Архитектура IA-32
В этой статье будет рассказано о архитектуре ia-32 и её развиитии.
«Основоположники» семейства – процессоры 8086 и 8088 (1978 г.)
Основные характеристики:
16 разрядные регистры,
20 разрядный адрес (максимум 1 МБ),
Наличие сегментации (размер одного сегмента ограничен 64Кб).
Сегментация – разделение всей доступной памяти на отдельные блоки (сегменты), которые как могут перекрывать друг друга).
Выделяют три вида сегментов:
сегмент кода,
сегмент данных,
сегмент стека.
При использовании сегментации выделяют три вида адресов:
Логический адрес – пара сегмент : смещение
Линейный адрес – определяется суммой адреса начала сегмента и смещением внутри сегмента.
Физический адрес – номер ячейки физической памяти.
Защищенный режим работы.
24-разрядный адрес (максимальный объем памяти 16 Мб)
Основные механизмы защищенного режима:
Проверка выхода за пределы сегмента.
Появление read-only и execute-only характеристик сегмента.
Четырехуровневая система привилегий.
32-х разрядные регистры общего назначения.
32-х разрядная шина адреса (максимальный объем памяти до 4 Гб).
Сегментная и плоская модели памяти.
Страничная организация памяти (4Кб страница) для поддержки виртуальной памяти.
Поддержка параллельного выполнения.
Виртуальный режим работы (для совместимости с 8086).
Появление КЭШ-памяти.
Интегрированный арифметический сопроцессор.
Появление второго конвейера.
Разделение КЭШ-памяти на КЭШ-данных и КЭШ-команд.
Появление поддержки двух размеров страниц: 4Кб и 4Мб.
Расширение внутренней шины данных до 128 и 256 бит.
Расширение внешней шины данных до 64 бит.
Появление поддержки многопроцессорных систем.
Появление технологии MMX (SIMD инструкции).
Intel Pentium Pro (три конвейера обработки команд)
Intel Pentium II (двухуровневая КЭШ-памяти)
Pentium II Xeon
Intel Celeron
Intel Pentium III (появление SSE)
Pentium III Xeon
Основные нововведения:
Появление SSE2, а затем SSE3.
Появление технологии Hyper-Threading.
Появление архитектуры Intel 64.
Дальнейшее развитие:
The Intel® Xeon® Processor (2001 – 2007 гг.)
The Intel® Pentium® M Processor (2003 г. +)
The Intel ® Pentium® Processor Extreme Edition (2005 – 2007 гг.)
The Intel® Core™ Duo and Intel® Core™ Solo Processors (2006 – 2007 гг.)
The Intel® Xeon® Processor 5100, 5300 Series and Intel® Core™2 Processor Family (2006 г. +).
The Intel® Xeon® Processor 5200, 5400, 7400 Series and Intel® Core™2 Processor Family (2007 г. +)
The Intel® Atom™ Processor Family (2008 г. +)
The Intel® Core™i7 Processor Family (2008 г. +)
Основные нововведения:
64-х разрядные регистры общего назначения.
64-х разрядный линейный адрес.
40-а разрядный физический адрес.
8 дополнительных регистров общего назначения.
8 дополнительных регистров для SIMD инструкций.
плоская модель памяти.
Основные характеристики:
16 разрядные регистры,
20 разрядный адрес (максимум 1 МБ),
Наличие сегментации (размер одного сегмента ограничен 64Кб).
Сегментация – разделение всей доступной памяти на отдельные блоки (сегменты), которые как могут перекрывать друг друга).
Выделяют три вида сегментов:
сегмент кода,
сегмент данных,
сегмент стека.
При использовании сегментации выделяют три вида адресов:
Логический адрес – пара сегмент : смещение
Линейный адрес – определяется суммой адреса начала сегмента и смещением внутри сегмента.
Физический адрес – номер ячейки физической памяти.
Intel® 286 Processor (1982 г.)
Основные нововведения:Защищенный режим работы.
24-разрядный адрес (максимальный объем памяти 16 Мб)
Основные механизмы защищенного режима:
Проверка выхода за пределы сегмента.
Появление read-only и execute-only характеристик сегмента.
Четырехуровневая система привилегий.
Intel386™ Processor (1985 г.)
Основные нововведения:32-х разрядные регистры общего назначения.
32-х разрядная шина адреса (максимальный объем памяти до 4 Гб).
Сегментная и плоская модели памяти.
Страничная организация памяти (4Кб страница) для поддержки виртуальной памяти.
Поддержка параллельного выполнения.
Виртуальный режим работы (для совместимости с 8086).
Intel486™ Processor (1989 г.)
Конвейерная обработка команд (5-ти стадийный конвейер).Основные нововведения:
Появление КЭШ-памяти.
Интегрированный арифметический сопроцессор.
Intel® Pentium® Processor (1993 г.)
Основные нововведения:Появление второго конвейера.
Разделение КЭШ-памяти на КЭШ-данных и КЭШ-команд.
Появление поддержки двух размеров страниц: 4Кб и 4Мб.
Расширение внутренней шины данных до 128 и 256 бит.
Расширение внешней шины данных до 64 бит.
Появление поддержки многопроцессорных систем.
Появление технологии MMX (SIMD инструкции).
The P6 Family of Processors (1995 – 1999 гг)
Данное семейство представлено следующими процессорами:Intel Pentium Pro (три конвейера обработки команд)
Intel Pentium II (двухуровневая КЭШ-памяти)
Pentium II Xeon
Intel Celeron
Intel Pentium III (появление SSE)
Pentium III Xeon
Intel® Pentium® 4 Processor Family (2000 – 2006 гг)
Основные нововведения:
Появление SSE2, а затем SSE3.
Появление технологии Hyper-Threading.
Появление архитектуры Intel 64.
Дальнейшее развитие:
The Intel® Xeon® Processor (2001 – 2007 гг.)
The Intel® Pentium® M Processor (2003 г. +)
The Intel ® Pentium® Processor Extreme Edition (2005 – 2007 гг.)
The Intel® Core™ Duo and Intel® Core™ Solo Processors (2006 – 2007 гг.)
The Intel® Xeon® Processor 5100, 5300 Series and Intel® Core™2 Processor Family (2006 г. +).
The Intel® Xeon® Processor 5200, 5400, 7400 Series and Intel® Core™2 Processor Family (2007 г. +)
The Intel® Atom™ Processor Family (2008 г. +)
The Intel® Core™i7 Processor Family (2008 г. +)
Основные нововведения:
64-х разрядные регистры общего назначения.
64-х разрядный линейный адрес.
40-а разрядный физический адрес.
8 дополнительных регистров общего назначения.
8 дополнительных регистров для SIMD инструкций.
плоская модель памяти.