X86

Z Wikipedii

x86 to rodzina architektur (modelów 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.

Spis treści 1 Rozwój architektury Intel x86 1.1 x86-32 (IA-32) 1.2 x86-64 (EM64T) 2 Najważniejsze zmiany w kolejnych generacjach procesorów 3 Technologie 4 Przedstawiciele 4.1 Procesory produkowane przez firmę Intel 4.2 Procesory produkowane przez firmę AMD 4.3 Inni producenci 5 Zobacz też

[edytuj] Rozwój architektury Intel x86

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

[edytuj] x86-32 (IA-32)

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 o ten model do dnia dzisiejszego stanowią większość procesorów używanych w komputerach na świecie.

[edytuj] x86-64 (EM64T)

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.

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

[edytuj] Najważniejsze zmiany w kolejnych generacjach procesorów

Nazwa procesora	Rok	Maks. częstotliwość taktowania (w momencie wprowadzenia, MHz)	Liczba tranzystorów (mln.)	Inne uwagi
Intel 8086	1978	8	0,029	układ 16-bitowy; posiadał jedynie tryb rzeczywisty; współpracował z koprocesorem 8087; posiadał 16-bitową szynę danych (lub ośmiobitową w tańszej wersji "SX" czyli 8088); nie posiadał 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 300MHz)
Intel 80186	1982	12		poprawiona wersja 8086, o podobnych cechach jak poprzednik; posiadał nieco większą wydajność, kilkanaście nowych rozkazów i szybszy zegar
Intel 80286	1982	12,5	0,134	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	0,275	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	1,2	dodano kilka nowych instrukcji; zwiększono wydajność jednostki stałoprzecinkowej oraz wbudowano i przeprojektowano koprocesor (FPU); dodatkowo wbudowano kontroler i pamięć cache poziomu L1
Pentium	1993	60	3,1	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 składa się z dwóch jednostek wykonawczych dość podobnych do 486 - większość czasów wykonania instrukcji pozostała bez zmian, procesor w określonych sytuacjach może jednak wykonywać dwa rozkazy równolegle
Pentium MMX	1995	233	4,5	nieco ulepszony Pentium, dodane rozkazy MMX
Pentium Pro	1995	200	5,5	była to nowa generacja architektury, nieformalnie 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, 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 II	1997	266	7	połączenie Pentium Pro z Pentium MMX
Pentium III	1999	500	8,2	wprowadzone rozkazy SSE
Pentium 4	2000	1500	42	kompletnie przeprojektowany procesor maksymalizujący technikę potokowości, dzięki czemu możliwe stało się osiąganie bardzo dużych częstotliwości zegara
AMD64	2003	2200		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	2550	230	dwurdzeniowy procesor całkowicie oparty o Pentium 4 po którym odziedziczył wiele wad.
Intel Core 2	2005	3000	321	układ wielordzeniowy

[edytuj] Technologie

• 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

[edytuj] Przedstawiciele

[edytuj] Procesory produkowane przez firmę 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)
  • Układy Pentium 4 D, Pentium 4 EE i Xeon wyposażone w x86-64
  • Xeon
  • Układy Pentium D 4 Dual Core wyposażone w x86-64
• Itanium i Itanium 2 (procesory IA-64, posiadają tryb zgodności z x86)

[edytuj] Procesory produkowane przez firmę AMD

• Idealnie wierne kopie układów x86, aż do i486 włącznie
  • AMD 80386 SX/DX (w tym wersje 40MHz)
  • AMD 80486 SX/DX/DX2/DX4 (w tym wersje pracujące do 50/150MHz i 40/160MHz)
• AMD Am5x86
• AMD K5
• K6
  • AMD K6
  • AMD K6-2
  • AMD K6-2+
  • AMD K6-III
• K7
  • Athlon
  • Duron
  • Athlon XP
  • Sempron
• K8
  • Athlon 64
  • Athlon 64 FX
  • Opteron
  • Sempron

[edytuj] Inni producenci

• 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:
  • C3
  • C7
• Firmy NEC
  • V20
  • V30
• Firmy IBM
  • Procesory rodziny 386 i 486 (w tym wersje SLV dla notebooków)
• 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 25MHz)

[edytuj] Zobacz też

• RISC
• PowerPC
• Asembler x86