x86 – rodzinaarchitektur (modeli programowych)procesorów firmyIntel, typuCISC. Zapoczątkowana przez i wstecznie zgodna z16-bitowym procesorem8086, który z kolei wywodził się z8-bitowego układu8085. Nazwa architektury pochodzi od nazw pierwszych modeli z tego typu, których numery kończyły się liczbą 86. Obecnie architektury x86 dominują na rynkukomputerówPC iserwerów[1]. Najszybszesuperkomputery korzystają z architektur typuRISC[2].
Nazwax86 w odniesieniu do modelu programowego procesorów dotyczy pierwszych procesorów tego typu – od8086 do286, które były układami o architekturze16-bitowej. Obecnie systemy i oprogramowanie 32-bitowe, często przyjmują oznaczenie x86 (procesory 16-bitowe wyszły z użycia).
Drugie stadium rozwoju typu zapoczątkował w 1985 procesor80386, w którym dokonano rozszerzeniasłowa do32 bitów, unikając jednak konieczności natychmiastowej wymiany wszystkich komputerów poprzez zachowanie trybów zgodności z poprzednimi rozwiązaniami. Tak zmodyfikowaną architekturę (model programowy) x86 oznacza się zazwyczaj symbolemIA-32 (odIntel Architecture 32 bit) lubx86-32 (często skracając dox86).
Model ten z czasem został rozszerzony o nowe technologie, głównie wspierające zastosowaniamultimedialne, takie jakMMX czySSE. Procesory oparte na tym modelu do dziś stanowią większość procesorów używanych w komputerach na świecie.
Trzecim stadium rozwoju procesorów wywodzących się z architektury x86 są procesory64-bitowe. Architekturę (model programowy) takich procesorów, ze względu na wciąż zachowywanąwsteczną kompatybilność z pierwowzorami o architekturze x86, oznacza się symbolemx86-64. Rozwiązanie to zostało wprowadzone przez firmęAdvanced Micro Devices (AMD), a dopiero później zaadaptowane przez Intela jakoIntel 64 (wcześniej EM64T). Procesory o architekturzeIA-64 nie należą do rodziny x86.
Najważniejsze zmiany w kolejnych generacjach procesorów
układ 16-bitowy; pracował jedynie wtrybie rzeczywistym; współpracował z koprocesorem8087; miał 16-bitowąszynę danych (ośmiobitową w wersji „SX”, czyli8088); nie miałMMU; składał się z dwóch jednostek – współpracy z pamięcią, czyli kolejki oraz wykonawczej; zegar od 4,77MHz do około 20 MHz (obecnie spotyka się wersje do 300 MHz)
druga generacja układów; procesor wciąż 16-bitowy, o zwiększonej do 24-bitówszynie adresowej; istotnie usprawniona wydajność; nowe rozkazy, nowy tryb pracy –chroniony (wspierającywielozadaniowość); adresowanie 16 MBRAM i 1 GBpamięci wirtualnej; zegar do 25 MHz
trzecia generacja układów i równocześnie największa rewolucja w zakresie architektury x86, procesor 32-bitowy, o poszerzonychrejestrach wewnętrznych, szynie danych i adresowej (do 32 bitów); istotnie usprawniona wydajność; wiele nowych rozkazów; wbudowany MMU; zmieniony tryb chroniony; wprowadzonytryb wirtualny pozwalający obsłużyć do 4 GB pamięci RAM
dodano kilka nowych instrukcji; zwiększono wydajność jednostki stałoprzecinkowej oraz wbudowano i przeprojektowanokoprocesor (FPU); dodatkowo wbudowano kontroler ipamięć cache poziomu L1; w modelach X2 i X4 wprowadzono taktowanie wewnętrzne procesora szybsze niż szyn zewnętrznych
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
nowa generacja architektury, nieformalnie oznaczana jako i686; procesor ten był dedykowany pierwotnie doserwerów i wydajnych stacji roboczych, w procesorze tym wprowadzono usprawnienia typuPAE czy VME, z dużą zmianą wewnętrznej struktury układu, pod względemmikroarchitektury układ ma wiele cech procesoraRISC (choć zewnętrznie pozostaje zgodny z architekturąCISC); posiada 6potoków; architektura Pentium Pro jest podstawą procesorówPentium II iPentium 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 płatekkrzemu zamknięty wraz z procesorem w jednej obudowie; 36 bitów szyny adresowej; 64 bity szyny danych; istotnie zmieniony sposób pracy szyny danych
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
MMX – rozszerzenie architektury 80386 wykorzystujące rejestry koprocesora dla instrukcjiSIMD, 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 przezAMD rozszerzenie MMX, stosowane i rozwijane konsekwentnie w procesorach odK6 w górę
8086 i8088 (wersje do 20 MHz, pierwotnie 4,77 MHz wPC XT, obecnie do 300 MHz)
80186 i80188 (wersje do 25 MHz, wykorzystywane głównie w urządzeniachautomatyki ze względu na zintegrowane: kontrolerprzerwań, kontrolerDMA, liczniki (redukcja liczby układów na płycie głównej), rzadko stosowane w komputerach osobistych, kilka nowych instrukcji, generalnie brak większych różnic programowych w stosunku do 8086)
80386 (później nazwany 80386DX) i 80386SX (Intel 33 MHz, konkurenci do 40 MHz), obecnie także wersje przemysłowe 80386ZX (do 300 MHz jako kontrolery jednoukładowe)
i486 (później nazywany i486DX) i 486SX oraz układy i486DX2 i iDX4 (Intel i486DX – 50 MHz, i486DX2 – 33/66 MHz, iDX4 – 33/100, konkurenci do 160 MHz)
specjalizowane do zastosowań bez użycia chłodzenia aktywnego np. VIA QuadCore E-Series[6]
KX-7000 ze zintegrowanym GPU zapewniającym rozdzielczość do 4096 × 2304 pikseli przy 60 Hz (przezDisplayPort lubHDMI). Wszystkie chipy VIA Zhaoxin mają być wolne od Meltdown i Spectre[7].
Zhaoxin
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 wLinuxie od jądra w wersji 5.3[8].
Według Volkera Werticha, autora między innymi słynnej gryThe 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 doAmigi 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 zaledwie68000, jako procesora[9].