Was ist x86?

Obwohl Sie wahrscheinlich „x86“ auf Download-Seiten für bestimmte Apps oder vielleicht auf einigen Computer-Einstellungsseiten haben, wissen Sie möglicherweise nicht genau, was es ist, außer dass es sich nur um eine Computersache handelt. Nun, dahinter sind diese drei Charaktere eine der wichtigsten Säulen in der Welt der Computer und Silizium, und das schon seit Generationen. Das ist der Grund dafür die besten (und einzigen) Desktop-CPUs werden von Intel und AMD hergestellt. Dies ist die Geschichte der x86-Architektur und alles, was Sie darüber wissen müssen.

x86: Eine ehrwürdige und äußerst wichtige Befehlssatzarchitektur

x86 ist eine Befehlssatzarchitektur (ISA), bei der es sich im Wesentlichen um das Design der grundlegendsten Komponenten eines Prozessors handelt. Die ISA ist ein entscheidender Faktor dafür, welche Art von Software auf einem Prozessor ausgeführt werden kann. wenn Code auf sehr effiziente, native Weise oder mit einer ineffizienten Problemumgehung (z. B. der Notwendigkeit, immer wieder Addition anstelle von Multiplikation zu verwenden) ausgeführt werden kann; und was ein Prozessor enthalten muss, um auf einer bestimmten ISA aufgebaut zu werden.

Für x86 sind die technischen Details nicht besonders wichtig. Vielmehr sind es die Unternehmen hinter x86, die diese ISA so wichtig machen. Intel entwickelte den x86 ISA in den späten 1970er Jahren und baute daraus ein Imperium auf (wenn auch einiges). inzwischen stark verfallen), und bis zum heutigen Tag stellt Intel immer noch brandneue x86-CPUs mit einer ISA her, die fast 50 Jahre alt ist alt. AMD, Intels Hauptkonkurrent bei CPUs, stellt auch x86-Prozessoren her, und obwohl AMD im Vergleich zu Intel in der Vergangenheit recht klein war, sind sie heute von vergleichbarer Größe und Bedeutung.

Das Wichtigste bei jeder ISA ist, dass x86-Software auf jeder x86-CPU ausgeführt werden kann, auch wenn sie sich wirklich unterscheidet. Intel- und AMD-CPUs sind zwar so unterschiedlich wie möglich, nutzen aber dennoch die x86-Architektur und können daher die gleiche Software ausführen. CPU-Designs wie Raptor Lake und Zen 4 werden oft als Architekturen bezeichnet, aber technisch gesehen handelt es sich um Mikroarchitekturen, da sie bei weitem nicht so grundlegend sind wie eine ISA.

Eine kurze Geschichte von x86

Die x86-Architektur wurde mit dem legendären 8086-Prozessor von Intel eingeführt. Eine günstigere Variante davon war der 8088, der 1981 den ebenso legendären Personal Computer von IBM antrieb. Der Erfolg der 8086- und 8088-CPUs war der Auslöser nicht nur für Intels Dominanz im Computerbereich, sondern auch für die Verbreitung der x86-ISA. AMD begann zunächst mit der Herstellung von x86-Chips für Intel zur Verwendung in Personal Computern, doch schließlich versuchte Intel, AMD aus dem Spiel zu nehmen, was zu einem Rechtsstreit zwischen den beiden Unternehmen führte. 1995 erhielt AMD das Recht, eigene x86-Chips herzustellen.

Als ab den 1990er Jahren die Nachfrage von Verbrauchern, Unternehmen und Unternehmen nach Computern zunahm, wuchsen sowohl Intel als auch AMD an Größe, ebenso wie die Komplexität der x86-CPUs. Dies eröffnete AMD die Möglichkeit, Intel durch die Entwicklung überlegener CPUs herauszufordern. Bis Mitte der 2000er Jahre hatte AMD nicht nur erhebliche Teile des Desktops übernommen und aufstrebende Servermärkte, aber es hatte auch die 64-Bit-Erweiterung von x86 (genannt AMD64 oder x86-64) erfunden, die grundsätzlich die Handhabung größerer Zahlen ermöglichte. Dadurch wurden Intels brandneue 64-Bit-ISA- und Itanium-Serverchips im Wesentlichen zerstört. eine der schlechtesten CPUs von Intel überhaupt.

Das Wichtigste bei jeder ISA ist, dass x86-Software auf jeder x86-CPU ausgeführt werden kann, auch wenn sie sich wirklich unterscheidet.

