Mi az az x86?

Bár valószínűleg az „x86” kifejezést használta bizonyos alkalmazások letöltési oldalain vagy esetleg bizonyos számítógépbeállítási oldalakon, előfordulhat, hogy nem tudja pontosan, mi ez azon túl, hogy csak számítógépes dolog. Nos, mögötte ez a három karakter az egyik legfontosabb pillér a számítástechnika és a szilícium világában, és generációk óta az. Ez az oka annak a legjobb (és egyetlen) asztali CPU-k az Intel és az AMD gyártja. Ez az x86 architektúra története és minden, amit tudni kell róla.

x86: tiszteletreméltó és kritikus fontosságú utasításkészlet architektúra

Az x86 egy utasításkészlet-architektúra (ISA), amely lényegében a processzor legalapvetőbb összetevőinek kialakítása. Az ISA kritikus tényező abban, hogy milyen szoftver futhat egy processzoron; ha a kód nagyon hatékonyan, natív módon vagy nem hatékony megkerülő módon futtatható (például szorzás helyett összeadást kell használni); és mit kell tartalmaznia egy processzornak ahhoz, hogy egy adott ISA-ra épüljön.

Az x86 esetében a technikai részletek nem túl fontosak. Inkább az x86 mögött álló vállalatok teszik ezt az ISA-t olyan fontossá. Az Intel az 1970-es évek végén kifejlesztette az x86 ISA-t, és birodalmat épített belőle (bár egy olyan most komoly hanyatlás), és az Intel a mai napig vadonatúj x86-os CPU-kat gyárt ISA-val, amely csaknem 50 éves. régi. Az AMD, az Intel legfőbb riválisa a CPU-k terén, x86-os processzorokat is gyárt, és bár az AMD a múltban meglehetősen kicsi volt az Intelhez képest, ma már összehasonlítható méretűek és fontosak.

Minden ISA-val kapcsolatban fontos megérteni, hogy az x86-os szoftverek bármilyen x86-os CPU-n futhatnak, még akkor is, ha azok valóban különböznek egymástól. Az Intel és az AMD CPU-k a lehető legkülönbözőbbek, de továbbra is x86 architektúrát használnak, és így ugyanazt a szoftvert futtathatják. Gyakran látni fogsz olyan CPU-terveket, mint a Raptor Lake és a Zen 4 architektúrákként emlegetve, de technikailag ezek mikroarchitektúrák, mert közel sem olyan alapvetőek, mint az ISA.

Az x86 rövid története

Az x86-os architektúrát az Intel legendás 8086-os processzorával vezették be, amelynek olcsóbb változata volt a 8088-as, amely az IBM hasonlóan legendás személyi számítógépét hajtotta 1981-ben. A 8086-os és 8088-as CPU-k sikere nemcsak az Intel számítástechnikai dominanciáját, hanem az x86 ISA elterjedését is elindította. Az AMD először x86-os lapkákat kezdett gyártani az Intel számára, hogy a személyi számítógépben használhassa, de végül az Intel megpróbálta kiiktatni az AMD-t a képből, ami jogi csatához vezetett a két cég között. 1995-ben az AMD elnyerte a jogot saját x86-os chipek gyártására.

Ahogy az 1990-es évektől nőtt a számítógépek iránti fogyasztói, üzleti és vállalati kereslet, az Intel és az AMD mérete is nőtt, csakúgy, mint az x86-os CPU-k összetettsége. Ez lehetőséget teremtett az AMD számára, hogy kihívást jelentsen az Intelnek a kiváló CPU-k tervezésével. A 2000-es évek közepére az AMD nemcsak az asztali számítógépek jelentős részét foglalta el és a feltörekvő szerverpiacokon, de feltalálta az x86 64 bites kiterjesztését is (AMD64 vagy x86-64), amely alapvetően nagyobb számok kezelését tette lehetővé. Ez lényegében megölte az Intel vadonatúj 64 bites ISA és Itanium szerverchipjeit, az Intel egyik legrosszabb CPU-ja.

Minden ISA-val kapcsolatban fontos megérteni, hogy az x86-os szoftverek bármilyen x86-os CPU-n futhatnak, még akkor is, ha azok valóban különböznek egymástól.

