Qu’est-ce que x86 ?

Bien que vous ayez probablement "x86" sur les pages de téléchargement de certaines applications ou peut-être sur certaines pages de paramètres de l'ordinateur, vous ne savez peut-être pas exactement ce que cela signifie au-delà du simple fait d'être un ordinateur. Eh bien, derrière cela, ces trois personnages constituent l’un des piliers les plus importants du monde de l’informatique et du silicium, et ce depuis des générations. C'est la raison pour laquelle les meilleurs (et les seuls) processeurs de bureau sont fabriqués par Intel et AMD. C'est l'histoire de l'architecture x86 et tout ce que vous devez savoir à son sujet.

x86: une architecture de jeu d'instructions vénérable et d'une importance cruciale

x86 est une architecture de jeu d'instructions (ISA), qui correspond essentiellement à la conception des composants les plus élémentaires d'un processeur. L'ISA est un facteur essentiel dans le type de logiciel pouvant s'exécuter sur un processeur; si le code peut être exécuté de manière native et très efficace ou avec une solution de contournement inefficace (comme la nécessité d'utiliser l'addition encore et encore au lieu de la multiplication); et ce qu'un processeur doit inclure pour être construit sur un ISA particulier.

Pour x86, les détails techniques ne sont pas très importants. Ce sont plutôt les sociétés derrière x86 qui rendent cette ISA si importante. Intel a développé l'ISA x86 à la fin des années 1970 et en a construit un empire (même s'il traverse quelques années). grave déclin maintenant), et à ce jour, Intel fabrique toujours de tout nouveaux processeurs x86 en utilisant un ISA qui date de près de 50 ans vieux. AMD, le principal rival d'Intel en matière de processeurs, fabrique également des processeurs x86, et bien qu'AMD ait toujours été assez petit par rapport à Intel, ils sont désormais de taille et d'importance comparables.

La chose cruciale à comprendre à propos de tout ISA est que le logiciel x86 peut fonctionner sur n'importe quel processeur x86, même s'ils sont vraiment différents. Les processeurs Intel et AMD sont aussi différents qu'ils peuvent l'être, mais ils utilisent toujours l'architecture x86 et peuvent donc exécuter le même logiciel. Vous verrez souvent des conceptions de processeurs comme Raptor Lake et Zen 4 appelées architectures, mais techniquement, ce sont des micro-architectures car elles ne sont pas aussi fondamentales qu'une ISA.

Une brève histoire de x86

L'architecture x86 a été introduite avec le légendaire processeur Intel 8086, dont une variante moins chère était le 8088 qui équipait le tout aussi légendaire ordinateur personnel d'IBM en 1981. Le succès des processeurs 8086 et 8088 est à l'origine non seulement de la domination d'Intel dans le domaine informatique, mais également de la prédominance de l'ISA x86. AMD a d'abord commencé à fabriquer des puces x86 pour qu'Intel les utilise dans ses ordinateurs personnels, mais Intel a finalement tenté d'exclure AMD du jeu, ce qui a conduit à une bataille juridique entre les deux sociétés. En 1995, AMD a obtenu le droit de fabriquer ses propres puces x86.

À mesure que la demande d'ordinateurs des consommateurs et des entreprises augmentait à partir des années 1990, Intel et AMD ont augmenté en taille, tout comme la complexité des processeurs x86. Cela a permis à AMD de défier Intel en concevant des processeurs de qualité supérieure. Au milieu des années 2000, AMD avait non seulement conquis une part substantielle du marché des ordinateurs de bureau, et les marchés émergents des serveurs, mais il avait également inventé l'extension 64 bits de x86 (appelée AMD64 ou x86-64), qui permettait essentiellement de gérer des nombres plus importants. Cela a essentiellement tué les toutes nouvelles puces de serveur ISA et Itanium 64 bits d'Intel, l'un des pires processeurs Intel de tous les temps.

La chose cruciale à comprendre à propos de tout ISA est que le logiciel x86 peut fonctionner sur n'importe quel processeur x86, même s'ils sont vraiment différents.

