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Articulo de referencia

i386

{{cite web |archive-url=https://web.archive.org/web/20061009060120/http://developer.intel.com/design/pcn/Processors/D0106013.pdf |archive-date=9 October 2006 |url=http://develop...

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Imagen del chip de la CPU Intel A80386DX-20

El Intel 386 , lanzado originalmente como 80386 y posteriormente renombrado i386 , es el primer procesador de 32 bits de la línea, lo que representa una evolución significativa en la microarquitectura x86 . Es el microprocesador de arquitectura x86 de tercera generación desarrollado conjuntamente por AMD , IBM e Intel . Las muestras de preproducción del 386 se distribuyeron a desarrolladores selectos en octubre de 1985, mientras que la producción en masa comenzó en junio de 1986. Implementa la microarquitectura IA-32 y es la primera CPU en hacerlo. Fue la unidad central de procesamiento (CPU) de muchas estaciones de trabajo y computadoras personales de gama alta de la época. Su uso generalizado comenzó con el lanzamiento del procesador i486 en 1989, mientras que en sistemas embebidos el 386 se mantuvo ampliamente utilizado hasta que Intel finalmente lo descontinuó en 2007.

En comparación con su predecesor, el Intel 80286 ("286"), el 80386 añadió una canalización de instrucciones de tres etapas, lo que elevó el total a seis etapas, extendió la arquitectura de 16 a 32 bits y añadió una unidad de gestión de memoria en el chip . Esta unidad de traducción de paginación facilitó enormemente la implementación de sistemas operativos que utilizaban memoria virtual . También ofrecía soporte para la depuración de registros . El 386 presentaba tres modos de funcionamiento: modo real, modo virtual y modo protegido. El modo protegido , que debutó en el 286, se amplió para permitir que el 386 direccionara hasta 4 GB de memoria. El nuevo modo virtual 8086 (o VM86 ) permitió ejecutar uno o más programas en modo real en un entorno protegido, aunque algunos programas no eran compatibles.

El i386 de 32 bits puede ejecutar correctamente la mayor parte del código destinado a los procesadores de 16 bits anteriores, como el 8086 y el 80286, que eran omnipresentes en los primeros PC . Como implementación original de la extensión de 32 bits de la arquitectura 80286, [ a ] el conjunto de instrucciones, el modelo de programación y las codificaciones binarias del i386 siguen siendo el denominador común para todos los procesadores x86 de 32 bits, que se denomina arquitectura i386 , x86 o IA-32 , según el contexto. Con los años, las implementaciones más recientes de la misma arquitectura se han vuelto cientos de veces más rápidas que el 80386 original (y miles de veces más rápidas que el 8086 ). [ b ]

Historial de producción

Desarrollo

A principios de la década de 1980, Intel , creador del 80286 , era consciente de la mala reputación de ese microprocesador. Los propios ingenieros de la compañía creían que el Motorola 68000 era superior a su "patito feo". Bill Gates calificó al 80286 de "muerto cerebral", e IBM, un cliente importante , pensaba que su arquitectura era un callejón sin salida defectuoso. Si bien la compañía esperaba que el Intel i432 fuera su arquitectura futura, el i432 era muy lento y muchos también lo consideraban inadecuado. Varios grupos trabajaron en diferentes sucesores, incluyendo una arquitectura completamente nueva ("P4") del diseñador del i432, Glen Myers, que se asemejaba al DEC VAX , y otra ("P7") destinada a combinar el trabajo de Myers con la tecnología del i432. [ 4 ]

Aunque muchos en la compañía creían que un sucesor de 32 bits del 80286 era inviable, Gene Hill y el codiseñador del 80286, Robert Childs, trabajaron en secreto en el proyecto "hijo adoptivo" y convencieron a otros de su potencial frente al plan de Myers, que personas como John Crawford compararon con los eventos de Data General en The Soul of a New Machine . La compatibilidad binaria con la arquitectura Intel 8086 que utilizaba el IBM PC recientemente presentado no se consideró importante al principio, y a muchos no les gustaba el modelo de memoria segmentada de las CPU más antiguas. Una prioridad mayor era un modelo de memoria plana de 32 bits para que el 80386 pudiera, como el 68000, ejecutar Unix correctamente. [ 5 ] [ 4 ]

