Hva er x86?

Du har sikkert sett begrepet "x86" på nedlastingssider eller i datamaskinens systeminnstillinger, men hva er det? Her er alt du trenger å vite.

Selv om du sannsynligvis har "x86" på nedlastingssider for enkelte apper eller kanskje på noen datamaskininnstillinger, vet du kanskje ikke nøyaktig hva det er utover å bare være en datamaskinting. Vel, bak det er disse tre karakterene en av de viktigste pilarene i verden av databehandling og silisium og har vært det i generasjoner. Det er grunnen de beste (og eneste) stasjonære CPU-ene er laget av Intel og AMD. Dette er historien til x86-arkitekturen og alt du trenger å vite om den.

x86: En ærverdig og kritisk viktig instruksjonssettarkitektur

x86 er en instruksjonssettarkitektur (ISA), som i hovedsak er utformingen av de mest grunnleggende komponentene i en prosessor. ISA er en kritisk faktor i hva slags programvare som kan kjøres på en prosessor; hvis kode kan kjøres på en veldig effektiv, naturlig måte eller med en ineffektiv løsning (som å måtte bruke addisjon om og om igjen i stedet for multiplikasjon); og hva en prosessor må inkludere for å bygge på en bestemt ISA.

For x86 er ikke de tekniske detaljene superviktige. Det er snarere selskapene bak x86 som gjør denne ISA så viktig. Intel utviklet x86 ISA på slutten av 1970-tallet og bygde et imperium ut av det (riktignok ett som gikk gjennom noen alvorlig forfall nå), og den dag i dag lager Intel fortsatt splitter nye x86-prosessorer ved å bruke en ISA som er nesten 50 år gammel gammel. AMD, Intels viktigste rival innen CPUer, lager også x86-prosessorer, og selv om AMD historisk sett har vært ganske små sammenlignet med Intel, er de nå av sammenlignbar størrelse og viktighet.

Det avgjørende å forstå med enhver ISA er at x86-programvare kan kjøres på hvilken som helst x86 CPU, selv om de er veldig forskjellige. Intel og AMD CPUer er så forskjellige som de kan være, men de bruker fortsatt x86-arkitektur og kan dermed kjøre den samme programvaren. Du vil ofte se CPU-design som Raptor Lake og Zen 4 referert til som arkitekturer, men teknisk sett er de mikroarkitekturer fordi de ikke er på langt nær så grunnleggende som en ISA.

En kort historie om x86

x86-arkitekturen ble introdusert med Intels legendariske 8086-prosessor, en billigere variant av denne var 8088 som drev IBMs like legendariske PC i 1981. Suksessen til 8086 og 8088 CPUer er det som kickstartet ikke bare Intels dominans innen databehandling, men også utbredelsen av x86 ISA. AMD begynte først å produsere x86-brikker for Intel å bruke i den personlige datamaskinen, men til slutt prøvde Intel å kutte AMD ut av bildet, noe som førte til en juridisk kamp mellom de to selskapene. I 1995 vant AMD retten til å lage sine egne x86-brikker.

Etter hvert som etterspørselen etter datamaskiner fra forbrukere, bedrifter og bedrifter vokste fra 1990-tallet og utover, vokste både Intel og AMD i størrelse, og det samme gjorde kompleksiteten til x86-prosessorer. Dette skapte en åpning for AMD til å utfordre Intel ved å designe overlegne CPUer. På midten av 2000-tallet hadde AMD ikke bare tatt betydelige deler av skrivebordet og nye servermarkeder, men den hadde også oppfunnet 64-biters utvidelse av x86 (kalt AMD64 eller x86-64), som i utgangspunktet muliggjorde håndtering av større tall. Dette drepte i hovedsak Intels splitter nye 64-biters ISA- og Itanium-serverbrikker, en av Intels verste CPUer noensinne.

Det avgjørende å forstå med enhver ISA er at x86-programvare kan kjøres på hvilken som helst x86 CPU, selv om de er veldig forskjellige.

