80386
80386
INTEL 1985年推出的CPU晶元,它是80x86系列中的第一種32位微處理器,而且製造工藝也有了很大的進步,與80286相比,80386內部內含27.5萬個晶體管,時鐘頻率為12.5MHz,后提高到20MHz,25MHz,33MHz。80386的內部和外部數據匯流排都是32位,地址匯流排也是32位,可定址高達4GB內存。它除具有實模式和保護模式外,還增加了一種叫虛擬86的工作方式,可以通過同時模擬多個80x86處理器來提供多任務能力。
除了標準的80386晶元,也就是我們以前經常說的80386DX外,出於不同的市場和應用考慮,INTEL又陸續推出了一些其它類型的80386晶元:80386SX、80386SL、80386DL等。1988年推出的80386SX是市場定位在80286和80386DX之間的一種晶元,其與80386DX的不同在於外部數據匯流排和地址匯流排皆與80286相同,分別是16位和24位(即定址能力為16MB)。1990年推出的80386 SL和80386 DL都是低功耗、節能型晶元,主要用於便攜機和節能型台式機。80386 SL與80386 DL的不同在於前者是基於80386SX的,後者是基於80386DX的,但兩者皆增加了一種新的工作方式:系統管理方式(SMM)。當進入系統管理方式后,CPU就自動降低運行速度、控制顯示屏和硬碟等其它部件暫停工作,甚至停止運行,進入“休眠”狀態,以達到節能目的。
80386(x32)
1985年春天的時候,英特爾公司已經成為了第一流的晶元公司。但它的8088/8086和80286晶元還沒有佔到壓倒性的優勢—儘管這些晶元非常成功。像Zilog公司和摩托羅拉公司,憑藉著自己毫不遜色甚至稍高一籌的晶元產品,成為英特爾公司的強有力競爭者。而藍色巨人IBM正在秘密研究自己的CPU—286,AMD公司也開始涉足到CPU製造領域,他們將正在開發的第一塊晶元稱為386。而這個時候,英特爾公司的主營業務還不是CPU,而是存儲器。
英特爾決心全力開發32位核心的CPU—80386,而逐漸放棄存儲器業務。Intel給80386設計了三個技術要點:使用“類286”結構,開發80387協微處理器增強浮點運算能力,開發配套高速緩存解決內存速度瓶頸。
1985年10月17日,英特爾的劃時代的產品80386DX正式發布了,其內部包含27.5萬個晶體管,時鐘頻率為12.5MHz,后逐步提高到20MHz、25MHz、33MHz,最後還有少量的40MHz產品。80386DX的內部和外部數據匯流排是32位,地址匯流排也是32位,可以定址到4GB內存,並可以管理64TB的虛擬存儲空間。它的運算模式除了具有實模式和保護模式以外,還增加了一種“虛擬86”的工作方式,可以通過同時模擬多個8086微處理器來提供多任務能力。80386DX有比80286更多的指令,頻率為12.5MHz的80386每秒鐘可執行6百萬條指令,比頻率為16MHz的80286快2.2倍。80386最經典的產品為80386DX-33MHz,一般我們說的80386就是指得它。
由於32位微處理器的強大運算能力,PC的應用擴展到很多的領域,如商業辦公和計算、工程設計和計算、數據中心、個人娛樂。80386使32位CPU成為了PC工業的標準。
同時,80386採用“類286”匯流排結構,這樣就可以保持軟硬體的兼容性,可以利用現有技術和配件,降低整機的開發和製造成本。另外,80386有三種工作模式,適應的操作系統比較多,而且對現有的程序兼容性比較好。多任務處理一貫是大中型機的專利,但80386將多任務性能引入,在80386中有個用任務寄存器,用任務寄存器來管理任務的內存段,從而實現任務的切換。多任務使80386以一種廣泛的適應性和一種重要的工具進入了各行各業。
雖然當時80386沒有完善和強大的浮點運算單元,但配上80387協處理器,80386就可以順利完成AutoCAD等需要大量浮點運算的任務,從而順利進入了主流的商用電腦市場。另外,80386還有其他豐富的外圍配件支持,如82258(DMA控制器)、8259A(中斷控制器)、8272(磁碟控制器)、82385(Cache控制器)、82062(硬碟控制器)等。
針對內存的速度瓶頸,英特爾為80386設計了高速緩存(Cache),採取預讀內存的方法來緩解這個速度瓶頸。本來最初的設計,80386將內置L1 Cache,但由於工藝、成本、工期等等方面的限制,80386最後並沒有內置L1 Cache,而是將專門開發的L1 Cache晶元放置在CPU之外的主板上,但從此以後,Cache就和CPU成為了如影隨形的東西。另外,80386的內存管理非常先進,有頁式、段式、段頁式三種管理方式,可以管理巨大的內存空間,從而為應用程序提供足夠的舞台。
80386SX(x32)
1989年英特爾公司又推出准32位微處理器晶元80386SX。這是Intel為了擴大市場份額而推出的一種較便宜的普及型CPU,它的內部數據匯流排為32位,與80386相同,外部數據匯流排為16位。也就是說,80386SX仍然可以使用32位、16位、8位編程,其內部處理速度與80386DX接近,也支持真正的多任務操作,而它又可以接受為80286開發的16位輸入/輸出介面晶元,降低整機成本。80386SX和80386DX的關係,就好像早期的8088和8086的關係,在輸入輸出的位長上的區別,其“S”就表示單(16位數據匯流排),“D”就表示雙(32位數據匯流排)。80386SX使用的協微處理器是80387SX。
80386SL/80386DL(x32)
英特爾在1990年推出了專門用於筆記本電腦的80386SL和80386DL兩種型號的386晶元。這兩個類型的晶元可以說是80386DX/SX的節能型,其中,80386DL是基於80386DX內核,而80386SL是基於80386SX內核的。這兩種類型的晶元,不但耗電少,而且具有電源管理功能,在CPU不工作的時候,自動切斷電源供應。