Seit Ende der 2000er Jahre war Intel im Allgemeinen wichtiger als AMD, seit 2017 jedoch auch AMD hat seinen Marktanteil bei PCs und Servern stetig gesteigert, und jetzt ist Intel nicht mehr so ​​groß größer. Darüber hinaus haben sowohl Intel als auch AMD versucht, x86 auf andere Bereiche wie Konsolen, Mobiltelefone und IoT-Geräte (Internet of Things) auszudehnen. Intel konzentrierte sich viele Jahre lang vor allem auf den Durchbruch in den Smartphone-Markt, der traditionell von ARM-CPUs dominiert wurde, scheiterte jedoch aus verschiedenen Gründen. AMD hat keine ernsthaften Pläne für Smartphone-Prozessoren gemacht.

Spielekonsolen sind neben PCs und Servern möglicherweise die einzige sichere Bastion für x86. Die erste x86-basierte Konsole war die ursprüngliche Xbox, die eine Pentium III-CPU verwendete, aber es sollte für einige Zeit die einzige x86-Konsole bleiben. PowerPC-Chips von IBM wurden später für PS3, Xbox 360, Wii und Wii U verwendet. Für die PS4 und Xbox One wandten sich jedoch sowohl Sony als auch Microsoft an AMD, um einen benutzerdefinierten x86-Chip für ihre neuen Konsolen zu entwickeln. Auch die aktuelle Generation PS5 und Xbox Series X/S nutzen AMD-Chips, ebenso wie Handheld-Gaming-PCs wie das Steam Deck und ROG Ally.

Die Zukunft von x86 und die damit verbundenen Herausforderungen

Während sowohl Intel als auch AMD x86 verwenden und starke Konkurrenten sind, gibt es andere Herausforderer, die versuchen, x86 im Allgemeinen zu entthronen. Tatsächlich gibt es viele verschiedene ISAs, aber die beiden wichtigsten Alternativen zu x86 sind Arm und RISC-V, die beide die Hegemonie von x86 über PCs und Server abbauen wollen. Und wir sprechen hier nicht nur von zwei Unternehmen, sondern von Hunderten.

Obwohl Arm und RISC-V sehr unterschiedlich sind und auch in einer intensiven Rivalität stehen, bieten beide Partnerunternehmen ein grundlegendes CPU-Design an, das diese Unternehmen im Gegenzug herstellen können ihre eigenen CPUs, die diese ISAs verwenden. Zu den namhaften Herstellern von Arm-Chips gehören Apple (das kürzlich von Intel auf seine eigenen Arm-Prozessoren für seine Silizium-Prozessoren umgestiegen ist), Samsung und Google. Mittlerweile wird RISC-V hauptsächlich in industriellen Anwendungen und als Begleitprozessoren in Geräten wie FPGAs und Festplatten verwendet, obwohl RISC-V Ambitionen für den gesamten CPU-Markt hat.

Wenn Arm und RISC-V Intel und AMD in ihren PC- und Server-Hochburgen herausfordern wollen, muss neue Software geschrieben werden, und das wird Zeit brauchen.

Der entscheidende Vorteil von x86 besteht darin, dass x86-Software nicht auf Nicht-x86-CPUs ausgeführt werden kann. Wenn Arm und RISC-V wollen Um Intel und AMD in ihren PC- und Server-Hochburgen herauszufordern, muss neue Software geschrieben werden, und das wird dauern Zeit. Es gibt Problemumgehungen wie Rosetta 2 von Apple, das x86-Anwendungen im Handumdrehen in Arm übersetzt, aber es ist nicht perfekt. Die Schwierigkeit, eine neue ISA in ein bereits entwickeltes Hardware-Software-Ökosystem einzuführen, ist tatsächlich genau das, was Intels Smartphone-Pläne zunichte gemacht hat.

x86 ist seit zwei Jahrzehnten mehr oder weniger unverändert, wobei das letzte große Update die 64-Bit-Erweiterung von AMD war. Intel hat jedoch die Idee ins Spiel gebracht, alle Nicht-64-Bit-Komponenten in x86 zu streichen, um die vorläufig benannte x86S-Architektur zu schaffen. Dies würde theoretisch zu einer besseren Leistung und Effizienz führen, und obwohl es im Jahr 2003 eine schlechte Idee war, keine 32-Bit-Unterstützung zu haben, ist heutzutage so gut wie die gesamte Hardware 64-Bit.

Es ist schwer zu sagen, was mit x86 passieren wird und ob es auf lange Sicht gegen Arm und RISC-V verlieren wird, weiterhin bei PCs und Servern dominieren wird oder sich sogar wandeln wird, um sich von der Konkurrenz abzuheben. Was auch immer die Zukunft bringt, es ist sicher, dass es lange dauern wird, bis etwas Neues passiert. x86 wird bleiben, zumindest vorerst.