x86

Wygląd przypnij ukryj Procesor Intel 8086 z 1978 Procesor Intel 80486 DX z 1989 od spodu Procesor Intel Core 2 z 2006

x86 – rodzina architektur (modeli programowych) procesorów firmy Intel, typu CISC. 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 tego typu, których numery kończyły się liczbą 86. Obecnie architektury x86 dominują na rynku komputerów PC i serwerów. Najszybsze superkomputery korzystają z architektur typu RISC.

Rozwój architektury Intel x86

x86

Nazwa x86 w odniesieniu do modelu programowego procesorów dotyczy pierwszych procesorów tego typu – od 8086 do 286, które były układami o architekturze 16-bitowej. Obecnie systemy i oprogramowanie 32-bitowe, często przyjmują oznaczenie x86 (procesory 16-bitowe wyszły z użycia).

x86-32 (IA-32)

Drugie stadium rozwoju typu 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 (często skracając do x86).

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 (x64 lub AMD64)

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 przez firmę Advanced Micro Devices (AMD), a dopiero później zaadaptowane przez Intela jako Intel 64 (wcześniej EM64T). Procesory o architekturze IA-64 nie należą do rodziny x86.

Najważniejsze zmiany w kolejnych generacjach procesorów

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 4 do 6 731 45 układy czterordzeniowe oraz sześciordzeniowe; dzięki technologii Hyper-Threading mają podwojoną ilość wątków; technologia Turbo boost oraz zintegrowany kontroler pamięci.

Technologie

Przedstawiciele

Procesory produkowane przez firmę Intel

Procesory produkowane przez firmę AMD

Inni producenci

Obecnie

Zhaoxin (Shanghai Zhaoxin Semiconductor Co., Ltd.(兆芯, Zhào xīn)) to chiński producent procesorów, produkujący procesory na podstawie licencji spółki utworzonej przez przedsiębiorstwo VIA i administracji Szanghaju. Procesory są wspierane w Linuxie od jądra w wersji 5.3.

Historyczne

Porównanie z różnymi architekturami

68000

Wg Volkera Werticha, autora między innymi słynnej gry The Settlers, procesory x86 były dużo słabsze niż seria 68K. Zamiast 16 rejestrów było ich zaledwie kilka. Było bardzo mało rozkazów, co sprawiało, że kodowanie na x86 w porównaniu do Amigi było koszmarem (autor przeniósł m.in. grę z Amigi na zgodne z IBM PC). Wersja na Amigę bez problemu wówczas obsługiwała 8000 osadników bez zwolnień w prędkości gry, mimo wymagania zaledwie 68000, jako procesora.

Zobacz też

Przypisy

  1. Arm vs x86: Instruction sets, architecture, and all key differences explained , Android Authority, 5 czerwca 2021   (ang.).
  2. June 2021 | TOP500 , www.top500.org  .
  3. Intel Core i7-980X – pierwszy desktopowy sześciordzeniowiec.
  4. Восьмиядерный микропроцессор с архитектурой Эльбрус , mcst.ru  .
  5. ВК Эльбрус 401-PC/МЦСТ , www.mcst.ru  .
  6. VIA’s New 28nm C4650 QuadCore x86 Processor Spotted – Gaming and General Purpose Benchmarks Surface, Impressive Low-End Performance , wccftech.com   (ang.).
  7. VIA Zhaoxin – premiera procesorów x86 KaiXian i KaisHeng | PurePC.pl , www.purepc.pl   (pol.).
  8. Official x86 Zhaoxin Processor Support Is Coming With Linux 5.3 - Phoronix , www.phoronix.com   (ang.).
  9. Volker Wertich interview transcript – Amiga Ireland 2019 – Amiga Ireland , amigausers.ie   (ang.).
Procesory Intel
Wycofane z produkcji
przed x86 (4 i 8-bitowe)
x86-16 (16-bitowe)
x86-32/IA-32 (32-bitowe)
x86-64/EM64T (64-bitowe)
Pozostałe
Obecnie produkowane
Planowane
Kategorie
Mikroarchitektury
i nazwy kodowe
P5
P6
NetBurst
Core
Atom
Nehalem
Sandy Bridge
Haswell
Skylake
Alder Lake
Anulowane

Kontrola autorytatywna (platforma obliczeniowa):Encyklopedia internetowa: