X86-Architektur

Die x86-Architektur bezeichnet eine Befehlssatzarchitektur, die von Intel 1978 mit dem 16-Bit-Mikroprozessor 8086 eingeführt wurde. Die ersten Nachfolger wurden 80186, 80286 usw. genannt,^[1] in den 1980er-Jahren war daher von der 80x86-Architektur die Rede.^[2][3] Auch die Intel-eigene Bezeichnung iAPX 86 wurde nur in den 1980er Jahren genutzt.

Die Prozessorarchitektur und die damit verbundenen Befehlssätze werden vorrangig von den Chip-Herstellern Intel und AMD weiterentwickelt. Mit jeder Prozessorgeneration wird damit auch die x86-Architektur als Gesamtes vorangetrieben. Sie war mit dem Intel 80386 bereits 1985 eine 32-Bit-Architektur, die von Intel später explizit als IA-32 (für Intel Architecture, 32 Bit) bezeichnet wurde.

Da sich Ziffernkombinationen nicht markenrechtlich schützen lassen, gingen Intel und die meisten Mitbewerber nach Einführung des 80486 dazu über, Wortmarken zu verwenden. Seit Erscheinen des Intel Pentium 1993 folgen die Produktnamen der Prozessoren daher nicht mehr dem 80x86-Namensschema, das jedoch in der abgekürzten Form, also mit weggelassener „80“ am Anfang, weiterhin für alle späteren x86-Prozessoren als Bezeichnung für die Kompatibilität der Prozessorarchitektur Verwendung findet: So werden beispielsweise die Prozessorreihen der 2000er und 2010er Jahre, von Intel neben dem Pentium auch Prozessoren der Marke Celeron und Xeon, von AMD-Prozessoren der Marke Athlon und Opteron, als Prozessoren der x86-Architektur nach wie vor auch als x86-Prozessoren bezeichnet.

x86-Prozessoren sind im Allgemeinen rückwärts-kompatibel, sodass neuere Prozessoren zu den jeweils älteren voll kompatibel bleiben, während Software, die Erweiterungen neuerer Generationen nutzt, auf älteren Prozessoren nicht funktioniert.^[4][3] Die x86-Architektur war lange die weltweit verbreitetste Befehlssatzarchitektur, da sie ein wesentliches Plattform-Merkmal der IBM-PC-kompatiblen Computer darstellt.^[2] In den 2010er und 2020er konnte jedoch die Arm-Architektur aufholen, sodass einige Bereiche mittlerweile zu Arm übergewechselt sind oder schon immer dort waren (Smartphones, Tablets).^[5][6]

Mit der Befehlssatzerweiterung AMD64 wurde die x86-Architektur 2003 – damals synonym mit „IA-32“ – zur 64-Bit-Architektur. Intel selbst ist mit Intel 64 2005 nachgezogen, das zu AMD64 kompatibel ist. Moderne 64-Bit-x86-Prozessoren bzw. „x64-Prozessoren“ wurden teils weiterhin als zur IA-32-Architektur zugehörig bezeichnet, was u. a. auch mit der von Intel bereits für die Itanium-Architektur verwendeten Bezeichnung „IA-64“ zu tun hatte: IA-64 ist keine x86-Architektur, und 64-Bit-x86 konnte daher auch nicht mit IA-64 bezeichnet werden. Um x86-32 und x86-64 voneinander unterscheiden zu können, wurde in Anlehnung an „x86“ für den 64-Bit-Modus die Bezeichnungen „x64“ oder „x86-64“ eingeführt. Die retronyme Bezeichnung „x32“ ist in Anlehnung an „x64“ entstanden, aber eher selten anzutreffen, denn es bezeichnet entweder einen 32-Bit-x86-Prozessor(-Modus) oder die 32-Bit-Adressierung auf einem im 64-Bit-Modus laufenden x64-Prozessor.^[7]

1. ↑ Matthew Justice: How Computers Really Work: A Hands-On Guide to the Inner Workings of the Machine. No Starch Press, 2021, ISBN 978-1-71850-066-2, Ch. 7: Computer Hardware, S. 124 (englisch, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche): “The name comes from Intel Corporation’s naming convention for its processors (each ending in 86), beginning with the 8086 released in 1978, and continuing with the 80186, 80286, 80386, and 80486. After the 80486 (or more simply the 486), Intel began branding its CPUs with names such as Pentium or Celeron; these processors are still x86 CPUs despite the name change.” 
2. ↑ ^{a b} Hermann Hinsch: Elektronik: Ein Werkzeug für Naturwissenschaftler. Springer-Verlag, 1996, ISBN 3-540-61360-9, 13.5 Die Intel-Mikroprozessoren 80X86, S. 270 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche): „Den weltweit größten Einsatz haben die Prozessoren der Intel 80X86-Familie, da sie die CPU in den IBM-kompatiblen Personal Computern (PCs) bilden.“ 
3. ↑ ^{a b} Bright Siaw Afriyie: Introduction to Computer Fundamentals. 2. Auflage. Trafford Publishing, 2006, ISBN 1-4120-5089-8, 3. Computer CPU, S. 83 (englisch, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche): “Modern CPUs are downwardly compatible with earlier CPUs of the same series, which means that they can run programs designed for earlier CPUs. For example, Pentium Pro can run programs written for all microprocessors from 80x86 series.” 
4. ↑ Matthew Justice: How Computers Really Work: A Hands-On Guide to the Inner Workings of the Machine. No Starch Press, 2021, ISBN 978-1-71850-066-2, Ch. 7: Computer Hardware, S. 124 (englisch, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche): “The term x86 refers to a set of related architectures. Over time, new instructions have been added to the x86 architecture, but each generation has tried to retain backward compatibility. This generally means that software developed for an older x86 CPU runs on a newer x86 CPU, but software built for a newer x86 CPU that takes advantage of new x86 instructions won’t be able to run on older x86 CPUs that don’t understand the new instructions.” 
5. ↑ Alexander Fagot: Neue ARMv9-Architektur: Ab 2022 wird es eng für Intel und AMD. In: notebookcheck.com. 31. März 2021, abgerufen am 28. Januar 2024. 
6. ↑ Mark Mantel: Immer mehr ARM-Prozessoren: Ernst zu nehmende Größe bei Servern. In: Heise online. 29. September 2022. Abgerufen am 28. Januar 2024.
7. ↑ Christof Windeck: 64-Bit-Namen. In: Heise online. 28. April 2008. Abgerufen am 19. November 2016.; Zitat: „Microsoft und Sun hingegen verkürzten die Abkürzung x86-64 weiter zu x64… Manchmal stößt man mittlerweile auch auf die Abkürzung x32 für rein 32-bittige x86-Prozessoren. In Bezug auf x86-Prozessoren mit 64-Bit-Erweiterung meinen x86-64, AMD64, EM64T, Intel 64 und x64 praktisch dasselbe. Weil es nur noch wenige aktuelle x86-Prozessoren gibt, die den x64-Betriebsmodus nicht beherrschen …, wird die Bezeichnung IA-32 zunehmend auch synonym für x86-64-Prozessoren verwendet.“.