กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 19 นาที

ไอ386

โปรเซสเซอร์ Intel 386ซึ่งเดิมทีวางจำหน่ายในชื่อ80386และต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็นi386 เป็นโปรเซสเซอร์ 32 บิตตัวแรกในตระกูลนี้ ถือเป็นการพัฒนาที่สำคัญใน สถาปัตยกรรมไมโคร x86 เป็น...

ไอ386

ไอ386
โปรเซสเซอร์ Intel i386DX ความเร็ว 16 MHz ในแพ็คเกจเซรามิก
ข้อมูลทั่วไป
เปิดตัวตุลาคม พ.ศ. 2528
เลิกผลิตแล้ว28 กันยายน พ.ศ. 2550 [ 1 ]
ผู้ผลิตทั่วไป
  • อินเทล
  • เอดีเอ็ม
  • ไอบีเอ็ม
ผลงาน
ความเร็วสัญญาณนาฬิกาCPU สูงสุด12 เมกะเฮิร์ตซ์ ถึง 40 เมกะเฮิร์ตซ์
ความกว้างของข้อมูล32 บิต (386SX: 16 บิต)
ความกว้างของที่อยู่32 บิต (386SX: 24 บิต)
ข้อกำหนดทางกายภาพ
ทรานซิสเตอร์
ตัวประมวลผลร่วม
บรรจุุภัณฑ์
  • ขั้วต่อ PGA 132 พิน , PQFP 132 พิน ; รุ่น SX: PGA 88 พิน, BQFP 100 พินระยะห่างระหว่างขา 0.635 มม.
ซ็อกเก็ต
สถาปัตยกรรมและการจำแนกประเภท
โหนดเทคโนโลยี1.5 ไมโครเมตร ถึง 1 ไมโครเมตร
ชุดคำสั่งx86-16 , IA-32
นางแบบ
  • ไอ386DX
  • ไอ386SX
  • ไอ386สล.
  • ไอ376
  • i386EX(T/TB/C)
  • ไอ386ซีเอ็กซ์เอสเอ
  • i386SXSA/i386SXTA
  • ไอ386ซีเอ็กซ์เอสบี
  • แรพิดซีเอดี
ประวัติศาสตร์
ผู้มาก่อนอินเทล 80286
ผู้สืบทอดไอ486
สถานะการสนับสนุน
ไม่ได้รับการสนับสนุน
ภาพชิปประมวลผล Intel A80386DX-20

โปรเซสเซอร์ Intel 386ซึ่งเดิมทีวางจำหน่ายในชื่อ80386และต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็นi386 เป็นโปรเซสเซอร์ 32 บิตตัวแรกในตระกูลนี้ ถือเป็นการพัฒนาที่สำคัญใน สถาปัตยกรรมไมโคร x86 เป็น ไมโครโปรเซสเซอร์สถาปัตยกรรม x86 รุ่นที่สามที่พัฒนาร่วมกันโดยAMD , IBMและIntelตัวอย่างก่อนการผลิตของ 386 ถูกปล่อยให้กับนักพัฒนาที่ได้รับเลือกในเดือนตุลาคม 1985 ในขณะที่การผลิตจำนวนมากเริ่มขึ้นในเดือนมิถุนายน 1986 มันใช้ สถาปัตยกรรมไมโคร IA-32และเป็น CPU ตัวแรกที่ใช้สถาปัตยกรรมนี้ มันเป็นหน่วยประมวลผลกลาง (CPU)ของเวิร์กสเตชัน และ คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลระดับสูง จำนวนมาก ในยุคนั้น เริ่มลดการใช้งานลงเมื่อมีการวางจำหน่าย โปรเซสเซอร์ i486ในปี 1989 ในขณะที่ในระบบฝังตัว 386 ยังคงใช้งานกันอย่างแพร่หลายจนกระทั่ง Intel ยุติการผลิตในที่สุดในปี 2007

เมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้าอย่างIntel 80286 (“286”) แล้ว 80386 ได้เพิ่ม ไปป์ไลน์คำสั่งสามขั้นตอนทำให้มีไปป์ไลน์คำสั่งทั้งหมด 6 ขั้นตอน ขยายสถาปัตยกรรมจาก 16 บิตเป็น 32 บิต และเพิ่มหน่วยจัดการหน่วยความจำบนชิป หน่วยประมวลผล การแบ่ง หน้า หน่วยความจำ นี้ทำให้การใช้งานระบบปฏิบัติการที่ใช้หน่วยความจำเสมือน ง่ายขึ้นมาก นอกจากนี้ยังรองรับการดีบักรีจิสเตอร์ด้วย 386 มีโหมดการทำงานสามโหมด ได้แก่ โหมดเรียล โหมดเสมือน และโหมดป้องกัน โหมดป้องกันซึ่งเปิดตัวครั้งแรกใน 286 ได้รับการขยายเพื่อให้ 386 สามารถเข้าถึงหน่วยความจำได้สูงสุดถึง 4 GB โหมดเสมือน 8086 (หรือVM86 ) ใหม่ทั้งหมด ทำให้สามารถเรียกใช้โปรแกรม โหมดเรียลหนึ่งโปรแกรมหรือมากกว่าในสภาพแวดล้อมที่ได้รับการป้องกันได้ แม้ว่าบางโปรแกรมจะไม่เข้ากันได้ก็ตาม

โปรเซสเซอร์ i386 แบบ 32 บิต สามารถประมวลผลโค้ดส่วนใหญ่ที่ออกแบบมาสำหรับโปรเซสเซอร์ 16 บิตรุ่นก่อนหน้า เช่น 8086 และ 80286 ซึ่งพบได้ทั่วไปในพีซี รุ่นแรกๆ ได้อย่างถูกต้อง [ a ] เนื่องจากการใช้งานดั้งเดิมของสถาปัตยกรรม 80286 แบบ 32 บิต [a ]ชุดคำสั่ง รูปแบบการเขียนโปรแกรม และการเข้ารหัสไบนารีของ i386 ยังคงเป็นตัวร่วมสำหรับโปรเซสเซอร์ x86 แบบ 32 บิตทั้งหมด ซึ่งเรียกว่าสถาปัตยกรรม i386 , x86หรือIA-32 ขึ้นอยู่กับบริบท ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา การใช้งานสถาปัตยกรรมเดียวกันในเวอร์ชันใหม่ๆ มีความเร็วมากกว่า 80386 รุ่นดั้งเดิมหลายร้อยเท่า (และเร็วกว่า 8086หลายพันเท่า) [ b ]

ประวัติการผลิต

ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 Intelผู้สร้าง80286ตระหนักถึงชื่อเสียงที่ไม่ดีของไมโครโปรเซสเซอร์นั้น วิศวกรของบริษัทเองเชื่อว่าMotorola 68000ดีกว่า "ลูกเป็ดขี้เหร่" ของพวกเขาบิล เกตส์เรียก 80286 ว่า "สมองตาย" และลูกค้ารายสำคัญอย่างIBMคิดว่าสถาปัตยกรรมของมันเป็นทางตันที่บกพร่อง ในขณะที่บริษัทคาดหวังว่าIntel i432จะเป็นสถาปัตยกรรมในอนาคต แต่ i432 นั้นช้ามากและหลายคนก็เชื่อว่าไม่เหมาะสม กลุ่มต่างๆ จึงทำงานเกี่ยวกับผู้สืบทอดหลายราย รวมถึงสถาปัตยกรรมใหม่ทั้งหมด ("P4") จากนักออกแบบ i432 อย่างGlen Myersซึ่งมีลักษณะคล้ายกับDEC VAXและอีกสถาปัตยกรรมหนึ่ง ("P7") ที่ตั้งใจจะรวมงานของ Myers และเทคโนโลยี i432 เข้าด้วยกัน[ 4 ]

แม้ว่าหลายคนในบริษัทเชื่อว่าซีพียู 32 บิตรุ่นต่อจาก 80286 นั้นเป็นไปไม่ได้ แต่ Gene Hill และ Robert Childs ผู้ร่วมออกแบบ 80286 ได้แอบทำงานในโครงการ "ลูกเมียหลวง" และโน้มน้าวให้ผู้อื่นเห็นถึงศักยภาพของมันเหนือแผนของ Myers ซึ่งบุคคลอย่างJohn Crawfordได้เปรียบเทียบกับเหตุการณ์ที่Data Generalในหนังสือ The Soul of a New Machineความเข้ากันได้แบบไบนารีกับ สถาปัตยกรรม Intel 8086 ที่ใช้ใน IBM PCที่เพิ่งเปิดตัวนั้น ในตอนแรกไม่ได้ถูกมองว่าสำคัญ และหลายคนไม่ชอบโมเดล หน่วยความจำแบบแบ่งส่วนของซีพียูรุ่นเก่า สิ่งที่มีความสำคัญมากกว่าคือ โมเดลหน่วยความจำแบบแบน 32 บิตเพื่อให้ 80386 สามารถใช้งานUnixได้ดี เช่นเดียวกับ 68000 [ 5 ] [ 4 ]

