正在阅读:16位到64位 x86架构30年进化史16位到64位 x86架构30年进化史

2008-06-11 10:19 出处:PConline原创 作者:Pconline服务器频道 责任编辑:heyaorong

   x86指的是特定微处理器执行的一些计算机语言指令集,定义了芯片的基本使用规则,一如今天的x64、IA64等。

  30年前的1978年6月8日,Intel发布了新款16位微处理器“8086”,也同时开创了一个新时代:x86架构诞生了。8086处理器发布之初并没有获得太多关注,开始也没有被大范围采用,但它在PC业界的地位怎么形容都不为过,这就是因为它带来了x86。它不仅成就了Intel如日中天的地位,也成为了一种业界标准,即使是在当今强大的多核心处理器上也能看到x86的身影。

  这颗在当时拥有优秀性能和低廉价格的处理器,是一颗真正16位的微处理器。英特尔随后发布的80286也是一颗16位的x86结构处理器,他采用16位的x86指令系统。

  

8086

  辉煌30年

  1982年,许多年轻的读者尚在襁褓之中的时候,INTE已经推出了划时代的最新产品80286芯片,该芯片比8006和8088都有了飞跃的发展,虽然它仍旧是16位结构,但拥有更为先进的保护模式指令集。在CPU的内部含有13.4万个晶体管,时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线皆为16位,地址总线24位,可寻址16MB内存。从80286开始,CPU的工作方式也演变出两种来:实模式和保护模式。

  

80286处理器

  Intel 80286处理器

  1985年INTEL推出了80386芯片,它是80X86系列中的第一种32位微处理器,而且制造工艺也有了很大的进步,与80286相比,80386内部内含27.5万个晶体管,时钟频率为12.5MHz,后提高到20MHz,25MHz,33MHz。80386的内部和外部数据总线都是32位,地址总线也是32位,可寻址高达4GB内存。它除具有实模式和保护模式外,还增加了一种叫虚拟86的工作方式,可以通过同时模拟多个8086处理器来提供多任务能力。除了标准的80386芯片,也就是我们以前经常说的80386DX外,出于不同的市场和应用考虑,INTEL又陆续推出了一些其它类型的80386芯片:80386SX、80386SL、80386DL等。1988年推出的80386SX是市场定位在80286和80386DX之间的一种芯片,其与80386DX的不同在于外部数据总线和地址总线皆与80286相同,分别是16位和24位(即寻址能力为16MB)。1990年推出的80386 SL和80386 DL都是低功耗、节能型芯片,主要用于便携机和节能型台式机。80386 SL与80386 DL的不同在于前者是基于80386SX的,后者是基于80386DX的,但两者皆增加了一种新的工作方式:系统管理方式(SMM)。当进入系统管理方式后,CPU就自动降低运行速度、控制显示屏和硬盘等其它部件暂停工作,甚至停止运行,进入“休眠”状态,以达到节能目的。

  

Intel 80386处理器

  Intel 80386处理器

  1989年,我们大家耳熟能详的80486芯片由INTEL推出,这种芯片的伟大之处就在于它实破了100万个晶体管的界限,集成了120万个晶体管。80486的时钟频率从25MHz逐步提高到33MHz、50MHz。80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内,并且在80X86系列中首次采用了RISC(精简指令集)技术,可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线方式,大大提高了与内存的数据交换速度。由于这些改进,80486的性能比带有80387数学协处理器的80386DX提高了4倍。80486和80386一样,也陆续出现了几种类型。上面介绍的最初类型是80486DX。1990年推出了80486SX,它是486类型中的一种低价格机型,其与80486DX的区别在于它没有数学协处理器。80486 DX2由系用了时钟倍频技术,也就是说芯片内部的运行速度是外部总线运行速度的两倍,即芯片内部以2倍于系统时钟的速度运行,但仍以原有时钟速度与外界通讯。80486 DX2的内部时钟频率主要有40MHz、50MHz、66MHz等。80486 DX4也是采用了时钟倍频技术的芯片,它允许其内部单元以2倍或3倍于外部总线的速度运行。为了支持这种提高了的内部工作频率,它的片内高速缓存扩大到16KB。80486 DX4的时钟频率为100MHz,其运行速度比66MHz的80486 DX2快40%。80486也有SL增强类型,其具有系统管理方式,用于便携机或节能型台式机。

  

Intel 80486处理器

 
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