El desarrollo del 80386 comenzó en 1982 bajo el nombre interno de P3. Intel ya había utilizado lógica NMOS , pero el 80386 fue su primer producto CMOS , en consonancia con la tendencia de la industria. La creciente base instalada de PC de IBM hizo que el soporte de su biblioteca de software fuera más importante, y los vendedores de Intel aseguraron a los clientes que su software para el 286 funcionaría en el 386. Por lo tanto, los diseñadores del 386 dieron soporte tanto a modelos de memoria plana como segmentada, lo que Crawford describió como "lo mejor de ambos mundos". Pat Gelsinger lideró la adaptación de Amdahl UTS a la CPU para confirmar la viabilidad de Unix. El tamaño limitado del chip dificultó la incorporación, con fines de marketing, de una caché de CPU dos veces mayor que la del 68020. Jim Slager, del equipo, describió posteriormente las cachés de ambas CPU como inútiles, pero él y sus colegas lo lograron. [ 4 ]

La fabricación del chip 80386 se finalizó en julio de 1985. [ 6 ] El 80386 se presentó como muestras de preproducción para estaciones de trabajo de desarrollo de software en octubre de 1985. [ 7 ] Intel había abandonado el mercado de la DRAM para centrarse en los microprocesadores, por lo que el antiguo "hijo adoptivo" era vital para su futuro; la empresa trasladó ingenieros de memoria al proyecto 80386, mejorando la reducción de tamaño del chip . El próximo producto convenció a los clientes de que el 80286 no era un callejón sin salida, aumentando las ventas de este último. [ 4 ]

Primera producción

La fabricación en volumen del 80386 comenzó en junio de 1986, [ 8 ] [ 9 ] junto con el primer dispositivo enchufable que permitía actualizar las computadoras existentes basadas en el 80286 al 386, el Translator 386 de American Computer and Peripheral . [ 10 ] [ 11 ] El hecho de que el 80386 fuera de un solo proveedor hizo que la CPU fuera muy cara, [ 12 ] pero fue muy exitosa. Hill recordó haber representado al equipo de diseño en una ceremonia de premios de PC Magazine : [ 4 ]

Pero lo que realmente me impactó fue mirar alrededor de la sala, porque todos los premios de ese año eran para el procesador 386: cajas, software, placas, chips, periféricos. Todo giraba en torno al 386. Así que allí estaba todo un salón lleno de gente, la élite de sus respectivas industrias, recibiendo premios solo por el 386. Me impresionó muchísimo la cantidad de empleos y empresas que se habían creado gracias a él. Se convirtió no solo en el rey de Intel, sino en el rey de muchas industrias, no solo de la de los ordenadores personales.

Aunque los modelos de múltiples segmentos se usaban raramente, su existencia pudo haber beneficiado a Intel, porque la complejidad ralentizó la capacidad de otras compañías para obtener la CPU como proveedor secundario . [ 4 ] Las placas base para sistemas informáticos basados ​​en el 80386 eran engorrosas y caras al principio, pero la fabricación se justificó tras la adopción generalizada del 80386. El primer ordenador personal en utilizar el 80386 fue el Deskpro 386 , diseñado y fabricado por Compaq ; [ 5 ] esto marcó la primera vez que un componente fundamental en el estándar de facto compatible con IBM PC fue actualizado por una compañía distinta de IBM .

Las primeras versiones del 386 tienen 275.000 transistores. [ 2 ] La  versión de 20 MHz opera a 4–5 MIPS . También realiza entre 8.000 y 9.000 Dhrystones por segundo. [ 13 ] La  versión 386 de 25 MHz es capaz de 7 MIPS. [ 14 ] Se informó que un 80386 de 33  MHz operaba a aproximadamente 11,4 y 11,5 MIPS. [ 15 ] [ 16 ] A esa misma velocidad, tiene un rendimiento de 8 VAX MIPS . [ 17 ] Estos procesadores funcionan a aproximadamente 4,4 ciclos de reloj por instrucción. [ 18 ]

Sucesor

Después de que AMD y Chips and Technologies lanzaran CPUs compatibles con 386, Intel en 1992 redujo el precio de su procesador 80486SX de 25 MHz a un precio inferior al del 80386 de 33 MHz. Un analista de la industria afirmó que Intel quería que los clientes se pasaran al 486, que no tenía competencia. La estrategia fue muy exitosa; para 1993, muchas empresas de informática habían descontinuado los productos 80386 o planeaban hacerlo más adelante ese mismo año. Los clientes que encontraron que Windows 3.1 funcionaba lento con el 386 estaban dispuestos a pagar entre 200 y 300 dólares más por el 486; Dell informó que las computadoras basadas en el 80486 representaban el 70 % de las ventas. [ 19 ]

