漫谈X86协处理器

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arm x86 计算差异

arm x86 计算差异

arm x86 计算差异ARM和x86是两种不同的计算机架构,它们在处理器设计和指令集上存在一些差异。

本文将对ARM和x86的差异进行详细介绍。

ARM和x86都是广泛应用于个人电脑、服务器和移动设备等领域的计算机架构。

ARM架构主要用于低功耗设备,如智能手机和平板电脑,而x86架构则主要用于高性能计算机和服务器。

一、指令集差异ARM和x86的指令集存在一些差异。

ARM使用的是精简指令集(RISC)指令集,指令长度固定为32位。

而x86使用的是复杂指令集(CISC)指令集,指令长度可变,有16位和32位两种指令。

由于指令集的不同,ARM和x86在执行相同的任务时可能会有一些差异。

ARM的指令集设计更加简单,执行速度较快,适合用于低功耗设备。

而x86的指令集设计更加复杂,执行速度相对较慢,但可以处理更复杂的任务。

二、寄存器差异ARM和x86在寄存器的数量和用途上也存在一些差异。

ARM架构通常具有较少的通用寄存器,一般为16个。

而x86架构通常具有更多的通用寄存器,一般为8个。

ARM和x86在浮点寄存器和向量寄存器的设计上也存在一些差异。

ARM架构通常具有较多的浮点寄存器和向量寄存器,可以更高效地进行浮点运算和向量计算。

而x86架构通常使用协处理器来处理浮点运算。

三、内存管理差异ARM和x86在内存管理方面也存在一些差异。

ARM架构使用了一种称为页表的数据结构来管理内存,以实现虚拟内存和内存保护。

而x86架构使用了一种称为分段机制的方式来管理内存。

在虚拟内存方面,ARM和x86的实现方式略有不同。

ARM使用了一种称为TLB(Translation Lookaside Buffer)的高速缓存来加速地址转换,而x86使用了一种称为页表缓冲器(Translation Lookaside Buffer)的高速缓存。

四、操作系统支持差异由于ARM和x86在指令集和寄存器等方面存在一些差异,因此它们对操作系统的支持也有所不同。

ASIC、NP、X86、RISC、DSP 、ARM、单片机几种常见技术介绍

ASIC、NP、X86、RISC、DSP 、ARM、单片机几种常见技术介绍
RISC主要特点:
RISC微处理器不仅精简了指令系统,采用超标量和超流水线结构;它们的指令数目只有几十条,却大大增强了并行处理能力。如:1987年Sun
Microsystem公司推出的SPARC芯片就是一种超标量结构的RISC处理器。而SGI公司推出的MIPS处理器则采用超流水线结构,这些RISC处理器在构建并行精简指令系统多处理机中起着核心的作用。
(2)程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据;
(3)片内具有快速RAM,通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问;
(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持;
(5)快速的中断处理和硬件I/O支持;
● 分级存储器组织: NP存储器一般包含多种不同性能的存储结构,对数据进行分类存储以适应不同的应用目的。
● 高速I/O接口:
NP具有丰富的高速I/O接口,包括物理链路接口、交换接口、存储器接口、PCI总线接口等。通过内部高速总线连接在一起,提供很强的硬件并行处理能力。
现代ASIC常包含整个32-bit处理器,类似ROM、RAM、EEPROM、Flash的存储单元和其他模块.
这样的ASIC常被称为SoC(片上系统)。
FPGA是ASIC的近亲,一般通过原理图、VHDL对数字系统建模,运用EDA软件仿真、综合,生成基于一些标准库的网络表,配置到芯片即可使用。它与ASIC的区别是用户不需要介入芯片的布局布线和工艺问题,而且可以随时改变其逻辑功能,使用灵活。
针对滤波、相关、矩阵运算等需要大量乘和累加运算的特点,DSP的算术单元的乘法器和加法器,可以在一个时钟周期内完成相乘、累加两个运算。近年出现的某些DSP如ADSP2106X、DSP96000系列DSP可以同时进行乘、加、减运算,大大加快了FFT的蝶形运算速度。

历史上的X86CPU(一)

历史上的X86CPU(一)

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病。第 一个就是分段寻址技术, 你不能简捷地访 问内存 中 的 某 一 位 置 , 而 必须 通 过 段 地 址 与移 偏 的 方 式 进 行 寻址 。 第二就 是,虽然可寻址 1 MB的物理 内存,但 听信 了当时
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6 4位处 理 器 。
X86 CPU

x86架构指令集

x86架构指令集

x86架构指令集
x86架构指令集是一种计算机处理器的指令系统,最初由英特尔公司开发,现在已成为广泛使用的指令集架构之一。

x86架构指令集包括大量的指令,用于执行各种计算和数据处理任务。

这些指令可以在绝大多数PC和服务器处理器上运行,包括Intel、AMD、VIA等品牌的处理器。

x86架构指令集的指令分为多种类型,包括算术指令、逻辑指令、数据传输指令等。

这些指令可以进行加减乘除、位运算、移位操作、存储数据等操作。

除了基本指令外,x86还提供了一些特殊的指令,如浮点指令和协处理器指令,用于执行浮点数计算和高级运算。

随着计算机技术的不断发展,x86架构指令集也不断更新和升级。

近年来,Intel推出了一系列新一代的x86处理器架构,如Sandy Bridge、Ivy Bridge、Haswell等,这些处理器采用了更加先进的微架构设计和指令集扩展,提高了性能和能效。

