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AthlonAthlon是美國AMD公司的一種為x86計算機平台而設的微處理器,其中文官方名稱為「速龍」。第一款Athlon處理器屬於AMD的第七代(K7),與當時英特爾的Pentium 3處理器競爭,及後出現Athlon XP、MP等。現時最新的Athlon處理器有屬於K8的Athlon 64系列,專為AMD64平台而設,以及兼容現有的x86平台。
Athlon Classic
Athlon Thunderbird
Athlon XP
Athlon 64
Category:X86
Category:微處理器
ja:Athlon
AMD
AMD(,中文直译为超微半导体),是美國一家业务遍及全球的專門生產--的公司,成立於1969年,专为电脑、通信及电子消费类市场供应各种芯片产品,其中包括用于通信及网络设备的微处理器、闪存以及基于硅片技术的解决方案等。总公司设于美国硅谷, 除了在世界各大城市设有办事处之外,还在美国、欧洲、日本及亚洲等地设有生产中心。公司有超过 70% 的收入来自国际市场,是一家真正意义上的跨国公司。公司在美国纽约股票交易所上市,代号为 AMD。
AMD 是目前唯一可与Intel匹敵的CPU厂商。AMD的CPU的特点是低频高效。主频通常会比同效能的Intel CPU低1GHz左右。自从Athlon XP上市以来,AMD与Intel的技术差距逐渐缩小。而在2003年具有64位元定址的Athlon 64上市后,AMD的技术已经与Intel相当,而且在某些方面已经领先于Intel。在2005年发布了拥有两个核心的中央处理器——Athlon 64 X2。目前该公司的Athlon 64 FX-59,为世界上最快的单核心的家用中央处理器。
外部連結
- [http://www.amdcompare.com/us-en/desktop/ AMD 桌上型處理器查尋](英文)
Category:美国公司
category:電腦公司
ja:AMD
th:เอเอ็มดี
微處理器]]
微处理器(缩写为µP或uP)即電子計算機的中央处理器(Central Processing Unit, CPU)。具体地讲,它就是一块集成了数量庞大的微型晶体管与其他电路元件的半导体集成电路(Integrated Circuit, IC)芯片。
早在微处理器问世之前,電子計算機的中央处理单元就经历了从电子管到晶体管以及再后来的离散式TTL集成电路等几个重要阶段。甚至在電子計算機以前,还出现过以齿轮、轮轴和杠杆为基础的机械结构计算机。文艺复兴时期的著名画家兼科学家列奥纳多·达·芬奇就曾做过类似的设计,但那个时代落后的制造技术根本没有能力将这个设计付诸实现。
从1970年代早期开始,微处理器性能的提升就基本上遵循着IT界著名的摩尔定律。这意味着在过去的30多年里每18个月,CPU的计算能力就会翻番。大到巨型机,小到个人便携电脑,持续高速发展的微处理器取代了诸多其他计算形式而成为各个类别各个领域所有计算机系统的计算动力之源。
历史
最早的芯片
正如近现代其他科技的发展一样,微处理器时代仿佛一夜之间就到来了。三个公司,三个计划,几乎不约而同地成为微处理器产业的先锋。它们就是英特尔的Intel 4004,德州仪器公司的TMS 1000和盖瑞特艾雷赛奇(Garrett AiResearch)工业部的CADC(Central Air Data Computer)。
1968年盖瑞特被邀请参加研制一种数字计算机,以同正在开发中的用于美国海军F-14雄猫战斗机的主飞行控制电脑的电机系统竞争。这个以基于MOS技术的芯片组为核心的CPU于1970年设计完成,并以更小的体积和更高的可靠性打败了基于电机系统的设计,被运用于早期的所有雄猫战斗机。但今天看来,知道CADC和MP944芯片组的人并不多,主要原因在于美国海军认为这种技术太过先进而不允许将其设计细节公开,这种情况一直持续到1997年。
德州仪器公司开发出以预编程嵌入式应用(pre-programmed embedded applications)为主打技术的4位微处理器TMS 1000,并于1971年9月17日推出代号为TMS1802NC的市场版本,用于生产单芯片计算器。英特尔的4004计划则由弗得里克·法金(Federico Faggin)主持开发,并于1971年11月15日发布。
德州仪器为微处理器申请了专利。1973年9月4日Gary Boone获得了单片微处理器的美国专利,专利号是3757306。但是我们可能无法确定究竟哪家公司第一个在实验室做出了微处理器。1971年和1976年英特尔和德州仪器两次达成专利互许可协议,根据协议,英特尔向德州仪器付微处理器专利的使用费。Cyrix曾经同英特尔为微处理器专利对簿公堂,关于此事的法律文件可以参见。[http://www.mgt.buffalo.edu/courses/mgs/651/s1s/simha/Date-old/Intel-Cyrix/Cyrix-intel-11.htm]
