x86



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 pochodzi od nazw pierwszych modeli z tej rodziny, których numery kończyły się liczbą 86.
Spis treści
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.) |
Proces technologiczny (nm) | Uwagi |
---|---|---|---|---|---|---|
Intel 8086 | 1978 | 8 | 1 | 0,029 | 3000 | układ 16-bitowy; pracował jedynie w trybie rzeczywistym; współpracował z koprocesorem 8087; miał 16-bitową szynę danych (ośmiobitową w wersji „SX”, czyli 8088); nie miał MMU; składał się z dwóch jednostek – współpracy z pamięcią, czyli kolejki oraz wykonawczej; 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 dużą zmianą 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; cache L2 wbudowano 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 | 2 | 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 niebędąca 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 | układy dwurdzeniowe wydajniejsze 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) |
Pierwsza generacja Intel Core i7 | 2008 | 3200 | 6 | 731 | 45 | układy czterordzeniowe oraz sześciordzeniowe; dzięki technologii Hyper-Threading mają podwojoną ilość wątków; technologia 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 wielowątkowości współbieżnej
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, wykorzystywane 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 486SX 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 Pro (200 MHz, wersje z 256, 512 i 1024 L2 cache)
- Pentium II
- Celeron (tańsze wersje procesorów Intela)
- Xeon (serwerowe wersje procesorów)
- Pentium III
- Pentium 4
- Pentium 4 EE – Extreme Edition (wersje z cache L3, ze zwiększonym cache L2 lub innymi usprawnieniami – dla najbardziej wymagających użytkowników)
- Układy Pentium 4 D, Pentium 4 EE i Xeon wyposażone w x86-64
- Xeon (wersje serwerowe)
- Układy Pentium D 4 Dual Core wyposażone w x86-64
Procesory produkowane przez firmę AMD[edytuj | edytuj kod]
- Idealnie wierne kopie układów x86, aż do i486 włącznie
- AMD 80386 SX/DX/SE/DE (w tym wersje 40 MHz)
- AMD 80486 SX/DX/DE2/DX2/DX4 (w tym wersje pracujące do 50/150 MHz i 40/160 MHz)
- AMD Am5x86
- K5
- K6
- K7
- K8
- K10
- Zen
Inni producenci[edytuj | edytuj kod]
Obecnie[edytuj | edytuj kod]
- Procesory Elbrus
- x86 – np. Эльбрус-8С[2]
- mogący emulować x86, ogólnego przeznaczenia – Эльбрус-4С[3]
- Procesory VIA
Historyczne[edytuj | edytuj kod]
- Firmy Cyrix:
- Układy zgodne z 386 i 486, w tym wersja 486DLC dla komputerów 386
- Cyrix 5x86
- Cyrix 6x86
- Cyrix MII
- Media GX
- 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[edytuj | edytuj kod]
- ↑ Intel Core i7-980X – pierwszy desktopowy sześciordzeniowiec.
- ↑ http://www.mcst.ru/vosmiyadernyj-mikroprocessor-s-arkhitekturoj-elbrus.
- ↑ ВК Эльбрус 401-PC/МЦСТ, www.mcst.ru [dostęp 2017-11-27] .
- ↑ VIA’s New 28nm C4650 QuadCore x86 Processor Spotted – Gaming and General Purpose Benchmarks Surface, Impressive Low-End Performance, wccftech.com [dostęp 2017-11-27] (ang.).
- ↑ VIA Zhaoxin – premiera procesorów x86 KaiXian i KaisHeng | PurePC.pl, www.purepc.pl [dostęp 2018-01-26] (pol.).
|