x86
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
x86 (Intel 80x86) — общее название семейства микропроцессоров, как разработанных и выпускаемых компанией Intel, так и совместимых с ними процессоров других производителей (AMD, VIA, Transmeta, WinChip и т. д.).
Такое имя закрепилось за семейством этих микропроцессоров, так как названия ранних моделей процессоров Intel заканчивались на число 86 — 8086, 80186, 80286 (i286), 80386 (i386), 80486 (i486). Более поздние модели стали называть именами собственными (например, Pentium), чтобы иметь возможность зарегистрировать их как торговую марку.
Другое название для архитектуры этого типа — IA (англ.) (Intel Architecture) или же IA-32.
[править] История
[править] Основные особенности архитектуры
x86 — это CISC-архитектура. Доступ к памяти происходит по «словам». «Слова» размещаются по принципу little-endian. Современные процессоры включают в себя декодеры команд x86 для преобразования их в упрощённый внутренний формат с последующим их выполнением, тем самым они являются RISC и CISC одновременно.
[править] Реальный режим
Классический режим, использованный в ранних IBM PC. Позволяет адресовать 1 мегабайт памяти и не имеет встроенных средств для защиты памяти и переключения задач, что, впрочем, не мешает реализовать программную многозадачность.
[править] Расширения
[править] 24-битный защищённый режим
Реализован только в микропроцессоре 80286 — первом микропроцессоре фирмы Intel, имеющем защищенный режим (protected mode). Он имел 24-разрядную архитектуру и позволял адресовать до 16 Мбайт ОЗУ.
Задачи имели пока ещё общее адресное пространство.
[править] 32-битный защищённый режим
32-разрядная архитектура позволяет адресовать до 4 Гбайт ОЗУ.
В 32-битном режиме появилось понятие линейного адресного пространства. Теперь каждая задача может иметь отдельное адресное пространство и использовать до 4 Гбайт памяти независимо от количества установленной физической памяти (ОЗУ).
В более поздних 32-разрядных процессорах появилось PAE (Physical Address Extend) — расширение адресов физической памяти до 36 бит (возможность адресации 64 Гбайт ОЗУ). Это изменение не затронуло разрядности задач — они остались 32-битными.
[править] MMX
Дополнительный «мультимедийный» (англ. Multi-Media eXtensions) набор инструкций, выполняющих по несколько характерных для процессов кодирования/декодирования потоковых аудио/видео-данных действий за одну машинную инструкцию. Впервые появился в процессорах Pentium MMX. Обеспечивает только целочисленные вычисления.
[править] SSE
SSE (англ. Streaming SIMD Extensions — потоковое SIMD-расширение) — это SIMD (англ. Single Instruction, Multiple Data — «одна инструкция — множество данных») набор инструкций, разработанный Intel и впервые представленный в процессорах серии Pentium III. Поддерживает вычисления с плавающей точкой.
[править] SSE2
Улучшенное расширение SSE. Появилось в процессорах Pentium 4. Производит потоковые вычисления с вещественными числами двойной точности (2 числа в одном регистре SSE). Кроме того, добавлены инструкции, аналогичные расширению MMX, работающие с регистрами SSE (16 байт, 8 слов, 4 двойных слова или 2 учетверённых слова в одном регистре).
[править] SSE3
Продолжение SSE и SSE2, появилось в процессорах Prescott.
[править] SSSE3
Дополнение к SSE3 для работы с упакованными целыми.
[править] SSE4
Новый набор команд Intel, впервые реализованный в процессорах серии Penryn.
SSE4 состоит из 54 инструкций, 47 из них относят к SSE4.1 (они есть только в процессорах Penryn). Ожидается, что полный набор команд (SSE4.1 и SSE4.2, то есть 47 + оставшиеся 7 команд) будет доступен в процессорах Nehalem. Ни одна из SSE4 инструкций не работает с 64-битными mmx регистрами, только со 128-битными xmm0-15. Может оказаться, что не будет выпущено 32-битных процессоров с SSE4, только 64-битные — с EM64T.
[править] 3DNow!
Набор инструкций для потоковой обработки вещественных чисел одинарной точности. Поддерживается процессорами AMD начиная с K6-2. Процессорами Intel не поддерживается.
Инструкции 3DNow! используют регистры MMX в качестве операндов (в один регистр помещается два числа одинарной точности), поэтому, в отличие от SSE, при переключении задач не требуется отдельно сохранять контекст 3DNow!.
[править] 64-битный режим
К началу 2000-х годов стало очевидно, что 32-битное адресное пространство архитектуры x86 ограничивает производительность приложений, работающих с большими объёмами данных. 32-разрядное адресное пространство позволяет процессору осуществлять непосредственную адресацию лишь 4 Гб данных, этого может оказаться недостаточным для некоторых приложений, связанных, например, с обработкой видео или обслуживанием баз данных.
