Pravdepodobne ste už videli výraz „x86“ na stránkach sťahovania alebo v systémových nastaveniach vášho počítača, ale čo to je? Tu je všetko, čo potrebujete vedieť.
Hoci ste pravdepodobne na stránkach sťahovania určitých aplikácií alebo možno na niektorých stránkach s nastaveniami počítača mali „x86“, možno presne neviete, čo to znamená byť len počítačovou záležitosťou. No a za tým sú tieto tri postavy jedným z najdôležitejších pilierov vo svete počítačov a kremíka a sú nimi už celé generácie. To je dôvod prečo najlepšie (a jediné) desktopové CPU sú vyrobené spoločnosťami Intel a AMD. Toto je história architektúry x86 a všetko, čo o nej potrebujete vedieť.
x86: Úctyhodná a kriticky dôležitá architektúra inštrukčnej sady
x86 je architektúra inštrukčnej sady (ISA), ktorá je v podstate návrhom najzákladnejších komponentov procesora. ISA je kritickým faktorom v tom, aký druh softvéru môže bežať na procesore; ak je možné kód spustiť veľmi efektívnym, natívnym spôsobom alebo s neefektívnym riešením (ako je napríklad potreba používať sčítanie znova a znova namiesto násobenia); a čo musí procesor obsahovať, aby mohol byť postavený na konkrétnom ISA.
Pre x86 nie sú technické detaily mimoriadne dôležité. Spoločnosti stojace za x86 sú to, vďaka čomu je tento ISA taký dôležitý. Intel vyvinul x86 ISA koncom 70-tych rokov a vybudoval z neho impérium (aj keď prešlo teraz vážny úpadok) a dodnes Intel stále vyrába úplne nové x86 CPU pomocou ISA, čo je takmer 50 rokov starý. AMD, hlavný rival Intelu v CPU, tiež vyrába x86 procesory a hoci AMD bolo historicky dosť malé v porovnaní s Intelom, teraz majú porovnateľnú veľkosť a dôležitosť.
Rozhodujúca vec, ktorú je potrebné pochopiť o každom ISA, je, že softvér x86 môže bežať na akomkoľvek x86 CPU, aj keď sú skutočne odlišné. Procesory Intel a AMD sú také odlišné, ako len môžu byť, ale stále používajú architektúru x86, a preto môžu spúšťať rovnaký softvér. Často uvidíte návrhy CPU ako Raptor Lake a Zen 4 označované ako architektúry, ale technicky sú to mikroarchitektúry, pretože nie sú ani zďaleka také základné ako ISA.
Krátka história x86
Architektúra x86 bola predstavená s legendárnym procesorom Intel 8086, ktorého lacnejším variantom bol 8088, ktorý v roku 1981 poháňal rovnako legendárny osobný počítač IBM. Úspech procesorov 8086 a 8088 je to, čo odštartovalo nielen dominanciu Intelu v oblasti výpočtovej techniky, ale aj rozšírenie x86 ISA. AMD najprv začala vyrábať čipy x86 pre Intel na použitie v osobnom počítači, ale nakoniec sa Intel pokúsil vystrihnúť AMD z obrazu, čo viedlo k právnej bitke medzi týmito dvoma spoločnosťami. V roku 1995 získala spoločnosť AMD právo vyrábať vlastné čipy x86.
Ako spotrebiteľský, obchodný a podnikový dopyt po počítačoch rástol od 90. rokov 20. storočia, Intel aj AMD rástli čo do veľkosti, rovnako ako zložitosť x86 CPU. To vytvorilo otvor pre spoločnosť AMD, aby mohla vyzvať Intel navrhnutím špičkových CPU. Do polovice 2000-tych rokov AMD nielenže zabralo podstatnú časť pracovnej plochy a rozvíjajúcich sa trhov so servermi, ale vynašiel aj 64-bitové rozšírenie x86 (nazývané AMD64 alebo x86-64), ktoré v podstate umožnilo manipuláciu s väčšími číslami. To v podstate zabilo úplne nové 64-bitové serverové čipy Intel ISA a Itanium, jeden z najhorších procesorov Intel vôbec.
Rozhodujúca vec, ktorú je potrebné pochopiť o každom ISA, je, že softvér x86 môže bežať na akomkoľvek x86 CPU, aj keď sú skutočne odlišné.
