X86とは何ですか?

おそらく、特定のアプリのダウンロード ページやコンピューターの設定ページに「x86」という文字が表示されていると思いますが、それが単にコンピューターに関するものであるという以上に、それが何であるかを正確には知らないかもしれません。 さて、その背後にあるこれら 3 人のキャラクターは、コンピューティングとシリコンの世界で最も重要な柱の 1 つであり、何世代にもわたってそうであります。 それが理由です 最高の (そして唯一の) デスクトップ CPU インテルとAMDによって作られています。 これは、x86 アーキテクチャの歴史と、それについて知っておくべきすべてのことです。

x86: 由緒ある非常に重要な命令セット アーキテクチャ

x86 は命令セット アーキテクチャ (ISA) であり、本質的にはプロセッサの最も基本的なコンポーネントの設計です。 ISA は、プロセッサ上でどのような種類のソフトウェアを実行できるかを決定する重要な要素です。 コードを非常に効率的でネイティブな方法で実行できるか、または非効率的な回避策 (乗算の代わりに加算を何度も使用する必要があるなど) を使用して実行できるかどうか。 そして、特定の ISA 上に構築するためにプロセッサーに何を含める必要があるか。

x86 の場合、技術的な詳細はそれほど重要ではありません。 むしろ、x86 を支える企業こそが、この ISA を非常に重要なものにしているのです。 インテルは 1970 年代後半に x86 ISA を開発し、そこから帝国を築き上げました (ただし、その帝国はいくつかの困難を経験しました) 現在では深刻な衰退が見られます)、そして今日に至るまで、インテルは 50 年近く経った ISA を使用して新品の x86 CPU を製造しています。 古い。 CPU における Intel の主なライバルである AMD も x86 プロセッサを製造しており、AMD は歴史的に Intel に比べて非常に小規模でしたが、現在では同等の規模と重要性を持っています。

ISA について理解しておくべき重要な点は、x86 ソフトウェアは、実際には異なるものであっても、どの x86 CPU でも実行できるということです。 Intel と AMD の CPU は可能な限り異なりますが、依然として x86 アーキテクチャを使用しているため、同じソフトウェアを実行できます。 Raptor Lake や Zen 4 のような CPU 設計がアーキテクチャと呼ばれているのをよく見かけますが、ISA ほど基本的なものではないため、技術的にはマイクロ アーキテクチャです。

x86 の簡単な歴史

x86 アーキテクチャは、Intel の伝説的な 8086 プロセッサで導入されました。その安価なバージョンは、1981 年に IBM の同様に伝説的なパーソナル コンピュータに搭載された 8088 です。 8086 および 8088 CPU の成功は、コンピューティングにおけるインテルの優位性だけでなく、x86 ISA の普及のきっかけにもなりました。 AMDは当初、Intelがパーソナルコンピュータで使用するためにx86チップの製造を開始したが、最終的にIntelはAMDを関与から排除しようとしたため、両社の間で法廷闘争が勃発した。 1995 年、AMD は独自の x86 チップを製造する権利を獲得しました。

1990 年代以降、消費者、企業、企業のコンピューター需要が高まるにつれ、Intel と AMD の両方の企業の規模が増大し、x86 CPU の複雑さも増大しました。 これにより、AMD が優れた CPU を設計することで Intel に挑戦する機会が生まれました。 2000 年代半ばまでに、AMD はデスクトップのかなりの部分を占領しただけでなく、 しかし、x86 の 64 ビット拡張機能 (AMD64 または x86-64 と呼ばれる) も発明されており、これにより基本的により大きな数値の処理が可能になりました。 これにより、Intel の最新の 64 ビット ISA および Itanium サーバー チップは実質的に機能しなくなってしまいました。 Intel史上最悪のCPUの1つ.