有趣的是,有第三方人士声称拥有可以涵盖“微处理器”的专利。具体请参见[http://www.me.utexas.edu/~me179/topics/patents/case6articles/case6article1.html 这个网站],根据这里的描述,有人早于德州仪器和英特尔就发明了“微控制器”,这算不算“微处理器”尚有争议。
所谓的单片机是微处理机的一种变体,它包括了CPU,一些内存以及I/O接口,所有都集成在一块集成电路上。单片机的专利号为4074351,授予了德州仪器的Gary Boone和Michael J. Cochran。当时他们是以微计算机的名称申请专利的。
根据麻省理工出版的《现代计算史》第200页到221页,英特尔同圣安东尼奥的一家叫做计算机终端的公司(后改名为数点公司)签署了一份合同,合作设计一块用于终端的芯片。数点后来决定不用这块芯片了,英特尔就将其命名为8008,并于1972年4月上市销售。这是世界上第一块8位微处理器,也是后来《无线电电子》杂志卖的著名的马克-8计算机的主要部件。8008及其后继产品8080开创了微处理器的市场。
8位
紧随4位的4004之后,英特尔设计出世界上第一片8位微处理器,Intel 8008。此后,在市场运作中非常成功的Intel 8080和Zilog公司的Z80以及一系列其他8位微处理器又相继推出。原先在摩托罗拉公司设计Motorola 6800的一群人离开公司,另组建了MOS Technology公司并在6800的技术基础上推出改良产品6502,籍此与Z80在20世纪80年代的微处理器市场上相庭抗礼。
Z80和6502芯片的设计目标都是要减少整个系统的成本,为此开发者使用了缩小规模,简化总线,合并专用芯片(比如Z80就包含了一个内存控制器等方法。这些措施导致了1980年代早期家用电脑的“革命”:消费者用99美元的价格就能买到一台半可用的电脑了。
摩托罗拉推出了MC6809,成为8位处理器市场的领头羊。有人认为这是有史以来功能最强大的纯8位处理器-也是所有投产的硬布线处理器中最复杂的。比MC6809更先进的处理器后来都用了微代码技术。这是因为硬布线逻辑无法满足越来越复杂的设计,逐步被淘汰了。
另一种早期的8位处理器是Signetics 2650。由于其指令集架构新颖而功能强大,这种芯片风靡一时。
RCA公司生产的CDP1802,即RCA COSMAC,是应用于航天的处理器的先锋。1970年代,NASA的旅行者号和海盗号空间探测器都使用了这种芯片。1989年发射的木星探测器伽利略号也装配了这种处理器。选用CDP1802,一是因为它可以在很低的功耗下运行 - ;二是因为它采的工艺可以更好地抗宇宙射线和电脉冲。因此1802也被认为是第一块抗辐射微处理器。
16位
第一款多片16位微处理器是美国国家半导体公司(National Semiconductor)于1973年初期推出的IMP-16,8位的IMP-8芯片组又于1974年推出。1975年该公司推出了第一款单片16位微处理器,PACE,其基于NMOS技术的新版本,INS8900不久就替代了它。
其他早期的多片16位微处理器包括DEC用于PDP11小型机系列中LSI-11和PDP-11/30上的主板,还有仙童公司的MicroFlame 9440,这两款都是在1975年到1976年推出的。
另外德州仪器出的TMS 9900也是早期的单片16位处理器,同TI 990兼容。9900用在了TI 990/4 小型机,TI-99/4A家用电脑和TM990系列OEM品牌微机上。这块芯片封装成在一块陶瓷64脚双内线(DIP)芯片,而当时大多数8位微处理器都用更便宜的40脚DIP。
后续产品TMS 9980针对英特尔的8080推出,全兼容TI 990的16位指令集,一次传输8位数据,设计成塑料40脚DIP,但是只能寻址16KB。TMS 9995是这个系列的第三块芯片,使用了全新的设计。此系列产品后来扩展到了99105和99110。
英特尔走了一条不同的路,由于没有小型机可以模拟,他们采取扩充8080的办法设计出了16位的8086,这是后来几乎统治PC芯片的x86家族的第一个成员。英特尔推出的8086使得8080上的软件可以很经济的移植重用,商业上获得的成功超出预期。接着英特尔又发布80186, 80286, 还有1985年推出的32位80386,这些处理器都是向后兼容的,造就了英特尔PC市场的霸主地位。
集成内存管理器的微处理器是英特尔公司的柴尔茨等开发的,获得美国专利号4442484。
32位
16位的设计刚刚进入市场,32位的微处理器就出现了。
世界上第一块单片32位微处理器是AT&T贝尔实验室的BELLMAC-32A,样本于1980年,1982年正式投产。1984年AT&T解体后更名为WE32000(WE代表西部电子),后来又推出了后续产品WE32100和WE32200。这些芯片用在了AT&T的3B5及3B14小型计算机、世界上第一台超级台式微机3B2,还有世界上第一台笔记本式超级微机“亚历山大”上(这种系统使用类似于现在游戏机上用的ROM插件)。所有这些系统都运行贝尔实验室的UNIX操作系统,包括叫做xt-layers的第一个窗口系统。