Reflexiones finales

En mayo de 2006, Intel anunció que la producción del i386 cesaría a finales de septiembre de 2007. [ 20 ] Aunque hacía tiempo que estaba obsoleto como CPU para ordenadores personales , Intel y otros habían seguido fabricando el chip para sistemas embebidos . Estos sistemas que utilizan un i386 o uno de sus muchos derivados son comunes en la tecnología aeroespacial y los instrumentos musicales electrónicos, entre otros. Algunos teléfonos móviles también utilizaban (más tarde variantes CMOS totalmente estáticas del) procesador i386, como el BlackBerry 950 [ 21 ] y el Nokia 9000 Communicator . Linux siguió siendo compatible con los procesadores i386 hasta el 11 de diciembre de 2012, cuando el kernel eliminó las instrucciones específicas para el 386 en la versión 3.8. [ 22 ]

Arquitectura

Diagrama de bloques de la microarquitectura i386

El procesador representó una evolución significativa en la arquitectura x86 y extendió una larga línea de procesadores que se remontaba al Intel 8008. El predecesor del 80386 fue el Intel 80286 , un procesador de 16 bits con un sistema de gestión y protección de memoria basado en segmentos . El 80386 añadió una canalización de instrucciones de tres etapas, que elevó a un total de seis etapas, extendió la arquitectura de 16 bits a 32 bits y añadió una unidad de gestión de memoria en el chip . [ 23 ] Esta unidad de traducción de paginación facilitó mucho la implementación de sistemas operativos que utilizaban memoria virtual . También ofreció soporte para la depuración de registros .

El 80386 presentaba tres modos de funcionamiento: modo real, modo virtual y modo protegido. El modo protegido , que debutó en el 286, se amplió para permitir que el 386 direccionara hasta 4 GB de memoria. Con la adición del sistema de direccionamiento segmentado, puede expandirse hasta 64 TB de memoria virtual. [ 24 ] El nuevo modo virtual 8086 (o VM86 ) permitió ejecutar uno o más programas en modo real en un entorno protegido, aunque algunos programas no eran compatibles. Presenta indexación escalada y un desplazador de barril de 64 bits. [ 25 ]

La capacidad de configurar un procesador 386 para que actuara como si tuviera un modelo de memoria plana en modo protegido, a pesar de que utiliza un modelo de memoria segmentada en todos los modos, fue posiblemente el cambio de características más importante para la familia de procesadores x86 hasta que AMD lanzó el x86-64 en 2003.

Several new instructions have been added to 386: BSF, BSR, BT, BTS, BTR, BTC, CDQ, CWDE, LFS, LGS, LSS, MOVSX, MOVZX, SETcc, SHLD, SHRD.

Se han añadido dos nuevos registros de segmento (FS y GS) para programas de propósito general. La única palabra de estado de máquina del 286 se ha ampliado a ocho registros de control: CR0-CR7. Se han añadido los registros de depuración DR0-DR7 para puntos de interrupción de hardware. Para acceder a ellos se utilizan nuevas variantes de la instrucción MOV.

El arquitecto principal en el desarrollo del 80386 fue John H. Crawford . [ 26 ] Fue responsable de extender la arquitectura y el conjunto de instrucciones del 80286 a 32 bits, y luego dirigió el desarrollo del microprograma para el chip 80386.

Los procesadores de las líneas i486 y P5 Pentium eran descendientes del diseño i386.

Tipos de datos

Los siguientes tipos de datos son compatibles directamente y, por lo tanto, implementados por una o más instrucciones de máquina i386 ; estos tipos de datos se describen brevemente aquí. [ 27 ] :

  • Bit ( valor booleano ), campo de bits (grupo de hasta 32 bits) y cadena de bits (de hasta 4 Gbit de longitud).
  • Entero de 8 bits (byte) , con signo (rango −128..127) o sin signo (rango 0..255).
  • Entero de 16 bits , con signo (rango −32.768..32.767) o sin signo (rango 0..65.535).
  • Entero de 32 bits , con signo (rango −2 31 ..2 31 −1) o sin signo (rango 0..2 32 −1).
  • Desplazamiento , un desplazamiento de 16 o 32 bits que hace referencia a una ubicación de memoria (utilizando cualquier modo de direccionamiento).
  • Puntero , un selector de 16 bits junto con un desplazamiento de 16 o 32 bits.
  • Carácter (código de carácter de 8 bits).
  • Cadena , una secuencia de palabras de 8, 16 o 32 bits (de hasta 4 Gbytes de longitud). [ 28 ]
  • BCD , dígitos decimales (0..9) representados por bytes desempaquetados.
  • BCD empaquetado , dos dígitos BCD en un byte (rango 0..99).

Código de ejemplo

El siguiente código fuente en lenguaje ensamblador i386 corresponde a una subrutina que copia una cadena de caracteres ASCIIZ_strtolower terminada en nulo de una ubicación a otra, convirtiendo todos los caracteres alfabéticos a minúsculas. La cadena se copia byte a byte (caracter de 8 bits).

