МП 386DX

Этот первый полностью 32-разрядный МП был выпущен в 1985г. Пик его популярности 1991. Такой МП содержит 275 тыс. транзисторов. Изготовлен по технологии 1 микрон. В нем ШД, ША, СШ и все внутренние регистры - 32-разрядные.

Максимальная емкость адресуемой памяти - 4 Гб, пространство адресуемой

виртуальной памяти — 64 Тб. Число уровней защиты - 4.

Режимы работы: реальный, защищенный и виртуальный (виртуальный режим 86).

Количество тактов, затрачиваемых на выполнение каждой команды в среднем равно Д,5 (такое же, как в МП 286).

В реальном режиме он выполняет команды 86/88 в более короткое время. Этот МП автоматически переключается из реального режима в защищенный и обратно. В защищенном режиме МП 386 полностью совместим с защищенным режимом МП 286. Дополнение лишь то, что в МП 386 в защищенном режиме появляется новый диспетчер памяти MMU (memory management unit), за счет чего было достигнуто значительное повышение реальной производительности. С помощью этого диспетчера была организована страничная организация памяти. Нововведением в процессоре МПЗ 86 является виртуальный режим, в котором имитируется работа МП8086, т.е. одновременно могут работать несколько операционных систем и экземпляров DOS, используя для этого защищенные области памяти.

В МП 386 впервые появилась внешняя быстродействующая Кэш-память, которая используется наиболее эффективно в случае многократного обращения к одним и тем же данным. Этот внешний КЭШ обычно имеет небольшую емкость -от 64 Кб до 256Кб.

Микропроцессор 386 выполнен по КМОП-технологии (технология с малым энергопотреблением).

Микропроцессор 386 состоит из 6 блоков, которые реализуют управление выполнением команд, сегментацию, страничную организацию памяти, сопряжение с шинами, декодирование и упреждающую выборку команд. Все эти блоки работают в виде конвейера, при чем каждый из них может выполнять свою конкретную функцию параллельно с другими. Это означает, что во время выполнения одной команды производится декодирование другой, а третья выбирается из памяти. В исполнительном блоке дополнительным средством повышения производительности микропроцессора служит специальный блок быстрого умножения и деления.

Блок страничной организации содержит блоки сегментации и страничной организации памяти. Сегментация позволяет управлять логическим адресным пространством, обеспечивая переместимость программ и данных и эффективное распределение памяти между задачами. Страничный механизм организации памяти позволяет управлять физическим адресным пространством. Он работает на более низком уровне чем сегментный механизм и "прозрачен" для сегментации.

Каждый сегмент разделяется на одну или несколько страниц. Память в микропроцессоре 386 организована в виде одного или нескольких сегментов переменной длины. Максимальная длина сегмента 4 Гб. Каждая область адресного пространства памяти имеет связанные с ней атрибуты, определяющие ее расположение, размер, тип и характеристики защиты.

Защищенный режим микропроцессора 386 также полностью совместим с микропроцессором 286, но нужно помнить о том, что микропроцессор 386 обрабатывает не 16, а 32 разрядные операнды, поэтому программы выполняются намного быстрее. Виртуальный режим имитирует работу микропроцессора 8086, при этом несколько экземпляров DOS или других ОС могут работать одновременно, используя для этого защищенные области памяти. Сбой или зависание какой-либо одной программы не влияет на работу всей вычислительной системы. Регистр очереди команд в микропроцессоре 386 состоит не из 6 однобайтных регистров, а из 16.