X86

Z Wikipedii

Masz nowe wiadomości (różnica z poprzednią wersją).

Z powodu ograniczeń technicznych tytuł tego artykułu jest nieprawidłowy. Właściwy tytuł to: x86.

x86 to rodzina procesorów Intel w architekturze 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. Model programowy realizowany przez procesory serii x86 to IA-32.

[edytuj] Rozwój architektury Intel x86

Opisując linię x86 i kolejne generacje warto mieć na względzie następującą historię rozwoju (kamienie milowe):

8086 - pierwsza wersja układu, 16-bitowy, tryb rzeczywisty, współpraca z 8087, 16-bit szyna danych (8 bit w wersji "SX" czyli 8088), brak MMU, dwie jednostki - współpracy z pamięcią czyli kolejki i wykonawcza, zegar - początkowo 4,77MHz, poprzez 8 do ~20MHz (obecnie spotyka się wersje do 300MHz)

80186 - poprawiona wersja 8086, o podobnych cechach jak poprzednik, nieco większa wydajność, kilkanaście nowych rozkazów, szybszy zegar

80286 - 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) - pierwsza istotna zmiana architektury x86, adresowanie 16MB RAM i 1GB pamięci wirtualnej, zegar 6, 8, 12, 16, 20, 25MHz

80386 - 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, do 4GB pamięci RAM

i486 - dodano kilka nowych instrukcji, zwiększono wydajność jednostki stałoprzecinkowej oraz wbudowano i przeprojektowano FPU, dodatkowo wbudowano kontroler i pamięć cache L1

Pentium - kolejna wersja procesora w architekturze x86, w procesorze tym 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 sklada się z dwóch jednostek wykonawczych dość podobnych do i486 - większość czasów wykonania instrukcji pozostała bez zmian, procesor w określonych sytuacjach może jednak wykonywać dwa rozkazy równolegle

Pentium Pro - była to nowa generacja architektury oznaczana jako i686, procesor ten był dedykowany w szczególności do serwerów i wydajnych stacji roboczych, w procesorze tym wprowadzono usprawnienia typu PAE czy VME, z punktu widzenia wewnętrznej struktury układu największa zmiana w koncepcji układu, wewnętrznie układ jest procesorem RISC o 6 potokach, 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

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

Pentium II, Pentium III i Celeron - procesory oparte o rdzeń Pentium Pro wyposażone w rozszerzenie MMX w najróżniejszych wariantach (prędkości szyny i cache, ilość cache, obudowa, częstotliwość)

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

Pentium 4 - kompletnie przeprojektowany procesor maksymalizujący technikę potokowości, dzięki czemu możliwe stało się osiąganie bardzo dużych częstotliwości zegara, niestety w wielu przypadkach procesor ten był mniej wydajny od swojego poprzednika PIII

HT - technologia hiperwątkowości

x86-64 - 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

Dual Core - układy z więcej niż jednym rdzeniem

[edytuj] Przedstawiciele

Do rodziny tej należą następujące procesory:

Firmy Intel:
- 8086 i 8088 (wersje do 20MHz, pierwotnie 4,77MHz w PC XT, obecnie do 300MHz)
- 80186 i 80188 (wersje do 25MHz, 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 25MHz, pierwotnie 8MHz w PC AT)
- 80386 (później nazwany 80386DX) i 80386SX (Intel 33MHz, konkurenci do 40MHz), obecnie także wersje przemysłowe 80386ZX (do 300MHz jako kontrolery jednoukładowe)
- i486 (później nazywany i486DX) i i486SX oraz układy i486DX2 i iDX4 (Intel i486DX - 50MHz, i486DX2 - 33/66MHz, iDX4 - 33/100, konkurenci do 160MHz)
- i586:
  - Pentium OverDrive (do płyt 486)
  - Pentium (układy S5 60, 66 i 60/90 MHz, układy S7 do 200MHz)
  - Pentium MMX (do 233MHz i 266MHz w wersji Mobile)
- i686:
  - Pentium Pro (200MHz, wersje z 256, 512 i 1024 L2 cache)
  - Pentium II
  - Celeron
  - Xeon
  - Pentium III
- Pentium 4
  - Pentium 4 EE - Extreme Edition (wersje z L3 cache, zwiększonym L2 cache lub innymi usprawnieniami, dla najbardziej wymagających użytkowników)
  - Xeon
  - Układy Pentium 4 D, Pentium 4 EE i Xeon wyposażone w x86-64
  - Xeon
  - Układy Pentium D 4 Dual Core wyposażone w x86-64