Depuis la fin des années 2000, Intel a généralement été plus important qu'AMD, même si depuis 2017, AMD a a augmenté régulièrement sa part de marché dans les PC et les serveurs, et maintenant Intel n'est plus tellement plus gros. De plus, Intel et AMD ont tenté d'étendre le x86 à d'autres domaines tels que les consoles, les téléphones mobiles et les appareils Internet des objets (IoT). Pendant de nombreuses années, Intel s'est particulièrement attaché à percer sur le marché des smartphones, traditionnellement dominé par les processeurs ARM, mais a finalement échoué pour diverses raisons. AMD n'a fait aucun projet sérieux pour les processeurs pour smartphones.

Les consoles de jeux sont peut-être le seul bastion sûr pour le x86 en dehors des PC et des serveurs. La première console alimentée par x86 était la Xbox d'origine, qui utilisait un processeur Pentium III, mais elle serait la seule console x86 pendant un certain temps. Les puces PowerPC d'IBM ont ensuite été utilisées pour la PS3, la Xbox 360, la Wii et la Wii U. Cependant, pour la PS4 et la Xbox One, Sony et Microsoft se sont tournés vers AMD pour créer une puce x86 personnalisée pour leurs nouvelles consoles. La génération actuelle de PS5 et de Xbox Series X/S utilise également des puces AMD, tout comme les PC de jeu portables comme le Steam Deck et le ROG Ally.

L'avenir du x86 et les défis auxquels il est confronté

Bien qu'Intel et AMD utilisent tous deux le x86 et qu'ils soient de grands rivaux, d'autres challengers cherchent à détrôner le x86 en général. Il existe en fait de nombreux ISA différents, mais les deux alternatives les plus importantes au x86 sont Arm et RISC-V, qui veulent tous deux démanteler l'hégémonie du x86 sur les PC et les serveurs. Et nous ne parlons pas ici seulement de deux entreprises, mais de centaines.

Bien qu'Arm et RISC-V soient très différents et soient également dans une rivalité intense, ils proposent tous deux une conception de processeur de base aux entreprises partenaires, et ces entreprises peuvent, en retour, faire leurs propres processeurs utilisant ces ISA. Les producteurs notables de puces Arm incluent Apple (qui a récemment passé d'Intel à ses propres processeurs Arm pour son silicium), Samsung et Google. Pendant ce temps, RISC-V est principalement utilisé dans les applications industrielles et comme processeurs compagnons dans des dispositifs tels que les FPGA et les disques durs, bien que RISC-V ait des ambitions pour l'ensemble du marché des processeurs.

Si Arm et RISC-V veulent défier Intel et AMD dans leurs bastions des PC et des serveurs, de nouveaux logiciels devront être écrits, et cela prendra du temps.

Le seul avantage clé du x86 dans tout cela est que le logiciel x86 ne peut pas fonctionner sur des processeurs non x86. Si Arm et RISC-V veulent pour défier Intel et AMD dans leurs bastions des PC et des serveurs, de nouveaux logiciels devront être écrits, et cela prendra temps. Il existe des solutions de contournement comme Rosetta 2 d'Apple, qui traduit les applications x86 en Arm à la volée, mais ce n'est pas parfait. La difficulté d'introduire un nouvel ISA dans un écosystème matériel-logiciel déjà développé est en fait la même chose qui a tué les projets d'Intel pour les smartphones.

x86 est resté plus ou moins inchangé depuis deux décennies, la dernière mise à jour majeure étant l'extension 64 bits d'AMD. Cependant, Intel a lancé l'idée de supprimer tous les éléments non 64 bits dans x86 pour créer l'architecture provisoirement nommée x86S. Cela entraînerait théoriquement de meilleures performances et efficacité, et même si ne pas prendre en charge le 32 bits était une mauvaise idée en 2003, de nos jours, presque tout le matériel est en 64 bits.

Il est difficile de dire ce qui arrivera au x86 et s'il perdra contre Arm et RISC-V à long terme, continuera à dominer les PC et les serveurs, ou même se transformera pour devancer ses concurrents. Quoi que l’avenir nous réserve, il est certain qu’il faudra beaucoup de temps avant que quelque chose de nouveau ne se produise. x86 est là pour rester, du moins pour le moment.