总的来说,x86架构指令集是计算机领域中极为重要的指令集之一,它的广泛应用使得大多数人的计算机使用体验得以显著提升。

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X86机的原理构造及技术详解

X86机的原理构造及技术详解

X86机的原理构造及技术详解X86架构是计算机体系结构的一种,广泛应用于个人电脑和服务器领域。

它包含了一系列的指令集和硬件设计,为计算机的运行提供了基本框架。

下面将详细解析X86机的原理构造及技术。

1.指令集:X86的指令集是其最重要的特征之一、它包括基本的算术运算、逻辑运算、数据传输等指令,并提供了各种操作数的寻址方式。

X86提供了多种寻址方式,例如寄存器寻址、立即数寻址、直接寻址、间接寻址等。

这些指令和寻址方式的组合可以满足各种计算需求。

2.处理器架构:X86处理器架构通常由运算单元、控制单元、寄存器、数据通路、总线等组成。

运算单元负责执行指令中的算术和逻辑运算,控制单元负责指令的解码和控制流程的管理,寄存器用于存储数据和地址,数据通路用于连接各个功能模块,总线用于传输数据和控制信号。

3.寄存器:X86处理器拥有多个寄存器,包括通用寄存器、控制寄存器、段寄存器等。

通用寄存器用于存储一般性数据,控制寄存器用于存储控制信息,段寄存器用于存储段选择子,以实现分段机制。

通用寄存器的个数和位数因处理器型号不同而有所差异。

4.数据通路:X86处理器的数据通路通常包括运算器、存储器和数据寄存器。

运算器用于执行算术和逻辑运算,存储器用于存储指令和数据,数据寄存器用于暂存数据。

数据通路可以根据指令中的操作数和寻址方式进行数据的读取和写入。

5.缓存:X86处理器通常会配置多级缓存,以提高数据访问速度。

缓存分为指令缓存和数据缓存,它们分别用于存储指令和数据,减少访问主存的时间。

缓存的大小和结构会因处理器型号而有所不同,更高级别的缓存一般会更大,但也更贵和更慢。

6.执行流程:X86处理器的执行流程通常包括取指令、解码、执行、访存和写回等阶段。

取指令阶段从存储器中获取指令,解码阶段将指令转换为可执行的微操作序列,执行阶段根据微操作序列执行计算和数据操作,访存阶段读取或写入数据,写回阶段将结果写回到相应的寄存器或存储器。

一个好汉三个帮——协处理器技术剖析

一个好汉三个帮——协处理器技术剖析

一个好汉三个帮——协处理器技术剖析毫无疑问,多核是今后CPU发展的主旋律。

不过,随着技术的成熟,多核处理器的架构也将发生一个显著的变化,那就是从通用的对等设计转移到“主核心+协处理器”的新型架构,即处理器中只有一个或数个通用核心承担任务指派功能,而浮点运算、HDTV视频解码、Java语言执行等功能都由专门的DSP硬件核心来完成,以实现处理器执行效率和性能的最大化。

继往开来——协处理器的发展历程所谓协处理器,就是一颗能与CPU协同工作,帮助CPU完成特定任务的专用处理芯片。

由于协处理器往往是针对某些特定应用(如浮点运算)而设计,所以设计时不必考虑太多的通用性,协处理器往往拥有很高的性能,完成特定任务时可以把现有CPU远远抛在后面。

举个例子,ClearSpeed公司就发布了一款基于协处理器的PCI Express板卡,该卡的浮点性能高达50Gflops(Giga FLoating point Operations per Second,每秒十亿次浮点运算),比当前桌面PC强10倍。

要知道,就算Intel面向高端服务器的4路Montecito(双内核)系统也仅获得45GFlops的浮点性能!协处理器的威力可见一斑!ClearSpeed的协处理器板卡外观事实上,协处理器很早就在PC市场大展身手了。

8087就是Intel设计的第一个数学辅助处理器,它与Intel的8088和8086微处理器成对工作,可以加速应用程序的浮点运算速度,针对不同的特定应用,速度提升从20%到500%不等。

真正让电脑用户对协处理器印象深刻的当数80387芯片了,当时它被很多386主机搭载,主频与CPU速度匹配。

当CPU发展到486时代,协处理器就从人们的视线中消失了。

事实上,这种情况的出现主要得益于半导体制造工艺的进步。

以往由于技术的限制,一个芯片内不能同时封装ALU(Arithmetic Logic Unit,算术逻辑单元)和FPU(Float Point Unit,浮点运算单元)两个单元,而80486使用了1微米制造工艺,首次实破了芯片内100万个晶体管的限制,FPU从此就在CPU内部“安家”了。

它能做什么五核心异构x86 SoC英特尔Lakefield技术解析

它能做什么五核心异构x86 SoC英特尔Lakefield技术解析

它能做什么五核心异构x86 SoC英特尔Lakefield技术解析英特尔Lakefield是一种创新的SoC(系统芯片),它拥有五核心异构的设计,集成了x86架构处理器以及协处理器,能够为用户提供强大的计算性能和出色的功耗控制。

