Intel 80386SX¶

Intel 80386SX — это 16-разрядный микропроцессор архитектуры x86, выпущенный корпорацией Intel в 1988 году. Он представляет собой урезанную и более дешёвую версию 32-разрядного процессора Intel 80386, предназначенную для снижения стоимости персональных компьютеров и расширения рынка 32-разрядных вычислений. Основное отличие от оригинального 386DX заключалось в 16-разрядной внешней шине данных и 24-разрядной шине адреса, что ограничивало производительность и максимальный объём адресуемой памяти, но позволяло использовать более дешёвые материнские платы и компоненты.

¶История

¶Предпосылки создания

К середине 1980-х годов процессор Intel 80386 (386DX), выпущенный в 1985 году, стал стандартом для высокопроизводительных компьютеров, предлагая 32-разрядную архитектуру и поддержку многозадачности. Однако его внедрение сдерживалось высокой стоимостью: для работы требовались 32-разрядные материнские платы, контроллеры памяти и периферийные устройства, что делало систему дорогой. В то же время на рынке доминировали 16-разрядные процессоры Intel 80286 и его аналоги, которые были значительно дешевле, но не могли обеспечить полную 32-разрядную производительность.

¶Разработка и анонс

Intel решила создать промежуточное решение, которое позволило бы использовать 32-разрядное ядро 386, но с 16-разрядной внешней шиной для совместимости с существующими дешёвыми компонентами. Разработка велась под руководством инженеров Intel, и в 1988 году процессор был анонсирован под названием Intel 80386SX (иногда обозначаемый как 386SX). Первые образцы поступили в продажу в начале 1989 года.

¶Рыночный успех

Intel 80386SX стал одним из самых коммерчески успешных процессоров своего времени. Он позволил производителям компьютеров, таким как Compaq, Dell и IBM, выпускать «бюджетные» 32-разрядные системы по цене, сопоставимой с системами на 80286. Это стимулировало массовый переход от 16-разрядных вычислений к 32-разрядным, особенно в сегменте домашних и офисных компьютеров. Продажи 386SX продолжались до середины 1990-х годов, когда его вытеснили процессоры Intel 80486 и их клоны.

¶Архитектура и характеристики

¶Ядро и регистры

Внутреннее ядро Intel 80386SX было полностью 32-разрядным, как и у 386DX. Это означало, что процессор мог выполнять 32-разрядные инструкции, работать с 32-разрядными регистрами (EAX, EBX, ECX, EDX, ESI, EDI, EBP, ESP, EIP) и поддерживать 32-разрядную адресацию памяти. Однако из-за урезанной внешней шины данные передавались в ядро и из него 16-битными порциями, что снижало производительность.

¶Внешняя шина

• Шина данных: 16 бит (против 32 бит у 386DX).
• Шина адреса: 24 бита (против 32 бит у 386DX).
• Максимальный объём адресуемой памяти: 16 мегабайт (2^24 байт) против 4 гигабайт у 386DX.

¶Тактовая частота

Процессор выпускался в нескольких вариантах с тактовыми частотами:

• 16 МГц (базовая модель)
• 20 МГц
• 25 МГц (более редкая версия)
• 33 МГц (встречалась в некоторых поздних ревизиях)

¶Технологический процесс

Процессор изготавливался по 1,5-микрометровой (1500 нм) КМОП-технологии, что обеспечивало относительно низкое энергопотребление (около 2–3 Вт в зависимости от частоты). Корпус — 100-выводной PQFP (Plastic Quad Flat Package) или 100-выводной PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier).

¶Режимы работы

Intel 80386SX поддерживал три режима работы, унаследованные от архитектуры 386:

• Реальный режим (Real Mode) — совместимость с программным обеспечением для 8086/8088, адресация до 1 МБ.
• Защищённый режим (Protected Mode) — поддержка многозадачности, виртуальной памяти, защиты страниц, адресация до 16 МБ.
• Виртуальный режим 8086 (Virtual 8086 Mode) — эмуляция нескольких сессий реального режима в защищённом режиме.

¶Сравнение с Intel 80386DX

¶Применение

¶Персональные компьютеры

Intel 80386SX широко использовался в бюджетных и среднебюджетных персональных компьютерах конца 1980-х — начала 1990-х годов. Типичная конфигурация включала:

• Материнская плата с 16-разрядными слотами ISA (Industry Standard Architecture).
• 1–4 МБ оперативной памяти (часто SIMM-модули 30-контактные).
• Жёсткий диск объёмом 20–80 МБ.
• Видеокарта с поддержкой VGA (Video Graphics Array).

Такие системы были способны запускать операционные системы MS-DOS, Windows 3.0/3.1, а также ранние версии OS/2. Они обеспечивали достаточную производительность для офисных приложений (текстовые процессоры, электронные таблицы) и несложных игр.

¶Встраиваемые системы

Благодаря низкой стоимости и совместимости с 32-разрядным программным обеспечением, 386SX также применялся во встраиваемых системах, промышленных контроллерах и терминалах. Встречался в некоторых моделях ноутбуков (например, Compaq LTE 386s/20).

¶Клоны и лицензирование

Intel лицензировала архитектуру 386SX другим производителям, таким как AMD, Cyrix и IBM, которые выпускали собственные клоны (например, AMD Am386SX, Cyrix Cx486SLC). Эти процессоры часто были дешевле оригиналов и использовались в компьютерах бюджетного сегмента.

¶Влияние на рынок

¶Переход к 32-разрядным вычислениям

Intel 80386SX сыграл ключевую роль в популяризации 32-разрядной архитектуры. До его появления 32-разрядные процессоры были доступны только в дорогих рабочих станциях и серверах. 386SX сделал 32-разрядные вычисления доступными для массового рынка, что стимулировало разработку 32-разрядного программного обеспечения (Windows 3.0, OS/2 2.0).

¶Конкуренция с Intel 80286

Процессор 386SX напрямую конкурировал с Intel 80286, который оставался популярным в бюджетных системах. Благодаря более высокой производительности (особенно в многозадачных средах) и лучшей поддержке памяти, 386SX постепенно вытеснил 286 с рынка к началу 1990-х годов.

¶Наследие

Intel 80386SX стал одним из последних процессоров, использующих 16-разрядную внешнюю шину. С появлением Intel 80486 в 1989 году и последующих поколений, 32-разрядная шина стала стандартом. Тем не менее, 386SX оставался в производстве до 1997 года, а его клоны использовались во встраиваемых системах ещё дольше.

¶Интересные факты

• Процессор Intel 80386SX имел кодовое имя «P9» (в отличие от «P7» для 386DX).
• В некоторых системах на базе 386SX использовалась технология «Turbo» — кнопка на передней панели корпуса, которая переключала тактовую частоту между 16 и 8 МГц для совместимости с программами, рассчитанными на более медленные процессоры.
• Процессор 386SX поддерживал математический сопроцессор Intel 80387SX (вариант 387DX с 16-разрядной шиной), который устанавливался в отдельный сокет на материнской плате.

¶Источники

• Intel Corporation. «Intel 80386SX Microprocessor Data Sheet». 1988.
• Шапиро, Д. «История микропроцессоров Intel». М.: Радио и связь, 1995.
• Mueller, S. «Upgrading and Repairing PCs». 15th Edition. Que Publishing, 2003.
• «Intel 80386SX: A Budget-Friendly 32-Bit Processor». Computer History Museum, 2020.