Arhitectura X86
Această intrare sau secțiune despre subiectul computerelor nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
Termenul de arhitectură x86 este o expresie generică pentru a indica o arhitectură a unei familii de microprocesoare dezvoltată și produsă de Intel .
Istorie
Lista de mai jos prezintă procesorul arhitecturii Intel x86 în ordine cronologică:
Intel 8086
Primul procesor Intel pe 16 biți ( 1978 ). A fost o evoluție a Intel 8085 pe 8 biți.
Intel 8088
( 1979 ) Un model redus al modelului 8086, identic din punct de vedere al software-ului , avea o magistrală de date externă de 8 biți redusă, care îl făcea compatibil cu hardware - ul dezvoltat pentru mașinile de 8 biți ale vremii.
Intel 80186
Model puțin vândut și nu foarte popular. Acesta a inclus instrucțiuni noi și gestionarea diferită a memoriei . Destinat pieței incipiente încorporate, a avut o bună difuzare în lumea automatizării industriale.
Intel 80286
A fost primul microprocesor Intel care a avut un mod protejat și niveluri de privilegii diferite pentru a rula codul. Avea o magistrală de date de 16 biți și o magistrală de adrese de 24 de biți, ceea ce o făcea capabilă să adreseze până la 16 MB de RAM . Cu toate acestea, a rămas ancorată la vechea schemă de adresare segment / offset, prea rigidă și nu avea MMU , adică nu suporta nicio schemă de memorie virtuală în hardware. De asemenea, nu a fost posibil să reveniți la modul real odată ce ați intrat în modul protejat. O altă caracteristică inovatoare a fost preluarea instrucțiunilor, care a făcut-o mult mai rapidă, chiar la același ceas, decât 8086.
Intel 80386
Primul procesor complet pe 32 de biți Intel, cu adresă pe 32 de biți și magistrală de date, capabil să gestioneze până la 4 GB RAM . Acesta a fost echipat cu MMU și a acceptat atât memoria virtuală paginată, cât și segmentată. Cu 32 de semnale de date și adrese de gestionat și cu rate de ceas ale procesorului în continuă creștere, proiectarea plăcilor de bază pentru computerele personale a început să devină foarte solicitantă și costisitoare; de asemenea, a versiunii 386 a fost produsă o versiune cu magistrala de date pe 16 biți înjumătățită, mai ieftină și care necesită hardware mai puțin sofisticat, pentru aplicații mai puțin solicitante și de înaltă performanță. Spre deosebire de predecesorii săi, care au fost fabricați atât de Intel, cât și (sub licență) de alți producători, 386 a fost produs exclusiv de Intel. După câțiva ani, însă, AMD , Cyrix și celelalte case au prezentat în continuare procesoare pe piață compatibile cu 386, dar bazate pe modele mai mult sau mai puțin originale.
Intel 80486
( 1989 ) Foarte similar cu 386 din punct de vedere software, dar a fost mult mai rapid datorită integrării unei cantități mici de memorie cache de nivel secundar. Versiunile DX au integrat coprocesorul matematic , care până atunci fusese o componentă opțională externă procesorului. A fost comercializată și o versiune SX, identică cu DX, dar fără coprocesor matematic. Pentru frecvențe de ceas din ce în ce mai mari, 486 a fost primul procesor care a necesitat un sistem de răcire activ (radiator și ventilator) și o tensiune de alimentare mai mică decât cele de 5 volți canonice utilizate până atunci în circuitele integrate TTL.
În cele mai puternice versiuni, 486 a ajuns la 100 MHz datorită unui multiplicator de frecvență care a permis producerea de plăci de bază „standard” de 33 MHz dotate cu procesoare care au multiplicat frecvența x3. AMD a atins 133 MHz cu acest procesor. Cu 486 începe și era versiunilor cu consum redus de energie (în principal pentru laptopuri) numită SL. Cyrix a prezentat două procesoare numite 486SLC și DLC, foarte ieftine, dar erau compatibile 386s (SX și DX) cu o memorie cache de al doilea nivel și nu aveau instrucțiunile suplimentare ale Intel 486.
Pentium
(1993) Procesorul Pentium a fost unirea a două 486 de procesoare într-un singur cip, care a împărtășit unitatea de gestionare a cache-ului de nivelul doi, prefetcherul de instrucțiuni și coprocesorul matematic. Avea o magistrală de date pe 64 de biți, care a fost apoi împărțită în două părți de 32 de biți în memoria cache internă. Acest procesor a încorporat o serie de inovații introduse de arhitecturile RISC : avea o conductă în mai multe etape pentru instrucțiuni de decodare; prefetcherul a putut decide ce nucleu 486 să trimită fiecare instrucțiune pe care a decodat-o, permițând (în anumite condiții) executarea a două instrucțiuni în același timp. Această arhitectură de bază va rămâne neschimbată, deși numai formal, pentru toate procesoarele Pentium ulterioare.