การพัฒนา 80386 เริ่มขึ้นในปี 1982 ภายใต้ชื่อภายในว่า P3 ก่อนหน้านี้ Intel ใช้ตรรกะ NMOSแต่ 80386 เป็นผลิตภัณฑ์CMOS ตัวแรก ซึ่งสอดคล้องกับแนวโน้มของอุตสาหกรรม ฐานผู้ใช้งาน IBM PC ที่เติบโตอย่างรวดเร็ว ทำให้การสนับสนุนไลบรารีซอฟต์แวร์มีความสำคัญมากขึ้น และพนักงานขายของ Intel บอกลูกค้าว่าซอฟต์แวร์ 286 ของพวกเขาจะทำงานบน 386 ได้ ดังนั้นนักออกแบบ 386 จึงสนับสนุนทั้งโมเดลหน่วยความจำแบบแบนและแบบแบ่งส่วน ซึ่ง Crawford อธิบายว่าเป็น "สิ่งที่ดีที่สุดของทั้งสองโลก" Pat Gelsingerเป็นผู้นำในการพอร์ตAmdahl UTSไปยัง CPU เพื่อยืนยันความเป็นไปได้ของ Unix ขนาดของชิป ที่จำกัดทำให้ยากที่จะรวม แคช CPU ที่มีขนาดใหญ่เป็นสองเท่าของ68020เพื่อวัตถุประสงค์ทางการตลาดJim Slager ของทีมอธิบายในภายหลังว่าแคชของ CPU ทั้งสองนั้นไร้ประโยชน์ แต่เขากับเพื่อนร่วมงานก็ประสบความสำเร็จ[ 4 ]

การผลิตชิป 80386 เสร็จสมบูรณ์ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2528 [ 6 ]ชิป 80386 ได้รับการแนะนำเป็นตัวอย่างก่อนการผลิตสำหรับเวิร์กสเตชันการพัฒนาซอฟต์แวร์ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2528 [ 7 ]อินเทลได้ถอนตัวออกจาก ตลาด DRAMเพื่อมุ่งเน้นไปที่ไมโครโปรเซสเซอร์ ดังนั้น "ลูกเมียหลวง" เดิมจึงมีความสำคัญต่ออนาคตของบริษัท บริษัทได้ย้ายวิศวกรหน่วยความจำไปยังโครงการ 80386 เพื่อปรับปรุงการลดขนาดของชิปผลิตภัณฑ์ที่กำลังจะมาถึงทำให้ลูกค้าเชื่อว่า 80286 ไม่ใช่ทางตัน ซึ่งส่งผลให้ยอดขายของ 80286 เพิ่มขึ้น[ 4 ]

การผลิต 80386 ในปริมาณมากเริ่มขึ้นในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2529 [ 8 ] [ 9 ]พร้อมกับอุปกรณ์เสียบปลั๊กตัวแรกที่อนุญาตให้คอมพิวเตอร์ที่ใช้ 80286 เดิมสามารถอัปเกรดเป็น 386 ได้ นั่นคือ Translator 386 จากAmerican Computer and Peripheral [ 10 ] [ 11 ] การที่ 80386 มีแหล่งผลิตเพียงรายเดียวทำให้ CPU มีราคาแพงมาก[ 12 ]แต่ก็ประสบความสำเร็จอย่างมาก ฮิลล์เล่าถึงการเป็นตัวแทนทีมออกแบบใน งานมอบรางวัล ของนิตยสาร PC Magazine : [ 4 ]

แต่สิ่งที่ทำให้ผมประทับใจจริงๆ คือการมองไปรอบๆ ห้อง เพราะรางวัลทั้งหมดในปีนั้นล้วนเป็นรางวัลสำหรับเครื่อง 386 ซอฟต์แวร์ เมนบอร์ด ชิป ชิปอุปกรณ์ต่อพ่วง ทุกอย่างเป็น 386 หมด ดังนั้นนี่คือห้องจัดเลี้ยงขนาดใหญ่ที่เต็มไปด้วยผู้คนชั้นนำในอุตสาหกรรมต่างๆ ที่ได้รับรางวัลเพียงเพราะ 386 มันจึงทำให้ผมตระหนักว่ามีงานและธุรกิจมากมายเพียงใดที่เกิดขึ้นจาก 386 มันไม่ได้เป็นเพียงราชาของ Intel เท่านั้น แต่ยังเป็นราชาของหลายอุตสาหกรรม ไม่ใช่แค่เพียงอุตสาหกรรมพีซีเท่านั้น

แม้ว่าโมเดลเซกเมนต์หลายตัวจะไม่ค่อยได้ใช้ แต่การมีอยู่ของโมเดลเหล่านี้อาจเป็นประโยชน์ต่อ Intel เนื่องจากความซับซ้อนทำให้บริษัทอื่น ๆ ช้าลงในการจัดหาCPU จากแหล่งอื่น[ 4 ]เมนบอร์ดสำหรับระบบคอมพิวเตอร์ที่ใช้ 80386 นั้นเทอะทะและมีราคาแพงในตอนแรก แต่การผลิตก็ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าคุ้มค่าเมื่อ 80386 ได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเครื่อง แรก ที่ใช้ 80386 คือDeskpro 386ซึ่งออกแบบและผลิตโดยCompaq [ 5 ] ซึ่งถือเป็นครั้ง แรกที่ส่วนประกอบพื้นฐานใน มาตรฐาน ที่เข้ากันได้กับ IBM PCได้รับการอัปเดตโดยบริษัทอื่นที่ไม่ใช่ IBM

โปรเซสเซอร์ 386 รุ่นแรกมีทรานซิสเตอร์ 275,000 ตัว[ 2 ]รุ่น 20 MHz ทำงานที่ความเร็ว 4–5 MIPSและยังประมวลผลDhrystone ได้ระหว่าง 8,000 ถึง 9,000 หน่วย ต่อวินาที[ 13 ]โปรเซสเซอร์ 386 รุ่น 25 MHz สามารถทำงานได้ที่ความเร็ว 7 MIPS [ 14 ]มีรายงานว่าโปรเซสเซอร์ 80386 ความเร็ว 33 MHz ทำงานได้ที่ความเร็วประมาณ 11.4 และ 11.5 MIPS [ 15 ] [ 16 ]ที่ความเร็วระดับนั้น โปรเซสเซอร์นี้มีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับVAX MIPSถึง 8 หน่วย [ 17 ]โปรเซสเซอร์เหล่านี้ทำงานโดยใช้สัญญาณนาฬิกาประมาณ 4.4 ครั้งต่อคำสั่ง[ 18 ]

หลังจากที่ AMD และChips and Technologiesออกซีพียูที่เข้ากันได้กับ 386 แล้ว ในปี 1992 Intel ได้ลดราคา โปรเซสเซอร์ 80486SX ความเร็ว 25 MHz ให้ต่ำกว่าโปรเซสเซอร์ 80386 ความเร็ว 33 MHz นักวิเคราะห์อุตสาหกรรมกล่าวว่า Intel ต้องการให้ลูกค้าเปลี่ยนไปใช้ 486 ที่ไม่มีการแข่งขัน กลยุทธ์นี้ประสบความสำเร็จอย่างมาก ในปี 1993 บริษัทคอมพิวเตอร์หลายแห่งได้ยกเลิกผลิตภัณฑ์ 80386 หรือวางแผนที่จะทำเช่นนั้นในภายหลังในปีนั้น ลูกค้าที่พบว่าWindows 3.1ทำงานช้ากับ 386 ยินดีที่จะจ่ายเพิ่ม 200-300 ดอลลาร์สำหรับ 486 Dellรายงานว่าคอมพิวเตอร์ที่ใช้ 80486 คิดเป็น 70% ของยอดขาย[ 19 ]

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2549 อินเทลประกาศว่าการผลิต i386 จะหยุดลงในปลายเดือนกันยายน พ.ศ. 2550 [ 20 ]แม้ว่ามันจะล้าสมัยไปนานแล้วในฐานะ ซีพียู สำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลแต่อินเทลและบริษัทอื่นๆ ก็ยังคงผลิตชิปสำหรับระบบฝังตัวต่อไประบบดังกล่าวที่ใช้ i386 หรือชิปที่พัฒนามาจาก i386 นั้นพบได้ทั่วไปใน เทคโนโลยี การบินและอวกาศและเครื่องดนตรีอิเล็กทรอนิกส์ เป็นต้น โทรศัพท์มือถือบางรุ่นก็ใช้โปรเซสเซอร์ i386 (ต่อมาเป็น รุ่น CMOS แบบคงที่ทั้งหมด ) เช่นBlackBerry 950 [ 21 ]และNokia 9000 Communicatorลินุกซ์ยังคงรองรับโปรเซสเซอร์ i386 จนถึงวันที่ 11 ธันวาคม พ.ศ. 2555 เมื่อเคอร์เนลตัดคำสั่งเฉพาะของ 386 ในเวอร์ชัน 3.8 [ 22 ]

