我所理解的X86历史与现实

只看该作者 · 2012-10-12 11:53

怀着对INTEL的尊敬，实际上不止INTEL，IBM、还有仙童、NS、微软、AD、TI。。。。。或者说对美国的尊敬。除了4004，INTEL的多数处理器我都用过。
   INTEL从4004到8080、8085也就是大家熟悉的Z80一类的处理器鼻祖。寻址空间是64KB，通过分页也可以访问更大的存储空间。64KB最大的问题就是很难容留一个操作系统。
   随后就是划时代的8086，16位指令集，其最大的改进就是可寻址1MB的内存，当然指令集也加入了更复杂的寻址方式。此时有2个操作系统配套CP/M86和DOS。所有指令集兼容8086的处理器都属于X86系列CPU。为了降低主板成本出现了8088，当然还有兼容的NEC的V20、V40等处理器。8088和IBM+DOS造成了PC的普及。
   80286诞生了保护模式，不过昙花一现。
   然后划时代的80386出现了，时钟2分频，完整的32位指令集和保护模式意味着大型操作系统和应用出现了可能，紧跟着80486把浮点处理器集成，并实现了不分频的时钟，然后就是486DX4实现了4倍频，WIN95开始让计算机平民化。这个时期AMD、TI、NS、CIRIX都生产兼容处理器甚至比INTEL卖的还好。
从586开始INTEL把CPU改名为奔腾，以便进行专利保护，586实现了单周期2条指令的执行，同时引进了第一套SIMD定点指令集MMX。此时WIN98大行其道。当然AMD的K6、K6-2也不示弱，引入了3D-NOW浮点指令集
然后就是PII、PIII、P4当然还有迅驰等笔记本处理器和低价格阉割的赛扬处理器，最主要的特点就是引入了超长流水线和并行执行、超线程等极其复杂的调度策略，导致这个时期的功率飙升，主频游戏终于走到了尽头。AMD的毒龙、速龙等这时候也有不错的表现。WINXP成为主流操作系统。
多核开始登场了，酷睿处理器流行于世。AMD则提出了APU，用图形处理器做通用计算，当然微软也改进了DX，增加了计算接口。
与此同时ATOM给我们带来了昙花一现的上网本。

只看该作者 · 2012-10-12 11:54

本帖最后由赵崇伟于 2012-10-12 12:21 编辑

4004应该算一个，可惜没用过，用来做计算器的，你手上的计算器很多都是4位处理器做的。
   8080、8085、Z80、Z180，摩托罗拉也有做过，其实还是很流行的。
   还有大名鼎鼎的8031、8051，就是现在还有很多人在用。
   8098、80c196已经没人用了。
   上面这些都不是X86系列，但是考虑到INTEL的伟大贡献，不得不提。
   X86系列的有80186、386EX还有AMD的ELAN系列，还有杨志的6117，ST的STPC，矽统的SIS550,这么多好的产品，全都停产了。
   还有GX1、GX2也停产了。
   现存的嵌入式X86处理器主要是ATOM、LX800（这个肯定也要定产，因为配套的内存早就停产了）、APU、EDEN。
   说起来很可笑，其实ATOM是586的架构，轮回啊，INTEL终于认识到嵌入式市场可靠性比速度重要。我个人认为586架构是INTEL最经典的架构，单周期2条指令很好地实现了性能和功耗的优化。
   最新的有凌动Z2760，据说不错，拭目以待。AMD据说也有新产品出来。都是用来做平板电脑的。
   以上都这些都是处于嵌入式X86处理器的中高端，其实中低端芯片也有我们在做从186、386、486、586都有。
   应该说嵌入式X86处理器完全覆盖了从ARM7、ARM9、ARM11、A8、A9的范围。

只看该作者 · 2012-10-12 11:54

本帖最后由赵崇伟于 2012-10-13 08:56 编辑

嵌入式方面X86已经覆盖了从ARM9以上的所有应用，只是在移动市场属于刚刚起步，X86手机目前做的还不好，似乎联想的X86手机遇到了什么困难，不做了。但是X86平板未来前途无限，包括微软也在大力推进，毕竟很多人不想出门背着太多电脑啊。
至于工控方面则是X86的传统强项，前些年因为低端X86芯片停产造成不少客户转向了ARM，但是现在X86芯片已经没有问题了，再加上X86在标准平台上的传统优势，兼容所有操作系统，硬件扩充很便宜（毕竟任何一个芯片做工控肯定是要扩充一些功能的，不可能正好合适）开发起来会简单很多。至于可靠性方面就更没有疑问了，低端的X86处理器都是专门为工控应用设计的，并非消费品用途。
至于ARM7以下的应用，目前单芯片的COTEX-M3等风头正劲，价格已经达到了1～3美金，对X86来说已无可挽回，没意义了。更低的还有51系列，最低的还有4位机掩模MCU。
所以我们现在所说的X86嵌入式应用基本上涵盖了从ARM9、ARM11、A8、A9多核这些性能范畴，从INTEL来说就是ATOM多核以下的市场。
我对此类嵌入式应用有个定义，就是说功耗10瓦属于高端，5瓦为中端，1瓦为低端。

