МП i80386 третьего поколения был представлен 17 октября 1985 г. Использование КМОП-технологии с проектными нормами 1 мкм и двумя уровнями металлизации позволило разместить на кристалле 275 тыс. транзисторов и реализовать полностью 32-разрядную архитектуру МП.
32 разряда адреса обеспечили адресацию физической памяти объемом до 4 Гбайт и виртуальной памяти емкостью до 64 Тбайт. Встроенная в МП система управления памятью и защиты включала регистры преобразования адреса, механизмы защиты оперативной памяти и улучшенные аппаратные средства поддержки многозадачных ОС.
Помимо работы с виртуальной памятью допускались операции с памятью, имевшей страничную организацию. Предварительная выборка команд, буфер на 16 инструкций, конвейер команд и аппаратная реализация функций преобразования адреса значительно уменьшили среднее время выполнения команды.
Благодаря этим архитектурным особенностям, процессор мог выполнять 3 - 4 млн. команд в секунду, что примерно в 6 - 8 раз превышало аналогичный показатель для МП i8086. Безусловно, новый прибор остался совместимым со своими предшественниками на уровне объектных кодов.
|
|
Одной из наиболее любопытных особенностей рассматриваемой разработки компании было использование высокоскоростной кэш-памяти, позволившей существенно повысить производительность систем на базе 386-го процессора (еще один атрибут универсальных машин, который стал применяться в микропроцессорных системах). Для управления работой этой памятью была разработана БИС высокопроизводительного контроллера кэш-памяти типа i82385, с помощью которой формировался двухвходовой множественный ассоциативный кэш. Указанная БИС обеспечивала управление памятью емкостью до 32 Кбайт и высокий коэффициент удачных обращений.
Для реализации работы с числами с плавающей точкой был разработан математический сопроцессор, который выпускался в виде отдельного кристалла i80387, дополняя вычислительную мощь МП.
Особый интерес представляли три режима работы кристалла - реальный, защищенный и режим виртуального МП i8086. В первом обеспечивалась совместимость на уровне объектных кодов с устройствами i8086 и i80286, работающими в реальном режиме. При этом архитектура i80386 была почти идентична архитектуре 86-го процессора, для программиста же он вообще представлялся как МП i8086, выполняющий соответствующие программы с большей скоростью и обладающий расширенными системой команд и регистрами.
Одно из основных ограничений реального режима на практике было связано с предельным объемом адресуемой памяти, равным 1 Мбайт. От него свободен защищенный режим, позволяющий воспользоваться всеми преимуществами архитектуры нового МП. Размер адресного пространства в этом случае увеличивался до 4 Гбайт, а объем поддерживаемых программ - до 64 Тбайт.
|
|
Производителям ПО это позволяло задействовать достаточно гибкие методы разработки и создавать более крупные программные пакеты. Для конечных пользователей выполнение приложений, рассчитанных на работу в реальном и защищенном режимах, происходило без каких-либо функциональных отличий, поскольку управление обоими режимами базировалось на средствах ОС и специальном прикладном ПО. Однако системы защищенного режима обладали более высоким быстродействием и возможностями организации истинной многозадачности.
Наконец, режим виртуального МП открывал возможность одновременного исполнения ОС и прикладных программ, написанных для МП i8086, i80286 и i80386. Поскольку объем памяти, адресуемой 386-м процессором, не ограничен значением 1 Мбайт, он позволял формировать несколько виртуальных сред i8086. Немаловажно, что эти среды могли порождаться в одно и то же время, а механизм защищенного режима обеспечивал ОС и ее прикладным задачам использование различных областей памяти. Благодаря таким возможностям аппаратуры, можно было вместо нескольких МП типа i8086 использовать один процессор i80386, сохранив львиную долю имевшегося ПО.
Примерно в этот же период IBM и Microsoft приступили к разработке новой многозадачной ОС с графическим интерфейсом пользователя.
Стремление удовлетворить запросы потребителей всех категорий привело Intel к созданию клона 386-го МП с 16- разрядной внешней шиной данных (при сохранении внутренней 32-разрядной архитектуры). Существующий прибор получил обозначение i80386SX и был анонсирован 16 июня 1988 г., а уже менее чем через полгода пользователям были предложены первые ПК на его основе. Поскольку эти модели стоили дешевле компьютеров с МП 80386DX, многие потребители вполне справедливо рассматривали их как начальную ступень в применении вычислительной техники.
В конце 80-х годов степень интеграции микросхем прибли-жалась к 1 млн. транзисторов на кристалле и 10 апреля 1989 г. Intel объявила о начале выпуска 32-разрядного прибора четвертого поколения - i80486, ставшего после устройств i8080 и i8086 еще одним долгожителем.