最著名的32位微处理器是摩托罗拉于1979年推出的MC68000。这片被称为68K的芯片具有32位的寄存器,但是内部和外部数据总线都是16位的,这样可以减少芯片的脚数。摩托罗拉将其描述为16位处理器,但是显然这是块有32位结构的芯片。由于速度快、内存寻址空间大(16兆)价格低廉,MC68000很快成为此类CPU中最流行的型号。1980年代中期,很多公司都用它来装配机器,其中包括Atari ST 和 Commodore Amiga,最为知名的大概算苹果公司的Apple Lisa和Macintosh了。
英特尔的第一款32位微处理器是iAPX 432,于1981年推出,但市场上并未获得成功。此产品有先进的面向对象架构,但同其它同类产品,特别是68000比,性能较差。
68000的成功让摩托罗拉继续推出MC68010,这块芯片加入了对虚拟内存的支持。1985年又推出了MC68020,增加了完全的32位数据和地址总线。68020在Unix超级微机市场上获得巨大成功,许多小公司也用它生产桌面系统。MC68030芯片内集成了内存管理器,几乎成为除DOS外所有机器的标准处理器。MC68040合成了浮点运算器,数学运算性能得到提高。68050未能达到设计要求,没有发行。后继的68060采用了更快的RISC设计。1990年代早期,68K开始淡出桌面系统的市场。
其他大公司用68020设计嵌入式系统。曾几何时,运行在嵌入式系统上的68020芯片比运行在PC机上的英特尔奔腾芯片都多。(见[http://www.embedded.com/98/9807sr.htm 此网页]。摩托罗拉的"冷火"处理器也是68020的一种变种。
在此期间(1980年早期到中期),国家半导体推出了一种非常类似的16位外部数据线,32位内部总线的微处理器,称为NS 16032(后改名为32016)。全32位版本称作32032,以及一系列工业用OEM微机。待到1980年代中期,Sequent使用NS 32032推出了第一款对称多处理器服务器。这款服务器少有对手,但1980年代晚期就消失了。
其他较值得注意的芯片包括Zilog的Z 8000,但是推出太迟,未能在市场上立足即消声匿迹了。
一些芯片在20世纪80年代晚期上演的微处理器大战中开始淡出,甚至逐渐退出市场。结果仅有一种出色产品的Sequent NS 32032系统逐步消失,Sequent也改用英特尔的微处理器。
RISC技术
1980年代中期到1990年代早期,一类新型高性能RISC(精简指令集计算机)崭露头角,这些芯片最初用于专用机器和unix工作站,但很快就在各领域流行起来了。当然,不包括英特尔的个人计算机。
最早的商业产品是MIPS发布的32位R2000微处理器(R1000没有正式发布)。后续产品R3000是真正实用的型号,R4000则是世界上第一个64位RISC芯片。同类产品还有IBM的Power系列和Sun的SPARC系列。很快所有的厂商都开始生产RISC,包括AT&T的CRISP,AMD 29000,英特尔的i860及i960,摩托罗拉88000,DEC Alpha和HP的PA。
激烈的市场竞争淘汰了很多系列,现在POWER和派生的PowerPC系列成了个人电脑RISC芯片的主流。只有Sun还在使用SPARC架构。MIPS继续为SGI系统提供支持,但主要用于嵌入式系统,特别是思科的路由器。其他的系统要么已经绝迹,要么也奄奄一息。其他公司也曾经试图分一杯羹,如ARM公司原打算进军家用电脑市场,但后来还是专注于嵌入式处理器了。现今基于RISC的计算设备由MIPS,ARM和PowerPC占据了市场的主流。
当然在IBM兼容机领域内,英特尔,AMD以及台湾的VIA都生产x86兼容的微处理器。到2004年底,DEC和AMD合作的ALPHA,AMD 64,以及HP和英特尔合作的安腾是最流行的型号。
市场统计信息
2003年,整个微处理器产业的产值大约为440亿美元。[http://www.wsts.org/press.html]虽然桌面应用和便携应用占到整个产业产值的一半,但从售出数量上来说,这两个领域其实只消费了所有CPU的0.2%。
1997年,有20亿块8位微处理器售出。8位微处理器占到全球所有微处理器的55%。[http://www.circuitcellar.com/library/designforum/silicon_update/3/index.asp]
在全球所有的CPU中,32位及以上的只占不到10%的份额。而在所有售出的32位CPU里,大约只有2%进入个人电脑(PC)领域。
“总地来讲,微处理器、微控制器或数字信号处理机的平均单价只是刚刚超过6美元而已。”
[http://www.embedded.com/shared/printableArticle.jhtml?articleID=9900861]
