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X86

x86
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Intel Pentium 4 Northwood.
X86. Denominación genérica dada a ciertos Microprocesadores de la familia Intel, sus compatibles y la arquitectura básica a la que estos procesadores pertenecen, por la terminación de sus nombres numéricos: 8086, 80286, 80386, 80486, etc. Han constituido desde su nacimiento un estándar para los ordenadores del tipo Compatible IBM PC. Son comúnmente conocidos por versiones abreviadas de sus nombres, como 286 o I286, 386 o I386, 486 o I486, e incluso 086, por I8086 o I8088 (su respectiva versión de 8 bits). La comercial popularidad de esta arquitectura hizo que muchos fabricantes, además de Intel, empezaran a fabricar en masa microprocesadores basados en esta arquitectura. Estas compañías son entre otras AMD, Cyrix, NEC Corporation y Transmeta.

Historia

La arquitectura conocida como x86 comienza en 1978 con los procesadores Intel 8086/88 (aunque previamente habían aparecido el 4004, el 8080 y el 8085.). Estos procesadores pertenecían a la arquitectura IA-16(Intel Architecture 16 bits).

Durante toda su evolución, desde 1978, Intel ha mantenido la compatibilidad binaria con los procesadores precedentes. Esta compatibilidad se rompe con los procesadores Itanium e Itanium2, con arquitectura IA-64, que son totalmente incompatibles con sus predecesores.

El (80)386 fue el primer procesador de Intel con un juego de instrucciones de 32 bits (IA-32). Tanto los operandos como el direccionamiento en memoria utilizan 32 bits, por lo tanto, el 386 tiene un espacio de direccionamiento de 4GB.

El 386 también es el primero en introducir una MMU la paginación, con un tamaño de página fijo de 4KB. Los procesadores anteriores ya poseían un esquema de segmentación, que en el 386 se puede obviar utilizando un esquema de memoria plano.

Algunos procesadores con arquitectura x86

Procesadores Intel

Procesadores AMD

Modos de Funcionamiento

  • Modo protegido: Es el modo de funcionamiento normal del procesador, en el que están disponibles todas sus características.
  • Modo direccionamiento-real: Es un modo de compatibilidad con el 8086, salvo por la capacidad de cambiar a modo protegido. El procesador siempre comienza su ejecución en este modo (tras el arranque o un reset).
  • Modo de mantenimiento: Es un modo en el que se entra por una interrupción del APIC, útil sólo para labores de mantenimiento del sistema operativo (manejo del control de potencia o seguridad).

Características Básicas

  • La arquitectura x86 es de longitud de instrucción variable, de tipo registro memoria y diseño CISC.
  • El espacio de direcciones lineal es de 4GB, aunque la memoria física puede llegar hasta los 64GB en algunos modelos, con acceso desalineado y almacenamiento Little-endian.
  • Un programa normal dispone de 8 registros de propósito general de 32 bits, 6 registros de segmento de 16 bits, un registro de estado EFLAGS y un puntero de instrucción EIP, ambos de 32 bits. Dichos registros se pueden acceder desde las operaciones de propósito general, compuestas por las instrucciones de aritmética entera, las instrucciones de control de flujo, las de operaciones con bits y con cadenas de bytes, y las instrucciones de acceso a memoria.
  • Un conjunto de 8 registros de coma flotante de 80 bits, un conjunto de 8 registros MMX y XMM, de 64 y 128 bits respectivamente, para realizar operaciones SIMD.
  • Un conjunto de recursos para el manejo de la pila y la invocación de subrutinas.
  • El SO dispone además de puertos E/S, registros de control, de manejo de memoria, de depuración, de monitorización, etc.

Fuentes