Prozessor-Architektur

Der x86-Prozessor wird 30 - wie Intel dank IBM alle Gipfel stürmte

23.06.2008
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Simon Hülsbömer betreut als Senior Research Manager Studienprojekte in der Marktforschung von CIO, CSO und COMPUTERWOCHE. Zuvor entwickelte er Executive-Weiterbildungen und war rund zehn Jahre lang als (leitender) Redakteur tätig. Hier zeichnete er u.a. für die Themen IT-Sicherheit und Datenschutz verantwortlich.

Mit 32 Bit in ein neues IT-Zeitalter

Mit dem 386-Prozessor vollzog Intel 1985 den Wechsel zur 32-Bit-Architektur (IA-32, oft auch i386 genannt), deren Funktionen auch in allen Nachfolgemodellen bis zum Intel-Core-2-Duo-Prozessor immer noch vorhanden sind. Die Register dieser Prozessorfamilie sowie der Adressraum der Architektur sind 32 Bit breit. Obwohl der Sprung von den 16 Bit in den 32 Bit breiten Datenpfad gewaltig war, blieb auch dieser Prozessor binärkompatibel zu seinen Vorläufern. Der Intel-386-Chip kam auf 275.000 Transistoren und erreichte - bei einer maximalen Taktrate von 33 Megahertz - eine Spitzenleistung von zwölf MIPS (Millionen Instruktionen pro Sekunde). Damit erschloss er eine neue Dimension des Personal Computing, indem er die Client-Server-Architektur und damit den Aufbau von PC-Netzwerken ermöglichte.

Chipdesigner Patrick Gelsinger, Executive Vice President bei Intel, stellt die Markteinführung des 32-Bit-Chips 80386 so denn auch als Wendepunkt für die gesamte PC-Industrie dar. Es sei seinerzeit nicht klar gewesen, warum das Unternehmen auf 32 Bit setzte. "Die Leute verstanden unser Vorgehen nicht und verspotteten uns als verschwenderisch. Sie meinten, dass eine 32-Bit-Architektur nur etwas für Minicomputer und Mainframes sei", blickt Gelsinger zurück.

IBMs Betriebssystem OS/2 kann rückblickend als Reinfall betrachtet werden.
IBMs Betriebssystem OS/2 kann rückblickend als Reinfall betrachtet werden.

Zu dieser Zeit kündigte Compaq einen PC mit Intels 386er-Chipsatz an, der IBMs Vorherrschaft auf dem Markt ein wenig abschwächte - der Compaq-Rechner war schließlich mehr als dreimal so schnell wie das 80286er-Modell von Big Blue. IBM seinerseits verschmähte eine höhere Taktfrequenz mit der Begründung, dass es noch keine 32-Bit-Software gebe, die die neue Geschwindigkeit ausreizen könne. Darüber hinaus arbeitete der blaue Riese selbst am 16-Bit-Betriebssystem OS/2.

"Bis dahin gehörte IBM alles: die Architektur, die Applikationen, die Betriebssysteme und das Hardwaredesign. Kam eine neue Generation Technik auf den Markt, war IBM das einzige Unternehmen, das sie in vollem Umfang anbieten konnte - eine Garantie, dass neue Komponenten auch zusammen mit alten funktionierten, gab es dementsprechend nicht", sagt Gelsinger. Mit dem 386-Prozessor, den der Intel-Vize mitentwickelte, löste sich das Monopol auf. Der Markt öffnete sich.

1989 kam der 486 zur Welt. Dieser Prozessor verfügte über 1,2 Millionen Transistoren, viermal mehr als der Vorgänger Intel 386. Anfangs war der neue Prozessor mit 25 Megahertz getaktet und leistete damit 20 MIPS. In der höchsten Ausbaustufe, die 1992 auf den Markt kam, erreichte der Intel 486 eine Taktrate von 66 Megahertz und schaffte damit als Intel 486 DX2 eine Spitzenleistung von 54 MIPS. Intel integrierte beim 486-Prozessor erstmals den mathematischen Co-Prozessor auf der CPU, der vor allem Fließkomma-Rechenoperationen auf Touren brachte. Auch ein Cache-Speicher mit einer Kapazität von 8 Kilobyte sowie ein Cache-Controller wurden erstmals auf einem Intel 486 integriert. Dadurch konnte der Prozessor auf die Befehle und Daten der Applikation schneller zugreifen, da sie nicht mehr aus dem Hauptspeicher geladen werden mussten.