Добавить в корзинуПозвонить
Найти в Дзене
Фотолитограф

Процессорная архитектура x86-64: прошлое, настоящее и будущее.

Когда речь заходит о процессорах для настольных компьютеров, ноутбуков и серверов, такие процессры чаще всего будут иметь обозначение x86-64. Это не что иное, как 64-битная версия архитектуры (набора команд) процессора x86, которую комппьютеры на операционной системе Windows используют уже не одно десятилетие. А вот в смартфонах, умных часах и во всех без исключения компьютерах компании Apple такие процессоры не используются вовсе. «Яблочный гигант» предпочитает иметь дело с процессорами, построенными на архитектуре британского разработчика Arm. Но цифра «64» в этой версии архитектуры тоже пристутствует: ARM64. Количество битов в этом случае примиряет даже непримиримых конкурентов. Впрочем, х86 и ARM всё равно несовместимы, поскольку относятся к различным семействам архитектур: CISC (Complex Instruction Set Computing = компьютер с полным набором команд) и RISC (Reduced Instruction Set Computing = компьютер с сокращённым набором команд). Архитектура x86 была выпущена американской Intel

Когда речь заходит о процессорах для настольных компьютеров, ноутбуков и серверов, такие процессры чаще всего будут иметь обозначение x86-64. Это не что иное, как 64-битная версия архитектуры (набора команд) процессора x86, которую комппьютеры на операционной системе Windows используют уже не одно десятилетие.

Процессор AMD Ryzen на х86-64 архитектуре. Изображение: unsplash.com
Процессор AMD Ryzen на х86-64 архитектуре. Изображение: unsplash.com

А вот в смартфонах, умных часах и во всех без исключения компьютерах компании Apple такие процессоры не используются вовсе. «Яблочный гигант» предпочитает иметь дело с процессорами, построенными на архитектуре британского разработчика Arm. Но цифра «64» в этой версии архитектуры тоже пристутствует: ARM64. Количество битов в этом случае примиряет даже непримиримых конкурентов.

Впрочем, х86 и ARM всё равно несовместимы, поскольку относятся к различным семействам архитектур: CISC (Complex Instruction Set Computing = компьютер с полным набором команд) и RISC (Reduced Instruction Set Computing = компьютер с сокращённым набором команд).

«Система на кристалле» Qualcomm Snapdragon 410, построенная на архитектуре Arm. Изображение: © Raimond Spekking, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org
«Система на кристалле» Qualcomm Snapdragon 410, построенная на архитектуре Arm. Изображение: © Raimond Spekking, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org

Архитектура x86 была выпущена американской Intel в 1978 году (такое название произошло от названия микропроцессора Intel 8086). Но цифра «64» появилась в её обозначении далеко не сразу. Ведь изначально она была всего-навсего 16-битной. В 1985 году Intel её расширила до 32-битной. Так что когда мы встречаем обозначение х86 безо всяких дополнительных цифр, обычно имеется ввиду именно x86-32.

К слову, Arm двигалась в этом же направлении: в те годы британский разработчик налегал на свою версию 32-битной архитектуры: AАrch32. Впоследствии она и была расширена до ARM64. Но откуда же появилась x86-64? К удивлению, эту версию разработала вовсе не Intel, а её главный конкурент AMD. Дело в том, что в своё время Intel была вынуждена лицензировать AMD свою х86 архитектуру, поскольку американским производителям вычислительной техники не хотелось зависеть от одного-единственного поставщика микропроцессоров.

Процессор Intel C8086. Изображение: Stelo.xyz, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org
Процессор Intel C8086. Изображение: Stelo.xyz, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org

AMD в 1999 году разработала архитектуру x86-64, точнее сказать: 64-битное расширение существующего набора инструкций x86. В итоге — полная совместимость с существующим программным обеспечением. Преимущества новой разработки были налицо: возможность адресации большего объёма памяти и увеличенный размер регистров привели к существенному повышению производительности. После этого между Intel и AMD было сломано немало копий по-поводу использования их архитектур. Но в итоге стороны примирились и заключили кросс-лицензионное соглашение, позволяющее им взаимно использовать запатентованные технологии по части x86 и x86-64.

В наши дни главная угроза позициям Intel и AMD исходит вовсе не друг от друга, а от пресловутой Arm. Дело в том, что американские компании так и не сумели себя показать по части процессоров для смартфонов и прочих гаджетов. Практически 100% таких микросхем построены на ядрах (программных блоках) британского передовика. А вот Arm год от года всё глубже проникает на территорию американцев.

Пятитомный комплект «Руководства программиста по архитектуре x86-64, опубликованный и распространенный корпорацией AMD в 2002 году. Изображение: Jeh, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org
Пятитомный комплект «Руководства программиста по архитектуре x86-64, опубликованный и распространенный корпорацией AMD в 2002 году. Изображение: Jeh, CC BY-SA 4.0, commons.wikimedia.org

Ведь в былые годы серверные процессоры практически повсеместно были построены на x86 или x86-64 архитектурах. Заметным исключением можно было назвать разве что линейку процессоров Itanium от Intel, построенных на столь любимой у нас в России VLIW архитектуре. А сейчас даже процессоры для своих серверов Apple разрабатывает на Arm, не говоря уже об устройствах поменьше.

Поскольку Arm-процессоры в электронной технике Apple показали себя очень даже неплохо, по следу «яблочного гиганта» сейчас пустились и другие передовики мировой микроэлектроники. В прошлом году Microsoft выпустила серию ноутбуков линейки Copilot Plus (Surface Pro и Surface Laptop) под управлением ОС Windows. Удивительным здесь было, разумеется, не использование Windows, а то, что эти ноутбуки использовали Arm-процессоры.

Snapdragon X Elite: Arm-процессор, работающий на Windows. Изображение: медиа-кит qualcomm.com
Snapdragon X Elite: Arm-процессор, работающий на Windows. Изображение: медиа-кит qualcomm.com

По части таких процессоров отличился американский разработчик Qualcomm, выпустивший линейку «систем на кристалле» Snapdragon X (помимо центрального процессора включает в себя самые разные интегральные схемы). Произведены эти полупроводниковые устройства были силами тайваньской компании TSMC. Вовсю над Arm-процессорами для Windows работает и другой мировой передовик по части мобильных прцессоров, тайваньский Media Tek.

Нет сомнений в том, что всё больше и больше производителей ноутбуков начнут использвать в своей технике процессоры на архитектуре Arm. Практически все ведущие мировые производители ноутбуков, такие Lenovo, Samsung, HP и далее по списку, уже представили свои новые ноутбуки, работающие на Arm процессорах Snapdragon под управлением Windows. А это означает, что американским разработчикам x86-64 архитектур, Intel и AMD, в ближайшие годы скучать точно не придётся.