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, in den 1980er-Jahren war daher von der 80x86-Architektur die Rede. 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. Die x86-Architektur war lange die weltweit verbreitetste Befehlssatzarchitektur, da sie ein wesentliches Plattform-Merkmal der IBM-PC-kompatiblen Computer darstellt. 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).
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.
Geschichte Die x86-Architektur wurde 1978 mit Intels erstem Prozessor mit 16-Bit-Architektur, dem Intel 8086, eingeführt, der die älteren 8-Bit-Prozessoren Intel 8080 und 8085 ablösen sollte. Obwohl der 8086 anfangs nicht sonderlich erfolgreich war, stellte IBM 1981 einen Computer vor, der eine abgespeckte Variante des 8086, den 8088, als Hauptprozessor verwendete: der IBM Personal Computer. Durch den enormen Erfolg des „IBM PC“ und seiner zahlreichen Nachbauten, der sogenannten IBM-PC-kompatiblen Computer, wurde die x86-Architektur innerhalb weniger Jahre zu einer der erfolgreichsten Prozessorarchitekturen der Welt und ist es bis heute geblieben.
Außer Intel haben auch andere Hersteller über die Jahre x86-kompatible Prozessoren in Lizenz produziert, darunter Cyrix, Centaur (beide heute VIA Technologies), NEC, UMC, Harris, Texas Instruments, IBM, IDT und Transmeta. Der nach Intel größte Hersteller x86-kompatibler Prozessoren war und ist aber das Unternehmen AMD, das neben Intel zu einer treibenden Kraft bei der Weiterentwicklung des x86-Standards geworden ist.
Intel entwickelte den 8086/8088 in der Zeit der zu Ende gehenden 8-Bit-Ära. Mit dem 80386 führte Intel dann bereits 1985 den ersten x86-Prozessor mit 32-Bit-Architektur ein. Heute ist die auf dem i386 aufbauende 32-Bit-x86-Architektur unter dem Namen IA-32 bekannt; sie ist sozusagen die Erweiterung der Befehlssätze von 8086 und 80286 auf 32 Bit, schließt deren Befehlssätze aber vollständig mit ein. Die 32-Bit-Ära war der bisher längste und lukrativste Abschnitt der x86-Geschichte, wobei sich IA-32 – maßgeblich unter Intels Federführung – permanent weiterentwickelte.
Die 64-Bit-Ära brach für x86 auf Initiative von AMD ab 1999 an: unter der Bezeichnung „x86-64“ entwickelte AMD eine 64-Bit-Befehlssatzerweiterung auf Basis der bestehenden x86-Architektur „IA-32“ – als Gegenmodell zur von Intel und HP gemeinsam 64-Bit-Itanium-Produktlinie, die von Intel mit IA-64 bezeichnet wurde, aber zu x86 inkompatibel war. AMDs x86-64 hingegen war mit der bisherigen x86-Architektur vollständig kompatibel. Bei der Veröffentlichung des AMD Opteron 2003 änderte AMD den Namen der 64-Bit-Erweiterung allerdings in „AMD64“ um, und als Intel 2005 mit einer dazu kompatiblen Erweiterung, schließlich „Intel 64“ genannt, nachzog, erhielt die 64-Bit-x86-Architektur unterschiedliche Bezeichnungen: neben x86-64 (was allerdings auch AMDs Entwicklungsname von AMD64 vor der Veröffentlichung war) wurde von Microsoft und Sun die Verkürzung x64 eingeführt. Außer Intel 64, das spezifisch den 64-Bit-Befehlssatz von Intel-x86-Prozessoren bezeichnet, wird daher sowohl AMD64 als auch x86-64 und x64 als Synonym für die 64-Bit-x86-Architektur genutzt. Spätestens seit Ende der 2000er Jahre ist allerdings davon auszugehen, dass auch unter den Bezeichnungen x86-Prozessor oder -Architektur und IA-32 (bzw. IA32) ein 64-Bit-System gemeint ist.