สถาปัตยกรรม

แผนภาพบล็อกของสถาปัตยกรรมไมโคร i386
รีจิสเตอร์ i386
3 1... 1 5... 0 7... 0 0(ตำแหน่งบิต)
รีจิสเตอร์หลัก(8/16/32 บิต)
อีเอเอ็กซ์ ขวาน อัล ตัวสะสม
อีซีเอ็กซ์ เอ็กซ์ซี ซีแอล ทะเบียน บัญชี
อีดีเอ็กซ์ ดีเอ็กซ์ ดีแอล ทะเบียน ข้อมูล
อีบีเอ็กซ์ บีเอ็กซ์ บีแอล รีจิสเตอร์ฐาน
รีจิสเตอร์ดัชนี(16/32 บิต)
เอสพี เอสพี ตัวชี้แต็
EBP บีพี ตัวชี้ฐาน
อีเอสไอ ไอเอส ดัชนีแหล่ง ที่มา
อีดีไอ ดีไอ ดัชนีปลายทาง​​
ตัวนับโปรแกรม(16/32 บิต)
อีไอพี ไอพี ตัวชี้คำแนะนำ
ตัวเลือกเซ็กเมนต์(16 บิต)
  ซีเอส ส่วนของรหัส​
  ดีเอส เซ็กเมนต์ข้อมูล
  อีเอส เซเมนต์ พิเศษ
  เอฟเอส เซกเมนต์ F S
  จีเอส เซกเมนต์ G S
  เอสเอส เซกเมนต์S ซ้อน
ทะเบียนสถานะ
  1 71 61 51 41 31 21 11 00 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0(ตำแหน่งบิต)
  วีอาร์ 0 เอ็น ไอโอพีแอลโอดีฉันทีเอส0 เอ0 พี1 ซีเอฟแฟลกส์

โปรเซสเซอร์นี้เป็นการพัฒนาที่สำคัญใน สถาปัตยกรรม x86และต่อยอดจากโปรเซสเซอร์รุ่นก่อนๆ ที่ย้อนกลับไปถึงIntel 8008 โปรเซสเซอร์ รุ่นก่อนหน้าของ 80386 คือIntel 80286ซึ่งเป็นโปรเซสเซอร์16 บิต ที่มีระบบการจัดการและการป้องกันหน่วยความจำ แบบเซกเมนต์โปรเซสเซอร์ 80386 เพิ่มไปป์ไลน์คำสั่งสามขั้นตอน ทำให้มีไปป์ไลน์คำสั่งทั้งหมด 6 ขั้นตอน ขยายสถาปัตยกรรมจาก16 บิตเป็น32 บิตและเพิ่มหน่วยจัดการหน่วยความจำ บน ชิป[ 23 ] หน่วยแปล เพจจิ้งนี้ทำให้การใช้งานระบบปฏิบัติการที่ใช้หน่วยความจำเสมือน ง่ายขึ้นมาก นอกจากนี้ยังรองรับการดีบักรีจิสเตอร์ด้วย

80386 มีโหมดการทำงานสามโหมด ได้แก่ โหมดจริง โหมดเสมือน และโหมดป้องกัน โหมดป้องกันซึ่งเปิดตัวครั้งแรกใน 286 ได้รับการขยายเพื่อให้ 386 สามารถเข้าถึงหน่วยความจำได้สูงสุด 4 GBด้วยการเพิ่มระบบการกำหนดแอดเดรสแบบแบ่งส่วน ทำให้สามารถขยายหน่วยความจำเสมือน ได้สูงสุด 64 TB [ 24 ]โหมดเสมือน 8086ใหม่ทั้งหมด(หรือVM86 ) ทำให้สามารถเรียกใช้ โปรแกรม โหมดจริง หนึ่งโปรแกรมหรือมากกว่า ในสภาพแวดล้อมที่ได้รับการป้องกันได้ แม้ว่าบางโปรแกรมจะไม่เข้ากันได้ก็ตาม มีคุณสมบัติการจัดทำดัชนีแบบปรับขนาดและตัวเลื่อนบาร์เรล 64 บิต[ 25 ]

ความสามารถของโปรเซสเซอร์ 386 ในการตั้งค่าให้ทำงานราวกับว่ามีโมเดลหน่วยความจำแบบแบนราบในโหมดป้องกัน แม้ว่าในความเป็นจริงแล้วมันใช้โมเดลหน่วยความจำแบบแบ่งส่วนในทุกโหมดนั้น อาจกล่าวได้ว่าเป็นคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดที่เปลี่ยนแปลงไปสำหรับตระกูลโปรเซสเซอร์ x86 จนกระทั่งAMDเปิดตัวx86-64ในปี 2003

มีการเพิ่มคำสั่งใหม่หลายคำสั่งลงในสถาปัตยกรรม 386 ได้แก่ BSF, BSR, BT, BTS, BTR, BTC, CDQ, CWDE, LFS, LGS, LSS, MOVSX, MOVZX, SETcc, SHLD และ SHRD

มีการเพิ่มรีจิสเตอร์เซ็กเมนต์ใหม่สองตัว (FS และ GS) สำหรับโปรแกรมใช้งานทั่วไป คำสถานะเครื่อง (Machine Status Word) เดียวของ 286 ถูกขยายเป็นรีจิสเตอร์ควบคุม แปดตัว CR0–CR7 มีการเพิ่ม รีจิสเตอร์ดีบัก DR0–DR7 สำหรับเบรกพอยต์ฮาร์ดแวร์ มีการใช้คำสั่ง MOV รูปแบบใหม่ในการเข้าถึงรีจิสเตอร์เหล่านี้

สถาปนิกหลักในการพัฒนา 80386 คือJohn H. Crawford [ 26 ] เขารับผิดชอบในการขยายสถาปัตยกรรมและชุดคำสั่งของ 80286 ให้เป็น 32 บิต จากนั้นจึงเป็นผู้นำใน การพัฒนา ไมโครโปรแกรมสำหรับชิป 80386

โปรเซสเซอร์ ตระกูล i486และP5 Pentiumสืบทอดมาจากดีไซน์ของ i386

ประเภทข้อมูล

ประเภทข้อมูลต่อไปนี้ได้รับการสนับสนุนโดยตรงและนำไปใช้โดยคำสั่งเครื่อง i386 หนึ่งคำสั่งหรือมากกว่านั้น ประเภทข้อมูลเหล่านี้ได้รับการอธิบายโดยย่อไว้ที่นี่[ 27 ] :

  • บิต ( ค่าบูลีน ), ฟิลด์บิต (กลุ่มของบิตได้สูงสุด 32 บิต) และสตริงบิต (ความยาวสูงสุด 4 กิกะบิต)
  • จำนวนเต็ม 8 บิต (ไบต์)อาจเป็นแบบมีเครื่องหมาย (ช่วง −128..127) หรือไม่มีเครื่องหมาย (ช่วง 0..255)
  • จำนวนเต็ม 16 บิตอาจเป็นแบบมีเครื่องหมาย (ช่วง −32,768..32,767) หรือไม่มีเครื่องหมาย (ช่วง 0..65,535)
  • จำนวนเต็ม 32 บิตอาจเป็นแบบมีเครื่องหมาย (ช่วง −2³¹ ถึง 2³¹ 1) หรือไม่มีเครื่องหมาย (ช่วง 0 ถึง2³² −1)
  • ออฟเซ็ต (Offset)คือค่าชดเชยขนาด 16 หรือ 32 บิต ที่อ้างอิงถึงตำแหน่งในหน่วยความจำ (โดยใช้โหมดการกำหนดแอดเดรสใดก็ได้)
  • ตัวชี้ (Pointer)คือตัวเลือก 16 บิต พร้อมด้วยค่าชดเชย 16 หรือ 32 บิต
  • อักขระ (รหัสอักขระ 8 บิต)
  • สตริงคือลำดับของคำ 8 บิต 16 บิต หรือ 32 บิต (ความยาวสูงสุด 4 กิกะไบต์) [ 28 ]
  • BCDคือเลขฐานสิบ (0..9) ที่แสดงด้วยไบต์ที่แยกออกมา
  • BCD แบบแพ็คคือตัวเลข BCD สองหลักในหนึ่งไบต์ (ช่วง 0..99)

