Intel i386 [Intel / 1985]

 

 

인텔 386, 원래 80386으로 출시된 후 i386로 이름이 변경된 이 32비트 마이크로프로세서는 인텔에서 설계한 것이다. 386의 초기 프리프로덕션 샘플은 1985년에 선택된 개발자들에게 배포되었으며, 대량 생산은 1986년에 시작된 것이다. 이 프로세서는 x86 아키텍처의 중요한 발전을 나타내며, 인텔 8008까지 거슬러 올라가는 긴 프로세서 계열의 연장선상에 있다. 386은 당시 많은 워크스테이션과 고급 개인 컴퓨터의 중앙 처리 장치(CPU)로 사용된 것이다. 386은 1989년에 i486 프로세서가 출시되면서 대중 사용에서 점차 사라지기 시작했지만, 임베디드 시스템에서는 인텔이 2007년에 결국 단종할 때까지 널리 사용된 것이다.

 

인텔 80286에 비해, 80386은 세 단계의 명령어 파이프라인을 추가하여 총 6단계 명령어 파이프라인을 구성하고, 아키텍처를 16비트에서 32비트로 확장했으며, 칩 내 메모리 관리 장치를 추가한 것이다. 이 페이지 변환 유닛은 가상 메모리를 사용하는 운영 체제를 구현하는 데 훨씬 용이하게 만든 것이다. 또한 레지스터 디버깅을 지원한 것이다.

80386은 실모드, 보호모드, 가상모드의 세 가지 운영 모드를 특징으로 하는데, 보호모드는 80286에서 처음 도입된 것이며, 386이 최대 4GB의 메모리를 주소 지정할 수 있도록 확장된 것이다. 세그먼트 주소 지정 시스템이 추가되어 최대 64테라바이트의 가상 메모리를 확장할 수 있게 된 것이다. 새로운 가상 8086 모드(VM86)는 보호된 환경에서 하나 이상의 실모드 프로그램을 실행할 수 있게 해주었지만, 일부 프로그램은 호환되지 않았던 것이다.

32비트 i386은 8086 및 80286과 같은 이전의 16비트 프로세서를 위해 설계된 대부분의 코드를 올바르게 실행할 수 있는 것이다. i386 아키텍처의 원래 구현으로서, i386의 명령어 집합, 프로그래밍 모델, 그리고 이진 인코딩은 여전히 모든 32비트 x86 프로세서의 공통 분모가 되고 있다. 시간이 지나면서, 동일한 아키텍처의 새 구현은 원래 80386보다 수백 배, 8086보다 수천 배 더 빨라진 것이다.

 

생산 역사에 따르면, i386 기술의 개발은 1982년에 내부 이름 P3로 시작된 것이다. 80386 개발의 테이프 아웃은 1985년 7월에 최종 확정된 것이다. 80386은 소프트웨어 개발 워크스테이션을 위해 1985년 10월에 프리프로덕션 샘플로 소개된 것이다. 칩의 대량 생산은 1986년 6월에 시작되었으며, 80286 기반 컴퓨터를 386으로 업그레이드할 수 있게 해주는 첫 번째 플러그인 장치인 Translator 386이 함께 출시된 것이다. 80386 기반 컴퓨터 시스템의 메인보드는 처음에는 크고 비쌌지만, 80386의 주류 채택에 따라 제조가 정당화된 것이다. 80386을 최초로 사용한 개인용 컴퓨터는 Compaq에서 설계 및 제조한 Deskpro 386이었으며, 이는 IBM PC 호환의 사실상 표준에서 IBM 외의 회사가 기본 구성 요소를 업데이트한 첫 번째 사례인 것이다.

 

최초의 386 버전은 275,000개의 트랜지스터를 갖추고 있었으며, 20MHz 버전은 4–5 MIPS로 작동하는 것이다. 또한, 초당 8,000에서 9,000 Dhrystone을 수행한 것이다. 25MHz 386 버전은 7 MIPS의 성능을 나타낸 것이다. 33MHz 80386은 약 11.4와 11.5 MIPS로 작동하는 것으로 보고되었다. 이 프로세서들은 약 4.4 클록/명령어로 작동한 것이다.