只看该作者 · 2012-10-12 11:54

本帖最后由赵崇伟于 2012-10-13 09:17 编辑

实际上X86指令集在8080时代就已经有雏形了，只不过8位架构因为内存限制，寻址模式不够丰富，寄存器也较少，到了8086的16位架构，增加了寄存器和寻址模式，其主要特点是：
1、2个操作数
2、寄存器操作多数可以单字节实现
3、基本上每条指令都是可以直接操作内存
4、复杂指令使用微码实现：CISC
当初因为存储器昂贵，像4164芯片都是巴统控制的战略物资，那个时代的掩模ROM大量使用就是这个原因，所以指令短小可以大幅度降低系统造价，实际上ARM也有16位的短小指令来节约宝贵的片内flash。
后来32位体系的时候，为了兼容过去的16位指令，增加了保护模式控制位，以及指令地址前缀，来无缝切换2种模式，这个也是不得已的办法，因为那个时候制程还不够先进，如果完全重新搞一套，那么译码器面积就会很大，不过呢风水轮流转啊，现在制程很先进了，CISC指令集的先天缺陷已经不是问题了，因为这点面积根本就可以忽略不计了，因此你可以看到SIMD指令大行其道，INTEL不断增加新的指令集，反正沙子很便宜啊。打个比方说，挖一吨沙子和一公斤沙子成本都差不多。SIMD指令集最大的好处就是可以替代传统的DSP，比如数学计算、图像音频压缩解压，当然INTEL和微软为此做了很多工作，这些我以后会单独介绍。
先进的制程就是好啊，以前每条复杂指令必须拆分成精简的微码才能执行，每条微码一个周期，那么复杂指令集除了节约存储器以外，相对于RISC并无速度优势，甚至速度更慢。先进的制程下，很多复杂指令都用硬布线实现了，也就是说单周期执行，着时候所谓复杂指令和精简指令的界限开始模糊了。甚至于相同主频下CISC的速度会高过RISC。

只看该作者 · 2012-10-12 11:55

占位

只看该作者 · 2012-10-12 12:07

我想知道，x86未来在嵌入式方面有什么具体的应用，或作为。

只看该作者 · 2012-10-12 22:12

学习下
顺便百度下x86http://baike.baidu.com/view/339142.htm
其实百科的解释已经很详细了，LZ的点评很精彩（其实我是看不太懂得，只是感觉很厉害的样子~:P）

只看该作者 · 2012-10-13 08:49

我想知道，x86未来在嵌入式方面有什么具体的应用，或作为。
dongshan 发表于 2012-10-12 12:07

嵌入式方面X86已经覆盖了从ARM9以上的所有应用，只是在移动市场属于刚刚起步，X86手机目前做的还不好，似乎联想的X86手机遇到了什么困难，不做了。但是X86平板未来前途无限，包括微软也在大力推进，毕竟很多人不想出门背着太多电脑啊。
至于工控方面则是X86的传统强项，前些年因为低端X86芯片停产造成不少客户转向了ARM，但是现在X86芯片已经没有问题了，再加上X86在标准平台上的传统优势，兼容所有操作系统，硬件扩充很便宜（毕竟任何一个芯片做工控肯定是要扩充一些功能的，不可能正好合适）开发起来会简单很多。至于可靠性方面就更没有疑问了，低端的X86处理器都是专门为工控应用设计的，并非消费品用途。
至于ARM7以下的应用，目前单芯片的COTEX-M3等风头正劲，价格已经达到了1～3美金，对X86来说已无可挽回，没意义了。更低的还有51系列，最低的还有4位机掩模MCU。
所以我们现在所说的X86嵌入式应用基本上涵盖了从ARM9、ARM11、A8、A9多核这些性能范畴，从INTEL来说就是ATOM多核以下的市场。
我对此类嵌入式应用有个定义，就是说功耗10瓦属于高端，5瓦为中端，1瓦为低端。

只看该作者 · 2012-10-13 08:55

学习下
顺便百度下x86http://baike.baidu.com/view/339142.htm
其实百科的解释已经很详细了，LZ的点评很精彩（其实我是看不太懂得，只是感觉很厉害的样子~:P）
雷影少年发表于 2012-10-12 22:12

其实在写**的时候我也不想过多重复那些百度或者维基百科上的内容，没有意义，有兴趣的朋友看看这个链接，或者自己搜索一下比较好，我想写的都是我自己的总结，真实的体验，然后我也非常希望能和大家交流想法。
我最怕的就是自己写了很多，但是却不和大家胃口。

只看该作者 · 2012-10-13 13:12

因为楼主的原因，买了你公司的X86板子，后来由于人员变动，产品开发换方案了。
功耗是个大问题，还有用X86，采用XP系统，稳定性是个问题。

不知道应该采用啥系统？
VXWORKS贵。

只看该作者 · 2012-10-13 14:30

因为楼主的原因，买了你公司的X86板子，后来由于人员变动，产品开发换方案了。
功耗是个大问题，还有用X86，采用XP系统，稳定性是个问题。

不知道应该采用啥系统？
VXWORKS贵。 ...
lpcfans 发表于 2012-10-13 13:12

多谢支持啊，不过我不知道你所说的功耗多大算问题，我们现在主流产品都是3.5瓦，年底还有1瓦的产品出来，我个人理解除了手持设备，3.5瓦对工控根本就不是问题，话说一块液晶屏还要3瓦呢。
至于XP系统就更不明白了，实际上XP系统仅仅适合小批量工程客户使用，对可靠性要求不高的场合，微软早就声明过了，安装Xp的时候也可以看到这些提示。X86可以使用所有操作系统，没说必须使用XP啊，我们现在主流的客户都是使用DOS、VXWORKS、WINCE、LINUX等系统，至于价格问题，WINCE极其便宜，LINUX不要钱，要说稳定DOS最稳定。

只看该作者 · 2012-10-13 20:08

学习了!

1万 · 2012-10-14 00:37

freedos也是不用银子，也是32bit的，线性存储空间。

1万 · 2012-10-18 07:57

学习了

只看该作者 · 2012-10-18 09:11

不是很明白，为什么x86的bios这么难搞，和arm的bootloader不是一回事吗

2万 · 2012-10-18 09:24

多谢支持啊，不过我不知道你所说的功耗多大算问题，我们现在主流产品都是3.5瓦，年底还有1瓦的产品出来，我个人理解除了手持设备，3.5瓦对工控根本就不是问题，话说一块液晶屏还要3瓦呢。
至于XP系统就更 ...
赵崇伟发表于 2012-10-13 14:30

97-00年四年间，我用DOS的时间超过W95+W98，DOS仅仅因为内存条松动罕见地没反应了一次，视窗怕是一周要遇到一两次吧，哈哈。现在XP好了许多，一年怕也有一次，就是功耗不爽，我现在的文件服务器是台式机主板+C4M1.5G+2个1T硬盘，不挂显示器，仅远程桌面管理，交流输入总功率35W左右。

2万 · 2012-10-18 09:31

C4M1.5G功耗还行，在进桌面不运行软件，CPU占用率极低的情况下，测量为CPU供电的VRM输入为12V*0.15A，运行RAR占用CPU100%为12V*2.2A, 调节范围甚为满意(这些数据俺都有记录)，就是主板的功耗大，十来W，3寸半的硬盘也是耗电大户，后悔泰国水灾前没买西捷的5900转绿盘

2万 · 2012-10-18 09:37

老赵连CPU一起整板才3.5W，要是支持SATA、raid1和wifi的话，我喜欢，2寸半的硬盘比3寸半省电近十W，加上电源适配器的效率，一年电费的差价就够把硬盘的差价补回来了，除了白炽灯以外，别的节能产品我都喜欢:lol

只看该作者 · 2012-10-18 10:51

只看该作者 · 2012-10-19 12:37

不是很明白，为什么x86的bios这么难搞，和arm的bootloader不是一回事吗
小嘿发表于 2012-10-18 09:11

后面我会开设一个BIOS专题讨论，现在简单解释一下原因：
1、BIOS需要给很多CPU和很多厂家配套，要求通用性强，结构就复杂了
2、为了协调软硬件，INTEL和微软搞了一个庞大的规范，使用脚本编写的，然后再编译
3、从IBM时代开始，都是用汇编语言编写，这也决定了他不可能大众化
4、最初的BIOS只有8KB，现在已经有512KB了，就是给你源代码也是完全看不懂
5、这个产业分工很明确，美国人做了大部分工作，主板厂家仅需要修改一点点有限的东西
6、因为商业化很成熟，价格很便宜，已经没必要自己写了，为了几元钱不值得
7、得益于BIOS分割了硬件，很多操作系统比如VXWORKS、LINUX、WINCE、WINXP、DOS等可以在不同厂家不同时代的芯片上直接运行

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