ตัวอย่างโค้ด

ต่อไปนี้ เป็นซอร์สโค้ดภาษาแอสเซมบลี i386 สำหรับซับรูทีนชื่อ _strtolowerที่คัดลอก สตริงอักขระ ASCIIZ ที่ลงท้ายด้วยค่าว่าง จากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง โดยแปลงตัวอักษรทั้งหมดเป็นตัวพิมพ์เล็ก สตริงจะถูกคัดลอกทีละไบต์ (อักขระ 8 บิต)

 00000000 00000000 55 00000001 89E5 00000003 8B750C 00000006 8B7D08 00000009 เอฟซี 0000000A AC 0000000B 3C41 0000000D 7C06 0000000F 3C5A 00000011 7F02 00000013 0420 00000015 AA 00000016 84C0 00000018 75F0 0000001A 5D 0000001B C3 0000001C 
; _strtolower: ; คัดลอกสตริง ASCII ที่ลงท้ายด้วยค่าว่าง โดยแปลงอักขระตัวอักษรทั้งหมดเป็นตัวพิมพ์เล็ก; ; พารามิเตอร์สแต็กขาเข้า; [ESP+8] = src, ที่อยู่ของสตริงต้นทาง; [ESP+4] = dst, ที่อยู่ของสตริงปลายทาง; [ESP+0] = ที่อยู่ส่งคืน; _strtolower proc push ebp ; ตั้งค่าเฟรมการโทรmov ebp , esp mov esi ,[ ebp + 0xc ] ; ตั้งค่า ESI = src (+4 สำหรับ push ebp) mov edi ,[ ebp + 0x8 ] ; ตั้งค่า EDI = dst cld ; เพิ่มค่า ESI และ EDI อัตโนมัติอีกครั้ง: lodsb ; โหลด AL จาก [ESI] เพิ่มค่า ESI cmp al , 'A' ; ถ้า AL < 'A', jl copy ; ข้ามการแปลงcmp al , 'Z' ; ถ้า AL > 'Z', jg copy ; ข้ามการแปลงadd al , 'a' - 'A' ; แปลง AL เป็นตัวพิมพ์เล็กcopy: stosb ; เก็บ AL ลงใน [EDI], เพิ่ม EDI test al , al ; ถ้า AL != 0, jnz again ; ทำซ้ำลูปpop ebp ; คืนค่าฐานก่อนหน้าret ; กลับไปยังผู้เรียกend proc

โค้ดตัวอย่างใช้รีจิสเตอร์ EBP (base pointer) เพื่อสร้างเฟรมการเรียกซึ่งเป็นพื้นที่บนสแต็กที่ประกอบด้วยพารามิเตอร์และตัวแปรโลคอลทั้งหมดสำหรับการดำเนินการของซับรูทีนรูปแบบการเรียก แบบนี้ รองรับ โค้ด แบบ reentrantและrecursiveและถูกใช้ในภาษาที่คล้ายกับ Algol มาตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1950 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สมมติว่าใช้โมเดลหน่วยความจำแบบแบนราบ โดยที่เซ็กเมนต์ DS และ ES เข้าถึงพื้นที่หน่วยความจำเดียวกัน

ความสำคัญทางธุรกิจ

คอมพิวเตอร์Compaq Deskpro 386พร้อมจอภาพและอุปกรณ์ต่อพ่วง โดย Deskpro 386 เป็นคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเครื่องแรกที่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ 80386

พีซีเครื่องแรกที่ใช้ Intel 80386 คือCompaq Deskpro 386 ซึ่งเปิดตัวในเดือนกันยายน พ.ศ. 2529 ด้วยการขยายมาตรฐาน IBM PC/AT 16/24 บิตไปสู่สภาพแวดล้อมการประมวลผล 32 บิตโดยธรรมชาติCompaqจึงกลายเป็นบริษัทแรกที่ออกแบบและผลิตความก้าวหน้าทางฮาร์ดแวร์ทางเทคนิคที่สำคัญเช่นนี้บนแพลตฟอร์มพีซี IBM ได้รับข้อเสนอให้ใช้ 80386 แต่มีสิทธิ์ในการผลิต80286 รุ่นก่อนหน้า ดังนั้น IBM จึงเลือกที่จะใช้โปรเซสเซอร์นั้นต่อไปอีกสองสามปี ความสำเร็จในช่วงแรกของ Compaq Deskpro 386 มีบทบาทสำคัญในการทำให้ธุรกิจพีซี "โคลน" เป็นที่ยอมรับ และลดบทบาทของ IBM ในธุรกิจนี้ ระบบคอมพิวเตอร์เครื่องแรกที่ขายพร้อมกับ 386SX คือCompaq Deskpro 386Sซึ่งวางจำหน่ายในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2531 [ 29 ]

ก่อนหน้าซีพียู 386 ความยากลำบากในการผลิตไมโครชิปและความไม่แน่นอนของแหล่งจัดหาที่เชื่อถือได้ ทำให้การผลิตเซมิคอนดักเตอร์สำหรับตลาดมวลชนควรมีแหล่งผลิตหลายแหล่ง กล่าวคือ ผลิตโดยผู้ผลิตสองรายขึ้นไป โดยบริษัทที่สองและบริษัทต่อๆ ไปผลิตภายใต้ใบอนุญาตจากบริษัทผู้ผลิตหลัก ซีพียู 386 มีจำหน่ายเฉพาะจากอินเทล ใน ช่วงเวลาหนึ่ง (4.7 ปี) เนื่องจาก แอนดี้ โกรฟ ซีอีโอของอินเทลในขณะนั้น ตัดสินใจที่จะไม่สนับสนุนให้ผู้ผลิตรายอื่นผลิตโปรเซสเซอร์นี้เป็นแหล่งผลิตสำรองการตัดสินใจครั้งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสำเร็จของอินเทลในตลาด ซีพียู 386 เป็นไมโครโปรเซสเซอร์ตัวแรกที่มีแหล่งผลิตเดียว การผลิต 386 จากแหล่งเดียวทำให้อินเทลสามารถควบคุมการพัฒนาได้มากขึ้นและมีกำไรมากขึ้นอย่างมากในภายหลัง

AMDเปิดตัว โปรเซสเซอร์ Am386 ที่ใช้งานร่วมกันได้ ในเดือนมีนาคม 1991 หลังจากเอาชนะอุปสรรคทางกฎหมายได้สำเร็จ ซึ่งเป็นการยุติการผูกขาดโปรเซสเซอร์ที่ใช้งานร่วมกับ 386 ของ Intel ที่ยาวนานถึง 4.7 ปี ตั้งแต่ปี 1991 เป็นต้นมา IBM ยังผลิตชิป 386 ภายใต้ลิขสิทธิ์เพื่อใช้เฉพาะในพีซีและเมนบอร์ดของ IBM เท่านั้น

ในปี 1991 ขณะที่กำลังศึกษาวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่มหาวิทยาลัยเฮลซิงกิลินัส ทอร์วัลด์สได้เริ่มต้นโครงการที่ต่อมากลายเป็นเคอร์เนลของลินุกซ์เขาเขียนโปรแกรมนี้ขึ้นมาโดยเฉพาะสำหรับฮาร์ดแวร์ที่เขาใช้ และเป็นอิสระจากระบบปฏิบัติการ เพราะเขาต้องการใช้ฟังก์ชันต่างๆ ของพีซี 80386 เครื่องใหม่ของเขา