Для решения этой проблемы Intel разработала новую архитектуру IA-64 — основу семейства процессоров Itanium. Для обеспечения обратной совместимости со старыми приложениями, использующими 32-разрядный код, в IA-64 был предусмотрен режим эмуляции. Однако на практике данный режим работы оказался чрезвычайно медленным. Компания AMD предложила альтернативное решение проблемы увеличения разрядности процессора. Вместо того, чтобы изобретать совершенно новую систему команд, было предложено ввести 64-разрядное расширение к уже существующей 32-разрядной архитектуре x86. Первоначально новая архитектура называлась x86-64, позже она была переименована в AMD64. Первоначально новый набор инструкций поддерживался процессорами семейств Opteron, Athlon 64 и Turion 64 компании AMD. Успех процессоров, использующих технологию AMD64, наряду с вялым интересом к архитектуре IA-64, побудили Intel лицензировать набор инструкций AMD64. При этом был добавлен ряд специфических инструкций, не присутствовавших в изначальном наборе AMD64. Новая версия архитектуры получила название EM64T.
В литературе и названиях версий своих продуктов компании Microsoft и Sun используют объединённое именование AMD64/EM64T, когда речь заходит о 64-разрядных версиях их операционных систем Windows и Solaris соответственно. В то же время, поставщики программ для операционных систем GNU/Linux, BSD используют метки «x86-64» или «amd64», Mac OS X использует метку «x86_64», если необходимо подчеркнуть, что данное ПО использует 64-разрядные инструкции.
[править] Виртуализация
 |
Этот раздел не завершён. Вы поможете проекту, исправив и дополнив его. |
[править] Процессоры
[править] Процессоры Intel
16-разрядный процессор i8086, был создан в июне 1978 года. Сначала работал на частотах 4,77 МГц, затем на 8 и 10 МГц. Изготавливался по технологии 3 мкм и имел 29 000 транзисторов.
Чуть позже, в 1979 году, был разработан i8088, который работал на тех же частотах, что и i8086, но использовал 8-разрядную шину данных (внутренняя шина процессора осталась 16-разрядной) для обеспечения большей совместимости с имевшейся в то время в ходу периферией. Благодаря более низкой цене, широко использовался в ранних системах IBM PC вместо 8086.
В 1982 году были выпущены 80186 и 80188, которые первоначально не получили широкого распространения из-за того, что IBM не стала использовать их в своих персональных компьютерах. Впрочем, некоторые производители «клонов» сделали это, выпустив ускоренные варианты IBM PC/XT. В то же время, эти процессоры оказались чрезвычайно удачными для использования во встроенных системах и в различных модификациях выпускаются до настоящего времени[1]. В эти процессоры были первоначально добавлено несколько новых команд, повышена тактовая частота. Впоследствии появились модификации, содержащие дополнительные аппаратные средства, такие, как интегрированные контроллеры последовательного порта.
Объявлен в 1982 году. Работал на частотах 6, а затем 8, 10, 12, 16, 20 МГц. Производился по техпроцессу 1,5 мкм и содержал около 134 тысяч транзисторов. С его появлением появилось такое понятие, как защищённый режим (protected mode) и виртуальная память. Производительность процессора по сравнению с 8086 увеличилась в несколько раз (0,99-2,6 млн операций в секунду).
- 80386 (i386)
Первый 32-разрядный процессор, работал на частотах 16-40 МГц. Появился в 1985 году. Знаменовал собой революцию в мире процессоров x86. Основные принципы, заложенные в этом чипе, без кардинальных изменений дожили и до наших дней (за всё это время изменения касались, в основном, повышения производительности, расширения набора команд, увеличения разрядности).
Процессор i486 (1989 год) является усовершенствованным 386 процессором и первым скалярным процессором Intel (ряд операций выполнялись за один такт). Имел встроенный FPU (Floating Point Unit — блок вычислений с плавающей запятой) и впервые — встроенную кеш-память (8 Кбайт). 80486 — первый процессор Intel, для которого была применена технология умножения частоты шины FSB (в моделях DX2-50, DX2-66, DX4-75 и DX4-100).
Для ноутбуков и встраиваемых систем в начале 1990-х была выпущена «облегченная» модификация i486SX без встроенного блока FPU.
Модификация 486, набор из двух микросхем. Основная устанавливалась в разьем 386DX и представляла собой 486DX без кеша L1, но с сопроцессором. Дополнительная микросхема была заглушкой для гнезда 387DX и служила для обработки сигнала FERR.
Intel486 OverDrive (P23T) — микропроцессор, предназначеный для модернизации систем на базе микропроцессоры Intel 486.
- Pentium (i586)
Pentium (1993 год. Intel отказалась от ix86 названий, потому что не могла запатентовать числа.) — первый суперскалярный и суперконвейерный процессор Intel. Суперскалярность — термин, означающий, что процессор позволяет выполнять более одной операции за один такт. Суперконвейерность означает, что процессор имеет несколько вычислительных конвейеров. У Pentium их два, что позволяет ему при одинаковых частотах в идеале быть вдвое производительней 486, выполняя сразу 2 инструкции за такт. Кроме того, особенностью процессора Pentium являлся полностью переработанный и очень мощный на то время блок FPU, производительность которого оставалась недостижимой для конкурентов вплоть до конца 1990-х годов.
Pentium OverDrive — микропроцессор, предназначеный для модернизации систем на базе микропроцессоров Intel 486. Устанавливался в Socket 3, имел удвоенный объём кеша L1 с организацией Write-Thru, встроенный стабилизатор питания, умножение ×2.5 и частоты 63 и 83 МГц.
- Pentium Pro (i686)
Pentium Pro (1995 год) — первый процессор шестого поколения. Идеи и технологии, заложенные в данный чип, определили архитектуры всех современных x86-процессоров: блоки предсказания ветвлений, переименование регистров, RISC-ядро, интегрированная в один корпус с ядром кеш-память второго уровня. Однако технологическая сложность ядра данного процессора привела к сравнительно невысокому выходу годных чипов при технологиях того времени, что сказалось на высокой цене Pentium Pro. При этом процессор обладал достаточно низкой производительностью при исполнении 16-разрядного кода. Поэтому данный процессор применялся только в High-End системах и серверах.
- Pentium MMX (i586)
Pentium MMX (январь 1997 года) — процессор пятого поколения, и, по сути, просто модификация ядра Pentium. Был добавлен новый блок целочисленных матричных вычислений MMX и увеличен до 32 Кбайт объём кеш-памяти первого уровня.
- Pentium II (i686)
Pentium II (май 1997 года) — модификация ядра Pentium Pro с целью сделать его более доступным. Интегрированный кеш и тег кеша были вынесены на отдельные микросхемы с пониженной в два раза частотой. Это упростило и удешевило процессор, хотя и сделало его более медленным, чем Pentium Pro.
Первые процессоры Pentium II выпускались с кеш-памятью второго уровня емкостью 256 Кбайт , затем её объём был увеличен до 512 Кбайт.
Новая конструкция процессора потребовала размещения элементов на печатной плате, что, в свою очередь, привело к изменению конструктива процессора. Данные ЦПУ выпускались в виде картриджей SECC, устанавливающихся в специальный разъём на плате (Slot 1).
Кроме того, в ядро Pentium II был добавлен блок MMX.
Celeron — упрощённая модификация процессоров Pentium II / III / IV / Core / Core 2 для построения недорогих компьютеров. Основные отличия процессоров Celeron в объёме кеша второго уровня и частоте шины, а также часто в увеличенной латентности доступа к кеш-памяти по отношению к оригинальному процессору.
- Pentium III (i686)
Pentium III, изготовленный изначально по технологическому процессу 0,18 мкм, отличается от P2 главным образом добавлением инструкций SSE. Поздние процессоры этой серии изготавливались по технологическому процессу 0,13 мкм, получили интегрированную в кристалл ядра полночастотную кеш-память (сначала 256 Кбайт, затем — 512 Кбайт) и послужили прообразом процессоров архитектуры Core. Выпускались в конструктивах как SECC/SECC2 (Slot 1), так и FCPGA-370 (PGA-370).
- Pentium 4 (i786)
Принципиально новый процессор с гиперконвейеризацией (hyperpipelining) — с конвейером, состоящим из 20 ступеней. Согласно заявлениям Intel, процессоры, основанные на данной технологии, позволяют добиться увеличения частоты примерно на 40 процентов относительно семейства P6 при одинаковом технологическом процессе (при «правильной» загрузке процессора).
На практике же, первые модели работали даже медленнее, чем Pentium III.
После провала процессоров Pentium 4 с использованием технологии NetBurst было решено вернуться к проверенным решениям. В основе новых процессоров лежит переработанное ядро Pentium III. Таким образом, ядро P6, использованное ещё в процессорах Pentium Pro, продолжило свою эволюцию, нарастив частоту со 150 МГц до 3,2 ГГц и обзаведясь новой системной шиной, поддержкой многоядерности, мультимедийных инструкций и 64-битного кода.
Процессоры Core — это решение для ноутбуков, одно- и двухъядерное, исполняющее 32-битный код.
Процессоры Core 2 выпускаются как в настольном, так и мобильном исполнении, включают ряд микроархитектурных улучшений и способны исполнять 64-битный код. Количество ядер варьируется от одного до четырёх.
Дальнейшее развитие идей, заложенных в процессорах Core 2. Сохранив основную конструкцию процессорных ядер, Core i7 получил модульную структуру, позволяющую легко варьировать их количество, встроенный контроллер памяти (трёхканальной DDR3 в высшем сегменте и двухканальной DDR3 в массовом) и новую шину, соединяющую процессор с чипсетом. Микроархитектурные улучшения позволяют Core i7 показывать повышенную производительность в сравнении с Core 2 на равных частотах. Большое внимание было уделено вопросу энергоэффективности нового процессора.
Недорогие сверхэкономичные одно- и двухядерные процессоры, предназначенные для использования в так называемых сетевых компьютерах — нетбуках и неттопах (компьютерах, в которых вычислительная мощность пожертвована в пользу экономичности, бесшумности и малогабаритности). В основе — модифицированное ядро от первых Pentium, которое адаптировали под новый техпроцесс, добавили возможность исполнения 64-битного кода и мультимедийных инструкций, а также кеш-память второго уровня и поддержку многопоточного исполнения (SMT, аналог Hyper Threading). Для упрощения конструкции было решено отказаться от внеочередного исполнения команд, что не лучшим образом сказалось на производительности.
Семейство процессоров, ориентированных на серверы и многопоточные вычисления.
Первый представитель этого семейства базировался на архитектуре Pentium II, представлял из себя картдридж с печатной платой, на которой монтировались ядро, кеш-память второго уровня и тег кеша. Монтировался в гнездо Slot 2.
Современные Xeon-ы базируются на архитектуре Core2/Core i7.
[править] Процессоры AMD
Клоны соответствующих процессоров от Intel. Обычно выпускались с максимальной частотой на ступеньку выше, чем у оригинала. Так, Am386DX выпускался с максимальной частотой 40 МГц, тогда как i386DX — 33 МГц. Вплоть до 486DX2-66 других различий между процессорами не было. Программно отличить эти процессоры было невозможно.
Клон i486. В то время, как Intel для i486 остановился на частоте 100 МГц, AMD выпускала процессоры с частотами 133 МГц. Также они отличались увеличенным объёмом кеша первого уровня (16 Кбайт) и множителем (×4).
- K5 / SSA5
Аналоги Pentium. Первые процессоры, разработанные фирмой AMD самостоятельно. Несмотря на превосходство в целочисленных операциях над аналогами от Intel (в ядре данного процессора применялся ряд технологий шестого поколения), производительность блока вычислений с плавающей запятой значительно уступала по производительности процессорам Pentium с аналогичной тактовой частотой. Кроме того, наблюдалась плохая совместимость с ПО некоторых производителей. Недостатки K5 были чрезвычайно преувеличены в различных сетевых и других неформальных обсуждениях и на долгое время способствовали (в целом — несправедливому) ухудшению репутации продукции AMD у пользователей.[2]
Выпущен в апреле 1997 года. Принципиально новый процессор AMD, основанный на ядре, приобретённом у NexGen. Данный процессор имел конструктив пятого поколения, однако относился к шестому поколению и позиционировался как конкурент Pentium II. Включал в себя блок MMX и несколько переработанный блок FPU. Однако данные блоки всё равно работали на 15-20 % медленнее, чем у аналогичных по частоте процессоров Intel. Процессор имел 64 Кбайт кеша первого уровня.
В целом сравнимая с Pentum II производительность, совместимость со старыми материнскими платами и более ранний старт (AMD представила К6 на месяц раньше, чем Intel представила P-II) сделали его достаточно популярным, однако проблемы с производством у AMD значительно испортили репутацию данного процессора.
Дальнейшее развитие ядра К6. В этих процессорах была добавлена поддержка специализированного набора команд 3DNow!. Реальная производительность, однако, оказалась существенно ниже, чем у аналогичных по частоте Pentium II (это было вызвано тем, что прирост производительности с ростом частоты у P-II был выше благодаря внутреннему кешу) и конкурировать К6-2 смогли лишь с Celeron. Процессор имел 64 Кбайт кеша первого уровня.
Более успешная в технологическом плане, чем K6-2, попытка создания аналога Pentium III. Однако маркетингового успеха не имела. Отличается наличием 64 Кбайт кеша первого уровня и 256 Кбайт кеша второго уровня в ядре, что позволяло ему на равной тактовой тактовой частоте обгонять по производительности Intel Celeron и не очень существенно уступать ранним Pentium III.
