Mengenal Prosessor Intel x86 / IA-32 ~ KodeKu

Intel x86 / IA-32

x86 atau 80x86 adalah nama umum dari arsitektur mikroprosesor yang pertama kali dikembangkan dan diproduksi oleh Intel. Arsitektur x86 saat ini mendominasi komputer desktop, komputer portabel, dan pasar server sederhana.

Arsitektur ini dikenal dengan nama x86 karena prosesor-prosesor awal dari keluarga arsitektur ini memiliki nomor model yang diakhiri dengan urutan angka "86" seperti prosesor 8086, 80186, 80286, 386, dan 486. Karena nomor tidak bisa dijadikan merek dagang, Intel akhirnya menggunakan kata Pentium untuk merek dagang processor generasi kelima mereka. Pada tahun 1985, Intel mengumumkan rancangan generasi 386 32-bit arsitektur 32-bit ini dikenal dengan nama x86-32 atau IA-32 (singkatan dari Intel Architecture, 32-bit).

· Sejarah

Arsitektur x86 pertama kali hadir melalui 8086 CPU pada tahun 1978. Intel 8086 adalah pengembangan dari mikroprosesor Intel 8080 (yang dibangun mengikuti arsitektur dari 4004 dan 8008), dan program bahasa rakitan dari 8080 dapat diterjemahkan secara mekanik ke program yang setara ke bahasa rakitan untuk 8086. Kehadiran platform PC secara luas membuat arsitektur x86 menjadi arsitektur CPU yang paling sukses selama ini.

· Rancangan

Arsitektur x86 adalah rancangan Set Instruksi Komputer Kompleks (Complex Instruction Set Computer) dengan panjang instruksi yang bervariasi. Word disimpan dengan urutan endian-kecil. Kompatibilitas mundur menjadi motivasi terkuat dalam pengembangan arsitektur x86. Prosesor-prosesor terkini dari x86 menerapkan beberapa langkah penerjemah (dekoder).

Mikroprosesor x86 dapat bekerja dalam beberapa modus berikut:

Real-mode (Modus Real)
Protected Mode (Modus terproteksi)
Virtual Protected Mode (Modus Terproteksi Virtual)
Compatibility Mode
Long Mode/IA32e Full Mode

1. Real-Mode

Real-Mode adalah sebuah modus di mana prosesor Intel x86 berjalan seolah-olah dirinya adalah sebuah prosesor Intel 8086 atau Intel 8088, meski ia merupakan prosesor Intel 80286 atau lebih tinggi. Karenanya, modus ini juga disebut sebagai modus 8086 (8086 Mode). Dalam modus ini, prosesor hanya dapat mengeksekusi instruksi 16-bit saja dengan menggunakan register internal yang berukuran 16-bit, serta hanya dapat mengakses hanya 1024 KB dari memori karena hanya menggunakan 20-bit jalur bus alamat. Semua program DOS berjalan pada modus ini.

Prosesor yang dirilis setelah 8086, semacam Intel 80286 juga dapat menjalankan instruksi 16-bit, tetapi jauh lebih cepat dibandingkan 8086. Dengan kata lain, Intel 80286 kompatibel dengan prosesor Intel 8086 yang didesain sebelumnya.

Dalam Real-mode, tidak ada proteksi ruang alamat memori, sehingga tidak dapat melakukan multi-tasking. Inilah sebabnya, mengapa program-program DOS bersifat single-tasking. Jika dalam modus real terdapat multi-tasking, maka kemungkinan besar antara dua program yang sedang berjalan akan terjadi tabrakan (crash) antara satu dengan lainnya.

2. Protected Mode

Modus terproteksi (protected mode) adalah sebuah modus di mana terdapat proteksi ruang alamat memori yang ditawarkan oleh mikroprosesor untuk digunakan oleh sistem operasi. Modus ini datang dengan mikroprosesor Intel 80286 atau yang lebih tinggi. Karena memiliki proteksi ruang alamat memori, maka dalam modus ini sistem operasi dapat melakukan multitasking.