Fra slutten av 2000-tallet har Intel generelt vært viktigere enn AMD, men siden 2017 har AMD har stadig økt markedsandelen innen PC-er og servere, og nå er ikke Intel så mye større. I tillegg har både Intel og AMD forsøkt å utvide x86 til andre områder som konsoller, mobiltelefoner og Internet of Things (IoT)-enheter. I mange år hadde Intel vært spesielt fokusert på å bryte seg inn i smarttelefonmarkedet, som tradisjonelt har vært dominert av ARM-CPU-er, men som til slutt mislyktes av en rekke årsaker. AMD la ingen seriøse planer for smarttelefonprosessorer.

Spillkonsoller er kanskje den eneste sikre bastionen for x86 utenom PC-er og servere. Den første x86-drevne konsollen var den originale Xbox, som brukte en Pentium III CPU, men det ville være den eneste x86-konsollen på en stund. PowerPC-brikker fra IBM ble deretter brukt til PS3, Xbox 360, Wii og Wii U. For PS4 og Xbox One gikk imidlertid både Sony og Microsoft til AMD for å lage en tilpasset x86-brikke for sine nye konsoller. Den nåværende generasjonen PS5 og Xbox Series X/S bruker også AMD-brikker, det samme gjør håndholdte spill-PCer som Steam Deck og ROG Ally.

Fremtiden til x86 og utfordringene den står overfor

Mens både Intel og AMD bruker x86, og de er veldig rivaler, er det andre utfordrere som prøver å detronisere x86 generelt. Det finnes faktisk mange forskjellige ISA-er der ute, men de to viktigste alternativene til x86 er Arm og RISC-V, som begge ønsker å demontere x86s hegemoni over PC-er og servere. Og vi snakker ikke bare om to selskaper her, men hundrevis.

Selv om Arm og RISC-V er svært forskjellige og også er i en intens rivalisering, tilbyr de begge en grunnleggende CPU-design til partnerselskaper, og disse selskapene kan til gjengjeld gjøre sine egne CPUer som bruker disse ISA-ene. Bemerkelsesverdige produsenter av Arm-brikker inkluderer Apple (som nylig byttet fra Intel til sine egne Arm-prosessorer for silisium), Samsung og Google. I mellomtiden brukes RISC-V mest i industrielle applikasjoner og som følgeprosessorer i enheter som FPGA-er og harddisker, selv om RISC-V har ambisjoner for hele CPU-markedet.

Hvis Arm og RISC-V vil utfordre Intel og AMD i deres PC- og server-høyborg, må ny programvare skrives, og det vil ta tid.

Den ene hovedfordelen som x86 har i alt dette, er at x86-programvare ikke kan kjøre på ikke-x86 CPUer. Hvis Arm og RISC-V vil for å utfordre Intel og AMD i deres PC og server høyborg, må ny programvare skrives, og det vil ta tid. Det finnes løsninger som Apples Rosetta 2, som oversetter x86-applikasjoner til Arm on the fly, men den er ikke perfekt. Vanskeligheten med å introdusere en ny ISA til et allerede utviklet maskinvare-programvare-økosystem er faktisk det samme som drepte Intels smarttelefonplaner.

x86 har vært mer eller mindre uendret på to tiår, med den siste store oppdateringen AMDs 64-bits utvidelse. Imidlertid har Intel drevet ideen om å kutte alle ikke-64-bits ting i x86 for å lage den foreløpig navngitte x86S-arkitekturen. Dette ville teoretisk sett resultere i bedre ytelse og effektivitet, og selv om det ikke var en dårlig idé å ha 32-bits støtte tilbake i 2003, er stort sett all maskinvare i disse dager 64-biters.

Det er vanskelig å si hva som vil skje med x86 og om den vil tape mot Arm og RISC-V i det lange løp, fortsette å dominere på PC-er og servere, eller til og med forvandle seg til å avvise konkurrenter. Uansett hva fremtiden bringer, er det sikkert at det vil ta lang tid før noe nytt skjer. x86 er kommet for å bli, i det minste foreløpig.