Vad är x86?

Även om du förmodligen har "x86" på nedladdningssidor för vissa appar eller kanske på vissa datorinställningar, kanske du inte vet exakt vad det är utöver att bara vara en datorgrej. Tja, bakom det är dessa tre karaktärer en av de viktigaste pelarna i världen av datorer och kisel och har varit det i generationer. Det är anledningen till det de bästa (och enda) stationära CPU: erna tillverkas av Intel och AMD. Det här är historien om x86-arkitekturen och allt du behöver veta om den.

x86: En ärevördig och kritiskt viktig instruktionsuppsättningsarkitektur

x86 är en instruktionsuppsättningsarkitektur (ISA), som i huvudsak är designen av de mest grundläggande komponenterna i en processor. ISA är en kritisk faktor för vilken typ av programvara som kan köras på en processor; om kod kan köras på ett mycket effektivt, inbyggt sätt eller med en ineffektiv lösning (som att behöva använda addition om och om igen istället för multiplikation); och vad en processor måste inkludera för att bygga på en viss ISA.

För x86 är de tekniska detaljerna inte superviktiga. Det är snarare företagen bakom x86 som gör denna ISA så viktig. Intel utvecklade x86 ISA i slutet av 1970-talet och byggde ett imperium av det (även om ett som gick igenom några allvarligt förfall nu), och än i dag tillverkar Intel fortfarande helt nya x86-processorer med en ISA som är nästan 50 år gammal gammal. AMD, Intels främsta rival inom processorer, tillverkar också x86-processorer, och även om AMD historiskt sett har varit ganska små jämfört med Intel, är de nu av jämförbar storlek och betydelse.

Det avgörande att förstå med vilken ISA som helst är att x86-programvara kan köras på vilken x86-processor som helst, även om de verkligen är olika. Intel- och AMD-processorer är så olika de kan vara, men de använder fortfarande x86-arkitektur och kan därför köra samma programvara. Du kommer ofta att se CPU-designer som Raptor Lake och Zen 4 kallade arkitekturer, men tekniskt sett är de mikroarkitekturer eftersom de inte är alls lika grundläggande som en ISA.

En kort historik om x86

x86-arkitekturen introducerades med Intels legendariska 8086-processor, varav en billigare variant var 8088 som drev IBMs lika legendariska persondator 1981. Framgången för 8086 och 8088 processorer är det som kickstartade inte bara Intels dominans inom datoranvändning utan också förekomsten av x86 ISA. AMD började först tillverka x86-chips för Intel att använda i persondatorn, men så småningom försökte Intel skära AMD ur bilden, vilket ledde till en juridisk strid mellan de två företagen. 1995 vann AMD rätten att tillverka sina egna x86-chips.

När konsumenternas, företagens och företagens efterfrågan på datorer ökade från 1990-talet och framåt, växte både Intel och AMD i storlek, liksom komplexiteten hos x86-processorer. Detta skapade en öppning för AMD att utmana Intel genom att designa överlägsna processorer. I mitten av 2000-talet hade AMD inte bara tagit betydande delar av skrivbordet och framväxande servermarknader, men man hade också uppfunnit 64-bitarsförlängningen av x86 (kallad AMD64 eller x86-64), som i princip möjliggjorde hantering av större antal. Detta dödade i huvudsak Intels helt nya 64-bitars ISA- och Itanium-serverchips, en av Intels sämsta processorer någonsin.

Det avgörande att förstå med vilken ISA som helst är att x86-programvara kan köras på vilken x86-processor som helst, även om de verkligen är olika.

Från slutet av 2000-talet och framåt har Intel i allmänhet varit viktigare än AMD, men sedan 2017 har AMD har stadigt ökat sin marknadsandel inom PC och servrar, och nu är Intel inte så mycket större. Dessutom har både Intel och AMD försökt utöka x86 till andra områden som konsoler, mobiltelefoner och Internet of Things (IoT)-enheter. Under många år hade Intel varit särskilt fokuserat på att ta sig in på smartphonemarknaden, som traditionellt har dominerats av ARM-processorer, men som till slut misslyckades av olika anledningar. AMD gjorde inga seriösa planer för smartphone-processorer.

Spelkonsoler är kanske den enda säkra bastionen för x86 utanför PC och servrar. Den första x86-drivna konsolen var den ursprungliga Xbox, som använde en Pentium III CPU, men det skulle vara den enda x86-konsolen under en tid. PowerPC-chips från IBM användes därefter för PS3, Xbox 360, Wii och Wii U. Men för PS4 och Xbox One gick både Sony och Microsoft till AMD för att skapa ett anpassat x86-chip för sina nya konsoler. Den nuvarande generationen PS5 och Xbox Series X/S använder också AMD-chips, liksom handhållna speldatorer som Steam Deck och ROG Ally.

Framtiden för x86 och de utmaningar den står inför

Även om både Intel och AMD använder x86, och de är mycket rivaler, finns det andra utmanare som försöker avsätta x86 i allmänhet. Det finns faktiskt många olika ISA där ute, men de två viktigaste alternativen till x86 är Arm och RISC-V, som båda vill avveckla x86:s hegemoni över datorer och servrar. Och vi pratar inte bara om två företag här, utan hundratals.

Även om Arm och RISC-V är väldigt olika och också är i en intensiv rivalitet, erbjuder de båda en grundläggande CPU-design till partnerföretag, och dessa företag kan i gengäld göra sina egna processorer som använder dessa ISA. Anmärkningsvärda tillverkare av Arm-chips inkluderar Apple (som nyligen bytte från Intel till sina egna Arm-processorer för sitt kisel), Samsung och Google. Samtidigt används RISC-V mest i industriella applikationer och som följeslagare i enheter som FPGA och hårddiskar, även om RISC-V har ambitioner för hela CPU-marknaden.

Om Arm och RISC-V vill utmana Intel och AMD i sina PC- och serverfästen måste ny mjukvara skrivas, och det kommer att ta tid.

Den största fördelen som x86 har i allt detta är att x86-programvaran inte kan köras på icke-x86-processorer. Om Arm och RISC-V vill för att utmana Intel och AMD i deras PC- och serverfästen måste ny programvara skrivas, och det kommer att ta tid. Det finns lösningar som Apples Rosetta 2, som översätter x86-applikationer till Arm on the fly, men det är inte perfekt. Svårigheten med att introducera en ny ISA till ett redan utvecklat hårdvaru-programvara-ekosystem är faktiskt samma sak som dödade Intels smarttelefonplaner.

x86 har varit mer eller mindre oförändrad på två decennier, där den senaste stora uppdateringen är AMD: s 64-bitars tillägg. Intel har dock drivit idén om att klippa alla icke-64-bitars saker i x86 för att skapa den preliminära x86S-arkitekturen. Detta skulle teoretiskt resultera i bättre prestanda och effektivitet, och även om det inte var en dålig idé att inte ha 32-bitars stöd redan 2003, är i stort sett all hårdvara 64-bitars idag.

Det är svårt att säga vad som kommer att hända med x86 och om det kommer att förlora mot Arm och RISC-V i det långa loppet, fortsätta att dominera på datorer och servrar, eller till och med förvandla sig själv för att slå ut konkurrenter. Oavsett vad framtiden har att erbjuda är det säkert att det kommer att ta lång tid innan något nytt händer. x86 är här för att stanna, åtminstone för tillfället.