เข้ากันได้

Intel i386 ที่บรรจุโดย IBM
  • โปรเซสเซอร์ AMD Am386 SX และ Am386DX นั้น แทบจะเป็นแบบจำลองที่เหมือนกันทุกประการของ i386SX และ i386DX ข้อพิพาททางกฎหมายทำให้การผลิตล่าช้าไปหลายปี แต่ในที่สุดโปรเซสเซอร์ความเร็ว 40 MHz ของ AMD ก็ได้รับความนิยมอย่างมากในหมู่นักคอมพิวเตอร์ เนื่องจากเป็นทางเลือกที่มีราคาประหยัดและใช้พลังงานต่ำกว่า 486SX ความเร็ว 25 MHz การใช้พลังงานลดลงไปอีกใน "รุ่นสำหรับโน้ตบุ๊ก" (Am386 DXL/SXL/DXLV/SXLV) ซึ่งสามารถทำงานได้ที่แรงดัน 3.3 V และใช้วงจรCMOS แบบคงที่ทั้งหมด
  • ชิปและเทคโนโลยี Super386 38600SX และ 38600DX ได้รับการพัฒนาโดยใช้วิธีวิศวกรรมย้อนกลับแต่ยอดขายไม่ดีนักเนื่องจากข้อผิดพลาดทางเทคนิคและความไม่เข้ากันบางประการ รวมถึงการวางจำหน่ายในตลาดที่ล่าช้า ดังนั้นจึงเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีอายุการใช้งานสั้น
  • ชิป Cyrix Cx486SLC / Cx486DLCอาจอธิบายได้อย่างง่ายๆ ว่าเป็นชิปไฮบริด 386/486 ชนิดหนึ่งที่มีแคชภายในตัวเล็กน้อย ชิปนี้ได้รับความนิยมในหมู่นักประกอบคอมพิวเตอร์ แต่ไม่ประสบความสำเร็จในกลุ่มผู้ผลิตอุปกรณ์ (OEM ) โปรเซสเซอร์ Cyrix Cx486SLC และ Cyrix Cx486DLC มีขาเชื่อมต่อที่เข้ากันได้กับ i386SX และ i386DX ตามลำดับ โปรเซสเซอร์เหล่านี้ผลิตและจำหน่ายโดยTexas Instruments เช่น กัน
  • IBM 386SLCและ486SLC /DLC เป็นชิปประมวลผลที่พัฒนามาจากดีไซน์ของ Intel ซึ่งมีแคชในตัวขนาดใหญ่ (8 KB และต่อมา 16 KB) ข้อตกลงกับ Intel จำกัดการใช้งานเฉพาะในคอมพิวเตอร์และบอร์ดอัปเกรดของ IBM เท่านั้น ดังนั้นจึงไม่มีจำหน่ายในตลาดทั่วไป
  • VM Technology VM386SX+ ได้รับการพัฒนาโดยVM Technology (VMT) บริษัทออกแบบไมโครโปรเซสเซอร์แบบไร้โรงงานในเมืองสึกุบะ ประเทศญี่ปุ่น ก่อตั้งโดย Masatoshi Shima อดีต วิศวกรออกแบบไมโครโปรเซสเซอร์Intel 4004และZilog Z80โดยได้รับเงินทุนหลักจากASCII Corporationชิปนี้วางจำหน่ายในเอเชียตะวันออก เป็นหลัก โดยจงใจหลีกเลี่ยงตลาดสหรัฐอเมริกา[ 30 ] [ 31 ] ALi M6117 SoC ประกอบด้วยคอร์ x86 ที่ได้มาจาก VM386SX+

ปัญหาในช่วงแรก

เดิมที Intel ตั้งใจจะเปิดตัว 80386 ที่ความเร็ว 16 MHz แต่เนื่องจากผลผลิตต่ำ จึงได้เปิดตัวที่ความเร็ว 12.5 MHz แทน[ 32 ]

ในช่วงเริ่มต้นของการผลิต อินเทลค้นพบวงจรที่มีข้อบกพร่องเล็กน้อยซึ่งอาจทำให้ระบบส่งคืนผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้องจากการดำเนินการคูณ 32 บิต ไม่ใช่โปรเซสเซอร์ทั้งหมดที่ผลิตไปแล้วจะได้รับผลกระทบ ดังนั้นอินเทลจึงทดสอบสินค้าคงคลัง โปรเซสเซอร์ที่พบว่าไม่มีข้อบกพร่องจะถูกทำเครื่องหมายด้วยเครื่องหมายซิก มาคู่ (ΣΣ) และโปรเซสเซอร์ที่ได้รับผลกระทบจะถูกทำเครื่องหมายว่า "16 บิต S/W เท่านั้น" [ 33 ]โปรเซสเซอร์กลุ่มหลังนี้ถูกขายเป็นชิ้นส่วนที่ดี เนื่องจากในขณะนั้นความสามารถ 32 บิตไม่เกี่ยวข้องกับผู้ใช้ส่วนใหญ่[ 34 ]

หน่วยประมวลผลทางคณิตศาสตร์ i387 ยังไม่พร้อมใช้งานทันเวลาสำหรับการเปิดตัว 80386 ดังนั้นเมนบอร์ด 80386 รุ่นแรกๆ จำนวนมากจึงมีซ็อกเก็ตและวงจรฮาร์ดแวร์เพื่อใช้งาน80287แทน ในการกำหนดค่านี้ หน่วยประมวลผลทศนิยม (FPU) ทำงานแบบอะซิงโครนัสกับซีพียู โดยปกติจะมีอัตราความเร็วสัญญาณนาฬิกา 10 เมกะเฮิร์ตซ์ คอมพิวเตอร์ Compaq Deskpro 386 รุ่นแรกเป็นตัวอย่างของการออกแบบดังกล่าว

การอัปเกรดที่เข้ากันได้กับพิน

ซีพียูอัพเกรด 386 ทั่วไปจาก Cyrix และ Texas Instruments

ต่อมา Intel ได้นำเสนอ 486DX เวอร์ชันดัดแปลงในแพ็คเกจ i386 โดยใช้ชื่อแบรนด์ว่า Intel RapidCADซึ่งเป็นทางเลือกในการอัปเกรดสำหรับผู้ใช้ที่มีฮาร์ดแวร์ที่เข้ากันได้กับ i386 การอัปเกรดประกอบด้วยชิปสองตัวที่มาแทนที่ทั้ง i386 และ i387 เนื่องจากดีไซน์ของ 486DX มีหน่วย ประมวลผลทศนิยม (FPU) อยู่ แล้ว ชิปที่มาแทนที่ i386 จึงมีฟังก์ชันการคำนวณทศนิยม และชิปที่มาแทนที่ i387 นั้นแทบไม่มีประโยชน์อะไรเลย อย่างไรก็ตาม ชิปตัวหลังนี้จำเป็นสำหรับการส่งสัญญาณ FERR ไปยังเมนบอร์ดและแสดงให้เห็นว่าทำงานได้เหมือนหน่วยประมวลผลทศนิยมปกติ

บริษัทผู้ผลิตชิปภายนอกได้นำเสนอชุดอัปเกรดที่หลากหลายสำหรับทั้งระบบ SX และ DX ชุดอัปเกรดที่ได้รับความนิยมมากที่สุดนั้นใช้แกนประมวลผล Cyrix 486DLC/SLC ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะให้ความเร็วที่เพิ่มขึ้นอย่างมากเนื่องจากมีไปป์ไลน์คำสั่งที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและ แคช L1 SRAM ภายใน แคชนี้มักจะมีขนาด 1 KB หรือบางครั้ง 8 KB ในรุ่นของ TI ชิปอัปเกรดบางตัว (เช่น 486DRx2/SRx2) นั้นวางจำหน่ายโดย Cyrix เอง แต่โดยทั่วไปแล้วจะพบได้ในชุดอุปกรณ์ที่จัดจำหน่ายโดยผู้เชี่ยวชาญด้านการอัปเกรด เช่น Kingston, Evergreen Technologiesและ Improve-It Technologies โมดูลอัปเกรด CPU ที่เร็วที่สุดบางตัวใช้ตระกูล IBM SLC/DLC (ซึ่งโดดเด่นด้วยแคช L1 ขนาด 16 KB) หรือแม้แต่ Intel 486 เอง ชุดอัปเกรด 386 หลายชุดโฆษณาว่าเป็นชิ้นส่วนทดแทนที่ติดตั้งง่าย แต่บ่อยครั้งที่ต้องใช้ซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนในการควบคุมแคชหรือการเพิ่มความเร็วสัญญาณนาฬิกา ส่วนหนึ่งของปัญหาคือ ในเมนบอร์ด 386 ส่วนใหญ่คำสั่ง A20ถูกควบคุมโดยเมนบอร์ดทั้งหมด โดยที่ซีพียูไม่รับรู้ ซึ่งทำให้เกิดปัญหาในซีพียูที่มีแคชภายใน

โดยรวมแล้ว การกำหนดค่าการอัปเกรดเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่โฆษณาไว้บนบรรจุภัณฑ์นั้นทำได้ยากมาก และการอัปเกรดมักไม่เสถียรหรือไม่เข้ากันได้อย่างสมบูรณ์

รุ่นและรูปแบบต่างๆ

รุ่น 5 V รุ่นแรกๆ

ไอ386DX

อินเทล i386DX, 25 เมกะเฮิร์ตซ์

เวอร์ชันดั้งเดิม วางจำหน่ายในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2528 เวอร์ชัน 16 MHz มีจำหน่ายในราคา 299 ดอลลาร์สหรัฐ ในจำนวน 100 เครื่อง[ 35 ]เวอร์ชัน 20 MHz มีจำหน่ายในราคา 599 ดอลลาร์สหรัฐ ในจำนวน 100 เครื่อง[ 13 ]เวอร์ชัน 33 MHz วางจำหน่ายเมื่อวันที่ 10 เมษายน พ.ศ. 2532 [ 17 ]