常见微处理器架构
- AMD K5, K6, K6-2, K6-III, AMD 毒龙, AMD 速龙
- AMD 鎬龙
- ARM 系列, StrongARM, Intel PXA2xx
- Atmel AVR 架构 (仅微控制器)
- CDP1802 (属于 RCA COSMAC)
- DEC Alpha
- Intel 4004, 4040
- Intel 8080, 8085, Zilog Z80
- Intel 8086, 8088, 80186, 80188, 80286, 80386, 80486 (Intel x86 架构)
- 奔腾, 增强奔腾, 多能奔腾赛扬, Centrino, 奔腾II, 奔腾III, 至强, 奔腾IV, 移动奔腾 (Intel x86, 与HP PA-RISC均为IA64架构之前的产品线)
- 安腾 (IA-64 架构)
- Intel i860, i960
- MIPS 架构
- 摩托罗拉 6800, MOS Technology 6502, 摩托罗拉 6809, WDC 65816
- 摩托罗拉 68000 系列, 摩托罗拉 ColdFire
- 摩托罗拉 88000 (与POWER同为PowerPC系列之前的产品线)
- IBM POWER (与88000同为PowerPC系列以前的产品线)
- NSC 320xx
- OpenCores OpenRISC 架构
- PA-RISC 系列 (HP公司, 与x86同为IA-64架构以前的产品线)
- PowerPC 系列, G3, G4, G5
- 美国国家半导体公司的SC/MP ("scamp")
- Signetics 2650
- SPARC, UltraSPARC, UltraSPARC II–IV
- SuperH 系列
- Transmeta的Crusoe和Efficeon
- INMOS Transputer
注
- 1802芯片具有所谓静态设计,就是说它的时钟频率可以设为任意低;这种设计可以让航天器上的处理器以很低的速度运行(最低可以到0赫兹,也就是停机状态)。这样的话,如果飞船在航行过程中正处于长时间没有事件的旅程的时候,可以把电能消耗降到最低。在有任务到达的情况下,例如要进行航线修正,高度控制,数据采集或者无线电通讯的时候,又可以用定时器或者传感器来唤醒处理器,或者加速其运行。
其他参考
- 计算机架构
- 寻址模式
- 数字信号处理机
- 微控制器
- AMD微处理器列表
- Intel微处理器列表
外部链接
综合信息:
- [http://www.sasktelwebsite.net/jbayko/cpu.html Great Microprocessors of the Past and Present]
- [http://bwrc.eecs.berkeley.edu/CIC/ CPU Info Center]
- [http://www.bitpipe.com/rlist/term/Microprocessors.html Microprocessor White Papers]
- [http://www-106.ibm.com/developerworks/library/pa-microhist.html?ca=dgr-mw08MicroHistory Microprocessor history]
历史文献:
- [http://www.ti.com/corp/docs/company/history/calcchip.shtml standard calculator webpage]
- [http://www.ti.com/corp/docs/company/history/singlechip.shtml single chip microprocessor webpage]
- [http://www.ti.com/corp/docs/company/history/microcomputer.shtml microcomputer webpage] - 有关TI在微处理器领域的早期成果
- [http://www-106.ibm.com/developerworks/library/pa-yearend.html?ca=dgr-lnxw01PowerYear A history about important discoveries in microprocessor area during 2004]
-
ja:マイクロプロセッサ
英特爾
英特尔(Intel),是世界上最著名的半导体公司,主要负责生产、设计和销售中央处理器(CPU)、主板芯片组和其他个人电脑的核心芯片。
英特尔制造的处理器
- 4004
- 4040
- 8086
- 8088
- 80286
- 80386
- 80486
- Pentium
- 奔腾II(Pentium II)
- 赛扬(Celeron)
- Pentium III
- 赛扬2(Celeron 2)