2006년 5월, 인텔은 i386 생산이 2007년 9월 말에 중단될 것이라고 발표한 것이다. 개인용 컴퓨터 CPU로서는 오래 전에 구식이 되었지만, 인텔 및 기타 회사들은 임베디드 시스템용으로 이 칩을 계속 생산한 것이다. i386 또는 그 파생 제품을 사용하는 시스템은 항공 우주 기술 및 전자 음악 기기 등에서 일반적인 것이다. 일부 모바일 폰에서도 i386 프로세서(나중에 완전 정적 CMOS 변형)를 사용한 예가 있는데, 블랙베리 950 및 노키아 9000 커뮤니케이터가 그 예인 것이다. 리눅스는 2012년 12월 11일에 커널이 3.8 버전에서 386 전용 명령어를 제거할 때까지 i386 프로세서를 지원한 것이다.

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Intel 386, originally released as 80386 and later renamed i386, is a 32-bit microprocessor designed by Intel. The early pre-production samples of the 386 were distributed to selected developers in 1985, and mass production began in 1986. This processor represents a significant advancement in the x86 architecture and is a continuation of a long line of processors that dates back to the Intel 8008. The 386 was widely used as the central processing unit (CPU) for many workstations and high-end personal computers at the time. It began to fade from widespread use with the release of the i486 processor in 1989, but it remained widely used in embedded systems until Intel eventually discontinued it in 2007.

Compared to the Intel 80286, the 80386 added a three-stage instruction pipeline, resulting in a total of six stages, expanded the architecture from 16-bit to 32-bit, and included an on-chip memory management unit. This page translation unit greatly facilitated the implementation of operating systems using virtual memory. It also supported register debugging.

 

The 80386 features three operating modes: real mode, protected mode, and virtual mode. The protected mode, which was first introduced in the 80286, was expanded in the 386 to address up to 4GB of memory. With the addition of a segmented addressing system, it was possible to expand the virtual memory to a maximum of 64 terabytes. The new virtual 8086 mode (VM86) allowed one or more real mode programs to run in a protected environment, although some programs were not compatible.

 

The 32-bit i386 can correctly execute most code designed for previous 16-bit processors like the 8086 and 80286. As the original implementation of the i386 architecture, the instruction set, programming model, and binary encoding of the i386 remain the common denominator for all 32-bit x86 processors. Over time, new implementations of the same architecture have become hundreds or thousands of times faster than the original 80386 or 8086.

 

According to production history, the development of i386 technology began in 1982 under the internal name P3. The tape-out of the 80386 was finalized in July 1985. The 80386 was introduced as pre-production samples for software development workstations in October 1985. Mass production of the chip began in June 1986, alongside the release of the first plug-in device, the Translator 386, which allowed upgrades from 80286-based computers to 386. Initially, the motherboards for 80386-based computer systems were large and expensive, but their manufacturing was justified as the 80386 gained mainstream adoption. The first personal computer to use the 386 was the Deskpro 386, designed and manufactured by Compaq, marking the first instance where a non-IBM company updated the core components in what had effectively become the IBM PC compatible standard.

 

The first version of the 386 featured 275,000 transistors, and the 20MHz version operated at 4-5 MIPS. It executed 8,000 to 9,000 Dhrystone per second. The 25MHz 386 version showed a performance of 7 MIPS, while the 33MHz 80386 reportedly operated at about 11.4 to 11.5 MIPS. These processors operated at around 4.4 clock cycles per instruction.

In May 2006, Intel announced that production of the i386 would cease at the end of September 2007. Although it had long been outdated as a personal computer CPU, Intel and other companies continued to manufacture this chip for embedded systems. Systems using the i386 or its derivatives are common in aerospace technology and electronic music devices. Some mobile phones, like the BlackBerry 950 and Nokia 9000 Communicator, also used the i386 processor (later with fully static CMOS variants). Linux continued to support the i386 processor until it removed the 386-specific instructions in version 3.8 of the kernel on December 11, 2012.

