Intel 80386

Intel 80386 – 32-bitowy procesor opracowany przez firmę Intel, zaprezentowany w 1985 roku. Później klony z innym nazewnictwem dla tego procesora produkowały również firmy AMD oraz Cyrix (VIA)^[1].

Procesor Intel 80386 został zaprezentowany w 1985 roku jako bezpośredni następca układu 80286. Wprowadzał istotne zmiany w architekturze x86, jak pełną 32-bitowość (w rejestrach, magistralach danych i adresowych). Dzięki temu możliwe było adresowanie do 4 GB pamięci RAM, co stanowiło ogromny skok w porównaniu z poprzednimi generacjami^[2].

Nowością był również rozszerzony tryb chroniony (protected mode), który oferował mechanizmy segmentacji pamięci i ochrony zasobów – kluczowe dla rozwoju systemów operacyjnych wielozadaniowych. Ze względu na swoją złożoność i nowatorskie rozwiązania implementacja procesora oraz adaptacja oprogramowania do nowej architektury wymagały czasu. Mimo to układ 80386 szybko zyskał popularność, stając się fundamentem dla przyszłych generacji procesorów kompatybilnych z architekturą x86^[3].

Podstawowa wersja układu 80386 (oznaczona później symbolem DX) charakteryzowała się 32-bitową magistralą adresową oraz 32-bitową magistralą danych. Procesor ten wymagał więc, aby komponenty płyty głównej również działały w architekturze 32-bitowej. Z tego powodu, a także z braku konkurencji, procesory 386 weszły na rynek z wysoką ceną – czyli 299 $ za wersję 16 MHz – co w 2025 roku przelicza się na około 918 $^{[potrzebny przypis]}.

Procesor 80386 w stosunku do poprzednich przedstawicieli rodziny x86 posiada rozszerzone do 32 bitów rejestry ogólnego przeznaczenia (w stosunku do wersji 16-bitowych dodano do nazwy przedrostek „E”: EAX, EBX, ECX, EDX, EBP, ESI, EDI, ESP), rejestr EIP (IP – ang. Instruction Pointer – wskaźnik bieżącej instrukcji) oraz rejestr flagowy EFLAGS. W procesorze dodano także rejestry kontrolne CRx^[4].

386 otrzymał również nowe tryby adresowania i – w odróżnieniu od wersji poprzednich – rejestry ogólnego przeznaczenia mogły być używane niemalże dowolnie. Pozostało jednak użycie rejestru ECX do obsługi pętli oraz par rejestrów DS:ESI i ES:EDI w instrukcjach łańcuchowych.

Procesor 80386 może pracować w trzech trybach: rzeczywistym, chronionym i wirtualnym. W 32-bitowym trybie chronionym procesor 386 może adresować liniowo do 4 GB pamięci. W stosunku do 80286 usprawniono przełączanie trybów. W 80286 powrót z trybu chronionego do rzeczywistego wiązał się z koniecznością resetu procesora, co trwało dość długo. W 80386 powrót nie wymaga resetu procesora i z tego powodu jest znacznie szybszy.

Istotną zmianą było dodanie do procesora jednostki MMU, która pozwalała na swobodne kształtowanie mapy pamięci. Przez długi czas możliwości te były wykorzystywane przez oprogramowanie jedynie w minimalnym stopniu.

80386 mógł współpracować z koprocesorem 80387 (w pierwszych modelach komputerów stosowano też czasem 80287). Istniał także koprocesor 3167 opracowany przez firmę Weitek, o znacząco większej mocy obliczeniowej. Tylko wybrane programy potrafiły z niego skorzystać.

W późniejszym czasie, pod naciskiem konkurencji ze strony AMD i Cyrixa, Intel wprowadził nowy model – tańszą wersję, i386SX z ograniczoną do 24 bitów magistralą adresową i do 16 bitów magistralą danych. Wewnętrznie procesory były całkowicie zgodne, jednak SX był dużo tańszy i mógł współpracować z tańszymi płytami głównymi. Niższe były też zwykle prędkości zegara komputerów wyposażonych w 386SX.

W związku z udostępnieniem tego okrojonego układu, wersje w pełni 32-bitowe oznaczono symbolem DX.

Procesory 386 w tej wersji nie były dużo szybsze niż 286. Pełna zgodność z 32-bitowym 386DX była zaletą, jednak w tamtych czasach i tak większość oprogramowania nie była w stanie tego wykorzystać.

Pod koniec sprzedaży komputerów opartych na płytach z procesorami 80386 firma Cyrix wyprodukowała dwa procesory – 486DLC i 486SLC, które można było instalować w gniazdach procesorów odpowiednio 80386DX i SX. Procesory posiadały m.in. 1 kB wewnętrznego cache i znacznie szybciej od układów 386 wykonywały wybrane instrukcje. Powstał także koprocesor Cyrix 487SLC/DLC przeznaczony do współpracy z nimi (o nieco większej mocy obliczeniowej niż oryginalne odpowiedniki Intela). Wybrane komputery można było uaktualnić poprzez wymianę procesora. Powstał także układ 486DLC2 o zegarze 40/80 MHz, który jednak był rzadko spotykany. W momencie pojawienia się na rynku układów DLC/SLC na rynku królowały już głównie komputery oparte na różnych wersjach i486. Z uwagi jednak na zgodność z płytami 386 układy Cyrixa można w pewnym sensie uznać za przedstawicieli rodziny 386.

Inne kraje opracowały – chociaż znacznie później własne procesory analogiczne do 386. Np. 1875ВД2Т który jest odpowiednikiem 80386ЕХТВ25.^[5]

80386 nie był jedynym procesorem projektowanym dla komputerów zgodnych z IBM PC. IBM wówczas opracował już własny procesor Micro/370 i w 1986 był bliski wprowadzenia na rynek. Dla IBM specjalizującego się wówczas i obecnie głównie w komputerach, nazywanych dzisiaj mainframe opracowanie Micro/370 pozwalało sprzedawać komputery IBM PC zgodne z oprogramowaniem pracującym do dziś na mainframe. Sam Micro/370 był zupełnie inną architekturą od x86, zgodną z szynami i pinami procesora Motorola 68000. Był on rozwinięciem dość wolnych, ale pozwalających znacznie taniej uruchamiać oprogramowanie dla IBM System/370, kart do XT/370 opartych na zmodyfikowanym procesorze MC68000^[6].

Zobacz multimedia związane z tematem: Intel 80386

• CPU-INFO: 80386, procesor informacja i historia. cpu-info.com. [zarchiwizowane z tego adresu (2009-10-07)].
• Intel numer: 231746-001 „Introduction to the 80386 Including the 80386 Data Sheet” – Wprowadzenie do 80386 Intel kwiecień 1986 z załączoną dokumentacją techniczną procesora Intel 80386-12 i 80386-16 numer: 231630-002 „80386 HIGH PERFORMANCE 32-BIT MICROPROCESSOR WITH INTEGRATED MEMORY MANAGEMENT” z 1986 roku
• „1988 Intel Microprocessors and Peripheral Handbook Volume 1 Microprocessor” – Mikroprocesory Intel i ich otoczenie z załączoną dokumentacją techniczną procesora Intel 80386-16 i 80386-20 „80386 HIGH PERFORMANCE 32-BIT CHMOS MICROPROCESSOR WITH INTEGRATED MEMORY MANAGEMENT” z października 1987 numer: 231630-004
• „1989 Intel Microprocessor and Peripheral Handbook Vol 1 Microprocessor” – Mikroprocesory Intel i ich otoczenie z załączoną dokumentacją techniczną procesora Intel 80386-16, 80386-20, 80386-25 „386™ MICROPROCESSOR HIGH PERFORMANCE 32-BIT CHMOS MICROPROCESSOR WITH INTEGRATED MEMORY MANAGEMENT” z listopada 1988 numer: 231630-005