  • สามารถใช้งานร่วมกับบัสภายนอกแบบ 16 บิตหรือ 32 บิตได้
  • แพ็คเกจ: PGA -132 ซึ่งมีให้ทดสอบตัวอย่างในไตรมาสที่สี่ของปี 1985 [ 36 ]หรือ PQFP-132
  • กระบวนการผลิต: รุ่นแรกคือCHMOS III ขนาด 1.5 ไมโครเมตร ต่อมาคือ CHMOS IV ขนาด 1 ไมโครเมตร
  • ขนาดแม่พิมพ์: 104 ตารางมิลลิเมตร (ประมาณ 10 มิลลิเมตร × 10 มิลลิเมตร) ใน CHMOS III และ 39 ตารางมิลลิเมตร (6 มิลลิเมตร × 6.5 มิลลิเมตร) ใน CHMOS IV
  • จำนวนทรานซิสเตอร์: 275,000 [ 2 ] [ 17 ]
  • ความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูงสุดที่ระบุ: 12 MHz (รุ่นแรกๆ), รุ่นต่อมา 16, 20, 25 และ 33 MHz

เอ็ม80386

รุ่นทางทหารผลิตโดยใช้เทคโนโลยีการผลิต CHMOS III ผลิตขึ้นเพื่อทนต่อรังสี 105 Rads (Si) หรือมากกว่า มีจำหน่ายในราคา 945 ดอลลาร์สหรัฐต่อชิ้น โดยมีจำนวน 100 ชิ้น[ 37 ]

80386SX

ในปี 1988 อินเทลได้เปิดตัว80386SXซึ่งมักเรียกกันว่า386SXซึ่งเป็นเวอร์ชันลดทอนของ 80386 ที่มีบัสข้อมูล 16 บิต โดยมีจุดประสงค์หลักสำหรับพีซีราคาประหยัดที่มุ่งเป้าไปที่ตลาดบ้าน การศึกษา และธุรกิจขนาดเล็ก ในขณะที่ 386DX ยังคงเป็นรุ่นระดับสูงที่ใช้ในเวิร์กสเตชัน เซิร์ฟเวอร์ และงานที่ต้องการประสิทธิภาพสูงอื่นๆ ซีพียูยังคงเป็น 32 บิตภายในอย่างสมบูรณ์ แต่บัส 16 บิตมีจุดประสงค์เพื่อลดความซับซ้อนของเค้าโครงแผงวงจรและลดต้นทุนโดยรวม[ c ]บัส 16 บิตช่วยลดความซับซ้อนของการออกแบบ แต่ลดประสิทธิภาพลง มีเพียง 24 พินที่เชื่อมต่อกับบัสแอดเดรส ดังนั้นจึงจำกัดการกำหนดแอดเดรสไว้ที่ 16  MB [ d ] แต่นี่ไม่ใช่ข้อจำกัดที่สำคัญในขณะนั้น ความแตกต่างของประสิทธิภาพไม่ได้เกิดจากความกว้างของบัสข้อมูลที่แตกต่าง กัน เท่านั้น แต่ยังเกิดจาก หน่วยความจำแคชที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพซึ่งมักใช้ในแผงวงจรที่ใช้ชิปดั้งเดิมด้วย เวอร์ชันนี้สามารถรันซอฟต์แวร์แอปพลิเคชัน 32 บิตได้ที่ความเร็ว 70 ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ของซีพียู Intel386 DX ทั่วไป[ 16 ]

ชิป 80386 รุ่นดั้งเดิมถูกเปลี่ยนชื่อเป็น i386DX ในภายหลังเพื่อหลีกเลี่ยงความสับสน อย่างไรก็ตาม อินเทลได้ใช้คำต่อท้าย "DX" เพื่ออ้างถึง ความสามารถ ในการคำนวณจุดลอยตัวของ i486DX ในภายหลัง ส่วน 387SX เป็นชิป 80387 ที่เข้ากันได้กับ 386SX (กล่าวคือ มีดาต้าบัส 16 บิต) 386SX บรรจุอยู่ในแพ็คเกจแบบติดตั้งบนพื้นผิว(QFP ) และบางครั้งก็มีให้เลือกแบบมีซ็อกเก็ตเพื่อให้สามารถอัปเกรดได้

386SX ความเร็ว 16 MHz ประกอบด้วย BQFP 100 ขา มีจำหน่ายในราคา 165 ดอลลาร์สหรัฐ ในปริมาณ 1,000 ชิ้น และมีประสิทธิภาพ 2.5 ถึง 3 MIPS เช่นกัน[ 14 ]รุ่นประหยัดพลังงานมีวางจำหน่ายเมื่อวันที่ 10 เมษายน พ.ศ. 2532 รุ่นนี้ใช้พลังงานน้อยกว่ารุ่นปกติ 20 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ และมีอุณหภูมิการทำงานสูงกว่า 100 °C [ 17 ] มีจำหน่ายในราคา 26 ดอลลาร์สหรัฐ ในปริมาณ 5,000 ชิ้น[ 38 ]

80386SL

โปรเซสเซอร์80386SLได้รับการแนะนำให้เป็นเวอร์ชันประหยัดพลังงานสำหรับคอมพิวเตอร์แล็ปท็อปโปรเซสเซอร์นี้มีตัวเลือกการจัดการพลังงานหลายอย่าง (เช่นSMM ) รวมถึงโหมด "พักเครื่อง" ที่แตกต่างกันเพื่อประหยัดพลังงานแบตเตอรี่[ 39 ]นอกจากนี้ยังรองรับแคช ภายนอก ขนาด 16 ถึง 64 KB ฟังก์ชันเพิ่มเติมและเทคนิคการใช้งานวงจรทำให้รุ่นนี้มี ทรานซิสเตอร์มากกว่า i386DX ถึง 3 เท่าi386SL วางจำหน่ายครั้งแรกที่ความเร็วสัญญาณนาฬิกา 20 MHz [ 40 ]และต่อมาได้เพิ่มรุ่น 25 MHz เข้ามา[ 41 ]ด้วยระบบนี้ ทำให้ลดพื้นที่ลงได้ถึง 40% เมื่อเทียบกับระบบ Intel386 SX ซึ่งหมายถึงระบบที่เบากว่า พกพาสะดวก และคุ้มค่ากว่า[ 16 ]

เดฟ แวนเนียร์ หัวหน้าสถาปนิกเป็นผู้ออกแบบไมโครโปรเซสเซอร์นี้ พวกเขาใช้เวลาสองปีในการออกแบบให้เสร็จสมบูรณ์ เนื่องจากใช้สถาปัตยกรรม 386 ที่มีอยู่แล้วในการใช้งาน ซึ่งช่วยด้วยเครื่องมือช่วยออกแบบด้วยคอมพิวเตอร์ขั้นสูง ซึ่งรวมถึงการจำลองแผงวงจรระบบอย่างสมบูรณ์ ชิปนี้ประกอบด้วยแกน CPU 386, ตัวควบคุมบัส AT, ตัวควบคุมหน่วยความจำ, ตัวควบคุมบัสภายใน, ตรรกะควบคุมแคช พร้อมด้วย SRAM แท็กแคช และนาฬิกา CPU นี้มีทรานซิสเตอร์ 855,000 ตัว โดยใช้เทคโนโลยี CHMOS IV ขนาด 1 ไมครอน มีจำหน่ายในราคา 176 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อ 1,000 หน่วย[ 3 ]รุ่น 25 เมกะเฮิร์ตซ์มีจำหน่ายในตัวอย่างในราคา 189 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อ 1,000 ชิ้น รุ่นนี้วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในปลายปี 1991 [ 42 ]รองรับพื้นที่แอดเดรสทางกายภาพ ได้สูงสุด 32 เมกะไบต์[ 16 ] [ 43 ] มีไมโครโปรเซสเซอร์ Intel386 SL รุ่นไร้แคชความเร็ว 20 MHz ณ เวลาที่จัดทำเอกสารนี้ ตัวอย่างของรุ่นนี้มีจำหน่ายในราคา 101 ดอลลาร์สหรัฐฯ ในปริมาณ 1,000 ชิ้น[ 44 ] มีไมโครโปรเซสเซอร์รุ่นแรงดันต่ำความเร็ว 20 MHz และรุ่นไร้แคชความเร็ว 16 และ 20 MHz รุ่นแรงดันต่ำเหล่านี้ใช้แรงดันไฟฟ้า 3.3 โวลต์ในการจ่ายไฟ และรองรับโหมดคงที่แบบเต็มรูปแบบเช่นกัน มีจำหน่ายในราคา 94 ดอลลาร์สหรัฐฯ 48 ดอลลาร์สหรัฐฯ และ 78 ดอลลาร์สหรัฐฯ ตามลำดับ ในปริมาณ 1,000 ชิ้น[ 45 ]