El código de ejemplo utiliza el registro EBP (puntero base) para establecer un marco de llamada , un área en la pila que contiene todos los parámetros y variables locales para la ejecución de la subrutina. Este tipo de convención de llamada admite código reentrante y recursivo , y ha sido utilizado por lenguajes tipo Algol desde finales de la década de 1950. Se asume un modelo de memoria plana; específicamente, que los segmentos DS y ES direccionan la misma región de memoria.

Importancia para el negocio

Un Compaq Deskpro 386 con monitor y periféricos; el Deskpro 386 fue el primer ordenador personal en incorporar un microprocesador 80386.

El primer PC basado en el Intel 80386 fue el Compaq Deskpro 386 , presentado en septiembre de 1986. Al extender el estándar IBM PC/AT de 16/24 bits a un entorno informático nativo de 32 bits, Compaq se convirtió en la primera empresa en diseñar y fabricar un avance técnico de hardware tan importante en la plataforma PC. A IBM se le ofreció el uso del 80386, pero tenía los derechos de fabricación del anterior 80286. Por lo tanto, IBM optó por confiar en ese procesador durante un par de años más. El éxito inicial del Compaq Deskpro 386 desempeñó un papel importante en la legitimación de la industria de los "clones" de PC y en la minimización del papel de IBM dentro de ella. El primer sistema informático vendido con el 386SX fue el Compaq Deskpro 386S , lanzado en julio de 1988. [ 29 ]

Antes del 386, la dificultad de fabricar microchips y la incertidumbre de un suministro fiable hacían deseable que cualquier semiconductor de consumo masivo fuera fabricado por múltiples proveedores, es decir, por dos o más fabricantes, y que la segunda y las subsiguientes empresas fabricaran bajo licencia de la empresa original. Durante un tiempo (4,7 años), el 386 solo estuvo disponible a través de Intel, ya que Andy Grove , el entonces director ejecutivo de Intel, decidió no incentivar a otros fabricantes a producir el procesador como proveedores secundarios . Esta decisión fue crucial para el éxito de Intel en el mercado. El 386 fue el primer microprocesador importante fabricado por un único proveedor. Esta decisión permitió a Intel un mayor control sobre su desarrollo y beneficios sustancialmente mayores en años posteriores.

AMD presentó su procesador compatible Am386 en marzo de 1991 tras superar obstáculos legales, poniendo fin así al monopolio de Intel de 4,7 años sobre los procesadores compatibles con el 386. A partir de 1991, IBM también fabricó chips 386 bajo licencia para su uso exclusivo en ordenadores y placas base IBM.

En 1991, mientras estudiaba informática en la Universidad de Helsinki , Linus Torvalds comenzó un proyecto que más tarde se convertiría en el núcleo Linux . Escribió el programa específicamente para el hardware que estaba utilizando y de forma independiente de un sistema operativo, porque quería aprovechar las funciones de su nuevo PC 80386.

Compatibles

Procesador Intel i386 empaquetado por IBM
  • Los procesadores AMD Am386 SX y Am386DX eran prácticamente clones exactos de los i386SX e i386DX. Los litigios provocaron retrasos en la producción durante varios años, pero  el procesador de 40 MHz de AMD acabó siendo muy popular entre los aficionados a la informática como una alternativa económica y de bajo consumo al  486SX de 25 MHz. El consumo se redujo aún más en los modelos para portátiles (Am386 DXL/SXL/DXLV/SXLV), que podían funcionar con 3,3  V y estaban implementados con circuitos CMOS totalmente estáticos .
  • Los chips y tecnologías Super386 38600SX y 38600DX se desarrollaron mediante ingeniería inversa . Sus ventas fueron bajas debido a errores técnicos e incompatibilidades, así como a su tardía aparición en el mercado. Por lo tanto, fueron productos de corta duración.
  • El Cyrix Cx486SLC / Cx486DLC podría describirse (de forma simplificada) como un chip híbrido 386/486 con una pequeña cantidad de caché integrada. Fue popular entre los entusiastas de la informática, pero no tuvo éxito entre los fabricantes de equipos originales (OEM) . Los procesadores Cyrix Cx486SLC y Cyrix Cx486DLC eran compatibles a nivel de pines con los i386SX e i386DX, respectivamente. Estos procesadores también fueron fabricados y vendidos por Texas Instruments .
  • Los procesadores IBM 386SLC y 486SLC /DLC eran variantes del diseño de Intel que incorporaban una gran cantidad de memoria caché integrada (8 KB y, posteriormente, 16 KB). El acuerdo con Intel limitaba su uso exclusivamente a la línea de ordenadores y tarjetas de actualización de IBM, por lo que no estaban disponibles en el mercado libre.
  • El VM Technology VM386SX+ fue desarrollado por VM Technology (VMT), una empresa de diseño de microprocesadores sin fábrica propia con sede en Tsukuba , Japón, fundada por Masatoshi Shima , exingeniero de diseño de microprocesadores de Intel 4004 y Zilog Z80 , con financiación principal proveniente de ASCII Corporation . El chip se comercializó principalmente en Asia Oriental , evitando deliberadamente el mercado estadounidense. [ 30 ] [ 31 ] El SoC ALi M6117 contiene un núcleo x86 derivado del VM386SX+.