本文将对Lakefield技术进行深度解析,从其五核心异构设计、性能表现、能耗控制、应用场景以及未来发展前景等方面进行分析,帮助读者更加全面地了解这一新型芯片。

一、五核心异构设计Lakefield芯片拥有一个Sunny Cove核心和四个Tremont核心。

Sunny Cove核心采用了英特尔最新的10纳米制程工艺,拥有强大的计算能力和高效的性能表现。

而Tremont核心是一种低功耗、高效能的核心,可以为系统提供良好的功耗控制和节能表现。

通过这种异构设计,Lakefield在保证了高性能的也能够实现出色的功耗控制,为移动设备带来了更长的续航时间和更好的用户体验。

除了处理器核心,Lakefield还集成了英特尔的图形处理器以及专门用于加速人工智能计算的协处理器。

这种多核心异构设计使得Lakefield能够更好地适应不同的应用场景,同时也为其提供了更多的扩展性和灵活性。

二、性能表现在性能方面,Lakefield拥有出色的计算能力和多任务处理能力。

Sunny Cove核心能够提供强大的单线程性能,适用于高性能计算任务和对处理器性能要求较高的应用。

而Tremont核心则可以提供稳定的多任务处理能力,适用于日常办公、网页浏览等轻办公场景。

Lakefield还配备了英特尔的集成图形处理器,能够提供流畅的图形表现和良好的游戏体验。

而协处理器则可以加速人工智能计算,为用户提供更快速、更智能的应用体验。

Lakefield在性能表现上有着出色的表现,能够满足不同用户的多样化需求,同时也为移动设备带来了更多的创新可能性。

三、能耗控制Lakefield还具备智能功耗管理功能,能够根据不同的使用场景自动调整功耗模式,实现更加精准的功耗控制。

正确识别各种80X86微处理器

正确识别各种80X86微处理器
除上述三家公司外,Cyrix公司也生产了与80X86完全兼容的芯片,并且具有时钟频率高、节能、价格低的特点,其最大优点是可直接替换INTEL的CPU,这是因为其管脚与INTEL的相应产品完全兼容。
初入计算机领域的人,一般都知道386、486之分的不同。
(张强)
80486DX是标准的80486。80486SX与80486DX的主要区别是486SX没有数学协处理器。其性能接近486而价格接近386。486SL是低功耗节能型的486DX芯片,其集成度较486DX更高,适用于便携机。
INTEL对80486芯片采用了提高主频_即倍频技术,以提高CPU的工作效率。倍频是指CPU工作时,内部以系统时钟两倍的速度运行。而外部仍以原来的时钟速度工作。
80386SL芯片主要用于便携机以及节能型台式机。
80386DL是一种标准的32位总线的微处理器,与SL相似也是节能型的CPU。应用场合也与SL相同。
80486CPU内集成了120万个晶体管,其时钟频率主要有33、50、66以及80MHz,现在又有100甚至高达150MHz的486CPU。从结构上说,486=386+387+8KBCache,即把386CPU与数学协处理器387以及8KB的超高速缓冲存储器集成在一个芯片上。80486仍然属于32位微处理器。
具有倍频的CPU分别标有SX2、DX2。而80486DX4的内部时钟频率为外部时钟的3倍,因此称为三倍频。目前该芯片的时钟频率为100MHz,其运行速度比486DX266快40%。
除了INTEL公司外,AMD公司生产的芯片有AM386DXL_40与INTEL的80386DX属于同一档次,但性能优于INTEL的386DX。AM386SXL_40则是节能型芯片,与80386SX属同一档次。AM486DXL2_80也使用了倍频技术,其工作频率比INTEL的80486DX2高得多。

x86 架构是过时的,还是依旧领先?

x86 架构是过时的,还是依旧领先?

x86 架构是过时的,还是依旧领先?【破布的回答(109票)】:1. x86阵营的处理器在技术上完全没有落后。

你要问的问题应该是x86是否仍然能够保持领先。

2. 处理器微结构乃至更底层的实现,跟是否x86、是否MIPS,是否ARM,基本没有关系。

我所知道的微结构技术,除了跟内存模型,谓词化、调用约定等地方有关的可能不能泛用以外,基本上都已经是跨微结构通用,比如著名的gshare分支预测器,可以同时用在x86、ARM以及任何一种面向CPU的指令集上,没有什么障碍。

我至今没有看到什么x86独占或者是ARM独占的处理器设计技术,并且将来也很可能不会有。

3. CISC和RISC之争早就结束了。

(自荐拙作一篇RISC诞生与发展的缩影)现在的处理器速度是快是慢跟指令集架构基本没有关系,HPCA 2013上登了WISC-Madison的一篇文章,有人分析对比了Cortex-A8/A9和Intel i7/Atom,得出了指令集架构的影响力早已被处理器微结构乃至更底层的设计实现给抹平了的结论。

结果这个结论还引发一些学者不满,不满的原因不是这个结论错误,而是这个结论早已经是大家公认的共识,居然也发了一篇HPCA论文!4. 微结构仍然拼。

但是说实话没有多少好改的了。

微结构这个领域已经发展了差不多半个世纪,第一个乱序执行CPU 是上世纪六十年代出来的,到现在,潜力已经被挖的差不多了,很难再有大的突破,大家都只能一点一点儿地做incremental change,好一点儿是一点儿。

更底层的情况我不太清楚。

【知乎用户的回答(2票)】:诚如破布所说,现在指令集对于芯片性能的影响已经微乎其微了。

事实上从技术上看,x86/arm并无绝对的优劣之分。

要说落后先进,最多只能说某个指令集下的生态系统的影响力是减弱还是增强了。

其实现在几种指令集的竞争也是主要集中在生态系统的竞争上,而生态系统的优劣又和厂商的规模、经营策略等息息相关。

比如arm的成功就主要依赖于苹果和谷歌两大厂商的推动,一如当年x86的成功与intel和微软的联合密不可分一样。

x86体系结构的基本特点

x86体系结构的基本特点

x86体系结构的基本特点x86体系结构是一种常见的计算机处理器架构,也是目前个人电脑和服务器中最为广泛使用的体系结构之一。

x86体系结构最初由英特尔公司开发,后来由AMD等公司进行扩展和改进。

本文将从基本特点和中心扩展两个方面来解释x86体系结构。

一、x86体系结构的基本特点1. CISC指令集:x86体系结构采用复杂指令集计算机(CISC)的指令集。

CISC指令集包含了大量的指令,每条指令可以执行多个操作,包括内存访问、算术运算、逻辑运算等。

这种指令集的设计可以提高编程的灵活性和效率,但也增加了处理器的复杂性和设计难度。

2. 变长指令格式:x86体系结构的指令格式是变长的,指令长度可以是1个字节到15个字节不等。

这种变长指令格式可以减少指令的存储空间,提高指令的编码效率。

3. 分段式内存管理:x86体系结构采用了分段式内存管理机制。

内存地址由段基址和段内偏移地址组成,通过段选择子和段描述符来访问内存。

这种分段式内存管理可以提供更大的内存空间,但也增加了内存管理的复杂性和访问延迟。

4. 物理地址扩展:x86体系结构最初采用的16位地址总线只能寻址64KB的内存空间,后来通过物理地址扩展技术扩展到32位和64位,可以寻址4GB和16EB的内存空间。

