С днем рождения, х86!

Это событие, несмотря на кажущуюся посредственность с точки зрения достижений современных технологий, в прошлом столетии сыграло революционную роль. Ровно 30 лет назад, в 1978 году, появился первый микропроцессор Intel семейства x86. 16-разрядный "прадедушка" i8086 содержал 29 тысяч транзисторов и работал на частоте 5 МГц.

Несмотря на столь "смешные" частотные параметры, в даре предвидения Патрику Гелсингеру, инженеру-электротехнику и конструктору микросхем i8086, не откажешь. Сейчас г-н Гелсингер, исполнительный вице-президент Intel, охотно вспоминает о трудностях, проблемах и победах на заре процессоростроения.

Появление в начале 80-х годов ПК на базе этих процессоров придало архитектуре x86 колоссальный импульс и помогло ей превратиться в отраслевой стандарт, которым она является и сегодня. Но, пожалуй, начнем по порядку.

Как все начиналось

Следует напомнить, что под архитектурой x86 понимается набор машинных команд, используемых микропроцессорами. Начиная с первого образца – 8086, двигаясь далее в направлении моделей 80186, 80286, 80386, 80486 и различных вариантов Pentium, и заканчивая современными многоядерными процессорами и процессорами для мобильных приложений конструкторы процессоров x86 постепенно расширяли первоначальный набор инструкций x86. И при этом всякий раз сохраняли совместимость с предыдущими членами семейства.


Многоядерный процессор – потомок легендарного i8086

Самым первым микропроцессором Intel была четырехразрядная модель 4004, созданная в 1971 г. для японского калькулятора. Вслед за ней довольно быстро был разработан 8-разрядный чип 8008, а в 1975 г. – 8-разрядный чип 8080. Когда спустя три года дебютировал 16-разрядный процессор 8086, многие производители не поняли его назначения. "Зачем нам такая избыточная адресация? – раздавались отовсюду возгласы. – Это необходимо только мини-компьютерам и мэйнфреймам". В тот период разработчики Intel подверглись острой критике за "ненужную расточительность".

После появления процессоров серий 286 и 386 некоторые компании все-таки увидели перспективу их использования. Однако IBM предпочла выпускать ПК на базе 16-разрядных процессоров 80286, которые работали в три раза медленнее, чем 80386.

По мнению ряда специалистов, в IBM отвергли новые процессоры 386 потому, что тогда в мире просто не было 32-разрядных программ, позволявших извлечь заметную выгоду из расширенной адресации. Кроме того, IBM продвигала собственную 16-разрядную операционную систему OS/2.

Конечно, никто не застрахован от ошибок. Порой они играют роковую роль. Маленькая ложка дегтя все-таки способна испортить бочку меда. Это не обошло и Intel, но она сумела выжить в те трудные времена. Вопрос только, какой ценой.

Ложка дегтя

В 1989 г. был выпущен процессор 486. Затем, в 1993 г., поняв, что цифр на торговую марку может и не хватить, представители Intel отказались от сложившейся традиции выбора имен и вместо 586 назвали процессор пятого поколения Pentium. Под маркой Pentium на свет появилось сразу несколько поколений процессоров: Pentium Pro, Pentium II, Pentium D и ряд других.

Летом 1994 года разразился скандал. Инженеры Intel, занимавшиеся тестированием, выявили недочет в схеме вычислений с плавающей запятой процессора Pentium. Ошибки возникали так редко, а их влияние было столь незначительным, что в Intel решили: на это никто не обратит внимание. И запустили процессор в производство, не отзывая уже готовые дефектные чипы.

Однако через несколько месяцев профессор математики Томас Найсли обнаружил в своем ПК "дефект". Сначала г-н Найсли обратился к разработчикам, а затем, не получив от них ответа, разместил результаты своего исследования в Интернете. Спустя некоторое время на корпорацию обрушилась сильнейшая волна критики, которая серьезно навредила репутации Intel и заставила ее отозвать уже выпущенные процессоры. В результате убытки Intel составили $475 млн.

Как позже признавали в Intel, Томас Найсли просто не смог найти в корпорации человека, который бы выслушал его жалобы. На самом деле данная ошибка в вычислениях возникала в столь экзотических условиях и приложениях, что рядовой потребитель ее бы не заметил. Этот случай еще раз подтверждает важность технической поддержки потребителя и клиентов. Не потому ли сегодня практически все используют CRM?

И все же – успех

Однако процессоры Intel выжили и стали набирать популярность. Почему же архитектура x86 на протяжении столь долгого времени пользуется успехом, отодвигая в сторону, а в некоторых случаях и полностью вытесняя конкурирующие микропроцессорные архитектуры?

Во-первых, она появилась в очень удачное для дебюта время. К 1978 г. отрасль уже в течение нескольких лет осуществляла переход от больших и дорогостоящих мэйнфреймов к маленьким и дешевым мини-компьютерам, а позднее – к персональным ЭВМ.

Во-вторых, архитектура x86 подтвердила правило, сформулированное в 1965 году Гордоном Муром, который впоследствии занял пост председателя совета директоров корпорации Intel. Суть его высказывания заключалась в том, что производительность микропроцессоров будет удваиваться каждые полтора-два года при неизменной стоимости. Прогноз, который позже окрестили законом Мура, оказался верным. Архитектура x86 получила повсеместное распространение, начиная с ЦОД и заканчивая десктопами конечных пользователей.

В-третьих, борьба с RISC-архитектурой породила множество идей и новых технологий. Чего стоит возможность предварительной выборки потока инструкций, определения того, какие из них понадобятся в дальнейшем, и их выполнения в наиболее удобной для процессора последовательности (речь идет о новациях в Pentium Pro). "Принципиальная разница заключалась в том, что разработчики использовали преимущества RISC-архитектуры, не внося изменений в сам набор инструкций. Они сделали это, преобразовав инструкции x86 в набор микроопераций. В результате пользователи получили RISC-машину внутри машины x86, и в один прекрасный день это помогло Intel ликвидировать отставание в производительности", – сказал научный консультант Intel Тод Маури на презентации Pentium Pro.

В-четвертых, большую роль в росте популярности персональной техники на базе x86 сыграло обилие программного обеспечения. Согласитесь, даже самый мощный ПК не представляет никакой ценности без ПО. Сегодня пользователь найдет в Интернете такой широкий арсенал программ для разных задач, что вопрос выбора легкого, качественного и стабильного ПО становится на повестку дня.

Достаточно интересно на эту тему высказался Патрик Гелсингер, назвав ИТ-эволюцию "программной спиралью" (software spiral). Ее суть заключается в том, что разработчики "железа" на первом этапе имели больше возможностей, чем программисты. Затем приложений стало больше, они стали более функциональными и "тяжелыми". "Железо" начало "отставать" от программ. Спустя некоторое время процессорные технологии сделали очередной рывок, и их возможности стали гораздо больше программных. Например, сегодня программы пока не способны задействовать все ядра процессора, и "свободные конвейеры" простаивают. Но наступит время – спираль сделает очередной поворот. Программы догонят и перегонят "железо".

Будущее x86

Когда в процессорах Pentium была реализована параллельность вычислений (конвейер на три потока) и упреждающая выборка инструкций, это казалось невероятным. Позже производительность возросла еще больше за счет увеличения кэш-памяти, добавления дополнительных инструкций и т.д. Сегодня мы имеем многоядерные процессоры. Благодаря новым технологиям Intel в один процессор можно поместить два, четыре и более ядер. В лабораторных условиях уже успешно работает 80-ядерный процессор. А поскольку каждое ядро обладает возможностью многопоточной обработки, количество параллельных потоков, поддерживаемых этими чипами, может достигать тысячи и даже больше.

В лабораториях Intel исследуются и другие интересные решения. В частности, речь идет о чипах x86, оснащенных новыми средствами обеспечения безопасности, которые заметно повышают устойчивость работы процессоров в условиях усиления агрессивности атак.

Несомненно, архитектура x86 имеет свои ограничения. "Естественно, существует и верхнее ограничение, если вы собираетесь, например, смоделировать взрыв атомных бомб. Что касается среднего сегмента, то здесь архитектура x86 уже давно доказала свою способность адаптироваться к самым разным потребностям", – отметил президент инжинирингового подразделения VIA Centaur Гленн Хенри.

К примеру, инженерам компании VMware пришлось преодолеть немало проблем в процессе создания виртуальных машин для ПК на базе x86. В процессорах на базе x86 содержится 17 особых инструкций, создающих проблемы при виртуализации, из-за которых ОС прерывает работу приложения. Для преодоления этого препятствия VMware разработала адаптивную технологию виртуализации, которая "перехватывает" данные инструкции на этапе создания и преобразует их в "безопасные". В результате была получена высокопроизводительная виртуальная машина, соответствующая аппаратному обеспечению и поддерживающая полную программную совместимость.

МНЕНИЕ

Владимир Шаров, глава представительства Intel в Украине:

Появление архитектуры x86 – знаменательное событие для нас. На тот момент это был верх инженерной и инновационной мысли, который не просто просуществовал какое-то время и исчез, а стал самым массовым в мире. Архитектура х86 легла в основу революционных изменений в мире ИТ, полностью поменяв представление о том, каким образом должна развиваться вся ИТ-индустрия. Благодаря архитектуре х86 компьютер стал действительно массовым и по-настоящему персональным.

— Сергей Кучеренко

2008.09.15
19.03.2009
В IV квартале 2008 г. украинский рынок серверов по сравнению с аналогичным периодом прошлого года сократился в денежном выражении на 34% – до $30 млн (в ценах для конечных пользователей), а за весь календарный год – более чем на 5%, до 132 млн долл.


12.03.2009
4 марта в Киеве компания Telco провела конференцию "Инновационные телекоммуникации", посвященную новым эффективным телекоммуникационным технологиям для решения задач современного бизнеса.


05.03.2009
25 февраля в Киеве компания IBM, при информационной поддержке "1С" и Canonical, провела конференцию "Как сохранить деньги в условиях кризиса?"


26.02.2009
18-19 февраля в Киеве прошел юбилейный съезд ИТ-директоров Украины. Участниками данного мероприятия стали ИТ-директора, ИТ-менеджеры, поставщики ИТ-решений из Киева, Николаева, Днепропетровска, Чернигова и других городов Украины...


19.02.2009
10 февраля в Киеве состоялась пресс-конференция, посвященная итогам деятельности компании "DiaWest – Комп’ютерний світ" в 2008 году.


12.02.2009
С 5 февраля 2009 г. в Киеве начали работу учебные курсы по использованию услуг "электронного предприятия/ учреждения" на базе сети информационно-маркетинговых центров (ИМЦ).


04.02.2009
29 января 2009 года в редакции еженедельника "Computer World/Украина" состоялось награждение победителей акции "Оформи подписку – получи приз!".


29.01.2009
22 января в Киеве компания "МУК" и представительство компании Cisco в Украине провели семинар для партнеров "Обзор продуктов и решений Cisco Small Business"

 

 
 
Copyright © 1997-2008 ИД "Комиздат".