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インテル 386（元々 80386 として発売され、その後 i386 に改名）は、インテルによって設計された 32 ビットマイクロプロセッサです。386 の初期のプレプロダクションサンプルは、1985 年に選ばれた開発者に配布され、1986 年に量産が開始されました。このプロセッサは、x86 アーキテクチャの重要な進展を表し、インテル 8008 にまでさかのぼる長いプロセッサ系列の延長線上にあります。386 は、当時多くのワークステーションや高級パーソナルコンピュータの中央処理装置（CPU）として広く使用されました。1989 年に i486 プロセッサが発売されると、一般的な使用から徐々に姿を

消しましたが、インテルが 2007 年に最終的に廃止するまで、組み込みシステムでは広く使用されていました。

 

インテル 80286 に比べて、80386 は三段階の命令パイプラインを追加し、合計で 6 段階の命令パイプラインを構成し、アーキテクチャを 16 ビットから 32 ビットに拡張し、チップ内メモリ管理装置を追加しました。このページ変換ユニットは、仮想メモリを使用するオペレーティングシステムの実装を大幅に容易にしました。また、レジスタデバッグをサポートしました。

 

80386 は、リアルモード、プロテクトモード、バーチャルモードの三つのオペレーティングモードを特徴としています。プロテクトモードは、80286 で初めて導入され、386 では最大 4GB のメモリをアドレス指定できるように拡張されました。セグメントアドレス指定システムが追加され、最大 64 テラバイトの仮想メモリを拡張できるようになりました。新しい仮想 8086 モード（VM86）は、保護された環境で 1 つ以上のリアルモードプログラムを実行できるようにしましたが、一部のプログラムは互換性がありませんでした。

 

32 ビット i386 は、8086 や 80286 といった以前の 16 ビットプロセッサのために設計されたほとんどのコードを正しく実行することができます。i386 アーキテクチャの元々の実装として、i386 の命令セット、プログラミングモデル、バイナリエンコーディングは、すべての 32 ビット x86 プロセッサの共通基盤となっています。時が経つにつれて、同じアーキテクチャの新しい実装は、元の 80386 よりも数百倍、8086 よりも数千倍も速くなりました。

 

生産の歴史によれば、i386 技術の開発は 1982 年に内部名 P3 の下で始まりました。80386 のテープアウトは 1985 年 7 月に最終確定されました。80386 は 1985 年 10 月にソフトウェア開発ワークステーション用のプレプロダクションサンプルとして紹介されました。チップの量産は 1986 年 6 月に開始され、80286 ベースのコンピュータを 386 にアップグレードするための最初のプラグインデバイスである Translator 386 が同時に発売されました。80386 ベースのコンピュータシステムのマザーボードは当初大きく高価でしたが、80386 の主流採用により製造が正当化されました。386 を最初に使用したパーソナルコンピュータは、Compaq が設計・製造した Deskpro 386 であり、これは IBM PC 互換の事実上の標準で IBM 以外の企業が基本構成要素を更新した最初の例です。

 

最初の 386 バージョンは 275,000 個のトランジスタを搭載しており、20MHz バージョンは 4～5 MIPS で動作しました。また、1 秒間に 8,000 から 9,000 Dhrystone を実行しました。25MHz の 386 バージョンは 7 MIPS の性能を示し、33MHz の 80386 は約 11.4 から 11.5 MIPS で動作していると報告されました。これらのプロセッサは、約 4.4 クロック/命令で動作しました。

 

2006 年 5 月、インテルは i386 の生産が 2007 年 9 月末に中止されると発表しました。パーソナルコンピュータの CPU としてはとっくに時代遅れとなっていましたが、インテルや他の企業は組み込みシステム用にこのチップを引き続き製造しました。i386 またはその派生製品を使用するシステムは、宇宙技術や電子音楽機器などで一般的です。一部のモバイルフォンでも、i386 プロセッサ（後に完全静的 CMOS 変種）を使用した例があり、BlackBerry 950 および Nokia 9000 Communicator がその例です。Linux は 2012 年 12 月 11 日にカーネルの 3.8 バージョンで 386 専用命令を削除するまで i386 プロセッサをサポートしていました。