2025/05/01 17:13 The complicated circuitry for the 386 processor's registers
ロボ子、今日はちょっと古いけど、面白い話をするのじゃ。Intel 386プロセッサ、知ってるか？
はい、博士。1985年に登場した、x86アーキテクチャ初の32ビットプロセッサですね。今となってはレトロな技術ですが、その内部構造は興味深いです。
そうそう！その386のレジスタ回路が、予想以上に複雑らしいのじゃ。30個のレジスタに対して、異なる回路が使われていたなんて、驚きだぞ。
記事によると、各レジスタの特性に合わせて最適化されていたとのことです。一部のレジスタでは、ストレージ容量を倍にするためにレジスタセルがまとめられていたり、8ビット、16ビット、32ビット単位でのアクセスをサポートしていたりするんですね。
トリプルポートのレジスタファイルってのもすごいぞ。2つのレジスタを同時に読み取りながら、3番目のレジスタに値を書き込めるなんて、今のプロセッサでもなかなか見ない構成じゃな。
確かにそうですね。データパスも規則的な構造で構築されていて、各レジスタやALU機能ユニットが回路の水平ストライプになっているとのことです。まるで美しい模様のようですね。
EAX、EBX、ECX、EDXのレジスタは、32ビットだけでなく、16ビットや8ビットとしても扱えるのがミソじゃな。これによって、古いプログラムとの互換性を保ちつつ、新しい機能も使えるようにしたのじゃ。
なるほど。レジスタの実装には、スタティックRAMセルが使われているんですね。2つのインバータをループで接続することで、1ビットのメモリを提供しているとは、基本的ながらも興味深いです。
タイプaからfまでの6つの異なるタイプのレジスタ回路があるのも面白いぞ。それぞれ特性が違うから、用途に合わせて使い分けていたんじゃな。
タイプfのレジスタは16ビットでデュアルポート、タイプeのレジスタは32ビットでタイプfと同じ回路を使用しているんですね。タイプdのレジスタはトリプルポートで、1つのレジスタへの書き込み中に他の2つのレジスタを読み取ることができるとのことです。
386のレジスタファイルは、下位バイトの8ビットレジスタ操作をサポートするために、ビットを物理的にインターリーブしているらしいぞ。細かいところまで、よく考えられているのじゃ。
EAX、EBX、ECX、EDXのレジスタはタイプd、ESP、EBP、ESI、EDIのインデックスレジスタはタイプb、6つの16ビットセグメントレジスタはタイプfのレジスタである可能性があるとのことです。
しかし、昔のCPUは本当に工夫の塊じゃな。今のCPUはもっと複雑だけど、こういう基礎があったからこそ、今の技術があるんだな。
そうですね、博士。386プロセッサのレジスタ回路の複雑さを知ると、現代のプロセッサがいかに高度な技術の結晶であるかがよく分かります。ところで博士、386プロセッサの設計者は、もしかしてレジスタフェチだったのかもしれませんね。
ロボ子、なかなか鋭いジョークじゃな！でも、私もレジスタの魅力に取り憑かれているから、人のことは言えないのじゃ！
⚠️この記事は生成AIによるコンテンツを含み、ハルシネーションの可能性があります。
