1.1.2 IA-32處理器

IBM PC系列機的廣泛應(yīng)用推動了處理器芯片的生產(chǎn)。Intel公司在推出32位結(jié)構(gòu)的80386處理器后，明確宣布80386芯片的指令集體系結(jié)構(gòu)（Instruction Set Architecture，ISA）為以后開發(fā)的80x86系列處理器的標準，稱為Intel 32位結(jié)構(gòu)（Intel Architecture-32，IA-32）。現(xiàn)在，Intel公司的80386、80486以及Pentium各代處理器統(tǒng)稱為IA-32處理器或32位80x86處理器。

1.80386

1985年，Intel 80x86處理器進入第三代80386。80386處理器采用32位結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)總線為32位，地址總線也是32位，可尋址4GB（1GB=230B=1024MB）主存，時鐘頻率為16MHz、25MHz和33MHz。IA-32指令系統(tǒng)在兼容原16位80286指令系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，全面升級為32位，還新增了有關(guān)位操作、條件設(shè)置等指令。

80386除保持與80286兼容外，還提供了虛擬8086工作方式（Virtual 8086 Mode）。虛擬8086工作方式是在保護方式下的一種特殊狀態(tài)，類似于8086工作方式但又接受保護方式的管理，能夠模擬多個8086處理器。32位PC的Windows操作系統(tǒng)采用保護方式，其MS-DOS命令行（環(huán)境）就是虛擬8086工作方式，而早期采用的DOS操作系統(tǒng)是以實方式為基礎(chǔ)建立的。

2.80486

1989年，Intel公司推出80486處理器。它的內(nèi)部集成了120萬個晶體管，最初的時鐘頻率為25MHz，很快發(fā)展到33MHz和50MHz。從結(jié)構(gòu)上來說，80486=80386+80387+8KB Cache，即80486把80386處理器與80387數(shù)學協(xié)處理器和8KB高速緩沖存儲器（Cache）集成在一個芯片上，使處理器的性能大大提高。

傳統(tǒng)上，中央處理單元主要是整數(shù)處理器。為了協(xié)助處理器處理浮點數(shù)據(jù)（實數(shù)），Intel公司設(shè)計了數(shù)學協(xié)處理器，后被稱為浮點處理單元（Floating-point Processing Unit，F(xiàn)PU）。配合8086和8088整數(shù)處理器的數(shù)學協(xié)處理器是8087，配合80286的數(shù)學協(xié)處理器是80287，配合80386的數(shù)學協(xié)處理器是80387。而從80486開始，F(xiàn)PU已經(jīng)被集成到處理器中。這樣，IA-32處理器的指令系統(tǒng)也就包含了浮點指令，能夠直接對浮點數(shù)據(jù)進行處理。

3.Pentium系列

Pentium芯片應(yīng)該稱為80586處理器，因為數(shù)字很難進行商標版權(quán)保護而特意取名。其實，Pentium是源于希臘文“pente”（數(shù)字5），再加上后綴-ium（化學元素周期表中命名元素常用的后綴）變化而來的。同時，Intel公司為其取了一個響亮的中文名稱“奔騰”，并進行了商標注冊。

Intel公司于1993年推出Pentium處理器，于1995年正式推出Pentium Pro處理器（原來被稱為P6，中文名稱為“高能奔騰”）。在處理器結(jié)構(gòu)上，Pentium處理器主要引入了超標量（Superscalar）技術(shù)，Pentium Pro處理器主要采用了動態(tài)執(zhí)行技術(shù)來提升處理器性能。它們增加了若干條整數(shù)指令，完善了浮點指令。

前面所述的各代IA-32處理器都新增了若干條實用指令，但非常有限。為了順應(yīng)微機向多媒體和通信方向發(fā)展，Intel公司及時在其處理器中加入了多媒體擴展（MultiMedia eXtension，MMX）技術(shù)。MMX技術(shù)于1996年正式公布，它在IA-32指令系統(tǒng)中新增了57條整數(shù)運算多媒體指令，可以用這些指令對圖像、音頻、視頻和通信方面的程序進行優(yōu)化，使微機對多媒體的處理能力較原來有了大幅度提升。帶有MMX技術(shù)的Pentium處理器就是Pentium MMX（多能奔騰）。帶有MMX技術(shù)的Pentium Pro處理器就是1997年推出的Pentium Ⅱ。

1999年，針對互聯(lián)網(wǎng)和三維多媒體程序的應(yīng)用要求，Intel公司在Pentium Ⅱ的基礎(chǔ)上又新增了70條SSE（Streaming SIMD Extensions）指令（原稱為MMX-2指令），開發(fā)了Pentium Ⅲ。SSE指令側(cè)重于浮點單精度多媒體運算，極大地提高了浮點3D數(shù)據(jù)的處理能力。SSE指令類似于AMD公司發(fā)布的3D Now！指令。由于這些多媒體指令具有顯著的單指令多數(shù)據(jù)（Single Instruction Multiple Data，SIMD）處理能力，即一條指令可以同時進行多組數(shù)據(jù)的操作，因此現(xiàn)在將其統(tǒng)稱為SIMD指令。

2000年11月，Intel公司推出Pentium 4，它新增了76條SSE2指令集，側(cè)重于增強浮點雙精度多媒體運算能力。2003年，新一代Pentium 4處理器又新增了13條SSE3指令，用于補充、完善SIMD指令集。