物理地址扩展可以满足不同应用场景下的内存需求,提高系统的可扩展性和性能。

5. 指令流水线:x86体系结构中的处理器通常采用多级流水线结构,将指令的执行分为多个阶段,每个阶段独立执行。

这种指令流水线可以提高指令的执行效率,但也会增加流水线的延迟和冲突。

二、x86体系结构的中心扩展描述1. 64位架构:x86体系结构在2003年推出了64位扩展,即x86-64或x64。

64位架构可以寻址更大的内存空间,提供更高的计算能力,适用于大规模数据处理和科学计算等应用场景。

2. SIMD指令集:x86体系结构支持多媒体指令集(SIMD),如SSE (Streaming SIMD Extensions)和AVX(Advanced Vector Extensions)。

英特尔--x86架构微处理器光辉编年史

英特尔--x86架构微处理器光辉编年史

英特尔--x86架构微处理器光辉编年史 2003-08-01 17:34相关链接“AMD CPU 编年史(多图)”“CPU来这里集合(图)”CPU,Central processing unit.是现代计算机的核心部件,又称为“微处理器(Microprocessor)”。

对于PC而言,CPU的规格与频率常常被用来作为衡量一台电脑性能强弱重要指标。

今年是intel x86架构25周年,而x86架构的CPU对我们大多数人的工作、生活影响颇为深远,太平洋科技新闻组将详细介绍x86 CPU的发展史,希望能让各位读者在了解CPU的历史进程的同时,能更好的理解信息科学发展的内在规律,从而更好的买好电脑、用好电脑。

在开始intel x86神奇时光之旅前面,我们需要弄清楚历史上几件很重要的事件,计算机的始祖到底是谁?是ENIAC吗?第一部电子计算机ENIAC教科书里面的答案是ENIAC。

这个答案不算正确,但也没完全错。

ENIAC是美国宾州大学研制的第一台电子计算机,也是世界上第一台电子计算机。

准确一点说:ENIAC是世界上第一台通用型计算机。

ENIAC是Electronic Numerical Integrator And Computer的缩写,它于1946年2月15日诞生;当时的资助者是美国军方,目的是计算弹道的各种非常复杂的非线性方程组。

众所周知,这些方程组是没有办法求出准确解的,因此只能用数值方法近似地进行计算,因此研究一种快捷准确计算的办法很有必要。

四十年代的编程是这样的美国军方花费了48万美元经费在ENIAC项目上,这在当时可是一笔巨款,要不是为了二次世界大战,谁能舍得出这么大的钱?事实上ENIAC也是美国陆军军械部和宾州大学莫尔学院联合发布的,而非书本上所提的只有宾州大学。

从技术上而言,ENIAC是没有太明晰的CPU概念的。

因为它采用电子管作为基本电子元件。

用了足足18800个电子管,而每个电子管大约有一个普通家用25瓦灯泡那么大。

InterX86系列处理器与ARM处理器对比

InterX86系列处理器与ARM处理器对比

InterX86系列处理器与ARM处理器对比摘要:自从1971年Intel诞生了第一个微处理器——4004开始,微处理器得到了飞速的发展,在这短短的四十年的时间里有很多家公司生产过无数种型号的微处理器,但是最终只有Iruer公司和ARM公司生存下来并发展成为世界最主要的两家微处理器生产厂商。

其主要原因在于其产品的优秀性能以及适应时代发展的能力。

本次研讨主要对比两家主要微处理器的性能进行对比。

一、主要型号的对比。

英特尔公司cpu主要型号:8086、8088、80286、80386、80486、Pentimuk 2、3、4 等。

ARM公司cpu主要型号:AMD8080. AMD8088-2-BQA、、AMDK5PR133ABQ. K6、K7、K8 等。

二、cup主频对比:英特尔X86系列主频:ARM公司cpu主频:通过以上对比,可发现英特尔X86系列微处理器相比于ARM公司生产的cpu在主频性能方面存在一定优势,但优势不是非常明显。

三、cpu能耗的对比通过网上查询和资料的搜索可知单位能耗的计算公式为:P dyn = (C L X P trans X V dd 2 X f clock ) + (t sc X V dd X I peak X f clock )其中其中CL指电路总负载电容,P trans指工作电路所占的比例, Vdd指工作电压,f clock指工作频率。

而tsc指PM0S和NM0S 同时打开的时间,在多数情况之下tsc的值较小,因此上述公式的后半段几乎可以忽略不计,因此P dyn 心(C L X P trans X V dd 2 X f clock) o那么经过数据的计算以及查询,我学习到从CL和P trans两个指标上分析,不难发现ARM在C L层面上做得更好,更简练的设计决定了ARM处理器的低功耗。

而在P trans层面上分析,x86更胜一筹,x86处理器在ACPI规范中定义了一系列处理器状态,远比ARM处理器定义的状态复杂。

x86体系结构解析

x86体系结构解析


分类:
1. 2. 3. 4. 5.