A 2000-es évek végétől az Intel általában fontosabb, mint az AMD, bár 2017 óta az AMD folyamatosan növelte piaci részesedését a PC-k és szerverek terén, és most az Intel már nem annyira nagyobb. Emellett az Intel és az AMD is megkísérelte kiterjeszteni az x86-ot más területekre, például konzolokra, mobiltelefonokra és a tárgyak internete (IoT) eszközökre. Az Intel hosszú éveken át különösen az okostelefonok piacára való betörésre összpontosított, amelyet hagyományosan az ARM CPU-k uraltak, de végül különböző okok miatt megbukott. Az AMD nem tervezett komolyabb terveket okostelefon-processzorokkal kapcsolatban.

A játékkonzolok talán az egyetlen biztonságos bástyája az x86 számára a PC-ken és szervereken kívül. Az első x86-os konzol az eredeti Xbox volt, amely Pentium III CPU-t használt, de egy ideig ez lesz az egyetlen x86-os konzol. Ezt követően az IBM PowerPC chipjeit használták a PS3-hoz, Xbox 360-hoz, Wii-hez és Wii U-hoz. A PS4 és az Xbox One esetében azonban mind a Sony, mind a Microsoft az AMD-hez fordult, hogy egyedi x86-os chipet hozzon létre új konzoljaihoz. A jelenlegi generációs PS5 és Xbox Series X/S szintén AMD chipeket használ, csakúgy, mint az olyan kézi játék PC-k, mint a Steam Deck és a ROG Ally.

Az x86 jövője és az előtte álló kihívások

Míg az Intel és az AMD is x86-ot használ, és nagyon riválisok, vannak más kihívók, akik általában az x86-ot igyekeznek letaszítani. Valójában sok különböző ISA létezik, de az x86 két legfontosabb alternatívája az Arm és a RISC-V, amelyek mindketten le akarják bontani az x86 hegemóniáját a PC-k és szerverek felett. És itt nem csak két cégről beszélünk, hanem több százról.

Bár az Arm és a RISC-V nagyon különbözik egymástól, és erős rivalizálást folytatnak, mindkettő alapvető CPU-kialakítást kínál a partnercégeknek, és ezek a cégek cserébe saját CPU-ik az ISA-kat használva. Az Arm chipek jelentős gyártói közé tartozik az Apple (amely nemrégiben váltott át az Intelről a saját Arm processzoraira a szilíciumért), a Samsung és Google. Eközben a RISC-V-t leginkább ipari alkalmazásokban használják, és olyan eszközökben, mint az FPGA-k és a merevlemezek kísérőprocesszorai, bár a RISC-V-nek az egész CPU-piacra vannak ambíciói.

Ha az Arm és a RISC-V kihívást akar jelenteni az Intelnek és az AMD-nek a PC-k és szervereik erősségei között, új szoftvereket kell írni, és ez időbe telik.

Az x86 egyik legfontosabb előnye az egészben az, hogy az x86-os szoftver nem tud futni nem x86-os CPU-kon. Ha az Arm és a RISC-V akarja Ahhoz, hogy az Intelt és az AMD-t kihívhassák a PC-k és szervereik erősségeibe, új szoftvereket kell írni, és ez idő. Vannak olyan megoldások, mint az Apple Rosetta 2, amely menet közben lefordítja az x86-os alkalmazásokat Arm-ra, de ez nem tökéletes. Az új ISA bevezetésének nehézsége egy már kifejlesztett hardver-szoftver ökoszisztémában valójában ugyanaz, mint ami megölte az Intel okostelefon-terveit.

Az x86 két évtizede nagyjából változatlan maradt, az utolsó jelentős frissítés az AMD 64 bites kiterjesztése volt. Az Intel azonban azt az ötletet vetette fel, hogy az összes nem 64 bites anyagot x86-ba vágja, hogy létrehozza a kísérleti elnevezésű x86S architektúrát. Ez elméletileg jobb teljesítményt és hatékonyságot eredményezne, és bár 2003-ban rossz ötlet volt a 32 bites támogatás hiánya, manapság szinte minden hardver 64 bites.

Nehéz megmondani, mi lesz az x86 sorsa, és hogy hosszú távon veszít-e az Arm és a RISC-V ellen, továbbra is dominál-e a PC-k és szerverek terén, vagy akár átváltozik-e a versenytársak elé. Bármit is hoz a jövő, az biztos, hogy hosszú időnek kell eltelnie, mire bármi új történni fog. Az x86 itt marad, legalábbis egyelőre.