Problemas tempranos

Intel tenía previsto inicialmente que el 80386 debutara a 16  MHz. Sin embargo, debido a los bajos rendimientos, se introdujo en su lugar a 12,5  MHz. [ 32 ]

Al principio de la producción, Intel descubrió un circuito defectuoso que podía provocar que un sistema devolviera resultados incorrectos en operaciones de multiplicación de 32 bits. No todos los procesadores fabricados estaban afectados, por lo que Intel probó su inventario. Los procesadores que no presentaban el error se marcaron con una doble sigma (ΣΣ), y los afectados se marcaron como "SOLO SOFTWARE DE 16 BITS". [ 33 ] Estos últimos procesadores se vendieron como piezas en buen estado, ya que en ese momento la capacidad de 32 bits no era relevante para la mayoría de los usuarios. [ 34 ]

El coprocesador matemático i387 no estuvo listo a tiempo para la introducción del 80386, por lo que muchas de las primeras placas base con el 80386 incluían un zócalo y lógica de hardware para utilizar un 80287. En esta configuración, la FPU funcionaba de forma asíncrona con respecto a la CPU, generalmente con una frecuencia de reloj de 10  MHz. El Compaq Deskpro 386 original es un ejemplo de este diseño.

Actualizaciones compatibles con pines

CPU típicas de actualización 386 de Cyrix y Texas Instruments

Posteriormente, Intel ofreció una versión modificada de su 486DX en formato i386, denominada Intel RapidCAD . Esto proporcionó una opción de actualización para usuarios con hardware compatible con i386. La actualización consistía en dos chips que reemplazaban tanto al i386 como al i387. Dado que el diseño del 486DX incluía una FPU , el chip que reemplazaba al i386 contenía la funcionalidad de punto flotante, mientras que el chip que reemplazaba al i387 tenía una función mínima. Sin embargo, este último chip era necesario para proporcionar la señal FERR a la placa base y funcionar como una unidad de punto flotante convencional.

Los fabricantes externos ofrecían una amplia gama de actualizaciones para sistemas SX y DX. Las más populares se basaban en el núcleo Cyrix 486DLC/SLC, que generalmente ofrecía una mejora sustancial en la velocidad gracias a su canalización de instrucciones más eficiente y su caché SRAM L1 interna . La caché solía ser de 1 KB, o a veces de 8 KB en la variante de TI. Algunos de estos chips de actualización (como el 486DRx2/SRx2) eran comercializados por la propia Cyrix, pero se encontraban con mayor frecuencia en kits ofrecidos por especialistas en actualizaciones como Kingston, Evergreen Technologies e Improve-It Technologies. Algunos de los módulos de actualización de CPU más rápidos incluían la familia IBM SLC/DLC (destacada por su caché L1 de 16 KB), o incluso el propio Intel 486. Muchos kits de actualización 386 se anunciaban como simples reemplazos directos, pero a menudo requerían software complejo para controlar la caché o la duplicación del reloj. Parte del problema radicaba en que, en la mayoría de las placas base 386, la línea A20 estaba controlada completamente por la placa base, sin que la CPU tuviera conocimiento de ello, lo que causaba problemas en las CPU con cachés internas.

En general, fue muy difícil configurar las actualizaciones para que produjeran los resultados anunciados en el embalaje, y a menudo las actualizaciones no eran muy estables o no eran totalmente compatibles.