RAM——随机存储器。
特点:
1. 2. 3. 可以被读写存储器。 速度快。 断电不保存数据。 SRAM(Static RAM,静态随机存储器):没有刷新周期,由触发器 构成基本单元。速度快,用于高速缓冲存储器。 DRAM(Dynamic RAM,动态随机存储器):由一个晶体管和一 个电容器件构成。需要有规律的定时的进行刷新来稳定数据,主要 用于主存储。 SDRAM(Synchronous DRAM)同步DRAM:将RAM于CPU以同 样时钟频率进行控制,使RAM和CPU的外频同步,减少等待的时 间。 DDRAM(Double Data Rate SDRAM,双倍速率随机存储器): 双倍预取技术,差分输入技术,低电压技术。

种类:
1. 2.
3.
4.
BIOS(Basic Input/Output System)基本 输入输出系统
1. 开机自检:检查CPU和各个控制器的状态。 2. 初始化:针对内存,主板芯片组,显卡及 其周边装置初始化。 3. 记录系统设定值:提供各元件的基本设置, 如显示器,键盘, 处理器, 内存等。 4. 提供常驻程序库:提供操作系统或是应用 程序回调的中断常驻程序。 5. 加载操作系统:从存储装置中加载操作系 统到内存中。
带宽:32bit 兼容:8bit isa,16bit isa, 32bitEISA 针脚:98+ 100 工作电压:+5V, -5V,+12,-12V 时钟频率:8.33MHz
PCI(Peripheral Component Interconnect) 外部设备互连总线
Intel 推出的局部总线。 地址和数据数据线分时复用。 采用同步传送方式式和集中式总线总裁策 略。 有自动配置能力,(支持PNP) 中断共享。

CPU简史

CPU简史

CPU简史cpu简史:34款经典cpu诠释如何练就x86如果您是corei7用户的话,您那快如闪电的爱妻体内的dna其实可以向前追溯30年;当然了,如果您是phenomiix4玩家的话,情况也一样。

没错,我们所说的dna其实就是x86微处理器架构。

长久以来,这种x86架构一直主导着台式以及移动处理器,很久就开始了,甚至可能在你我他还没有出生之前就这样了。

而且可以肯定的是,在未来很长一段时间内,x86微处理器架构将长盛不衰。

自从1978年intel首次正式宣布导入x86架构至今,不断完善、不断改进、不断优化的进程就从来没暂停过。

时至今日,充斥着每一款崭新x86处理器的问世,x86处理器不仅显得越来越快,而且随着越来越多的指令集的重新加入,x86处理器也显得越来越有效率自如。

可以说道,过去30年,就是x86快速行进的30年。

那么今天,不管您是不是和x86处理器一起跑过来的,亦或是不久前才存有了自己的x86处理器,我们都真挚的应邀您重新加入我们,通过难以忘怀经典x86处理器,回去记录x86的光辉历史。

intel8086故事从intel8086处理器谈起至,8086就是intel的首款16-bit微处理器。

每当提及8086,intel的总是自豪之情溢于言表。

我们不敢回去追捧intel,但是谁也无法驳斥30年前,就是intel增添了x86处理器――1978年,intel面世了首款x86处理器――8086――主频为4.77mhz。

之后,intel又面世了新版8086,主频达至了10mhz。

8086处理器内建29,000晶体管,是1976年诞生的8085处理器的四倍之多,而且是intel首款16-bit微处理器,正式开启了16-bit新纪元(促销产品主营产品)(编者按,8086并非首款16-bit芯片),可向后兼容8008,8080以及8085微处理器,内存寻址能力为1mb。

公布日期:1978年主频:4.77mhz-10mhz你晓得吗?苏联曾今通过不正当戒牒行为剽窃了8086处理器技术,并将其“改造”成了针脚与之相互兼容的微处理器――k1810bm86。

31年的伟大历程!探寻X86处理器发展史

31年的伟大历程!探寻X86处理器发展史

不管你是否愿意相信,Intel性能强劲的Core i7处理器的内部“基因”三十多年来基本没有发生什么变化。

如果你选择的是AMD最强大的Phenom II X4处理器的话,情况也是一样。

那么这个“基因”到底是什么呢?其实大家都知道,那就是我们经常提到的x86处理器架构,它统治了当前几乎所有的桌面电脑以及笔记本电脑市场,从其出生的那一天开始一直到现在,甚至是遥远的未来,x86的地位都会保持不变。

由Intel于1978年推出的x86架构至今已有31个年头了,基于该架构的处理器除了在速度上越来越快以来,也在通过每次新款处理器的推出,不断扩展新的指令集。

也许你现在的年龄甚至还要小于x86架构,因此对于其发展历史还不是很了解。

在今天的这篇文章里,我们将会和大家一起对x86的发展历史进行一次总结,你将会看到一系列经典的X86处理器。

当然,如果你没有看到曾经最为心仪的处理器也不要难过,请一定要留言告诉我们。

Intel 8086虽然我们不能说Intel创造了处理器,但是确实是Intel推出了x86处理器。

即使在三十多年后的今天,x86与其出生的时候相比基本架构还是保持不变的。

在1978年,Intel创造出了8086,这款处理器的频率只有4.77MHz,不过后来推出的产品将频率提升至了10MHz。

8086只拥有29,000个晶体管,不过这个数量与1976年推出的8085相比仍然多出了近4倍,8085是Intel公司推出的首款16-bit处理器产品。

8086能够向下兼容为之前推出的8008, 8080和8085处理器所编写的软件,并且拥有1M的内存寻址功能。

推出日期: 1978核心频率: 4.77MHz - 10MHz你知道吗?你知道前苏联曾经通过工业间谍复制生产了8086处理器,在其基础上推出了不同针脚定义的K1810BM86处理器吗?Intel 2868086和之后推出的8088处理器在70年代未和80年代初可以说是光彩照人,不过之后Intel在1982年推出了让全世界激动不已的80286,也就是我们俗称的286,这款基于1.5微米工艺的处理器拥有将近134,000个晶体管,以及16MB内存寻址能力。

chapter2 Intel 80x86 系列微处理器简介

chapter2 Intel 80x86 系列微处理器简介
Intel Pentium Pro处理器是基于P6微结构的第一个处理器。P6处理器 系统随后 的成员是Intel Pentium II、Intel Pentium II Xeon(至强)、 Intel Celeron(赛扬)、Intel Pentium III 和Intel Pentium III Xeon( 至强)处理器。
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第2章 IA-32结构微处理器
奔腾 II和奔腾 III
Intel Pentium II 处理器把 MMX 技术加至 P6 系列处理器,并具 有新的包装和若干硬件增强。第一级数据和指令 caches 每个扩展至 16 K 字节,支持二级 cache 的尺寸为 256 K 字节、512 K 字节和1 M 字节。
第2章 IA-32结构微处理器
Intel 80x86 系列微处理器简介 认识典型的CPU微处理器 ●了解80x86 系列微处理器。 ●了解典型的CPU芯片。 ●熟悉Intel系列微处理器。
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第2章 IA-32结构微处理器
典型的CPU微处理器外观图 从1971年Intel公司推出的4位微处理器Intel4004以来,经 过30多年的发展,CPU已经从4位发展到目前正在使用的 64位。发展过程中一些典型的CPU芯片如图所示。
1985年10月Intel公司推出了32位微处理器Intel 80386。 1989年4月Intel公司推出了32位微处理器Intel 80486。 1993年3月Intel公司推出了32位微处理器Intel Pentium(也称 80586 )。 1995年11月推出32位微处理器Intel Pentium Pro(也称为80686)。 1997年1月Intel公司推出了32位微处理器Intel Pentium with MMX。 1997年5月Intel公司推出了32位微处理器Intel Pentium Ⅱ。

CPU处理器架构之争系列(一):英特尔经典x86架构

CPU处理器架构之争系列(一):英特尔经典x86架构

CPU处理器架构之争系列(一):英特尔经典x86架构展开全文在集成电路的发展历程中,有一家公司必须被提及,那就是英特尔。

不论是其创始人诺伊斯发明了可工业化生产硅芯片的平面工艺技术,还是后来在微处理器领域引领全球数十年,英特尔在集成电路领域的成就都是令人敬重的。

Intelx86架构起源1971年英特尔发明了微处理4004,由此开启了微处理器快速发展的浪潮。

1978年,英特尔推出了首款基于x86架构的16位处理器8086 CPU。

当时英特尔与IBM合作,推出基于8086处理器的PC,在市场上获得巨大成功,这也使x86迅速发展成为PC标准平台。

早年采用x86架构的企业其实也有数家,但最后就剩AMD能够与英特尔竞争,这其中关键竞争要素不仅在芯片设计技术上,还在于领先的工艺技术。

x86架构采用CISC架构,需要向前兼容x86架构采用可变指令长度的复杂指令集(Complex Instruciton Set Computer,CISC)架构。

与精简指令集(Reduced Instruciton Set Computer,RISC)相比,CISC执行效率更低。

另外x86架构有一个重要特点就是向前兼容。

每次架构的升级一定程度上帮助英特尔建立了更高的生态壁垒,但同时这也是困扰x86架构速度提升的一个历史包袱。

为了顾全兼容性和高性能,Intel推出的x86的新架构,把x86指令转换成类似RISC的微指令,然后再执行,以此获得和RISC相当的性能,同时仍然能够前向兼容。

英特尔于1985年推出了基于32位的80386 CPU,扩展了x86架构的位数,提升了CPU的性能。

而后在32位处理器向64位处理器转移的过程中,英特尔也想尝试放弃前向兼容,采用新架构,和RISC 的ARM硬拼。

但是失败了,因为已有的软件生态不支持这样的新架构。

与此同时,老对手AMD在继承32位x86架构基础上,率先推出了64位的x86架构处理器。

并于微软操作系统形成良好互动,英特尔只能放弃原来自己的新架构,采用AMD的64位架构进行扩展。

第02章 Intel 80x86 系列微处理器(3)

第02章 Intel 80x86 系列微处理器(3)

总线控制器8288S2对来自同济大学电信学院●CLK 时钟信号(输入)同CPU时钟信号。

●IOB 总线方式控制信号(输入)8288有两种工作方式,I/O 总线方式和系统总线方式。

◆IOB=1;I/O 总线方式,只产生/IORC 、/IOWC 、/INTA ,不产生访问存储器信号。

◆IOB=0;系统总线方式,产生所有信号。

总线控制器8288总线控制器8288●/AEN总线允许控制信号(输入)◆当8288工作在系统总线方式下时,/AEN=0;8288产生控制信号。

/AEN=1;8288呈高阻,8288放弃总线控制权,其他设备占有总线(如DMA)。

◆当8288工作在I/O总线方式下时,输出的控制信号与/AEN无关。

●CEN命令允许信号(输入)此功能用于系统中有2块8288的情况下,用该引脚控制在同一刻时刻只能一块8288工作。

CEN=0;8288所有控制引脚都强制无效。

CEN=1;8288正常工作。

同济大学电信学院总线控制器8288●MCE//PDEN系统主控级联/外围设备允许信号◆8288工作在系统总线方式时,作MCE用,它在中断响应周期T1状态时有效,控制主8259向从8259输出级联地址。

◆8288工作在I/O总线方式时,作外设数据允许信号/PDEN用,控制外设通过I/O总线传送数据。

●/IORC、/IOWC、/AIOWC、/MRDC、/MWTC、/AMWC、/INTA、ALE、DT//R、DEN这些信号的含义同前面讲过的相同同济大学电信学院8288同CPU连接协处理器8087●主要特点◆可以实现乘、除、加、减、平方根、部分正切、部分余切、对数等运算◆多种数据类型◆68条指令,分成六类数据传送指令算术运算指令指数、对数、三角函数指令常数指令比较指令处理器控制指令同济大学电信学院同济大学电信学院●主要特点◆具有可寻址的8个80位专用数据寄存器,构成闭环堆栈,用来动态存取8087内部数据。