สแนปอิน 386

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2534 Intel ได้เปิดตัวการอัปเกรดสำหรับ ระบบ IBM PS/2 รุ่น 50และ60ซึ่งมีไมโครโปรเซสเซอร์ 80286 โดยแปลงให้เป็นระบบ 32 บิต โมดูล SnapIn 386 เป็นการ์ดเสริมที่มี 386SX ความเร็ว 20 MHz และหน่วยความจำแคช SRAM แบบ direct-mapped ขนาด 16 กิโลไบต์ สามารถเสียบเข้ากับซ็อกเก็ต 286 ที่มีอยู่ได้โดยตรงโดยไม่ต้องใช้สายเคเบิล จัมเปอร์ หรือสวิตช์ใดๆ ในช่วงฤดูหนาวของปี พ.ศ. 2535 ได้มีการเพิ่มโมดูลเพิ่มเติมเพื่อรองรับ ระบบ IBM PS/2 รุ่น 50 Z , 30 286และ25 286โดยทั้งสองโมดูลมีจำหน่ายในราคา 495 ดอลลาร์สหรัฐ[ 46 ] [ 47 ]

แรพิดซีเอดี

ชิป Intel 486 DX ที่บรรจุในบรรจุภัณฑ์พิเศษและหน่วยประมวลผล ทศนิยม (FPU) จำลองที่ออกแบบมาให้สามารถใช้งานร่วมกับขาต่อของโปรเซสเซอร์ i386 และFPU i387 ได้

เวอร์ชันสำหรับระบบฝังตัว

80376

อินเทล i376

Intel 80376 ซึ่งเปิดตัวเมื่อวันที่ 16 มกราคม พ.ศ. 2532 เป็นรุ่นย่อยของIntel 80386SXที่ออกแบบมาสำหรับระบบฝังตัวแตกต่างจาก 80386 ตรงที่ไม่รองรับโหมดเรียล (โปรเซสเซอร์จะบูตเข้าสู่โหมดป้องกัน 32 บิต โดยตรง ) [ 48 ]และไม่รองรับการแบ่งหน้าในMMU 376 มีให้เลือกที่ความเร็วสัญญาณนาฬิกา 16 หรือ 20 MHz

โปรเซสเซอร์นี้สามารถทำงานได้สูงสุด 3.0 MIPSที่ความเร็ว 16 MHz โดยให้ประสิทธิภาพ 70 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับ 80386 ที่ความเร็วสัญญาณนาฬิกาเดียวกัน โปรเซสเซอร์นี้มีบัสภายนอก 16 บิต และบัสภายใน 32 บิต ชิปเซ็ต Intel 82370 ซึ่งประกอบด้วย ช่อง DMA 8 ช่อง, อินเตอร์รัปต์ 15 ตัว , ตัว จับเวลา/ตัวนับ 16 บิต 4 ตัว , ตัวควบคุมการรีเฟรช DRAM และ ตัวสร้าง สถานะรอซึ่งเชื่อมต่ออย่างใกล้ชิดกับโปรเซสเซอร์นี้ แต่สามารถใช้งานร่วมกับชิปเซ็ต Intel 82380 ได้ในระดับซอฟต์แวร์ อุปกรณ์ทั้งสองบรรจุอยู่ในแพ็คเกจBQFP 100 พิน เวอร์ชัน 80376 และ 82370 ยังมีแพ็คเกจ 88- PGAและ 132-PGA ตามลำดับ เวอร์ชันพลาสติกของ 80376 ราคา 99 ดอลลาร์สหรัฐ และ 82370 ราคา 57 ดอลลาร์สหรัฐ ในปริมาณ 100 ชิ้น ตามลำดับ[ 49 ] [ 50 ]

ต่อมาได้ถูกแทนที่ด้วยชิป 80386EXที่ประสบความสำเร็จมากกว่าตั้งแต่ปี 1994 และในที่สุดก็ถูกยกเลิกการผลิตเมื่อวันที่ 15 มิถุนายน 2001

i386EX, i386EXTB และ i386EXTC

Intel i386EXTC, 25 MHz

ระบบและการจัดการพลังงาน รวมถึงอุปกรณ์ต่อพ่วงและฟังก์ชันสนับสนุนในตัว: ตัวควบคุมการขัดจังหวะ 82C59A สองตัว; ตัวจับเวลา, ตัวนับ (3 ช่อง); SIO แบบอะซิงโครนัส (2 ช่อง); SIOแบบซิงโครนัส(1 ช่อง); ตัวจับเวลาเฝ้าระวัง (ฮาร์ดแวร์/ซอฟต์แวร์); PIOใช้งานได้กับ FPU 80387SX หรือ i387SL

  • บัสข้อมูล/แอดเดรส: 16 / 26 บิต
  • แพ็คเกจ: PQFP -132, SQFP -144 และ PGA-168
  • กระบวนการผลิต: CHMOS V, 0.8 μm
  • ระบุความเร็วสูงสุดของนาฬิกา:
    • i386EX: 16 MHz ที่ 2.7–3.3 โวลต์ หรือ 20 MHz ที่ 3.0–3.6 โวลต์ หรือ 25 MHz ที่ 4.5–5.5 โวลต์
    • i386EXTB: 20 ​​MHz ที่แรงดัน 2.7–3.6 โวลต์ หรือ 25 MHz ที่แรงดัน 3.0–3.6 โวลต์
    • i386EXTC: 25 MHz ที่แรงดัน 4.5–5.5 โวลต์ หรือ 33 MHz ที่แรงดัน 4.5–5.5 โวลต์

อินเทล386 ซีเอ็กซ์

โปรเซสเซอร์ Intel386 CX มีจำหน่ายในรูปแบบตัวอย่างประมาณเดือนธันวาคม พ.ศ. 2536 แต่มีแผนจะเริ่มผลิตในไตรมาสที่สามของปี พ.ศ. 2537 ราคาสำหรับรุ่นนี้ในปี พ.ศ. 2537 อยู่ที่ 27.30 ดอลลาร์สหรัฐ ในปริมาณ 5,000 ชิ้น[ 51 ]

i386CXSA และ i386SXSA (หรือ i386SXTA)

Intel i386CXSA, 25 MHz

โหมดการจัดการพลังงานแบบโปร่งใส, MMU ในตัว และอินพุตที่เข้ากันได้กับ TTL (เฉพาะ 386SXSA) สามารถใช้งานร่วมกับ FPU i387SX หรือ i387SL ได้

  • บัสข้อมูล/แอดเดรส: 16 / 26 บิต (24 บิตสำหรับ i386SXSA)
  • บรรจุภัณฑ์: BQFP -100
  • แรงดันไฟฟ้า: 4.5–5.5 โวลต์ (25 และ 33 เมกะเฮิร์ตซ์); 4.75–5.25 โวลต์ (40 เมกะเฮิร์ตซ์)
  • กระบวนการผลิต: CHMOS V, 0.8 μm
  • ความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูงสุดที่ระบุ: 25, 33, 40 MHz

ไอ386ซีเอ็กซ์เอสบี

โหมดการจัดการพลังงานแบบโปร่งใสและMMU ในตัว สามารถใช้งานร่วมกับ FPU i387SX หรือ i387SL ได้

  • บัสข้อมูล/แอดเดรส: 16 / 26 บิต
  • บรรจุภัณฑ์: BQFP -100
  • แรงดันไฟฟ้า: 3.0 โวลต์ (16 เมกะเฮิร์ตซ์) หรือ 3.3 โวลต์ (25 เมกะเฮิร์ตซ์)
  • กระบวนการผลิต: CHMOS V, 0.8 μm
  • ความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูงสุดที่ระบุ: 16, 25 เมกะเฮิร์ตซ์

ความล้าสมัย

การเปรียบเทียบขนาดของ 286, 386 และ 486

Windows 95เป็นรุ่นเดียวใน ซีรี่ส์ Windows 9xที่รองรับ 386 อย่างเป็นทางการ โดยต้องการอย่างน้อย 386DX แม้ว่าจะแนะนำให้ใช้ 486 หรือสูงกว่าก็ตาม[ 52 ] Windows 98ต้องการ 486DX หรือสูงกว่า[ 53 ]ในตระกูลWindows NT นั้น Windows NT 3.51เป็นเวอร์ชันสุดท้ายที่รองรับ 386 [ 54 ] [ 55 ]

Debian GNU/Linuxยกเลิกการสนับสนุน 386 ในเวอร์ชัน 3.1 ( Sarge ) ในปี 2548 และยกเลิกการสนับสนุนอย่างสมบูรณ์ในปี 2550 ในเวอร์ชัน 4.0 ( Etch ) [ 56 ] [ 57 ] นักพัฒนา เคอร์เนล Linuxอ้างถึงภาระในการบำรุงรักษาเกี่ยวกับพรีมิทีฟSMPจึงตัดการสนับสนุนออกจากโค้ดเบสสำหรับการพัฒนาในเดือนธันวาคม 2555 ซึ่งต่อมาได้เผยแพร่เป็นเคอร์เนลเวอร์ชัน 3.8 [ 22 ]