Pentium „de bază” a fost înlocuit după aproximativ un an de versiunea MMX (de MultiMedia eXtension), care a inclus o nouă unitate de calcul în virgulă mobilă capabilă să efectueze calcule paralele pe opt valori pe 64 de biți (sau 4 pe 128 de biți) cu o singură instrucțiune: după cum sugerează și numele, noua unitate a fost concepută pentru codificarea și decodarea fluxurilor multimedia audio / video. Nu a fost posibil să se utilizeze coprocesorul matematic și unitatea MMX în același timp, dar a fost necesar să alegeți din software, cu o instrucțiune specifică, care unitate să fie activată. În plus, instrucțiunile MMX au funcționat numai pe numere întregi.
Pentium Pro
Pentium Pro a fost o versiune destinată pieței serverelor și stațiilor de lucru , mai rapidă, deoarece a integrat cache-ul de primul și al doilea nivel în cip (mult mai mare decât în mod normal). Prețul de vânzare cu amănuntul a fost foarte mare, iar prețul de producție nu a rămas în urmă, așa că a fost rapid abandonat imediat ce următoarele modele erau disponibile.
Pentium II
Pentium II a introdusunitatea de predicție a ramurilor , care este responsabilă pentru prezicerea rezultatului instrucțiunilor de salt condiționat . Principala limitare a performanței Pentium a fost lungimea conductelor de decodare a instrucțiunilor: după un salt condițional există două seturi posibile de instrucțiuni de executat, iar dacă conducta este umplută cu un set greșit de instrucțiuni, acesta trebuie golit și instrucțiunile corecte recitită și recodificată, pierzând mult timp. BPU încearcă să prezică în avans ce serie va fi cea potrivită, îmbunătățind foarte mult performanța generală a procesorului.
Începând cu acest model, schema celor două 486 de nuclee în paralel este din ce în ce mai mult o fațadă: în realitate conducta Pentium II și ulterior nu numai că decodifică instrucțiunile x86, ci le traduce și în instrucțiuni RISC interne, executate de nucleele RISC și nu mai mult 486.
Pentium III
Cu Pentium III, au fost introduse instrucțiuni SIMD mai bune decât MMX , SSE (din Streaming SIMD Extensions ). capabil să opereze atât pe numere întregi, cât și pe numere cu virgulă mobilă și poate fi utilizat simultan cu coprocesorul matematic.
Pentium 4
Această serie Pentium a introdus două noi versiuni de SSE, SSE2 și ulterior SSE3. Cu aceste adăugiri, vechiul coprocesor matematic era acum superflu și mai limitat, iar Intel însuși a descurajat utilizarea acestuia în favoarea noilor extensii.
Caracteristici
X86 are un set de instrucțiuni CISC cu lungime variabilă. Această caracteristică a fost utilă în anii 1970 și 1980, deoarece a economisit memorie scumpă. În vremuri mai recente, lungimea variabilă a devenit un călcâie al lui Ahile care complică foarte mult proiectarea de noi procesoare, care dedică o parte substanțială din resursele lor „traducerii” setului de instrucțiuni x86 într-unul mai rațional. [ fără sursă ]
Acesta este în prezent o arhitectură în curs de eliminare pe piață pentru desktop accesibile, laptop, și server de PC - uri . Din 2016 este extrem de dificil să găsești hardware pe 32 de biți / x86 pe piață pentru orice tip de piață, inclusiv dezvoltarea de sisteme încorporate , clienți subțiri , set-top box-uri . si altii. Ultima consolă x86 de mare succes pe piață a fost XBox- ul Microsoft.
De-a lungul deceniilor, mai multe companii au introdus procesoare compatibile cu arhitectura x86, concurente cu Intel; de la falimentul Transmeta , singurul concurent cu o anumită pondere în sectorul computerelor personale este AMD, care a produs procesoare compatibile x86 din primii ani ai arhitecturii până la sfârșitul producției K7 . Se așteaptă ca întreruperea disponibilității procesorelor încorporate Geode să aibă loc în 2019.
Această arhitectură a suferit evoluții de-a lungul timpului, schimbându-și numele, de exemplu arhitectura i386 tipică procesorelor Intel 80386 și AMD386 sau AM386 este prima care acceptă 32 de biți. Mai târziu, de asemenea, cu alte arhitecturi, cum ar fi procesorul i486 tipic Intel 80486 și AMD486 sau AM486, urmat de i586 cu Intel Pentium sau AMD-K5, i686 cu Intel Pentium Pro sau AMD-K6 și în cele din urmă de i786 cu Intel Pentium 4 sau AMD-K7 au schimbat numele. Cu fiecare generație, au fost adăugate funcții noi, care sunt compatibile cu generațiile viitoare, dar nu permit compatibilitatea software-ului care utilizează aceste funcții cu hardware-ul generației anterioare. [1]
Pentru a menține compatibilitatea înapoi cu procesorul 8086 , care a dat naștere arhitecturii x86, în timpul pornirii ( bootului ) fiecărui dispozitiv care utilizează o astfel de arhitectură, operațiunile sunt efectuate în modul real standard devenind acum. Printre acestea găsim dezactivarea Liniei A20 a autobuzului de adresare.
Notă
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere cu arhitectură x86
| Controlul autorității | LCCN (EN) sh90001226 · BNF (FR) cb12448843c (data) |
|---|