◆具有6种内部异常功能处理。

第4章+Intel80X86系列微处器

第4章+Intel80X86系列微处器

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8086外特性——引脚信号及其功能
8086CPU采用40个引脚的双列直插式封装形式; • 采用了分时复用的地址/数据和地址/状态引脚; • 根据不同的工作模式定义不同的引脚功能。
GND AD14 AD13 AD12 AD11 AD10 AD9 AD8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 NMI INTR CLK GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 VCC AD15 A16/S3 A17/S4 A18/S5 A19/S6 BHE/S7 MN/MX RD HOLD HLDA WR M/IO DT/R DEN ALE INTA TEST READY RESET GND A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 NMI INTR CLK GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 VCC A15 A16/S3 A17/S4 A18/S5 A19/S6 SS0 MN/MX RD HOLD HLDA WR IO/M DT/R DEN ALE INTA TEST READY RESET
栈底/栈顶 21000H 栈底 21000H 20FFFH 20FFEH 20FFDH 栈顶 20FFCH 12H 34H 56H 78H 栈底 21000H 20FFFH 栈顶 20FFEH 20FFDH 20FFCH 12H 34H 56H 78H
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漫谈X86协处理器1.前言。

FPU( floating point unit)直译为浮点运算单元,在很多地方也被称为“数学协处理器”(Math coproce ssors)“数字处理器”(Numeric Processor),这类以数学运算为主的器件统一归入“协处理器”(Co-processo rs)中,FPU,故名思义,它的主要功能是用来进行浮点运算以及高精度的科学运算。

从基于X86的CPU技术发展来看,在486时代以前的时代,多数用户被Intel或相关厂商认为“普通用户”,使用协处理器的机率不高,那时一般只有CAD/CAM领域FPU才是必须要用到的,Intel认为:如果将FPU单元集成到CPU中,不仅技术上实现成本较高,而且这部份不常用的功能将造成所谓的“资源浪费”。

所以,自8086开始,FPU一直作为单独的封装产品对外发布,成为可选件,FPU由主要的几个CP U制造商(Intel,Cyrix等)制造,同时也吸引到一些专门的IC制造公司加入到这个行列中来,比如IIT/ULSI 等,Cyrix公司抓住了这一特定的历史发展机遇期,通过FPU的制造逐渐掌握了CPU的制造技术,并过渡到主流的CPU供应商的行列中来。

随着技术的进步以及CPU应用领域的拓展,特别是多媒体以及3D应用要求使用到大量的浮点运算单元,为了提升CPU的整体性能,独立的FPU单元逐渐被整合到单一的CPU内部,所以Pentium及之后就完全看不到独立的FPU协处理器了,因为是特定时代的产物,所以FPU类芯片在处理器收藏中具有独特的地位。

协处理器发展到今天,已呈现多样化趋势,虽然FPU单元大多数已被并入到CPU中,但一些特定用途的协处理器方兴未艾,比如“IP协处理器”、“指纹协处理器”、以及各类嵌入式平台的协处理器。

限于篇幅,本文将讨论藏友最关心的基于X86技术的FPU协处理器。

2. X86协处理器概览。

下表是笔者整理了所有已知协处理器之后得出的一览表。

制造商种类备注Intel80878088/8086/80186/80188 的协处理器80C18780C186 的协处理器80287-1, -2, -3, -4, -XL 以及-XLT 版本387DX, SX 和SL 版本RapidCAD-2RapidCAD-1(本质上是486DX的CPU但采用了386的针脚输入)的协处理器487SX 本质上是一个486DX33的CPU,但未经Intel官方证实AMD80C287286 协处理器Cyrix82S87 /287XL286 协处理器83D87/83S87386 协处理器, 83S87 是SX版本EMC87是83D87中的特殊类型,与WEITEK的3167针脚兼容.ULSI83C87386协处理器83S87386SX协处理器IIT2C87286 协处理器3C87386 coprocessor, 3S87对应SX版本4C87486DLC 的协处理器Weitek 10671167286 协处理器3167的预发布版本3167386 协处理器4167486 协处理器Chips38700DX/SX CHIPS386的协处理器。

NexGen Nx587早期Nx586的协处理器。

505083C87386的协处理器Symphony SL83C87386的协处理器Xtend83C87386的协处理器LC Green Math 4C87DX386的协处理器KENWOOD4C87未知PHI3C87未知3.各类X86协处理器鉴赏。

3.1 8086/8088时代的各型FPUIntel可谓是研发FPU产品的开山鼻袓,其8087系列是业界第一种X86的FPU。

下图为笔者所收藏的C8 087实物:IBM那时也在自已的PC-XT机上采用到的FPU上做上自已的标记(注册藏友X11west提供):连Microsoft在当年也推出了一种极为奇怪的8087FPU,它可能是我记忆中的Microsoft唯一的一种IC产品。

但从外观上看,它应该是在P8087的基础上采用了二次封装技术做成了这样子的(注册藏友Xi11wes t提供)。

8087FPU主要应用于提升8086、8088 CPU的浮点运算能力,但80186、80188等工控CPU同样会用到它,这就是为什么电子市场上依然还可以找到大量的8087库存的原因,下图为笔者所收藏的C8087-3 + R80186的CPU工控版:此主题相关图片如下:8087就封装类型来说,有C、D、P等封装类型、就频率来说,常见的有-1 -2 -3 -4 -6等。

一般来说C 类封装的购买价格总是会高于D类的封装,JS们总是有一句口头禅挂在嘴上“它可是能洗金的IC,上次有人给我XXX元我都没有卖啊!”。

笔者必须要认真的提醒一下众位藏友,如果你有幸能找到P8087,绝对要恭喜你!虽然它是P(塑料)封装,但那绝对是少见的东西,笔者还没有在国内外的网站上见到到P8087的实物,但据Intel资料显示,它的确是存在的!就笔者的观点而言,8087类FPU是藏家必须的藏品,但要将各类封装以及各类频率的收齐,实现难度太大,打个比方说,就C类的8087就有几类的非常难找的,其中MC8087(军品级)、TC8087(工业级)、QC8087等绝对是国外收藏家眼中的逸品,就更徨论P8087了。