ในบรรดาBSDนั้นFreeBSDเวอร์ชัน 5.x เป็นเวอร์ชันสุดท้ายที่รองรับ 386 การสนับสนุน 386SX ถูกยกเลิกในเวอร์ชัน 5.2 [ 58 ]ในขณะที่การสนับสนุน 386 ที่เหลือถูกลบออกในเวอร์ชัน 6.0 ในปี 2548 [ 59 ] OpenBSDลบการสนับสนุน 386 ออกในเวอร์ชัน 4.2 (2550) [ 60 ] DragonFly BSDในเวอร์ชัน 1.12 (2551) [ 61 ]และNetBSDในเวอร์ชัน 5.0 (2552) [ 62 ]

การวิศวกรรมย้อนกลับไมโครโค้ด

ในเดือนพฤษภาคม 2026 ไมโครโค้ดของ Intel 80386 ได้รับการวิศวกรรมย้อนกลับและถอดประกอบต่อสาธารณะโดยกลุ่มที่ประกอบด้วย reenigne, Daniel Balsom (“gloriouscow”), Smartest Blob, nand2mario และ Ken Shirriff งานนี้ได้สร้างรูปแบบไมโครคำสั่ง 37 บิตของโปรเซสเซอร์ขึ้นใหม่และระบุจุดเริ่มต้นของไมโครโค้ดมากกว่า 200 จุด ซึ่งเผยให้เห็นรายละเอียดของตัวถอดรหัสคำสั่ง 80386 ตรรกะการป้องกัน พฤติกรรมการแบ่งหน้า และหน่วยประมวลผลภายใน ความพยายามในการวิศวกรรมย้อนกลับยังแสดงให้เห็นว่าคำสั่ง 80386 ที่บันทึกไว้ทั้งหมดถูกนำไปใช้ผ่านไมโครโค้ด ซึ่งแตกต่างจากโปรเซสเซอร์ x86 รุ่นก่อนและรุ่นหลังบางรุ่นที่ดำเนินการคำสั่งบางอย่างในตรรกะแบบฮาร์ดแวร์ทั้งหมด[ 63 ] [ 64 ] [ 65 ]ทีมงานพบว่าแตกต่างจากIntel 8086 (และแตกต่างจาก CPU สมัยใหม่ด้วย) 80386 จะดำเนินการ μ-op เสมอ และมีไมโครโค้ดสำหรับทุกคำสั่ง ซอร์สโค้ดได้รับการเผยแพร่บน GitHub [ 66 ]เมื่อรันบน X386 FPGAไมโครโค้ดสามารถบูต DOS 6 และ DOS 7 ได้ สามารถรันโปรแกรมโหมดป้องกัน DOS/4GW และ DOS/32A ได้ และสามารถเล่นDoomและCannon Fodderได้[ 65 ]

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. ^โปรเซสเซอร์ 80286 นั้นเป็นส่วนขยายของ สถาปัตยกรรม 8086โดยมีฟังก์ชันการจัดการหน่วยความจำขั้นสูงและประสิทธิภาพที่ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด
  2. ^นี่เป็นการพิจารณาเฉพาะประสิทธิภาพการคำนวณจำนวนเต็มเท่านั้น เนื่องจากโปรเซสเซอร์รุ่นก่อน 486DXจำเป็นต้องใช้โคโปรเซสเซอร์ในการคำนวณเลขทศนิยมด้วยฮาร์ดแวร์ ประสิทธิภาพการคำนวณเลขทศนิยมที่เพิ่มขึ้นนั้นวัดได้เป็นหลักหมื่นเท่า เมื่อเทียบกับโคโปรเซสเซอร์เลขทศนิยม 8087 ของ 8086หรือหลักแสนเท่าเมื่อเทียบกับการใช้งานเลขทศนิยม ด้วยซอฟต์แวร์ บน 8086
  3. ^นี่เป็นแนวทางที่คล้ายคลึงกับที่ Intel ใช้กับ 8088ซึ่งเป็นรุ่นที่พัฒนามาจาก Intel 8086 ที่ใช้ใน IBM PC รุ่นแรก
  4. ^ข้อจำกัด 16 MB นั้นคล้ายคลึงกับของ 68000ซึ่งเป็นโปรเซสเซอร์ที่เทียบเคียงกันได้
  • บริษัท อินเทล คอร์ปอเรชั่น
    • — (1987). คู่มืออ้างอิงสำหรับโปรแกรมเมอร์ Intel 80386 ปี 1986 (PDF )
    • — (เมษายน 1986). บทนำเกี่ยวกับ 80386 รวมถึงเอกสารข้อมูล 80386 231630-002
    • — (ตุลาคม 1987). "4. ตระกูลไมโครโปรเซสเซอร์ 80386". ไมโครโปรเซสเซอร์ . คู่มือไมโครโปรเซสเซอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วง. เล่ม 1. ISBN 1-55512-073-3231630-004
    • — (พฤศจิกายน 1988). "4. ตระกูล INTEL386™". ไมโครโปรเซสเซอร์ . คู่มือไมโครโปรเซสเซอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วงของ Intel. เล่ม 1. ISBN 1-55512-041-5231630-005
  • ตระกูลโปรเซสเซอร์ Intel 80386
  • รายการรายละเอียดของขั้นตอนการพัฒนา (การแก้ไข) ในช่วงแรกๆ ของ 80386
  • Shirriff, Ken (ตุลาคม 2023). "การตรวจสอบแผ่นซิลิคอนของโปรเซสเซอร์ Intel 386" .
    • — (พฤศจิกายน 2023) "การวิศวกรรมย้อนกลับเซลล์รีจิสเตอร์ของโปรเซสเซอร์ Intel 386 "
    • — (ธันวาคม 2023) "ภายในชิปประมวลผล Intel 386: วงจรนาฬิกา "
    • — (ธันวาคม 2023) "การวิเคราะห์ย้อนกลับวงจรตัวเลื่อนบิตบนชิปประมวลผล Intel 386 "
    • — (พฤษภาคม 2025) "วงจรที่ซับซ้อนอย่างเหลือเชื่อสำหรับรีจิสเตอร์ของโปรเซสเซอร์ 386 "
    • — (พฤษภาคม 2025) "การวิเคราะห์ย้อนกลับวงจรคิวพรีเฟตช์ของโปรเซสเซอร์ 386 "
    • — (สิงหาคม 2025) "เครื่องสแกน CT เผยให้เห็นสิ่งที่น่าประหลาดใจภายในบรรจุภัณฑ์เซรามิกของโปรเซสเซอร์ 386 "
    • — (สิงหาคม 2025) "ที่นี่มีมังกร: การป้องกันความเสียหายจากไฟฟ้าสถิต การล็อก และภาวะไม่เสถียรในระบบ 386 "
    • — (พฤศจิกายน 2025) "วงจรที่ผิดปกติในตรรกะเซลล์มาตรฐานของ Intel 386 "
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=I386&oldid=1359876555 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไอ386

โปรเซสเซอร์ Intel 386ซึ่งเดิมทีวางจำหน่ายในชื่อ80386และต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็นi386 เป็นโปรเซสเซอร์ 32 บิตตัวแรกในตระกูลนี้ ถือเป็นการพัฒนาที่สำคัญใน สถาปัตยกรรมไมโคร x86 เป็น...

ประวัติการผลิต

ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 Intel ผู้สร้าง 80286 ตระหนักถึงชื่อเสียงที่ไม่ดีของไมโครโปรเซสเซอร์นั้น วิศวกรของบริษัทเองเชื่อว่า Motorola 68000 ดีกว่า "ลูกเป็ดขี้เหร่" ของพวกเขา บิล เกตส์ เรียก 80286 ว่า "สมองตาย" และลูกค้ารายสำคัญอย่าง IBM...

สถาปัตยกรรม

โปรเซสเซอร์นี้เป็นการพัฒนาที่สำคัญใน สถาปัตยกรรม x86 และต่อยอดจากโปรเซสเซอร์รุ่นก่อนๆ ที่ย้อนกลับไปถึง Intel 8008 โปรเซสเซอร์ รุ่นก่อนหน้าของ 80386 คือ Intel 80286 ซึ่งเป็นโปรเซสเซอร์ 16 บิต ที่มีระบบการจัดการและการป้องกันหน่วยความจำ แบบเซกเมนต์ โปรเซสเซอร์...

ประเภทข้อมูล

ประเภทข้อมูลต่อไปนี้ได้รับการสนับสนุนโดยตรงและนำไปใช้โดย คำสั่งเครื่อง i386 หนึ่งคำสั่งหรือมากกว่านั้น ประเภทข้อมูลเหล่านี้ได้รับการอธิบายโดยย่อไว้ที่นี่ [ 27 ] :