IA-32

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IA-32 ("Intel Architecture, 32-Bit"), oft mit i386 bezeichnet, ist die Bezeichnung für die Architektur und den Befehlssatz der Intel-80386-kompatiblen Mikroprozessoren. Der Befehlssatz ist auch in den nachfolgenden Intel-CPUs implementiert (486, Pentium, Xeon) mit Ausnahme des Itanium-Prozessors, mit dem die neuartige IA-64-Architektur eingeführt wurde. Der 80386-Befehlssatz ist außerdem in den zahllosen Intel-80386-kompatiblen CPUs anderer Hersteller implementiert, einschließlich der Prozessoren der AMD64-Architektur. IA-32 ist heute (2007) die weltweit verbreitetste Prozessorarchitektur für Personal Computer.

Die IA-32-Architektur ist eine Weiterentwicklung der 16-Bit-Architekturen von Intels 8086- und 80286-Prozessoren. Alle Register, einschließlich der Adressregister, umfassen in dieser Architektur 32 Bit. Sie können aber auch weiterhin als 16-Bit-Register angesprochen werden. Die Kurzbezeichnungen der Register wurden beibehalten und mit einem vorangestellten E gekennzeichnet (beispielsweise EAX anstelle von AX).

Die Assembler-Programmierung mit 32 Bit, die sich nur auf diese Prozessoren ausrichtet, ist erheblich einfacher, da bis zu 4 GiB Arbeitsspeicher linear adressierbar sind. Voraussetzung für die vollständige Ausnutzung der Fähigkeiten der IA-32-Architektur ist allerdings ein Betriebssystem, das dies unterstützt. Dies ist aber bei praktisch allen aktuellen Betriebssystemen wie Windows XP oder Linux der Fall.

Die Prozessoren der IA-32-Architektur können in zwei Modi betrieben werden: Im Real Mode, in dem die unteren 1 MiB des Arbeitsspeichers ohne Beschränkung über Offset und Segment Adresse angesprochen werden können (dies entspricht der einzigen Betriebsart der 8086-Prozessoren), und im heute wesentlich mehr verwendeten Protected Mode, der bis zu 4 GiB Speicher direkt adressieren kann und einen hardwareseitigen Speicherschutz ermöglicht. Zusätzlich erhalten alle IA-32-CPUs einen Virtual 8086 Mode, der im Protected Mode einen oder mehrere Real-Mode-Programme ausführen kann – dies wird zur Ausführung von MS-DOS-Programmen unter modernen Betriebssystemen benötigt und war wichtig für eine schonende Migration von DOS zu moderneren Betriebssystemen. Heute spielt dieser Modus keine sehr große Rolle mehr, da MS-DOS-Programme nur noch relativ wenig genutzt werden.

In den nachfolgenden CPU-Generationen wurden weitere Funktionen hinzugefügt:

Die Modelle des i486 DX haben einen Koprozessor bereits integriert, zusätzlich wurde ein Cache auf den Chip integriert (die Budget-Version i486 SX wurde mit deaktiviertem Koprozessor gefertigt).
Mit dem Pentium wurden zwei Pipelines (U und V) der Prozessor-Architektur hinzugefügt.
Beim Pentium MMX wurden Befehle hinzugefügt, die mehrere ganzzahlige Daten gleichzeitig bearbeiten (SIMD) – dies ist vor allem für Multimedia-Daten sinnvoll. MMX steht für Matrix Math Extensions, besonders vom Marketing aber auch häufig Multi-Media Extensions tituliert.
Mit dem Pentium III wurden die SIMD-Befehle erweitert, um auch Gleitkommazahlen bearbeiten zu können (Streaming SIMD Extensions/SSE).
Beginnend mit den Prescott-Modellen der Xeon-/Pentium-4-Reihe erhalten die Prozessoren eine Erweiterung um einen 64-Bit-Modus (Extended Memory 64 Technology/EM64T), der weitgehend dem x86-64-Modus der Opteron- und Athlon64-CPUs von Mitbewerber AMD entspricht.