Prosesor Intel 80286 memang dilengkapi kemampuan masuk ke dalam modus terproteksi, tetapi tidak dapat keluar dari modus tersebut tanpa harus mengalami reset (warm boot atau cold boot). Kesalahan ini telah diperbaiki oleh Intel dengan merilis prosesor Intel 80386 yang dapat masuk ke dalam modus terproteksi dan keluar darinya tanpa harus melakukan reset. Inilah sebabnya mengapa Windows 95/Windows 98 dilengkapi dengan modus Restart in MS-DOS Mode, meski sebenarnya sistem operasi tersebut merupakan sistem operasi yang berjalan dalam modus terproteksi.

3. Virtual Protected Mode

Virtual Protected Mode juga kadang disebut sebagai Virtual Real Mode. Dalam modus ini, sebuah prosesor Intel x86 berjalan dalam modus terproteksi tetapi mengizinkan aplikasi-aplikasi 16-bit real-mode agar dapat dijalankan di atas sistem operasi. Microsoft Windows 3.1, yang berjalan di dalam modus Enhanced 386, Windows 95, dan Windows 98 mendukung modus ini. Sistem-sistem operasi dapat menjalankan beberapa aplikasi 16-bit real-mode secara sekaligus, pada window MS-DOS Prompt yang berbeda-beda, karena memang Microsoft mengimplementasikan sebuah lapisan emulasi yang disebut sebagai DOS Protected Mode Interface (DPMI). Setiap window MS-DOS Prompt yang dibuat, aplikasi hanya berjalan dalam real mode, tetapi karena Windows 3.1 dan Windows 95/98 berjalan dalam modus terproteksi, aplikasi akan menganggap dirinya berjalan pada komputer yang berbeda, meski pada fisiknya mereka dijalankan pada modus yang sama. Hal ini mengizinkan aplikasi-aplikasi 16-bit real-mode agar dapat dijalankan secara serentak (multitasking), meski pada awalnya aplikasi 16-bit berjalan dalam kondisi single-tasking.

DPMI digunakan oleh Windows 3.1 ke atas untuk mengakses extended memory agar dapat digunakan oleh aplikasi Windows. DPMI mengizinkan program-program dapat menggunakan memori yang lebih banyak, meski realnya program tersebut merupakan program 16-bit. Hal ini populer dilakukan, khususnya bagi program-program game komputer DOS, karena game-game tersebut dapat mengakses lebih dari 1 MB oleh system operasi. DPMI dapat melakukan switching prosesor dari real-mode ke protected mode atau sebaliknya.

4. Compatibility Mode

Modus kompatibilitas adalah sebuah modus prosesor berbasis IA32e x86-64, AMD64, EM64T, atau x64 di mana prosesor sedang menjalankan instruksi 32-bit yaitu sistem operasi 32-bit dan aplikasinya yang dijalankan oleh prosesor x64 atau sistem operasi 64-bit yang menjalankan aplikasi 32-bit. Dalam modus ini, prosesor tersebut bekerja seolah-olah dirinya adalah prosesor x86 32-bit, sehingga hanya dapat mengalamati memori hingga 4 GB saja.

5. Long Mode/IA32e Full Mode

Modus panjang (long mode) adalah sebuah modus prosesor 64-bit IA32e ,x86-64,AMD64,x64,atau EM64T yang berjalan di atas sistem operasi 64-bit, sehingga ia dapat mengeluarkan seluruh kemampuannya, seperti halnya mengakses memori lebih besar daripada 4 GB (hingga batasan yang dimiliki oleh prosesor dan sistem operasi). Hanya beberapa sistem operasi yang dapat menjalankan prosesor IA32e dalam modus ini, yakni Windows XP Professional x64 Edition, Windows Server 2003, GNU/Linux (versi kernel 2.6 ke atas), Solaris 10 dan beberapa varian UNIX lainnya.

x86 telah diproduksi dan dipasarkan oleh perusahaan perusahaan ini, termasuk :

· Intel

· AMD

· Chips and Technologies

· Cyrix

· IBM

· IDT

· National Semiconductor

· NEC

· NexGen

· Rise Technology

· SGS-Thomson

· SiS

· Texas Instruments

· Transmeta

· UMC

· VIA

Yang termasuk prosesor x86 yaitu :

8086, 8088, 80186, 80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro, Pentium II, Celeron, Pentium III, Pentium 4, Pentium M, Pentium D, Pentium Extreme Edition, Xeon, Core, Core 2

sumber: id.wikipedia.org