Probabilmente hai visto il termine "x86" nelle pagine di download o nelle impostazioni di sistema del tuo computer, ma di cosa si tratta? Ecco tutto quello che devi sapere.
Anche se probabilmente hai "x86" nelle pagine di download di determinate app o forse in alcune pagine di impostazioni del computer, potresti non sapere esattamente cosa c'è oltre il semplice fatto di essere una questione di computer. Ebbene, dietro a ciò, questi tre personaggi sono uno dei pilastri più importanti nel mondo dell'informatica e del silicio e lo sono da generazioni. E' il motivo per cui le migliori (e uniche) CPU desktop sono realizzati da Intel e AMD. Questa è la storia dell'architettura x86 e tutto ciò che devi sapere al riguardo.
x86: un'architettura di set di istruzioni venerabile e di fondamentale importanza
x86 è un'architettura del set di istruzioni (ISA), che è essenzialmente la progettazione dei componenti più basilari di un processore. L'ISA è un fattore critico nel tipo di software che può essere eseguito su un processore; se il codice può essere eseguito in modo nativo molto efficiente o con una soluzione alternativa inefficiente (come la necessità di utilizzare più e più volte l'addizione anziché la moltiplicazione); e cosa deve includere un processore per essere costruito su un particolare ISA.
Per x86, i dettagli tecnici non sono molto importanti. Piuttosto, sono le aziende dietro x86 a rendere questo ISA così importante. Intel sviluppò l'ISA x86 alla fine degli anni '70 e ne costruì un impero (sebbene attraversando alcuni grave decadimento ora) e fino ad oggi Intel produce ancora nuovissime CPU x86 utilizzando un ISA che ha quasi 50 anni vecchio. AMD, il principale rivale di Intel nel campo delle CPU, produce anche processori x86 e, sebbene AMD sia stata storicamente piuttosto piccola rispetto a Intel, ora hanno dimensioni e importanza paragonabili.
La cosa fondamentale da capire su qualsiasi ISA è che il software x86 può essere eseguito su qualsiasi CPU x86, anche se sono veramente diverse. Le CPU Intel e AMD sono quanto più diverse possibile, ma utilizzano comunque l'architettura x86 e, quindi, possono eseguire lo stesso software. Vedrai spesso progetti di CPU come Raptor Lake e Zen 4 indicati come architetture, ma tecnicamente sono micro-architetture perché non sono così fondamentali come un ISA.
Una breve storia di x86
L'architettura x86 fu introdotta con il leggendario processore Intel 8086, una variante più economica del quale era l'8088 che alimentava l'altrettanto leggendario Personal Computer IBM nel 1981. Il successo delle CPU 8086 e 8088 è ciò che ha dato il via non solo al dominio di Intel nel settore informatico, ma anche alla prevalenza dell'ISA x86. AMD ha iniziato a produrre chip x86 per Intel da utilizzare nei personal computer, ma alla fine Intel ha cercato di escludere AMD dal gioco, il che ha portato a una battaglia legale tra le due società. Nel 1995 AMD ottenne il diritto di produrre i propri chip x86.
Con la crescita della domanda di computer da parte di consumatori, aziende e imprese a partire dagli anni '90, sia Intel che AMD sono cresciute in termini di dimensioni, così come la complessità delle CPU x86. Ciò ha creato un'apertura per AMD per sfidare Intel progettando CPU superiori. Verso la metà degli anni 2000, AMD non aveva solo conquistato porzioni sostanziali dei desktop e nei mercati emergenti dei server, ma aveva anche inventato l'estensione a 64 bit di x86 (chiamata AMD64 o x86-64), che sostanzialmente consentiva di gestire numeri più grandi. Ciò ha sostanzialmente ucciso i nuovissimi chip server ISA a 64 bit e Itanium di Intel, una delle peggiori CPU Intel di sempre.
La cosa fondamentale da capire su qualsiasi ISA è che il software x86 può essere eseguito su qualsiasi CPU x86, anche se sono veramente diverse.
