(补充)1.2 80386 CPU

80386

INTEL 1985年推出的CPU芯片,它是80x86系列中的第一种32位微处理器,而且制造工艺也有了很大的进步,与80286相比,80386内部内含27.5万个晶体管, 时钟频率为12.5MHz,后提高到20MHz,25MHz,33MHz。80386的内部和外部 数据总线都是32位, 地址总线也是32位,可 寻址高达4GB内存。它除具有实模式和保护模式外,还增加了一种叫虚拟86的工作方式,可以通过同时模拟多个80x86处理器来提供多任务能力。除了标准的80386芯片,也就是80386DX外,出于不同的市场和应用考虑,INTEL又陆续推出了一些其它类型的80386芯片:80386SX、80386SL、80386DL等。

发展史

80386(x32)(补充)1.2 80386 CPU_第1张图片
1985年春天的时候, 英特尔公司已经成为了第一流的芯片公司。但它的8088/8086和80286芯片还没有占到压倒性的优势—尽管这些芯片非常成功。像Zilog公司和摩托罗拉公司,凭借着自己毫不逊色甚至稍高一筹的芯片产品,成为英特尔公司的强有力竞争者。而蓝色巨人IBM正在秘密研究自己的CPU—286,AMD公司也开始涉足到CPU制造领域,他们将正在开发的第一块芯片称为386。而这个时候,英特尔公司的主营业务还不是CPU,而是 存储器。
英特尔决心全力开发32位核心的CPU—80386,而逐渐放弃存储器业务。Intel给80386设计了三个技术要点:使用“类286”结构,开发80387协微处理器增强 浮点运算能力,开发配套高速缓存解决 内存速度瓶颈。
1985年10月17日, 英特尔的划时代的产品80386DX正式发布了,其内部包含27.5万个晶体管, 时钟频率为12.5MHz,后逐步提高到20MHz、25MHz、33MHz,最后还有少量的40MHz产品。80386DX的内部和外部 数据总线是32位, 地址总线也是32位,可以 寻址到4GB内存,并可以管理64TB的 虚拟存储空间。它的运算模式除了具有实模式和保护模式以外,还增加了一种“虚拟86”的工作方式,可以通过同时模拟多个8086 微处理器来提供多任务能力。80386DX有比80286更多的指令,频率为12.5MHz的80386每秒钟可执行6百万条指令,比频率为16MHz的80286快2.2倍。80386最经典的产品为80386DX-33MHz,一般我们说的80386就是指得它。
由于32位微处理器的强大运算能力,PC的应用扩展到很多的领域,如商业办公和计算、工程设计和计算、 数据中心、个人娱乐。80386使32位CPU成为了PC工业的标准。
同时,80386采用“类286” 总线结构,这样就可以保持软硬件的兼容性,可以利用现有技术和配件,降低整机的开发和制造成本。另外,80386有三种工作模式,适应的操作系统比较多,而且对现有的 程序兼容性比较好。 多任务处理一贯是大中型机的专利,但80386将多任务性能引入,在80386中有个用任务 寄存器,用任务寄存器来管理任务的内存段,从而实现任务的切换。多任务使80386以一种广泛的适应性和一种重要的工具进入了各行各业。
虽然当时80386没有完善和强大的 浮点运算单元,但配上80387 协处理器,80386就可以顺利完成AutoCAD等需要大量浮点运算的任务,从而顺利进入了主流的商用电脑市场。另外,80386还有其他丰富的外围配件支持,如82258(DMA控制器)、8259A(中断控制器)、8272(磁盘控制器)、82385(Cache控制器)、82062( 硬盘控制器)等。
针对内存的速度瓶颈, 英特尔为80386设计了高速缓存(Cache),采取预读内存的方法来缓解这个速度瓶颈。本来最初的设计,80386将内置L1 Cache,但由于工艺、成本、工期等等方面的限制,80386最后并没有内置L1 Cache,而是将专门开发的L1 Cache芯片放置在CPU之外的主板上,但从此以后,Cache就和CPU成为了如影随形的东西。另外,80386的 内存管理非常先进,有页式、段式、段页式三种管理方式,可以管理巨大的内存空间,从而为应用程序提供足够的舞台。
80386SX (x32)
1989年英特尔公司又推出准32位 微处理器芯片80386SX。这是Intel为了扩大市场份额而推出的一种较便宜的普及型CPU,它的内部数据总线为32位,与80386相同,外部数据总线为16位。也就是说,80386SX仍然可以使用32位、16位、8位编程,其内部处理速度与80386DX接近,也支持真正的多任务操作,而它又可以接受为80286开发的16位输入/输出接口芯片,降低整机成本。80386SX和80386DX的关系,就好像早期的8088和8086的关系,在输入输出的位长上的区别,其“S”就表示单(16位数据总线),“D”就表示双(32位数据总线)。80386SX使用的协 微处理器是80387SX。
80386SL/80386DL (x32)
英特尔在1990年推出了专门用于笔记本电脑的80386SL和80386DL两种型号的386芯片。这两个类型的芯片可以说是80386DX/SX的节能型,其中,80386DL是基于80386DX内核,而80386SL是基于80386SX内核的。这两种类型的芯片,不但耗电少,而且具有电源管理功能,在CPU不工作的时候,自动切断电源供应。

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