- K6-III+
Аналог K6-III с технологией энергосбережения PowerNow!. Изначально предназначался для ноутбуков, но устанавливался и в настольные системы.
- K6-2+
Аналог К6-III+ с урезанным до 128 Кбайт кешем второго уровня.
Очень успешный процессор, благодаря которому фирма AMD сумела восстановить почти утраченные позиции на рынке микропроцессоров. Кеш первого уровня — 128 Кбайт. Первоначально процессор выпускался в картридже с размещением кеша второго уровня (512 Кбайт) на плате и устанавливался в разъём Slot A, который механически, но не электрически совместим с интеловским Slot 1. Затем устанавливался в разъём Socket A и имел 256 Кбайт кеша второго уровня в ядре. По быстродействию — примерный аналог Pentium III.
Конкурент Celeron поколений Pentium III / Pentium 4. Отличается от Athlon объёмом кеша второго уровня (всего 64 Кбайт), зато интегрированным в кристалл и работавшем на частоте ядра. Производительность заметно выше, чем у аналогичных Celeron, и при выполнении многих задач соответствует Pentium III.
Продолжение развития архитектуры Athlon. По быстродействию — аналог Pentium 4. По сравнению с обычным Athlon, добавлена поддержка инструкций SSE.
Более дешёвый (за счёт уменьшенного кеша второго уровня) вариант процессоров Athlon XP и Athlon 64.
Первые модели Sempron являлись перемаркированными чипами Athlon XP на ядре Thorton, имевшими 256 Кбайт кеша второго уровня. Позднее под маркой Sempron выпускались урезанные (Socket 754, одноканальный режим работы с памятью) версии Athlon 64.
Первый процессор, поддерживающий архитектуру x86-64.
Первый несерверный процессор, поддерживающий архитектуру x86-64.
Продолжение архитектуры Athlon 64, имеет 2 вычислительных ядра.
Имел репутацию «самого быстрого процессора для игрушек». Является, по сути, серверным процессором Opteron 1xx на десктопных сокетах без поддержки registered-memory. Выпускается малыми партиями. Стоит значительно дороже своих «массовых» собратьев.
Дальнейшее развитие архитектуры Athlon 64, выпускается в вариантах с двумя (Athlon 64 X2 Kuma), тремя (Phenom X3 Toliman) и четырьмя (Phenom X4 Agena) ядрами.
Модификация Phenom. Небольшие архитектурные изменения, переход на более тонкий технологический процесс и добавление кеша L3 объёмом от 4 до 6 Мбайт позволили нарастить производительность этих процессоров на 10-20 % по сравнению с предшественниками. Выпускаются в конструктивах Socket AM2+ и Socket AM3. При этом первые могут работать только с памятью DDR2, а вторые — как с DDR2, так и с DDR3.
Мобильная версия Athlon 64 с пониженным энергопотреблением и расширенными средствами управления питанием. Выпускается в вариантах с одним и двумя ядрами.
Интегрированное решение (SoC), включающее в себя функции северного моста чипсетов. Модели с наименованием SCxxxx объединяют в одном корпусе ядро процессора, контроллер памяти, графический адаптер и устройство ввода-вывода. Процессоры предназначены для построения тонких клиентов, пользовательских приставок и встроенных контроллеров. Вся серия обладает небольшой потребляемой мощностью и стоимостью.
Первые модели выпускались фирмой Cyrix под названием MediaGX и имели ядро Cyrix 6x86. После поглощения Cyrix компанией National Semiconductor и перепродажи торговой марки компании VIA, процессор был переименован в Geode, разработка процессора была продолжена инженерами National Semiconductor. Впоследствии чип и все наработки были проданы компании AMD. Сейчас Geode выпускается фирмой AMD в трех вариантах. Geode LX и Geode GX основаны на старом ядре Cyrix 6x86. Geode NX имеет ядро Athlon XP. Развитие этого семейства прекратилось ещё в 2006 году, однако чипы будут продолжать выпускаться до тех пор, пока на них есть спрос.
[править] Процессоры Harris Semiconductor
Harris Semiconductor производила клоны i8086/88[3] — Harris HS80C86/883 и HS80C88/883.
Harris Semiconductor выпускала самые быстрые по частоте клоны процессора 80286 — максимальная частота HS80C286 составляла 25 МГц (вся линейка — 12, 16, 20 и 25 МГц). Ядро процессоров было точной копией i80286, как и у большинства других клонов.