Nomenklatur Die x86-Architektur hat sich von einer 16-Bit- zu einer 32-Bit- und schließlich zu einer 64-Bit-Architektur weiterentwickelt. Die Nomenklatur ist historisch gewachsen und die Bezeichnung „x86“ alleine steht daher meist für die zum jeweiligen Zeitpunkt aktuell in Verwendung stehende Variante.
Bezeichnungen Architektur x86 x86-1616-Bit-x86-Architektur des 8086 IA-32 x86-32, i386 – i68632-Bit-x86-Architektur des 80386 x64x86-64, amd6464-Bit-x86-Architektur des Opteron
Probleme ergeben sich im historischen Kontext. So kann „x86“ einerseits die gesamte Architektur seit dem 8086 bezeichnen, wurde aber lange Zeit als Synonym für die von Intel in den 1990er eingeführte „Intel Architecture, 32-Bit“ bzw. kurz IA-32 genutzt, weil 32-Bit-x86-Prozessoren damals der Standard waren. Beispielsweise wurde „x86“ auch für den 32-Bit-Modus seit dem i386 und damit zur Abgrenzung von „x64“ genutzt, was sich beispielsweise im Betriebssystem Microsoft Windows (Windows Vista bis Windows 10) wiederfindet, das in der 32-Bit-x86-Version die Bezeichnung „x86-basierter Prozessor“ nutzt, in der 64-Bit-x86-Version „x64-basierter Prozessor“.
Für Systeme ab den 2000er Jahren bezeichnet x86 alleine daher üblicherweise die 32-Bit-x86-Architektur ab dem i386. Für historische Zwecke hat sich retronym die Bezeichnung x86-16 für die 16-Bit-x86-Architektur etabliert. Die in Anlehnung an IA-32 entstandene Bezeichnung „IA-16“ (für Intel Architecture, 16-Bit) fand keine weite Verbreitung. Historische Systeme der 1980er bis Anfang der 1990er Jahre, wie beispielsweise die auf PC-kompatiblem DOS laufenden allerersten Versionen von Windows, verstehen unter „x86“ alleine ohnehin meist 16-Bit-x86, können aber teilweise bereits den damals meist noch „i386“ genannten 32-Bit-Modus nutzen, wenn dieser vorhanden ist. In den 1990ern wurde durch das DOS Protected Mode Interface unter DOS und Windows 3.x zunehmend mindestens ein 80386 vorausgesetzt, obwohl große Teile der Software immer noch den 16-Bit-Modus verwendete. Moderne Betriebssysteme der 1990er hingegen waren bereits reine 32-Bit-Systeme, wie beispielsweise OS/2 ab Version 2.0 und Windows NT, boten jedoch Laufzeitumgebungen für bestehende 16-Bit-x86-Software. PC-Unix-Systeme wie 386BSD (später NetBSD, FreeBSD und OpenBSD) und das in den 1990ern entwickelte Linux konnten nur 32-Bit-Programme ausführen und nutzen daher „x86“ und „i386“ als Synonym für IA-32.
Für 64-Bit-x86 hat sich sowohl „x64“ als auch „x86-64“ (oder „x86_64“) etabliert. Aber auch die Bezeichnung „AMD64“ (oder „amd64“ in Kleinschreibung) bezieht sich aus Software-Sicht ebenfalls auf 64-Bit-x64 im Allgemeinen (und nicht spezifisch auf die x64-Implementierung von AMD): So läuft „Windows x64“ oder „Linux amd64“ auf x86-Prozessoren von allen Herstellern, die einen kompatiblen 64-Bit-Modus bieten, also neben Intel und AMD auch z. B. VIA.
Benennung nach Befehlssatzerweiterung Da sich der Befehlssatz ständig erweiterte, kann man nur von einem minimal erforderlichen Befehlssatz ausgehen, wenn man von einer x86-Befehlssatzarchitektur spricht – oder vom jeweils aktuellen Stand, mit allen möglichen Erweiterungen. In diesem Punkt ist die Bezeichnung „x86“ sehr uneindeutig. Bei der Benennung hat sich daher eine gewisse Konvention herausgebildet, die durch die geschichtliche Entwicklung begründet ist.