Modelos y variantes

Primeros modelos de 5 V

i386DX

Intel i386DX, 25  MHz

Versión original, lanzada en octubre de 1985. La  versión de 16 MHz estaba disponible por US$299 en cantidades de 100. [ 35 ] La  versión de 20 MHz estaba disponible por US$599 en cantidades de 100. [ 13 ] La  versión de 33 MHz se lanzó el 10 de abril de 1989. [ 17 ]

  • Capaz de funcionar con buses externos de 16 o 32 bits.
  • Paquete: PGA -132 que estuvo disponible en muestras para el cuarto trimestre de 1985 [ 36 ] o PQFP-132
  • Proceso: Primeros tipos CHMOS III, 1,5  μm, posteriormente CHMOS IV, 1  μm
  • Tamaño del chip: 104  mm² (aprox. 10  mm × 10  mm) en CHMOS III y 39  mm² (6  mm × 6,5  mm) en CHMOS IV.
  • Número de transistores: 275.000 [ 2 ] [ 17 ]
  • Frecuencia máxima especificada: 12  MHz (modelos antiguos), posteriormente 16, 20, 25 y 33  MHz.

M80386

La versión militar se fabricó utilizando la tecnología de proceso CHMOS III. Fue diseñada para soportar 105 rads (Si) o más. Estaba disponible a 945 dólares cada una en cantidades de 100. [ 37 ]

80386SX

En 1988, Intel presentó el 80386SX , más comúnmente conocido como 386SX , una versión reducida del 80386 con un bus de datos de 16 bits, principalmente destinada a PC de menor costo dirigidas a los mercados doméstico, educativo y de pequeñas empresas, mientras que el 386DX siguió siendo la variante de gama alta utilizada en estaciones de trabajo, servidores y otras tareas exigentes. La CPU seguía siendo completamente de 32 bits internamente, pero el bus de 16 bits tenía como objetivo simplificar el diseño de la placa de circuitos y reducir el costo total. [ c ] El bus de 16 bits simplificó los diseños pero perjudicó el rendimiento. Solo 24 pines estaban conectados al bus de direcciones, por lo tanto, limitaba el direccionamiento a 16 MB , [ d ] pero esto no era una limitación crítica en ese momento. Las diferencias de rendimiento se debían no solo a los diferentes anchos del bus de datos, sino también a las memorias caché que mejoraban el rendimiento que a menudo se empleaban en las placas que usaban el chip original. Esta versión puede ejecutar software de aplicación de 32 bits a una velocidad del 70 al 90 por ciento de la CPU Intel386 DX estándar. [ 16 ] 

El 80386 original fue renombrado posteriormente como i386DX para evitar confusiones. Sin embargo, Intel luego utilizó el sufijo "DX" para referirse a la capacidad de coma flotante del i486DX. El 387SX era un componente 80387 compatible con el 386SX (es decir, con un bus de datos de 16 bits). El 386SX se presentaba en un encapsulado QFP de montaje superficial y, en ocasiones, se ofrecía con un zócalo para permitir su actualización.

El  386SX de 16 MHz contiene el BQFP de 100 pines. Estaba disponible por $165 en cantidades de 1000. También tiene un rendimiento de 2,5 a 3 MIPS. [ 14 ] La versión de bajo consumo estuvo disponible el 10 de abril de 1989. Esta versión utiliza entre un 20 y un 30 por ciento menos de energía y tiene una temperatura de funcionamiento más alta que la versión estándar, hasta 100  °C. [ 17 ] Estaban disponibles por USD $26 en cantidades de 5000 unidades. [ 38 ]

80386SL

El 80386SL se introdujo como una versión de bajo consumo para ordenadores portátiles . El procesador ofrecía varias opciones de administración de energía (por ejemplo, SMM ), así como diferentes modos de "suspensión" para ahorrar batería . [ 39 ] También incluía soporte para una caché externa de 16 a 64 KB . Las funciones adicionales y las técnicas de implementación de circuitos hicieron que esta variante tuviera más de 3 veces la cantidad de transistores que el i386DX. El i386SL estuvo disponible inicialmente a  una velocidad de reloj de 20 MHz, [ 40 ] y posteriormente se añadió el  modelo de 25 MHz. [ 41 ] Con este sistema, se redujo hasta un 40 % el espacio en pie en comparación con el sistema Intel386 SX. Esto se tradujo en un sistema más ligero, portátil y económico. [ 16 ]