[править] Процессоры Cyrix
Процессоры, предназначенные для установки в гнездо 386SX. Обладали кеш-памятью первого уровня размером 1 Кбайт и набором команд 486 процессоров. Встроенного сопроцессора не имели. В дальнейшем также выпускались модели с удвоением частоты (Cx486SRx²). Предназначались в основном для дешевого апгрейда компьютеров с процессором 386SX.
Процессоры, предназначенные для установки в гнездо 386DX. Обладали кеш-памятью первого уровня размером 4 Кбайт и набором команд 486 процессоров. Встроенного сопроцессора не имели. В дальнейшем также выпускались модели с удвоением частоты (Cx486DRx²). Предназначались в основном для дешевого апгрейда компьютеров с процессором 386DX.
Аналог i486SX собственной разработки Cyrix. Слегка уступал по производительности аналогам от Intel и Amd.
Аналог i486DX собственной разработки Cyrix. Слегка уступал по целочисленной производительности аналогам от Intel и Amd, однако превосходил их в вычислениях с плавающей точкой (сказалось то, что разработанные Cyrix математические сопроцессоры для 386 были одними из лучших).
- Cx5x86 (M1sc)
«Побочный продукт» разработки M1 — «M1 scalar», упрощенная его версия для гнезда 486. Был выпущен, чтобы как-то противостоять Intel в борьбе с Pentium. В нём использовались особенности архитектуры, присущие пятому поколению процессоров — конвейеризованный АЛУ, блок предсказания переходов, декодирование и исполнение инструкций за один такт. Общий для инструкций и данных кеш с обратной записью имел объём 16 Кбайт. Процессор оказался достаточно удачным, но особого распространения получить не успел. Выпускался с частотами 100 и 120 МГц.
Клоны процессоров Cyrix выпускались также IBM, Texas Instruments, SGS Thompson.
На базе ядер Cyrix производятся или производились процессоры VIA, AMD, National Semiconductor.
[править] Процессоры IDT
- IDT-C6 Centaur WinChip
Процессор разработан Centaur Technology — подразделением IDT. Являясь процессором под Socket 7, по архитектуре он был гораздо ближе к процессорам 80486. Один 4-стадийный целочисленный конвейер, операции сопроцессора не конвейеризовались. Также отсутствовали внеочередное исполнение, предсказание ветвлений и переименование регистров. При этом процессор имел блок исполнения инструкций MMX, хотя и вдвое более медленный, чем у Pentium MMX. За счёт этого ядро процессора было очень простым, небольшим по количеству транзисторов, габаритам и энергопотреблению. Процессоры выпускались с частотами 180, 200, 225 и 240 МГц и не требовали двойного питания.
- WinChip-2
Улучшенный вариант предыдущего процессора. Сопроцессор стал конвейеризуемым, удвоена производительность блока MMX, появилась поддержка инструкций 3DNow!. Частоты — 200—250 МГц.
- WinChip-2A
Всё то же, но по более тонкой технологии. Как следствие — потребность в двойном питании (2,8 / 3,3 В).
- WinChip-3
Планировался как улучшенная версия предыдущей модели. Основное улучшение — удвоенный размер кеш-памяти. Однако выпущен он так и не был. Centaur Technology в полном составе была продана VIA и на базе этой разработки был сделан VIA C3 с ядром Samuel.
[править] Процессоры OKI
Клон 8086. Выпускался в корпусах типа DIP и QFP.
Клон 8088. Выпускался в корпусах типа DIP и QFP.
[править] Процессоры Rise Technology
Процессор для Socket 7 с поддержкой инструкций MMX. Отличался низким энергопотреблением и невысокой производительностью. Выпускался с частотами 150, 166, 190, 200, 250 МГц. Особого распространения не получил и ядро mP6 было продано компании SiS.
[править] Процессоры VIA
Первый процессор, выпущенный под маркой VIA. Выпускался с разными ядрами от разных команд разработчиков. Разъём Socket 370.
Первый выпуск — на базе ядра Joshua, доставшегося VIA вместе с командой разработчиков Cyrix.
Второй выпуск — с ядром Samuel, разработанным на базе так и не вышедшего IDT WinChip-3. Отличался отсутствием кеш-памяти второго уровня и, соответственно, крайне низким уровнем производительности.
Третий выпуск — с ядром Samuel-2, улучшенной версией предыдущего ядра, оснащённой кеш-памятью второго уровня. Процессор выпускался по более тонкой технологии и имел сниженное энергопотребление. После выпуска этого ядра бренд «VIA Cyrix III» окончательно уступил место «VIA С3».
Четвёртый выпуск — с ядром Ezra. Был также вариант Ezra-T, адаптированный для работы с шиной, предназначенной для процессоров Intel с ядром Tualatin. Дальнейшее развитие в направлении энергосбережения.