下图为工业级TC8087:此主题相关图片如下:关于80C187,笔者的观点是187是8087的加强版本,主要用于一类特殊的CPU :80C186/80C188上面,它比8087更稀有,故80C187也是不可多得的藏品,只是它在电子市场的价格实在要用一个“高”字来形容。

此主题相关图片如下:3.2 80286时代的各型FPU80286时代的FPU是80287,共计Intel、AMD、Cyrix,IIT,WEITEK等五家公司提供同型产品,不过WEITEK的1067FPU笔者目前还没有看到过实物,287的FPU同样有C、D、P类封装以及-3到-12的各类频率,还有普通版本以及XL版本之区分,IIT公司甚至还提供了-20的频率,在那个年代已经难能可贵了。

下图为笔者收藏的Intel 80287XL版本.下图为IIT公司的287笔者感觉到,在林林总总的287产品中,Cyrix公司生产的287一直是国外藏家所追捧的对象。

下图为CPU-CN注册藏友Xi11west所收藏的一款Cyrix 287的精品:3.3 异彩分呈的387386时代,PC对于社会的重要性日愈凸显,CAD、CAM、科学计算、3D方面的应用越来越普及,记得在1995年,笔者为了更好地运行当时的三维动画设计软件,3DS V2.0版,忍痛掏了400大元为我的3 86DX-33机器添置了一块387协处理器,因为3DS软件在运行时必须要检查FPU才让通行。

387系列FPU主要有DX、SX、SL等种类,频率主要有16、20、25、33、40。

其封装也呈现多样性,更加多的制造商纷纷加入到FPU制造行列中来,387FPU产品可谓异彩分呈!下图为386SX、387SL,无Logo版本的Intel的80387、军品MG80387,CPU-CN注册藏友台湾魏先生提供:此主题相关图片如下:那个时期的ULSI公司也是出产387FPU的大户,出货量仅次于Intel,Cyrix, 令人奇怪的是,AMD公司居然没有出品任何一种386FPU,看来他们将精力放在全力发展CPU上面了。

此主题相关图片如下:因为387FPU的种类远远多于287,所以我们有选择性地重点介绍几类非常很少见387的FPU。

精品之一:Intel公司的RapidCAD-2 FPU产品,主要用于与RapidCAD-1的CPU配套使用,RapidCA D的CPU主要用于CAD设计领域,据称它的内部其实是486的核心,只是以386的针脚输出,但它们还是被归为386级别的CPU/FPU,据资料称:RapidCAD的CPU/FPU组合运行效能比普通的DX33的CP U/FPU组合要高出30%以上。

(Xi11west提供)精品之二:IIT的金顶387,IIT公司在287年代就显示了自已的FPU产品,她的387FPU非常容易识别。

因为它具有一个漂亮的金顶,下图是笔者收藏的IIT的387金顶FPU,高达40Mhz的频率简直让人咋舌不已!精品之三:WEITEK的386级别的FPU-3167,3167是386的FPU多少有点让人意外,感觉上WEITEK 这家公司的专长不是做X86系列的CPU以及FPU,但在历史上,他们的确生产过387系列的FPU, 可能国内的藏家对这种FPU非常生疏,因为它的命名也不是按X87来进行的。

(注册藏友X11west提供):其实之前我也不能确信3167能用在386的主板上,因为3167的针脚定义与Intel387是不兼容的,但我在网上偶然看到一个它与CHIPS386共同工作的照片:此主题相关图片如下:精品之四:CHIPS公司的FPU ,不用多说,CHIPS386/387均是藏家追求的稀有藏品,下图为笔者的藏品:J38700DX此主题相关图片如下:精品之五:LC Technology公司的387极别的FPU,其中4C87SLC对应的应该是486SLC类别(386级别)的FPU,国内同样难得一见,下图为Xi11west藏品。

精品之六:极为少见的Symphony公司的SL83C87协处理器,下图为台湾藏友Peter提供的图片,竟然还是一只工程样品(注:此FPU可能并没有真正上市)!此主题相关图片如下:精品之七:Xtend的83C87,FPU中的极品。

此主题相关图片如下:精品之八:5050的387FPU的确是一种非常有趣的FPU,同时也是FPU中的极品!此主题相关图片如下:精品之九:Cyrix387FPU中的一些精品,图片来自CPU-WORLD。

此主题相关图片如下:欣赏完上面这些极品FPU之后,不知大家有如何感想?笔者再提供一张很奇怪的FPU的图片供大家欣赏,也请您思考下面这块板上为何要同时上两只不同厂家的FPU??此主题相关图片如下:3.4 Intel A80487的真象按Intel的官方说法,80487是用来给80486SX系列的CPU配套使用的,也就是说,在一些486SX的主板上还留有一个提供给487的插座,当487插入已后,它将接管486SX的控制权,但按照这几年来各方藏友的测试结果,主流的意见是:487并不是一只FPU,它本质上是一只486DX-33的CPU,而且是Int el用来欺骗消费者的鬼把戏。

而笔者的观点更倾向于它是一只用于486SX升级的Overdriver即ODP,但不管怎么说,拥有一只80487是藏友们值得骄傲的事,它是名符其实的收藏上品:下图是笔者收藏的Intel的A80487SX,取自IBM原装486SX主板上:必须要指出的是,真正的与486配套FPU目前只有唯一的一种,它是由WEITEK提供的4167协处理器:请参看如下图片,但4167到底是如何与Intel的486SX配合的工作的?在2007年6月11日,笔者用手头的一块4167以及有4167插座主板做过一次测试,这块主板能成功识别到WEITEK的协处理器,但遗憾的是,我手头有没有任何一种软件,能测出加插4167FPU之后,在浮点运算方面的改善度,据官方网站显示,4167虽然是X86的FPU,但内部架构、浮点运算指令集与普通X86的FPU是完全不同的,包括针脚也是无法兼容的。

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