Dave Vannier, el arquitecto jefe, diseñó este microprocesador. Les llevó dos años completar este diseño, ya que utiliza la arquitectura 386 existente para su implementación. Esto ayudó con herramientas avanzadas de diseño asistido por computadora que incluyen una simulación completa de la placa del sistema. Este chip contiene el núcleo de la CPU 386, controlador de bus AT, controlador de memoria, controlador de bus interno, lógica de control de caché junto con SRAM de etiquetas de caché y reloj. Esta CPU contiene 855,000 transistores que utilizan tecnología CHMOS IV de un micrón. Estaba disponible por $176 en cantidades de 1,000 unidades. [ 3 ] La versión de 25 MHz estaba disponible en muestras por $189 en cantidades de 1,000 piezas, esa versión finalmente se puso disponible en producción a finales de 1991. [ 42 ] Admite hasta 32 MB de espacio de direcciones físicas. [ 16 ] [ 43 ] Había una versión sin caché de 20 MHz del microprocesador Intel386 SL; al momento de la publicación, las muestras de esta versión estaban disponibles por $101 en cantidades de 1000 unidades. [ 44 ] Había microprocesadores de versión de bajo voltaje de 20 MHz y versiones sin caché de 16 y 20 MHz. Estos de bajo voltaje utilizan 3,3 voltios para su alimentación y también admiten el modo estático completo. Estaban disponibles por $94, $48 y $78 respectivamente en cantidades de 1000 unidades. [ 45 ]

SnapIn 386

En mayo de 1991, Intel presentó una actualización para los sistemas IBM PS/2 Modelo 50 y 60 que contenían microprocesadores 80286, convirtiéndolos a sistemas de 32 bits. El módulo SnapIn 386 es una tarjeta hija con un procesador 386SX de 20 MHz y 16 Kbytes de memoria SRAM de caché de mapeo directo. Se conecta directamente al zócalo 286 existente sin cables, puentes ni interruptores. En el invierno de 1992, se añadió un módulo adicional compatible con los sistemas IBM PS/2 Modelo 50 Z , 30 286 y 25 286. Ambos módulos estaban disponibles por 495 dólares. [ 46 ] [ 47 ]

RapidCAD

Un procesador Intel 486 DX con un embalaje especial y una unidad de punto flotante (FPU) ficticia, diseñados como reemplazos compatibles en cuanto a pines para un procesador i386 y una FPU i387 .

Versiones para sistemas embebidos

80376

El Intel i376.

El Intel 80376, presentado el 16 de enero de 1989, era una variante del Intel 80386SX destinada a sistemas embebidos . Se diferenciaba del 80386 en que no admitía el modo real (el procesador arrancaba directamente en modo protegido de 32 bits ) [ 48 ] y no tenía soporte para paginación en la MMU . El 376 estaba disponible a frecuencias de reloj  de 16 o 20 MHz .

Este procesador puede alcanzar hasta 3,0 MIPS a una velocidad de 16  MHz. Ofrece entre un 70 y un 80 por ciento del rendimiento del 80386 a la misma velocidad de reloj. Este procesador tiene un bus externo de 16 bits y un bus interno de 32 bits. El chipset Intel 82370, que contiene 8 canales DMA , 15 interrupciones , 4 temporizadores/contadores de 16 bits , un controlador de actualización de DRAM y un generador de estado de espera , está estrechamente integrado con este procesador, pero es compatible por software con el chipset Intel 82380. Ambos dispositivos se presentan en un encapsulado BQFP de 100 pines . Las versiones 80376 y 82370 también tienen encapsulados de 88 y 132 pines, respectivamente. La versión de plástico del 80376 costaba 99 dólares estadounidenses y la del 82370, 57 dólares estadounidenses, en cantidades de 100 unidades. [ 49 ] [ 50 ]

Fue sustituido por el mucho más exitoso 80386EX a partir de 1994, y finalmente se dejó de fabricar el 15 de junio de 2001.

i386EX, i386EXTB e i386EXTC

Intel i386EXTC, 25 MHz

Administración del sistema y de energía, y funciones de periféricos y soporte integradas: Dos controladores de interrupción 82C59A; Temporizador, Contador (3 canales); SIO asíncrono (2 canales); SIO síncrono (1 canal); Temporizador de vigilancia (Hardware/Software); PIO . Compatible con FPU 80387SX o i387SL.

  • Bus de datos/direcciones: 16/26 bits
  • Paquete: PQFP -132, SQFP -144 y PGA-168
  • Proceso: CHMOS V, 0,8  μm
  • Reloj máximo especificado:
    • i386EX: 16  MHz a 2,7–3,3 voltios o 20  MHz a 3,0–3,6 voltios o 25  MHz a 4,5–5,5 voltios
    • i386EXTB: 20  ​​MHz a 2,7–3,6 voltios o 25  MHz a 3,0–3,6 voltios
    • i386EXTC: 25  MHz a 4,5–5,5 voltios o 33  MHz a 4,5–5,5 voltios

Intel386 CX

El procesador Intel386 CX estuvo disponible en muestras alrededor de diciembre de 1993, pero su producción estaba prevista para el tercer trimestre de 1994. El precio de esta versión en 1994 era de 27,30 USD para pedidos de 5000 unidades. [ 51 ]

i386CXSA e i386SXSA (o i386SXTA)

Intel i386CXSA, 25 MHz

Modo de administración de energía transparente, MMU integrada y entradas compatibles con TTL (solo 386SXSA). Utilizable con FPU i387SX o i387SL.