Пятый выпуск — с ядром Nehemiah (C5P). Это ядро наконец получило полноскоростной сопроцессор, поддержку инструкций SSE, а также поддержку шифрования AES и аппаратный генератор случайных чисел. При этом процессор потерял поддержку инструкций 3DNow!.
Дальнейшее развитие VIA C3. Ядро Esther (C5J), корпусировка — nanoBGA2 (21×21 мм), впаивается прямо на плату. Добавлены аппаратная поддержка Secure Hash SHA-1 и SHA-256 и шифрования RSA, поддержка NX-bit, поддерживаются MMX, SSE, SSE2 и SSE3. Дальнейшее снижение энергопотребления при рабочих частотах до 2 ГГц. Собственная системная шина (VIA V4 800 МГц) для связи с чипсетом. Выпускается также в мобильном (VIA C7-M) и десктопном (VIA C7-D) исполнении.
Интегрированное решение, включающее в себя процессор VIA C3 c ядром Nehemiah C5P и северный мост чипсета со встроенной UMA-графикой. Отличается крайне низким энергопотреблением (до 7 Вт при частоте 1 ГГц). Выпускается с частотами от 300 МГц (VIA Eden ESP 3000) до 1 ГГц (VIA Eden ESP 10000). Совместимые южные мосты — VT8235M, VT8237R+ (с поддержкой SATA), VT8251 (2×1 PCI-E) и VIA 686B.
Дальнейшее развитие идей VIA Eden ESP. Выпускается в двух вариантах — VIA Mark и VIA Luke, отличающихся интегрированным видеоядром, поддерживаемым типом памяти и рабочими частотами. Для VIA Mark — это S3 Graphics ProSavage4 / SDR PC133 / 533/800 МГц, а для VIA Luke — VIA UniChrome Pro / DDR PC3200 / 533/800/1000 МГц. Совместимые южные мосты: VT8235M, VT8237R+ (с поддержкой SATA), VT8251 (2×1 PCI-E) и VIA 686B.
Первый x86-64 процессор VIA на ядре Isaiah. Контактно-совместим с VIA C7. Выпускается с частотами от 1 ГГц до 1,8 ГГц. Энергопотребление модели 1,6 ГГц — до 17 Вт при полной загрузке. Среди нововведений — внеочередное исполнение инструкций. Позиционируется как конкурент Intel Atom.
[править] Процессоры NEC
Выпускала серию процессоров, часть из которых (ядро V20/V30) была программно совместима как с 80186, так и с 8080. Переключение между режимами работы осуществлялось при помощи трёх дополнительных инструкций. Аппаратно они выглядели как сильно ускоренная версия 8088 или 8086.
Процессоры на основе ядра V33 не имели режима эмуляции 8080, зато поддерживали, при помощи двух дополнительных инструкций, расширенный режим адресации.
[править] Процессоры NexGen
- Nx586
В марте 1994 был представлен процессор NexGen Nx586. Он позиционировался как конкурент Pentium, однако изначально не имел встроенного сопроцессора. Использование собственной шины повлекло за собой необходимость применения собственных чипсетов, NxVL (VESA Local Bus) и NxPCI 820C500 (PCI), и ни с чем несовместимого процессорного гнезда. Чипсеты разрабатывались совместно с VLSI и Fujitsu. Nx586 был суперскалярным процессором и мог исполнять по две инструкции за такт. Кеш L1 был раздельным (16 Кбайт под инструкции + 16 Кбайт под данные). Контроллер кеша L2 был интегрирован в процессор, сам же кеш находился на материнской плате. Так же, как и Pentium Pro, Nx586 внутри был RISC-процессором. Отсутствие поддержки инструкций CPUID в ранних модификациях этого процессора приводило к тому, что программно он определялся как быстрый 386 процессор. С этим же было связано то, что Windows 95 отказывался устанавливаться на компьютеры с такими процессорами. Для решения этой проблемы применялась специальная утилита (IDON.COM), представлявшая Nx586 для Windows как 586 class CPU. Nx586 выпускался на мощностях IBM.
Был также разработан сопроцессор Nx587 FPU, который монтировался на заводе поверх кристалла процессора. Такие «сборки» получили маркировку Nx586Pf. При обозначении производительности Nx586 использовался P-rating — c PR75 (70 МГц) до PR120 (111 МГц).
- Nx686
Следующее поколение процессоров NexGen, которое так и не было выпущено, однако послужило основой для AMD K6.