Dalla fine degli anni 2000 in poi, Intel è stata generalmente più importante di AMD, anche se dal 2017 AMD ha ha costantemente aumentato la propria quota di mercato nei PC e nei server, e ora Intel non è poi così tanto più grande. Inoltre, sia Intel che AMD hanno tentato di espandere x86 ad altre aree come console, telefoni cellulari e dispositivi Internet of Things (IoT). Per molti anni Intel si è concentrata particolarmente sull'ingresso nel mercato degli smartphone, tradizionalmente dominato dalle CPU ARM, ma alla fine ha fallito per una serie di motivi. AMD non ha fatto piani seri per i processori per smartphone.
Le console di gioco sono forse l'unico baluardo sicuro per x86 al di fuori di PC e server. La prima console alimentata da x86 era la Xbox originale, che utilizzava una CPU Pentium III, ma sarebbe stata l'unica console x86 per qualche tempo. I chip PowerPC di IBM furono successivamente utilizzati per PS3, Xbox 360, Wii e Wii U. Tuttavia, per PS4 e Xbox One, sia Sony che Microsoft si sono rivolte ad AMD per creare un chip x86 personalizzato per le loro nuove console. Anche l’attuale generazione di PS5 e Xbox Series X/S utilizzano chip AMD, così come i PC da gioco portatili come Steam Deck e ROG Ally.
Il futuro di x86 e le sfide che deve affrontare
Sebbene sia Intel che AMD utilizzino x86 e siano molto rivali, ci sono altri sfidanti che cercano di detronizzare x86 in generale. In realtà ci sono molti ISA diversi in circolazione, ma le due alternative più importanti a x86 sono Arm e RISC-V, che vogliono entrambi smantellare l'egemonia di x86 su PC e server. E non stiamo parlando solo di due aziende, ma di centinaia.
Sebbene Arm e RISC-V siano molto diversi e siano anche in intensa rivalità, entrambi offrono un design di CPU di base alle aziende partner e queste aziende possono, in cambio, fornire le proprie CPU utilizzando tali ISA. Notevoli produttori di chip Arm includono Apple (che recentemente ha effettuato il passaggio da Intel ai propri processori Arm per il suo silicio), Samsung e Google. Nel frattempo, RISC-V è utilizzato principalmente in applicazioni industriali e come processori complementari in dispositivi come FPGA e dischi rigidi, sebbene RISC-V abbia ambizioni per l'intero mercato delle CPU.
Se Arm e RISC-V vogliono sfidare Intel e AMD nelle loro roccaforti di PC e server, sarà necessario scrivere nuovo software e ciò richiederà tempo.
L'unico vantaggio chiave di x86 in tutto questo è che il software x86 non può essere eseguito su CPU non x86. Se Arm e RISC-V lo desiderano per sfidare Intel e AMD nelle loro roccaforti di PC e server, sarà necessario scrivere nuovo software, e ciò richiederà tempo. Esistono soluzioni alternative come Rosetta 2 di Apple, che traduce al volo le applicazioni x86 in Arm, ma non è perfetta. La difficoltà di introdurre un nuovo ISA in un ecosistema hardware-software già sviluppato è in realtà la stessa cosa che ha ucciso i piani smartphone di Intel.
x86 è rimasto più o meno invariato negli ultimi vent'anni, con l'ultimo aggiornamento importante che è stata l'estensione a 64 bit di AMD. Tuttavia, Intel ha lanciato l'idea di tagliare tutto il materiale non a 64 bit in x86 per creare l'architettura dal nome provvisorio x86S. Ciò comporterebbe teoricamente prestazioni ed efficienza migliori e, sebbene non avere il supporto a 32 bit fosse una cattiva idea nel 2003, oggigiorno praticamente tutto l'hardware è a 64 bit.
È difficile dire cosa accadrà a x86 e se perderà contro Arm e RISC-V nel lungo periodo, continuerà a dominare su PC e server o addirittura si trasformerà per sconfiggere i concorrenti. Qualunque cosa riservi il futuro, è certo che ci vorrà molto tempo prima che accada qualcosa di nuovo. x86 è qui per restare, almeno per il momento.