  • Bus de datos/direcciones: 16/26 bits (24 bits para i386SXSA)
  • Paquete: BQFP -100
  • Voltaje: 4,5–5,5 voltios (25 y 33  MHz); 4,75–5,25 voltios (40  MHz)
  • Proceso: CHMOS V, 0,8  μm
  • Frecuencia máxima especificada: 25, 33, 40  MHz

i386CXSB

Modo de administración de energía transparente y MMU integrada . Compatible con FPU i387SX o i387SL.

  • Bus de datos/direcciones: 16/26 bits
  • Paquete: BQFP -100
  • Voltaje: 3,0 voltios (16  MHz) o 3,3 voltios (25  MHz)
  • Proceso: CHMOS V, 0,8  μm
  • Frecuencia máxima de reloj especificada: 16, 25  MHz

Obsolescencia

Comparación de tamaños de los modelos 286, 386 y 486.

Windows 95 fue la única entrada de la serie Windows 9x que admitía oficialmente el 386, requiriendo al menos un 386DX, aunque se recomendaba un 486 o superior; [ 52 ] Windows 98 requiere un 486DX o superior. [ 53 ] En la familia Windows NT , Windows NT 3.51 fue la última versión con soporte para el 386. [ 54 ] [ 55 ]

Debian GNU/Linux dejó de dar soporte al 386 con el lanzamiento de la versión 3.1 ( Sarge ) en 2005 y lo eliminó por completo en 2007 con la versión 4.0 ( Etch ). [ 56 ] [ 57 ] Citando la carga de mantenimiento de las primitivas SMP , los desarrolladores del kernel de Linux eliminaron el soporte del código base de desarrollo en diciembre de 2012, que posteriormente se lanzó como la versión 3.8 del kernel. [ 22 ]

Entre los BSD , las versiones 5.x de FreeBSD fueron las últimas en soportar el 386; el soporte para el 386SX se eliminó con la versión 5.2, [ 58 ] mientras que el soporte restante para el 386 se eliminó con la versión 6.0 en 2005. [ 59 ] OpenBSD eliminó el soporte para el 386 con la versión 4.2 (2007), [ 60 ] DragonFly BSD con la versión 1.12 (2008), [ 61 ] y NetBSD con la versión 5.0 (2009). [ 62 ]

Ingeniería inversa de microcódigo

En mayo de 2026, el microcódigo del Intel 80386 fue sometido a ingeniería inversa y desensamblado públicamente por un grupo que incluía a reenigne, Daniel Balsom ("gloriouscow"), Smartest Blob, nand2mario y Ken Shirriff. El trabajo reconstruyó el formato de microinstrucción de 37 bits del procesador e identificó más de 200 puntos de entrada de microcódigo, revelando detalles del decodificador de instrucciones del 80386, la lógica de protección, el comportamiento de paginación y las unidades de ejecución internas. El esfuerzo de ingeniería inversa también demostró que todas las instrucciones documentadas del 80386 se implementan a través de microcódigo, a diferencia de algunos procesadores x86 anteriores y posteriores que ejecutan ciertas instrucciones completamente en lógica cableada. [ 63 ] [ 64 ] [ 65 ] El equipo descubrió que, a diferencia del Intel 8086 (y también a diferencia de las CPU modernas), el 80386 siempre ejecuta una μ-op y hay microcódigo para cada instrucción. El código fuente se publicó en GitHub. [ 66 ] Cuando se ejecuta en la FPGA X386 , el microcódigo puede arrancar DOS 6 y DOS 7, puede ejecutar programas en modo protegido DOS/4GW y DOS/32A, y puede jugar a Doom y Cannon Fodder . [ 65 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ El 80286 era en sí mismo una extensión de la arquitectura 8086 con funciones avanzadas de administración de memoria y un rendimiento significativamente mejor.
  2. ↑ Esto considera únicamente el rendimiento de enteros, ya que los procesadores anteriores al 486DX requieren un coprocesador para realizar cálculos de punto flotante por hardware. Los aumentos en el rendimiento de punto flotante se miden en decenas de miles de veces, en comparación con el coprocesador de punto flotante del 8086, el 8087 , o cientos de miles de veces en comparación con las implementaciones de software de punto flotante en el 8086 .
  3. ↑ Este fue un enfoque similar al utilizado por Intel con el 8088 , un derivado del Intel 8086, que se utilizó en el IBM PC original.
  4. ↑ El límite de 16 MB era similar al del 68000 , un procesador comparable.

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