Od konca roku 2000 bol Intel vo všeobecnosti dôležitejší ako AMD, hoci od roku 2017 má AMD neustále zvyšuje svoj podiel na trhu s počítačmi a servermi a Intel teraz nie je až taký veľký väčší. Intel aj AMD sa navyše pokúsili rozšíriť x86 do iných oblastí, ako sú konzoly, mobilné telefóny a zariadenia internetu vecí (IoT). Po mnoho rokov sa Intel zameriaval najmä na preniknutie na trh smartfónov, ktorému tradične dominovali procesory ARM, ale nakoniec z rôznych dôvodov zlyhal. AMD nerobilo žiadne vážne plány s procesormi pre smartfóny.
Herné konzoly sú možno jedinou bezpečnou baštou pre x86 mimo počítačov a serverov. Prvou konzolou poháňanou x86 bol pôvodný Xbox, ktorý používal procesor Pentium III, ale nejaký čas to bola jediná x86 konzola. Čipy PowerPC od IBM boli následne použité pre PS3, Xbox 360, Wii a Wii U. Pre PS4 a Xbox One však Sony aj Microsoft išli do AMD, aby vytvorili vlastný x86 čip pre svoje nové konzoly. Súčasná generácia PS5 a Xbox Series X/S tiež používa čipy AMD, rovnako ako vreckové herné počítače ako Steam Deck a ROG Ally.
Budúcnosť x86 a výzvy, ktorým čelí
Zatiaľ čo Intel aj AMD používajú x86 a sú veľmi rivalmi, existujú aj iní vyzývatelia, ktorí sa vo všeobecnosti snažia zosadiť x86 z trónu. V skutočnosti existuje veľa rôznych ISA, ale dve najdôležitejšie alternatívy k x86 sú Arm a RISC-V, ktoré chcú odstrániť hegemóniu x86 nad počítačmi a servermi. A nehovoríme tu len o dvoch firmách, ale o stovkách.
Hoci Arm a RISC-V sú veľmi odlišné a sú tiež v intenzívnej rivalite, obe ponúkajú základný dizajn CPU partnerským spoločnostiam a tieto spoločnosti môžu na oplátku vyrobiť svoje vlastné CPU používajúce tieto ISA. Medzi významných výrobcov čipov Arm patrí Apple (ktorý nedávno prešiel od Intelu k vlastným procesorom Arm pre svoj kremík), Samsung a Google. Medzitým sa RISC-V väčšinou používa v priemyselných aplikáciách a ako sprievodné procesory v zariadeniach, ako sú FPGA a pevné disky, hoci RISC-V má ambície pre celý trh CPU.
Ak chcú Arm a RISC-V napadnúť Intel a AMD v ich pevných počítačoch a serveroch, bude potrebné napísať nový softvér, čo si vyžiada čas.
Jednou z kľúčových výhod x86 v tomto všetkom je, že softvér x86 nemôže bežať na procesoroch iných ako x86. Ak chcú Arm a RISC-V Ak chcete vyzvať Intel a AMD v ich baštách počítačov a serverov, bude potrebné napísať nový softvér a to bude trvať čas. Existujú riešenia, ako je Rosetta 2 od Apple, ktorá prekladá x86 aplikácií do Arm za behu, ale nie je to dokonalé. Obtiažnosť zavedenia nového ISA do už vyvinutého hardvérovo-softvérového ekosystému je vlastne tá istá vec, ktorá zabila plány Intelu na smartfóny.
x86 sa za dve desaťročia viac-menej nezmenil, pričom poslednou veľkou aktualizáciou bolo 64-bitové rozšírenie AMD. Intel sa však vznáša myšlienkou orezať všetky ne64-bitové veci v x86 a vytvoriť predbežne pomenovanú architektúru x86S. To by teoreticky viedlo k lepšiemu výkonu a efektívnosti, a hoci nemať 32-bitovú podporu bol v roku 2003 zlý nápad, v súčasnosti je takmer všetok hardvér 64-bitový.
Ťažko povedať, čo sa stane s x86 a či z dlhodobého hľadiska stratí proti Arm a RISC-V, bude naďalej dominovať v počítačoch a serveroch alebo sa dokonca transformuje, aby predbehla konkurentov. Nech už budúcnosť prinesie čokoľvek, je isté, že bude trvať dlho, kým sa niečo nové stane. x86 tu zostane, aspoň zatiaľ.