ISA について理解しておくべき重要な点は、x86 ソフトウェアは、実際には異なるものであっても、どの x86 CPU でも実行できるということです。

2000 年代後半以降、一般に Intel は AMD よりも重要になってきましたが、2017 年以降は AMD が インテルは PC とサーバーの市場シェアを着実に伸ばしてきましたが、現在ではインテルはそれほどシェアを伸ばしていません。 より大きい。 さらに、Intel と AMD は両方とも、x86 をコンソール、携帯電話、モノのインターネット (IoT) デバイスなどの他の分野に拡張しようと試みています。 インテルは長年にわたり、伝統的にARM CPUが独占してきたスマートフォン市場への参入に特に注力してきましたが、最終的にはさまざまな理由で失敗しました。 AMDはスマートフォン用プロセッサに関して本格的な計画を立てなかった。

おそらく、ゲーム コンソールは、PC とサーバーを除けば、x86 にとって唯一の安全な砦です。 最初の x86 搭載コンソールは、Pentium III CPU を使用した初代 Xbox でしたが、しばらくの間はこれが唯一の x86 コンソールになります。 IBM の PowerPC チップは、その後 PS3、Xbox 360、Wii、Wii U に使用されました。 ただし、PS4 と Xbox One に関しては、ソニーとマイクロソフトの両方が AMD に依頼して、新しいコンソール用のカスタム x86 チップを作成しました。 現世代の PS5 と Xbox Series X/S も、Steam Deck や ROG Ally などのハンドヘルド ゲーム PC と同様に、AMD チップを使用しています。

x86 の将来とそれが直面する課題

Intel と AMD はどちらも x86 を使用しており、非常にライバルですが、一般的に x86 の座を奪おうとする他の挑戦者もいます。 実際にはさまざまな ISA がたくさんありますが、x86 の最も重要な代替手段は Arm と RISC-V の 2 つで、どちらも PC とサーバーに対する x86 の覇権を解体しようとしています。 ここで話しているのは 2 社だけではなく、数百社です。

Arm と RISC-V は大きく異なり、激しい競争関係にもありますが、どちらも基本的な CPU 設計をパートナー企業に提供しており、その見返りとして、それらの企業は それらの ISA を使用する独自の CPU。 Arm チップの著名なメーカーには、Apple (最近、シリコンをインテルから独自の Arm プロセッサに切り替えました)、サムスン、および グーグル。 一方、RISC-V は主に産業用アプリケーションや、FPGA やハード ドライブなどのデバイスのコンパニオン プロセッサとして使用されていますが、RISC-V には CPU 市場全体に対する野心もあります。

Arm と RISC-V が PC とサーバーの本拠地で Intel と AMD に挑戦したい場合は、新しいソフトウェアを作成する必要があり、それには時間がかかります。

これらすべてにおいて x86 が持つ 1 つの重要な利点は、x86 ソフトウェアが非 x86 CPU 上で実行できないことです。 Arm と RISC-V が必要な場合 PC とサーバーの本拠地で Intel と AMD に対抗するには、新しいソフトウェアを作成する必要があり、それには時間がかかります 時間。 x86 アプリケーションをその場で Arm に変換する Apple の Rosetta 2 のような回避策はありますが、完璧ではありません。 すでに開発されたハードウェアとソフトウェアのエコシステムに新しい ISA を導入することの難しさは、実際には、Intel のスマートフォン計画を台無しにしたものとまったく同じです。

x86 は 20 年間ほとんど変わっておらず、最後のメジャー アップデートは AMD の 64 ビット拡張です。 しかし、Intel は、x86 の 64 ビット以外のものをすべて削除して、暫定的に名付けられた x86S アーキテクチャを作成するというアイデアを浮上させています。 これにより、理論的にはパフォーマンスと効率が向上します。2003 年当時は 32 ビットをサポートしないのは悪い考えでしたが、現在ではほぼすべてのハードウェアが 64 ビットです。

x86 が今後どうなるのか、長期的には Arm や RISC-V に負けるのか、PC やサーバーで優位を保ち続けるのか、あるいは競合他社を圧倒するように変身するのかを予測するのは困難です。 将来がどうなるにせよ、何か新しいことが起こるには長い時間がかかることは確かです。 x86 は、少なくとも当面は存続します。