אינטל 8086

אינטל 8086

מידע כללי
יצרן	אינטל
השקה	8 ביוני 1978
הקודם	אינטל 8080
הבא	אינטל 80186
מידע טכני
סט פקודות	x86

8086 הוא מעבד 16 סיביות שפותח על ידי אינטל בשנת 1978. בזכות בחירתו על ידי IBM כמעבד של המחשב האישי הראשון מתוצרתה, קמה בעקבותיו שרשרת המעבדים הנפוצה ביותר כיום, המכונה ארכיטקטורת x86.

אות השעון של ה־8086 נע בין 4.77 ל־10 מגה־הרץ. המעבד בנוי בתצורת תושבת של 40 פינים, עם אפיק נתונים של 16 סיביות, המרובב עם אפיק כתובות של 20 סיביות. יש לו 14 אוגרים בגודל 16 סיביות כאשר ל־4 מהם ניתן לגשת כזוג אוגרי 8 סיביות.

תכנונו מהווה פשרה בין שתי גישות שהיו בזמנו: מצד אחד נדרש מרחב כתובות גדול יותר מ־16 סיביות ומצד שני נדרשה תאימות לאחור עם סט הפקודות של מעבדים קודמים. למשל, חברת "זילוג" המתחרה בחרה בסט פקודות חדש עבור ה־Z8000 ללא תאימות לאחור במעבד הקודם שלה ה־Z80 שהיה פופולרי אף יותר מן המעבדים של אינטל בזמנו. ואילו אינטל בחרה בפשרה: ה־8086 תומך בסט הפקודות של קודמו ה־8080 אבל מוסיף פקודות חדשות הניגשות לאוגרי כתובת חדשים, ומאפשרים גישה לאפיק כתובות של 20 סיביות, תכונה שמאפשרת ל־8086 גישה ל־1 מגה בייט, לעומת 64K של המעבדים הקודמים – 8080 ו־8085 של אינטל, ו־Z80 של זילוג. בחירה זו העניקה ל־8086 תאימות לאחור מסוימת עם תוכנה שנכתבה במקור למעבדים מהדור הקודם.

אחת הגרסאות של ה־8086 היא ה־8088 ששוחרר מייד לאחריו וזהה לו, אלא שיציאת אפיק הנתונים (Data Bus) שלו היא של 8 סיביות במקום 16 סיביות של ה־8086, ולכן גישה לנתונים של 16 סיביות מצריכות שני מחזורי שעון. ה־8088 מאפשר לבנות מערכת זולה יותר, עם ערוץ נתונים כללי ברוחב 8 סיביות במקום 16. ה־8088 הוא המעבד שחברת IBM בחרה עבור המחשב האישי הראשון שלה, ה־IBM PC, ובחירה זו, בסופו של דבר, הביאה לדומיננטיות של אינטל בשוק המעבדים בארבעים השנים הבאות.

בתקופה שיצא ה־8086, לקוחות ציפו מרכיבים מרכזיים, כמו המעבד, שיהיה לרכיב מקור שני (Second source(אנ')). למעבדים הקודמים של אינטל, אינטל 4004, אינטל 8008 ו־אינטל 8080 היו מקורות שניים, וכך גם ל־8086. בהמשך, חברות נוספות ייצרו "תואמים" ל־8086 בלי רישיון מאינטל. שני המקורות העיקריים מחוץ לאינטל היו AMD, ו־NEC (המעבדים של NEC נקראו V20 ו־V30 בהתאמה ל־8088 ול־8086). חברות נוספות שייצרו תואמי 8086 היו פוג'יטסו, האריס, OKI, סימנס, טקסס אינסטרומנטס, מיצובישי ופנסוניק. כמו כן יוצרו תואמי 8086 בברית המועצות, בשם K1810VM86(אנ').

ארכיטקטורת ה־8086 תומכת במעבדי עזר, שמרחיבים את יכולת המעבד, עם פקודות בסט הפקודות ששמורות למעבד העזר. מעבד העזר המוכר ביותר הוא אינטל 8087, לביצוע חישובי נקודה צפה. במחשב ה־PC יש תושבת עבור ה־8087, וביישומים שדורשים מספר רב של חישובי נקודה צפה, אחד השדרוגים הנפוצים הוא הוספת מעבד העזר. חברי המשפחה הבאים המשיכו לכלול מעבד עזר לנקודה צפה – 80287 עבור ה־80286, ו־80387 עבור ה־80386. המעבד 80486 הוצג כשהטכנולוגיה אפשרה לכלול יותר טרנזיסטורים (בערך מיליון) על שבב יחיד, והוא הראשון במשפחה שיחידת החישוב שלו (ALU) יכולה לבצע חשבונות בנקודה צפה במעבד עצמו. ה־8087 פותח באינטל ישראל, בצוות בהובלת רפי נוה, שרשום כממציא על מספר פטנטים הקשורים בשבב. תקן IEEE 754-1985 לביצוע חישובי נקודה צפה, ומהווה את התקן הדומיננטי לחישובי נקודה צפה במחשבים, מבוסס במידה רבה על צורת הייצוג והעיגול שה־8087 מממש.

ערך מורחב – X86

ה־8086 היה הראשון בסדרת מעבדים, שקיבלה מאוחר יותר את הכינוי x86. הסדרה כוללת את:

• אינטל 80186 (1982): מעבד זה היה מיועד בעיקר לבקרים, ומלבד שיפורים קלים, כמו הקטנת מספר מחזורי השעון שפקודות מסוימות דורשות, והוספת מספר פקודות לסט הפקודות, עיקר השינוי לעומת ה־8086 הוא הכללת פונקציות שב־8086 דורשות שבבים היקפיים, כמו טיימר, בקר הפסיקות, וכן הלאה. פונקציונליות נוספת זו דרשה הגדלת מספר הפינים ל־68, וזה בן המשפחה הראשון שסופק במארז שאינו DIP (שתי שורות פינים מצידי השבב).
• אינטל 80286 (1982) (אנ') מעבד זה הרחיב את אפיק הכתובות מ־20 סיביות ל־24, ובכך הגדיל את מרחב הכתובות ל־16MB. בנוסף, נוספו אופני מיעון ומספר "הרשאות", שמאפשרות להפלות בין קוד של מערכת ההפעלה לקוד משתמש. מעבד זה הניע את הדור הבא של המחשב האישי של IBM, בשם IBM PC/AT, והיה המעבד עליו פותחו הגרסאות הראשונות של מערכת ההפעלה OS/2.
• אינטל 80386 (1985): מעבד 32 סיביות ראשון במשפחה. על מעבד זה פותחו מערכות ההפעלה שמוכרות היום: הגרסה הראשונה של חלונות שהצליחה מסחרית, בשם "Windows 386", גרסת IBM של מערכת ההפעלה OS/2, אחרי הפרידה ממיקרוסופט, לינוקס, ומספר מערכות הפעלה מוכרות פחות. במידה מסוימת, המעבד הזה סימן את סיום ההגמוניה של IBM בשוק המחשבים האישיים: שלא כמו עם המעבדים הקודמים, חברות אחרות הקדימו את IBM בהצגת מחשב אישי עם 80386 – ראשונה חברה בשם ALR, ולאחריה חברת Compaq, שמאז הובילה, טכנית ושיווקית בשוק ה־PC, למשך מספר שנים.
• אינטל 80486 (1989) – המעבד הראשון במשפחה עם יכולת חישוב נקודה צפה
• פנטיום (1993) – במעבד זה בחרה אינטל למתג את המעבד באמצעות שם מילולי, אשר ניתן להגן עליו משפטית מפני חיקויים והעתקות, והפסיקה את השימוש במספרים ככינוי למעבדים (מפני שלא ניתן היה להגן על מותג שהוא רק מספר).

בנקודה זו השושלת מסתעפת, ואינטל פיתחה מעבדים שונים עם יכולות שונות המיועדים לצרכים שונים, כמו דגמים בהם הדגש על צריכת הספק מועטה למחשבי ירך, או דגמים שמיועדים לשרתים, דגמים עם מספר שונה של ליבות וכן הלאה.

ב־2017, ארכיטקטורת X86 היא עדיין אחת משתי הארכיטקטורות הנפוצות ביותר, (לצד ARM, הארכיטקטורה הנפוצה בשימוש בטלפונים חכמים וטאבלטים), והרוב המכריע של השרתים שמניעים את רשת האינטרנט, ורוב מחשבי הירך והמחשבים השולחניים, משתמשים במעבדים מארכיטקטורה זו.

אינטל מקפידה לשמור על תאימות לאחור במעבדים מסדרת x86. עד היום נשמרת תאימות עם ה־8086 עצמו, הממומשת באופן הבא: עם אתחול המעבד, הוא מתפקד במצב פעולה פרימיטיבי של 16 סיביות המכונה "מצב אמיתי" (real mode), שמבחינה מעשית זהה ל־8086 מואץ מאוד (כיום מדובר בהבדל של שלושה סדרי גודל). נדרש מעבר יזום מצד התוכנה ל"מצב מוגן" (protected mode) או למצב פעולה מתקדם אחר כדי לאפשר גישה למרחב כתובות מעבר למגה בייט בודד, סט פקודות מורחב, בקרת הרשאות ושאר תכונות מתקדמות (בהתאם למעבד). המעבד הראשון בסדרה שתמך בעבודה במצב מוגן היה ה־80286. היסטורית, השימוש במצב אמיתי נמשך בפועל במחשבים מבוססי x86 שנים לא מעטות לאחר שה־8086 התיישן ויצא לחלוטין משימוש. הסיבה לכך היא הפיתוח השמרני מאוד של מערכת ההפעלה הפופולרית DOS, שמעולם לא הדביק את ההתקדמות הטכנולוגית בפיתוח המעבדים. DOS תוכננה בכל גרסאותיה לפעול במצב אמיתי, ומפתחים שרצו לנצל את מלוא היכולת של מערכת המחשב נאלצו לנקוט דרכי עקיפין מסורבלות.

בשנת 2018, הכריזה אינטל על מעבד חדש מסדרת הדגל שלה i7 שנשא את השם i7-8086K, ויוצר כמחווה למעבד ה-8086 במלאת 40 שנה לייצורו. המעבד, בעל 6 ליבות ומיועד בעיקר לחובבי המהרה, זכה לשבחים על ביצועיו.

• מונחים בחומרה

מדיה וקבצים בנושא אינטל 8086 בוויקישיתוף

מעבדי אינטל
ייצור שהופסק
BCD ‏ (4 ביטים)	Intel 4004 (שנת 1971) ‏ • Intel 4040 (שנת 1974)
לפני x86 ‏ (8 ביטים)	Intel 8008 (שנת 1972) ‏ • Intel 8080 (שנת 1974) ‏ • Intel 8085 (שנת 1977)
x86 מוקדמים (16 ביטים)	Intel 8086 (שנת 1978) ‏ • Intel 8088 (שנת 1979) ‏ • Intel 80186 (שנת 1982) ‏ • Intel 80188 (שנת 1982) ‏ • Intel 80286 (שנת 1982)
יחידות נקודה צפה חיצוניות	8/16-bit databus: ‏ Intel 8087 (שנת 1980) ‏ • 16-bit databus: ‏ Intel 80187 ‏ • Intel 80287 ‏ • Intel 80387SX ‏ • 32-bit databus: ‏ Intel 80387 ‏ • Intel 80487
IA-32 ‏ (32 ביטים)	Intel 80386 ‏ (SX ‏ • 376 ‏ • EX) ‏ • Intel 80486 ‏ (SX ‏ • DX2 ‏ • DX4 ‏ • SL ‏ • RapidCAD ‏ • OverDrive) ‏ • A100/A110 ‏ • Celeron (שנת 1998) ‏ (M ‏ • D (שנת 2004)) ‏ • Pentium ‏ (המקורי ‏ • OverDrive ‏ • Pro ‏ • II ‏ • II OverDrive ‏ • III ‏ • 4 ‏ • M ‏ • Dual-Core) ‏ • Core ‏ (Solo ‏ • Duo)
x86-64 ‏ (64 ביטים)	Celeron ‏ (D ‏ • Dual-Core) ‏ • Pentium ‏ (4 ‏ • D ‏ • Extreme Edition ‏ • Dual-Core) ‏ Intel Core ‏ (2 ‏ • Sandy Bridge)
אחרים	CISC: ‏ iAPX 432 ‏ • RISC: ‏ i860 ‏ • i960 ‏ • StrongARM ‏ • XScale
ייצור נוכחי
IA-32 ‏ (32 ביטים)	EP80579 ‏ • Atom ‏ (CE ‏ • SoC) ‏ • Quark
x86-64 ‏ (64 ביטים)	Atom ‏ • Celeron ‏ • Pentium ‏ • Core ‏ (i3 ‏ • i5 ‏ • i7) ‏ • Xeon ‏ (E7 ‏ • E5 ‏ • E3 ‏ • Phi)
EPIC	Itanium