[править] Процессоры SiS
Семейство SoC SiS550 базируется на лицензированном ядре Rise mP6 и выпускается с частотами от 166 до 266 МГц. При этом самые скоростные решения потребляют всего 1,8 Вт. У ядра три целочисленных 8-ступенчатых конвеера. Кеш L1 раздельный, 8+8 Кбайт. Встроенный сопроцессор конвееризован. В состав SiS550 кроме стандартного набора портов входят 128-битное UMA видеоядро AGP 4x, 5.1-канальный звук, поддержка 2-х DIMM (до 1 Гбайт ОЗУ), поддержка софт-модема и UDMA100 IDE контроллер.
В SiS551 так же добавлен встроенный контроллер Smart Card и Memory Stick, а в SiS552 — декодер MPEG2, акселерация проигрывания DVD и VCD.
Также клон SiS551 выпускается Jan Yin Chan Electronics Co., LTD (DM&P) под торговой маркой Vortex86 (чип маркируется как M6127D) и Xcore Corporation Ltd. под торговой маркой Xcore86.
[править] Процессоры Transmeta
Строго говоря, Crusoe не является x86-процессором. Для исполнения x86-кода используется программная трансляция во внутренние 128-битные VLIW-инструкции. Это позволяет адаптировать процессор к любому набору команд и улучшает энергоэффективность, но производительность такого решения заведомо меньше, чем у процессоров с родной системой команд x86.
Транслятор команд называется Code Morphing Software.
Развитие идеи сочетания VLIW-процессора и Code Morphing Software. Основное отличие от предыдущего решения — VLIW-инструкции стали 256-битными.
[править] Процессоры UMC
- UMC Green CPU (U5)
U5 — семейство микропроцессоров класса 80486. Имели несколько вариантов маркировки, как то: U5SB-40, U5S-Super33 и т. п. Основной изюминкой был значительно оптимизированный микрокод и полностью статический дизайн, в результате чего эти процессоры имели выдающуюся по тем временам производительность (некоторые недобросовестные продавцы даже продавали их как процессоры с удвоением частоты — U5S-33 как SX2-66 и U5S-40 как SX2-80). Модели U5S не имел математического сопроцессора, а варианты с сопроцессором должны были называться U5D, но так и не были выпущены.
Intel добилась судебного запрета на продажу Green CPU в США, обосновав это тем, что UMC использовала в своих процессорах микрокод Intel, не имея лицензии. Существовали некоторые проблемы с ПО. Например, игра Doom отказывалась запускаться на этом процессоре без правки конфигурации, а Windows 95 время от времени зависала. Это было связано с тем, что программы находили в U5S отсутствующий сопроцессор и попытки обращения к нему заканчивались крахом.
[править] Процессоры, выпускавшиеся в СССР[5]
- КР1810ВМ86
Аналог 8086.
- КМ1810ВМ86
Однокристалка на базе 8086.
- КР1834ВМ86/КР1835ВМ86
Аналог 80C86.
- КМ1810ВМ88
Однокристалка на базе 8088.
- КР1847ВМ286
Аналог 80286. Выпускался заводом Ангстрем. Выход годных процессоров был около 1 %.[6]
[править] Процессоры МЦСТ
Компанией ЗАО «МЦСТ» выпущен первый процессор «Эльбрус» и вычислительный комплекс на его базе — «Эльбрус-3М1», позволяющий работать в режиме двоичной совместимости с разными процессорами, в том числе с семейством x86.
[править] Производители
Процессоры архитектуры x86 выпускались и выпускаются несколькими компаниями, в том числе:
[править] Примечания
- ↑ http://oemstrade.com/search/80C186XL2
- ↑ http://www.fdd5-25.net/amdcpu.php
- ↑ http://www.opennet.ru/docs/FAQ/hardware/chiplist-part1.html
- ↑ http://datasheets.chipdb.org/SiS%20550/presentation.pdf
- ↑ http://www.inp.nsk.su/~kozak/adv/advh0.htm
- ↑ http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=36:93:8#8
- ↑ http://www.istockanalyst.com/article/viewiStockNews/articleid/3251056
- ↑ http://www.xcore86.com/technology.html
[править] См. также
[править] Ссылки
- Документация
- Intel Architecture Software Developer’s Manual, Volume 1: Basic Architecture
- Intel Architecture Software Developer’s Manual, Volume 2: Instruction Set Reference Manual
- Intel Architecture Software Developer’s Manual, Volume 3: System Programming
- AMD64 Architecture Programmer’s Manual Volume 3: General-Purpose and System Instructions Rev 3.14
- AMD64 Architecture Programmer’s Manual Volume 4: 128-Bit Media Instructions Rev 3.10 (SSE)
- AMD64 Architecture Programmer’s Manual Volume 5: 64-Bit Media and x87 Floating-Point Instructions Rev 3.09 (FPU, MMX)
- и другие (от AMD)