- 赛扬D(Celeron D)
- Pentium 4
- 至强(Xeon)
- 安腾(Itanium)
- 安腾2(Itanium 2)
- Pentium Extreme Edition
category:美国公司
Category:微處理器
ja:インテル (企業)
ko:인텔
th:อินเทล
AMD64
AMD64,又稱「x86-64」或「x64」,是一種64位元的電腦處理器架構。它是建基於現有32位元的x86架構,由AMD公司所開發,應用AMD64指令集的自家產品有Athlon 64、Athlon 64 FX、Athlon 64 X2、Turion 64、Opteron及最新的Sempron處理器。
架構概述
AMD試圖以自家的AMD64指令集去清理Intel的x86-32專屬的,並把x86更新至近似領先的RISC環境。曾參與設計DEC Alpha64位處理器的Dirk Meyer也有份參與制定AMD64的規格,以及AMD的員工中有不少前Alpha工程師,因此他們為AMD64立下不少功勞。部份重大改變如下:
- 新增暫存器
- 地址闊度加長
- SSE2、SSE3指令
- 「禁止執行」位元 (NX-bit): AMD64其中一個特色是擁有「禁止執行」(No-Execute, NX)的位元,可以防止蠕蟲病毒以緩衝區滿溢的方式來進行攻擊。
市場分析
AMD64代表AMD放棄了跟隨Intel標準的一貫作風,選擇了像把16位的Intel 8086擴充成32位的80386般,去把x86架構擴充成64位版本,且兼容原有標準。
AMD64架構在IA-32上新增了64位暫存器,並兼容早期的16位和32位軟件,可使現有以x86為對象的編譯器容易轉為AMD64版本。除此之外,NX bit也是引人注目的特色之一。
不少人認為,AMD64的RISC,最終會取代現有過時及多變的x86架構。事實上,AMD64確是可以把x86改變為現代RISC形式的編程環境,而AMD64最大的影響力,在於它帶來了一個重大的架構升級,並且能兼容原有的格式。
應用產品
以下產品使用了AMD64技術。
- AMD K8
- AMD Athlon 64
- AMD Athlon 64 X2
- AMD Athlon 64 FX
- AMD Opteron
- AMD Turion 64
- AMD Sempron (僅限使用E6 Stepping製程的"Palermo"型號)
- EM64T
- Intel Xeon (自"Nocona"起的部分型號)
- Intel Celeron D (自"Prescott"起的部分型號)
- Intel Pentium 4 (自"Prescott"起的部分型號)
- Intel Pentium D
- Intel Pentium Extreme Edition
- Intel Pentium M (自"Merom"起的部分型號)
- Intel Conroe (即將推出的桌上核心)
參見
- NX bit
- EM64T (Intel所使用的AMD64技術)
- AMD K8
- AMD K9
- IA-64
相關網站
- [http://www.amd.com AMD]
- [http://www.amd.com.cn AMD (中國)]
- [http://www.amd.com.hk AMD (香港)]
- [http://www.amd.com/tw-za/0,,,00.html AMD (台灣)]
- [http://www.intel.com 英特爾]
- [http://www.intel.com/cd/corporate/home/apac/zho/84253.htm 英特爾 (中國)]
- [http://www.intel.com/cd/corporate/home/apac/zht/84295.htm 英特爾 (台灣)]
Category:微處理器
ja:AMD64
X86--
x86或80x86是Intel首先开发制造的一种微处理器体系结构的泛称。
該系列較早期的處理器名稱是以數字來表示,並以“86”作為結尾,包括Intel 8086、80186、80286、80386以及80486,因此其架構被稱為“x86”。由於數字並不能作為註冊商標,因此Intel及其競爭者均在新一代處理器使用可註冊的名稱,如Pentium。現時Intel把x86-32稱為IA-32,全名為Intel Architecture, 32-bit。不過由於x86包括16位的處理器,這樣的命名也出現麻煩。
歷史
x86架構於1978年推出的Intel 8086中央處理器中首度出現,它是從Intel 8008處理器中發展而來的,而8008則是發展自Intel 4004的。8086在三年後為IBM PC所選用,之後x86便成為了個人電腦的標準平台,成為了歷來最成功的CPU架構。
其他公司也有製造x86架構的處理器,計有Cyrix(現為VIA所收購)、NEC集團、IBM、IDT以及Transmeta。Intel以外最成功的製造商為AMD,其Athlon系列處理器的市場僅次於Pentium。
8086是16位元處理器;直到1985年32位元的80386的開發,這個架構都維持是16位元。接著一系列的處理器表示了32位元架構的細微改進,推出了數種的擴充,直到2003年AMD對於這個架構發展了64位元的擴充,并命名为AMD64(有时也被称作x86-64,x64或EM64T),推出了Opteron處理器家族,开创了x86的64位时代。
值得注意的是Intel早在上个世纪90年代就与惠普合作提出了一种用在安腾系列处理器中的独立的64位架构,这种架构被称为IA-64。IA-64是一种崭新的系统,和x86架構完全没有相似性;不應該把它与AMD64或x86-64搞混。
設計
x86架構是重要地可變指令長度的CISC(複雜指令集電腦,Complex Instruction Set Computer)。字組(word, 4位元組)長度的記憶體存取允許不對齊記憶體位址,字組是以低位字节在前的順序儲存在記憶體中。向前相容性一直都是在x86架構的發展背後一股驅動力量(設計的需要決定了這項因素而常常導致批評,尤其是來自對手處理器的擁護者和理论界,他們對於一個被廣泛认为是是落后设计的架構的持續成功感到不解)。但在较新的微架构中,x86處理器會把x86指令轉換為更像RISC的微指令再予执行,从而获得可与RISC比拟的超标量性能,而仍然保持向前兼容。
在這篇簡短的文章中出現的指令和暫存器助憶符號的名稱,都在Intel文件種有所指定以及使用在 Intel組譯器中(和相容的,比如微軟的MASM、Borland的TASM、CAD-UL的as386 等等)。一個以Intel語法指定的指令"mov al, 30h"與AT&T語法的"movb $0x30, %al"相當,都是會被轉譯微兩個位元的機器碼"B0 30"(十六進制)。你可以發現在這段程式中的"mov"或 "al",都是原來的Intel助憶符號。如果我們想要的話,我們可以寫一個組譯器由程式碼'move immediate byte hexadecimally encoded 30 into low half of the first register'(移動立即值位元十六進制編碼30到第一個暫存器的低半部位),來產生相同的機器碼。然而,传统上汇编器一直使用Intel的助憶符號。
x86組合語言會在x86 組合語言文章中有更詳細的討論。
真實模式
Intel 8086和8088有14個16位元暫存器。其中四個(AX, BX, CX, DX)是通用目的(儘管每個暫存器有額外的目的;舉個例子CX可以被用來當作loop(迴圈)指令的計數器。每個暫存器可以被當成兩個分開的位元組存取(因此BX的高位元可以被當成BH以及低位元BL)。除了這些暫存器, 還有四個區段暫存器(CS、DS、SS、ES)。他們用來產生記憶體的定址。還有兩個指標暫存器(SP是指向堆疊的底部, BP可以用來指向堆疊或記憶體的其它地方)。兩個指標暫存器(SI和DI)可以用來指向陣列的內部。最後,有旗標暫存器(包含狀態旗標比如進位、溢位、結果為零,等等)。以及IP是用來指向目前執行指令個位址。
在真實模式下,記憶體的存取是被區段開來。為了得到最後20位元的記憶體位址要將區段的位址往左移動4位元並且加上偏移的位址。因此真實模式下總共可以定址的空間是220位元組, 或者是1MB,於1979年是相當讓人印象深刻的象徵。在真實模式下有兩種定址模式:near和far。在 far模式,區段跟偏移都需要被指定;在near模式,只需要偏移模式被指定,而記憶體區段是由適當的區段暫存器獲得。以資料而言是使用DS暫存器,程式碼是CS暫存器,堆疊是SS暫存器。舉個例子,如果DS是A000h且SI是5677h,DS:SI會指向計憶體的絕對位址DS × 16 + SI = A5677h
在這種架構下,兩對不同的區段/篇移可以指向一個相同的絕對位址。因此如果DS是A111h且SI是4567h,DS:SI會指向跟上一段相同的A5677h。除了duplicity之外,這種架構無法同時一次擁有4個以上的區段。此外,CS、DS和SS是為了程式正確功能而必須的,因此僅僅只有ES可以被用來指向其它的地方。這種模式原本是為了與Intel 8085相容,導致程式設計師永無止盡的痛苦。
除了以上所說的,8086也擁有8-bit的64K(另一種說法是16-bit的32K)輸出輸入(:en:I/O)空間,以及一個由硬體支援的64K(一個區段)記憶體堆疊。只有words(2位元組)可以被推入到堆疊中。堆疊是由記憶體的上端往下成長,他的底端是由SS:SP指向。有256個中斷(interrupts),可以由硬體或是軟體同時組成。中斷是可以串連在一起,使用堆疊來儲存返回被中斷的程式位址。
16位元保護模式
Intel 80286可以在不改變任何東西下支援8086的真實模式16位元軟體,然而它也支援額外的工作模式稱為保護模式,可以將可定址的實體記憶體擴充到16MB,可定址的虛擬記憶體最大到 1GB。這是使用節區暫存器來儲存在節區表格中的索引值。處理器中有兩個這樣的表格,分別為GDT和LDT,每一個可以儲存最多8192個節區的描述子,每一個節區可以給予最大到64KB的記憶體存取。節區表格提供一個24位元的基底位址(base address),可以用此基底位址增加想要的偏移量來創造出一個絕對位址。此外,每一個節區可以被賦予四種權限等級中的一種(稱為 "rings")。
儘管這個推出的功能是一項進步,但是他們並沒有被廣泛地使用,因為保護模式的作業系統無法執行現有的真實模式軟體。這樣的能力只有在隨後80386處理器的虛擬86模式中出現。
在同時,作業系統比如OS/2嘗試使用類似乒乓的方法,讓處理器在保護和真實模式間切換。這樣都會讓電腦變慢且不安全,像是在真實模式下的程式可以輕易地使電腦當機。OS/2也定義了限制性的程式設計規則允許"Family API"或"bound"程式可以在真實模式或保護模式下執行。然而這是給原本為保護模式下設計的程式有關,反之則不然。保護模式程式並不支援節區選擇子和實體記憶體之間的關係。有時候會錯誤地相信在16位元保護模式下執行真實模式的程式,導致IBM必須選擇使用Intel保留給BIOS的中斷呼叫。事實上這類的程式使用任意的選擇子數值和使用在上面提到的“節區運算”的方式有關。
這個問題也在Windows 3.x上出現。這個推出版本想要在16位元保護模式下執行程式,而先前的版本只能在真實模式下執行。理論上,如果Windows 1.x或2.x程式是寫得“適當”且避免使用節區運算的方式,它就有可能在真實和保護模式兩者下執行。Windows程式一般來說都會避免節區運算,這是因為Windows實作出軟體的虛擬記憶體方式,及當程式不執行時候,搬移記憶體中的程式碼和資料,所以操作絕對位址的方式是很危險的;當程式不執行時,被認為要保持記憶體區塊的“handles”,這樣的handles已經非常相當於保護模式的選擇子。在保護模式下的Windows 3.0執行一個舊的程式,會觸發一個警告對話盒,建議在真實模式下執行Windows(推測還是仍然可以使用擴充記憶體,可能是在80386機器用EMM386模擬,因此它並不被局限於640KB)或是從廠商那更新到新的版本。好的行為之程式可能可以使用特別的工具來避免這樣的對話盒。不可能有些GUI程式在16位元保護模式下執行,且其它GUI程式在真實模式執行,可能是因為這會需要兩個分開的環境且會依於前面所提到的處理器在兩個模式間的乒乓效應。從Windows 3.1版開始,真實模式就消失了。
32位元保護模式
Intel 80386推出後,也許是到目前為止x86架構的最大躍進。除了需要值得注意的Intel 80386SX是32位元架構但僅只有24位元定址(和16位元資料匯流排)。除此之外其他架構都是32位元 - 所有的暫存器、指令集、輸出輸入空間和記憶體定址。為了能夠在後者所說的功能工作,要使用32位元擴充的保護模式。然而不像286、386所有的區段可以使用32位元的偏移量,即使記憶體空間有使用區段,但也允許應用程式存取超過4GB空間而不需要區段的分隔。此外,32位元保護模式提供分頁的支援,是一種讓虛擬記憶體得以實現的機制。
沒有新的通用暫存器被加入。所有16位元的暫存器除了區段暫存器外都擴充為32位元。Intel在暫存器的助記符號上加入“E”來表示(因此擴充的AX變成EAX,SI變成ESI,依此類推)。因為有更多的暫存器數量、指令、和運算單元,因此機器碼的格式也被擴充。為了提供與先前的架構相容,包含執行碼的區段可以被標示為16或是32位元的指令集。此外,特殊的前置符號也可以用來在16位元的區段包含32位元的指令碼,反之亦然。
分頁跟區段的記憶體存取是為了支援現在多工作業系統所必須要的。Linux、386BSD、Windows NT和Windows 95都是一開始為386所發展,因為它是第一顆提供可靠地程式分離記憶體空間的支援(每個程式擁有自己的定址空間)以及可以在必要的情況下打斷他們程式的執行(使用ring,一種x86保護模式下權力分級的名稱)。這種386的基本架構變成未來所有x86系列發展的基礎。
Intel 80386數學輔助運算處理器也在整合到這個CPU之後的x86系列中,也就是Intel 80486。新的FPU可以幫助浮點數運算,對於科學計算和圖形設計是非常重要。
MMX和之後
1996年Intel的MMX(AMD认为这是矩陣數學擴充Matrix Math Extensions的缩写,但大多数時候都被當成Multi-Media Extension,而Intel从来没有官方宣布过词源)技術出現。儘管這項新的科技得到广泛宣传,但它的精髓是非常簡單的:MMX定義了八個64位元SIMD暫存器,與Intel Pentium處理器的FPU堆疊有相重疊。不幸的是,這些指令無法非常簡單地對應到由原來C編譯器所產生的指令碼中。MMX也只局限於整數的運算。這項技術的缺點導致MMX在它早期的存在有輕微的影響。現今,MMX通常是用在某些2D影片應用程式中。
3DNow!
1997年AMD推出3DNow!,是對於MMX的SIMD的浮點指令增強(針對相同的 MMX 暫存器)。儘管這些也沒有解決編譯器的難題,但這項技術的推出符合了PC上的3D休閒娛樂應用程式之崛起。3D遊戲開發者和3D繪圖硬體製造商在AMD的AMD K6和Athlon系列處理器上,使用3DNow!來幫助增加他們的效能。
SSE
在1999年Intel推出SSE指令集,增加了八個新的128-bit暫存器(不跟其他的暫存器重疊使用)。這些指令類似於AMD的3DNow!,主要是增加浮點數運算的SIMD指令。
SSE2
2001年Intel推出SSE2指令集,增加了:1)完整地補充了整數指令(與MMX相似)到原來的SSE暫存器,和2)64位元的SIMD浮點運算指令到原來的SSE暫存器。第一個的增加導致MMX幾乎是過時可以捨棄的),第二個則允許這些指令可以讓傳統的編譯器現實地產生。
SSE3
於2004年隨著Pentium 4處理器的改版Prescott推出。SSE3增加特定的記憶體和thread-handling指令來提升Intel超執行緒的效能,在科学计算方面也有增强。
64位元
到2002年,由於32位元特性的長度,x86的架構開始到達某些設計的極限。這個導致要處理大量的資訊儲存大於4GB會有困難,像是在資料庫或是影片編輯上可以發現。
Intel原本已經決定在64位元的世代完全地捨棄x86相容性,推出新的架構稱為IA-64技術作為他的Itanium處理器產品線的基礎。IA-64與x86的軟體天生不相容;它使用各種模擬形式來執行x86的軟體,不过,以模拟方式来运行的效率十分低下,并且会影响其他程序的运行。
AMD主動把32位元x86,或稱為IA-32擴充為64位元。它與一個稱為AMD64的架構出現(在重新命名前也稱為x86-64),且以這個技術為基礎的第一個產品是Opteron和Athlon 64處理器家族。由於AMD64處理器產品線的成功,Intel採取AMD64指令集且增加某些新的擴充到他們自己的產品,命名為EM64T架構(顯然地他們不想承認這些指令集是來自它的主要對手)。
這是由非Intel的製造商所發起和設計的第一次重大的x86架構升級。也許更重要的,它也是第一次Intel實際上從外部來源接受這項本質的技術。
虛擬
虛擬x86是很困難的,因為它的架構並無達到Popek and Goldberg virtualization requirements。然而,有好幾個商業的虛擬x86產品,比如VMware和微軟的Virtual PC。Intel和AMD兩者都有公開宣佈未來的x86處理器將會有新的增強來容易達到更有效率的虛擬。Intel針對這項虛擬特性的代號稱為"Vanderpool"和"Silvervale";AMD則使用"Pacifica"這個代號。
生產商
有多間公司設計、生產並售賣x86處理器及其兼容產品,其中包括:
- 英特爾
- AMD
- Chips and Technologies
- Cyrix
- IBM
- IDT
- National Semiconductor
- NEC
- NexGen
- Rise Technology
- SGS-Thomson
- SiS
- 德州仪器
- Transmeta
- UMC
- 威盛電子
Category:微處理器
Category:電腦架構
ja:80x86
Category:微處理器category:计算机硬件
ja:Category:マイクロプロセッサ
SudafedSudafed is a brand name and registered trademark for a family of over-the-counter (OTC) decongestants based on pseudoephedrine hydrochloride and manufactured by Pfizer Inc. for sale in the United States.
Switch to phenylephrine
In late 2004, Pfizer started publicly disclosing its plans to make available a new OTC product, Sudafed PE, which does not include pseudoephedrine. Sudafed PE contains a different decongestant called phenylephrine, in a formulation sold for years in Europe. The new product became available on January 10, 2005. Sudafed products which combine the decongestant with other ingredients will be completely converted to phenylephrine later in 2005, though original Sudafed will still be offered.
The new product was prompted by existing and proposed restrictions on the availability of pseudoephedrine-based products. State laws imposing such restrictions were in response to pseudoephedrine's role as an ingredient used to produce the illegal and highly addictive drug methamphetamine (meth).
Pfizer and its predecessor Warner-Lambert had studied at least two alternatives to its current formula in anticipation of pressure from state regulators and the Food and Drug Administration:
- In 1996, the company began testing a patented decongestant ingredient known as "minus" pseudoephedrine. The company claimed animal tests showed this altered version offered sinus relief comparable to the current "plus" pseudoephedrine. The difference was that it couldn't be converted to meth. Pfizer did not bring the new ingredient to market back then because of the cost and time involved in gaining regulatory approval.
- Pfizer spent $12 million trying to develop additives for Sudafed that might make it harder to remove the pseudoephedrine it contains. They abandoned the project in 2003, seven years after announcing its existence.
According to the L. Hendeles of the University of Florida, "Phenylpropanolamine, pseudoephedrine, and phenylephrine are the most common decongestants. Although all are sympathomimetic amines, their efficacy varies. In particular, phenylephrine is subject to first-pass metabolism and therefore is not bioavailable in currently recommended doses."[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&list_uids=7507590&dopt=Citation]
External links and sources
- [http://www.pfizer.com/do/counter/allergy/mn_sudafed_nasal.html Sudafed® Nasal Decongestant], a summary from the manufacturer
- [http://www.cnn.com/2004/HEALTH/12/23/meth.cold.medicine.ap/ Sudafed maker cuts meth ingredient], a December 2004 article from CNN
- [http://www.oregonlive.com/search/index.ssf?/base/front_page/1103806620248030.xml Remedy that defies meth will join market], a December 2004 article from The Oregonian
- [http://www.dmregister.com/apps/pbcs.dll/article?AID=/20041115/NEWS01/411150316/1001/NEWS Meth bill may get 2nd look in state], a November 2004 article mentioning Sudafed PE from the Des Moines Register
- [http://walden.house.gov/issues/meth/oregonianarticle1104.html Walden seeks FDA help on meth], a November 2004 article from the office of U.S. Representative Greg Walden
- [http://www.oregonlive.com/special/oregonian/meth/ Was the West's methamphetamine epidemic allowed to happen?], a five-part series published in The Oregonian in October 2004
Category:Over-the-counter substances
Category:Brands
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