadzono taktowanie wewnętrzne procesora szybsze niż szyn zewnętrznych
Pentium 1993 66 1 3,1 do 3,3 800, 600 i 350 powiększono cache L1, zmodernizowano FPU, dodano jednostkę przewidywania skoków, dodano kilka nowych instrukcji, zwiększono zewnętrzną magistralę danych do 64 bitów (procesor pozostał 32-bitowy) oraz szynę adresową do 36 bitów; procesor składa się z dwóch jednostek wykonawczych dość podobnych do 486 i jeżeli 2 kolejne rozkazy nie kolidują ze sobą, to są wykonywane jednocześnie
Pentium Pro 1995 200 1 5,5 500 i 350 nowa generacja architektury, nieformalnie oznaczana jako i686; procesor ten był dedykowany pierwotnie do serwerów i wydajnych stacji roboczych, w procesorze tym wprowadzono usprawnienia typu PAE czy VME, z duża zmiana wewnętrznej struktury układu, pod względem mikroarchitektury układ ma wiele cech procesora RISC (choć zewnętrznie pozostaje zgodny z architekturą CISC); posiada 6 potoków; architektura Pentium Pro jest podstawą procesorów Pentium II i Pentium III, kompletnie zmieniona realizacja wewnętrzna – procesor wewnętrznie działa zupełnie inaczej niż wszystkie poprzednie, stanowiąc pod tym względem pierwszą największą zmianę od czasu 8086; L2 cache wbudowany w procesor jako osobny płatek krzemu zamknięty wraz z procesorem w jednej obudowie; 36 bitów szyny adresowej; 64 bity szyny danych; istotnie zmieniony sposób pracy szyny danych
Pentium MMX 1995 233 1 4,5 350, 280 i 250 nieco ulepszony Pentium, dodane rozkazy MMX
Pentium II 1997 266 1 7,5 do 27,4 350, 250 i 180 połączenie Pentium Pro z Pentium MMX
Pentium III 1999 500 1 8,2 do 44 250, 180 i 130 wprowadzone rozkazy SSE
Pentium 4 2000 1500 1 42 do 188 180, 130 i 90 kompletnie przeprojektowany procesor maksymalizujący technikę potokowości, dzięki czemu możliwe stało się osiąganie bardzo dużych częstotliwości zegara
EM64T 2003 2200 1 zmiana architektury x86 o znaczeniu prawie tak wielkim jak pojawienie się 80386; poszerzenie rejestrów do 64 bitów, nowe rejestry, nowe rozkazy, poszerzenie przestrzeni adresowej, nowe tryby pracy; pierwsza istotna zmiana architektury nie będąca autorstwa Intela
Pentium D 2004 3200 2 230 i 376 90 i 65 dwurdzeniowy procesor całkowicie oparty na Pentium 4 po którym odziedziczył wiele wad.
Intel Core Duo 2006 3000 2 321 95 i 65 układ dwurdzeniowy
Intel Core 2 Duo 2006 3600 2 228 do 410 65 i 45 wydajniejsze układy dwurdzeniowe od Core Duo
Intel Core 2 Quad 2007 3000 4 410 (wersja Extreme) do 820 65 i 45 układy czterordzeniowe (2 układy C2D w jednej obudowie)
Intel Core i7 2008 3200 6 731 45 i 32 Bardzo wydajne układy czterordzeniowe oraz sześciordzeniowe. Dzięki technologii Hyper-Threading mają podwojoną ilość wątków. Posiada również technologie Turbo boost oraz zintegrowany kontroler pamięci[1].

Technologie[edytuj | edytuj kod]

  • MMX – rozszerzenie architektury 80386 wykorzystujące rejestry koprocesora dla instrukcji SIMD, pierwsza istotna zmiana z punktu widzenia software od pojawienia się 80386, stosowany w układach Pentium MMX i późniejszych
  • SSE, SSE2, SSE3 – rozszerzenie MMX, nowe rejestry dla instrukcji SIMD, wprowadzane sukcesywnie wraz z rozwojem linii Pentium II i III
  • 3DNow! – zaproponowane przez AMD rozszerzenie MMX, stosowane i rozwijane konsekwentnie w procesorach od K6 w górę
  • HT – technologia hiperwątkowości

Przedstawiciele[edytuj | edytuj kod]

Procesory produkowane przez firmę Intel[edytuj | edytuj kod]

  • 8086 i 8088 (wersje do 20 MHz, pierwotnie 4,77 MHz w PC XT, obecnie do 300 MHz)
  • 80186 i 80188 (wersje do 25 MHz, wykorzystywany głównie w urządzeniach automatyki ze względu na zintegrowane: kontroler przerwań, kontroler DMA, liczniki (redukcja liczby układów na płycie głównej), rzadko stosowane w komputerach osobistych, kilka nowych instrukcji, generalnie brak większych różnic programowych w stosunku do 8086)
  • 80286 (wersje do 25 MHz, pierwotnie 8 MHz w PC AT)
  • 80386 (później nazwany 80386DX) i 80386SX (Intel 33 MHz, konkurenci do 40 MHz), obecnie także wersje przemysłowe 80386ZX (do 300 MHz jako kontrolery jednoukładowe)
  • i486 (później nazywany i486DX) i i486SX oraz układy i486DX2 i iDX4 (Intel i486DX – 50 MHz, i486DX2 – 33/66 MHz, iDX4 – 33/100, konkurenci do 160 MHz)
  • i586:
    • Pentium OverDrive (do płyt 486)
    • Pentium (układy S5 60, 66 i 60/90 MHz, układy S7 do 200 MHz)
    • Pentium MMX (do 233 MHz i 266 MHz w wersji Mobile)
  • i686:
  • Pentium 4
    • Pentium 4 EE – Extreme Edition (wersje z L3 cache, zwiększonym L2 cache lub innymi usprawnieniami, dla najbardziej wymagających użytkowników)
    • Układy Pentium 4 D, Pentium 4 EE i Xeon wyposażone w x86-64
    • Xeon (serwerowe wersje procesorów)
    • Układy Pentium D 4 Dual Core wyposażone w x86-64

Procesory produkowane przez firmę AMD[edytuj | edytuj kod]

Inni producenci[edytuj | edytuj kod]

  • Firmy Cyrix:
  • Firmy VIA:
  • Firmy Rise Technology:
  • Firmy NEC
  • Firmy IBM
    • Procesory rodziny 386 i 486 (w tym wersje SLV dla notebooków) oraz na licencji Cyrixa odpowiedniki Cyrix 6x86
  • Firmy NexGen
    • Procesory piątej generacji, programowo zgodne z i386, sprzedawane jako Nx 5x86
  • Firmy UMC
    • Seria układów UMC U5 (szybsze klony 486SX)
  • Firmy IDT
    • IDT WinChip
  • Siemens i Harris
    • 80286 (wersje do 25 MHz)

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy