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| 開発者 |
インテル AMD |
|---|---|
| ビット数 | 16ビット, 32ビット, 64ビット |
| 発表 | 1978年 |
| デザイン | CISC |
| タイプ | Register-Memory |
| エンコード | Variable (1 to 15 bytes) |
| ブランチ | Condition code |
| エンディアン | Little |
| ページサイズ |
386：4KB Pentium：4MB x64：1GB |
| 拡張 | x87, IA-32, MMX, SSE, SSE2, x64, SSE3, SSSE3, SSE4, AVX, AMX, AES, VT-x, VT-d, SVM |
| オープン | 非公開 |
| レジスタ | |
| 汎用 |
16 bit: 6 semi-dedicated registers + bp and sp; 32 bit: 6 GPRs + bp and sp; 64 bit: 14 GPRs + bp and sp. |
x86（エックスはちろく[1]）は、Intel 8086およびその命令セットアーキテクチャ、およびそれと互換性を備えた命令セットを持つマイクロプロセッサ群の総称である。広義にはインテル以外のメーカー（AMDなど）の互換プロセッサを、さらに広義にはx86と互換性を保ちつつAMDによって64ビットに拡張され、それにインテルが追随し世に普及したx64（x86-64）アーキテクチャも含む。
初期は純粋なスカラープロセッサであったが、1997年にマルチメディア等のデータ処理のためにベクトル計算の機能を取り込んだ以降はハイブリッドなプロセッサとして進化を続けている[注 1]。
この命令セットアーキテクチャをもつプロセッサの型番が、最初の段階で「8086」、「80186」、「80286」、「80386」、「80486」と続いたため、総称して「80x86」、更に型番の下2桁が共通するところから「x86」（エックスはちろく、ペケはちろく）や「86系」などと呼ぶようになった。これらは初期の8086から80286までの16ビットのプロセッサの通称として始まり、主にユーザーや互換チップメーカーが用いた。同時期のモトローラのライバル的MPU「MC68000」と、そのファミリーがやはり型番から「68系」と呼ばれたので、それと対比するためにも用いるようになった。
最初に登場した8086は、1978年にインテルがリリースした16ビットのものであった。その8086、およびそれを多少改良したIntel 8088が、1980年代前半にIBM PCなどに採用された。これにより、パソコンなど小型コンピュータのデファクトスタンダードとして広く普及した[2]。1985年リリースの80386 (i386) は32ビットに拡張した。さらに2000年には、AMDが64ビットへ拡張する計画を発表し、2003年に発売した。インテルもそれに追随し、''x64'' (x86-64) が普及した。
なお、x86-64あるいは単にx64が登場した直後の移行期は、移行の必要性を訴えたり、移行作業を行ったりする都合上、なかんずくx64という用語は、主にx86と対比し、区別するために用いられた。つまり、32ビットのものと64ビットのものを対比し、区別するために使われていた。その後、64ビットのものが普及するにつれて、「x86」でx86-64まで含めた総称として使うような語法も見られる様になった。その結果「x86」という場合、16ビットから64ビットまで、ともかく最初の8086の命令セットアーキテクチャと互換性を備えた命令セットを持つプロセッサ群を広く指す総称として使用されるようになっている。AMDやVIAなどの互換プロセッサも含まれ、さまざまなメーカーによってさまざまなブランド、型番のものが販売されてきた。
パーソナルコンピュータ (PC) からスーパーコンピュータ、サーバ、組み込みシステムまで広く使われていることから、従来は「PCサーバ」や「IAサーバ」と呼んでいたカテゴリーも「x86サーバ」や「x86システム」と呼ぶベンダーが増えている。
32ビットアーキテクチャに範囲を限れば、「x86」と「IA-32」はほぼ同義である[注 2]。
なお、インテルのItanium（アイテニアム）プロセッサで使われているIA-64は、x86とは互換性のない、別の設計の64ビットアーキテクチャであるので区別するのが望ましい。Itaniumプロセッサは、「x86エミュレーションモード」を備えてはいるがx64によるLongモードという名称の互換モードでのネイティブ実行と比較すると低速である[3]。
インテルによって1971年に発表された世界最初のマイクロプロセッサ4004や、1974年に発表された8ビットの8080は前史に当たる。
x86自体の歴史は、1978年に発売された16ビットマイクロプロセッサ8086から始まった。 8086は、8080とのバイナリ互換は無く、大幅に拡張されたものの、アセンブリ言語によるソースコードは大幅な書き換えなしで移植できるよう配慮されていた。同時にx86には、さらに過去からの影響が残った。「セグメント」と称された変則的なアドレッシング機構を備えてプログラミング上は不便ではあるものの、1MiBと当時としては広大なメインメモリ空間をサポートし、それとは別にI/O空間も設けられた。1979年には、外部データバスを8ビットとし、当時普及していた8ビット用の周辺ICを使いやすくした8088を発表した。[4]
1982年、IBMからIBM PCが発売されたが、これに8088が採用されたことが、以後のx86の運命を決定した。IBM PCの後継となったIBM PC/ATの互換機（PC/AT互換機）は後年には単にPCと呼ばれるようになり、x86はPCの為のプロセッサと認知されているが、IBM PCの設計の時点では、1年間で開発を完了するために、安定して入手可能で周辺回路も既存品を使用できること、OSを含むソフトウェアが調達可能であること、などから選定されたに過ぎない。
80186と80286が1982年に発表された。80286は1984年から出荷され、プロテクトモードや24ビット (16MiB) のアドレス空間を持つなどしていたが、パーソナルコンピュータではリアルモードで稼動するi8086向けのPC-DOS(MS-DOS)とそのアプリケーションを搭載し、「単に高速な8086」としての用法が主だった。
1985年には32ビットに拡張された80386が発表された。後にIA-32と呼ばれることになるアーキテクチャの誕生である。
32ビット化にあたって、16ビット時代のマイクロコントローラ的な部分（特にその傾向が強かったのは80186）を見直し、メインフレームと渡り合えるような、という意味でコンピュータとして再設計された。
80386は、8086ほぼそのままのリアルモードと、32ビットのプロテクトモードを持つ。さらにプロテクトモード中の仮想86モードにより、従来の8086のプログラムを仮想化して実行できる。
後にIA-64の登場に際し、32ビットx86アーキテクチャにはIA-32の名称が与えられた。なお、16ビットアーキテクチャに対しては公式の名称は付与されていない。
80386を搭載したPCを最初にリリースしたのは、本家IBMではなく、互換機メーカーのコンパックであった。
その後、486、Pentiumと続き、MMX Pentiumからベクトル計算機能を搭載し始め、64ビット化では紆余曲折を経て最終的に他社の制定したx64アーキテクチャを採用し今日に至る。互換性を維持し、後付で機能拡張が繰り返されたため、レガシーな命令が残されていたり、全体として命令体系が整っておらず非効率的という問題も生じている。
インテル自身は、80386より古くから計画された「マイクロメインフレーム」iAPX 432、90年代にはRISCのi860とi960、2000年代にはVLIWを改良したEPICアーキテクチャと称するIA-64といった、革新的アーキテクチャによりx86を置き換えようとしたが、ことごとく不成功に終わっている。結果としてx86は後付けの拡張を続け、64ビット化では互換CPUメーカーのAMDが定義した拡張を逆輸入までして、今日までインテルの主力アーキテクチャとして延命している。
x86が採用されたマイクロプロセッサは多岐にわたり、世代も多く存在している。インテルは普及を目的とし、自社のみで需要をまかないきれないリスク、IBM-PCにi8088を採用するにあたりIBMが他社とセカンドソース契約を結ぶよう要求したなどの事情から、セカンドソースを推奨していたため、各社より互換製品やクローン製品が発売された。
一方で独自に互換機能を実装したNEC V30などの製品に対し、著作権を侵害しているとして訴訟を起こしたこともあった。
ソフトウェア的な環境は、80386から下位互換性を保ちながら拡張されてきた。これらはユーザが使用可能な拡張については486以降のCPUではCPUID命令を発行することにより、どの拡張が有効であるかを知ることができる。
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