40 Jahre 80286: Intels "286er" mit dem berüchtigten A20-Gate

Der 80286 mit der Verlegenheitslösung A20-Gate kam zwei Jahre nach seiner Markteinführung im IBM PC AT zum Einsatz, dem ersten PC in AT-Bauform und mit ISA-Bus.

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Intel 20286 und sein Silizium-Die.

(Bild: Intel/heise online)

Von
  • Christof Windeck

Im Februar 1982 kündigte Intel den Prozessor 80286 mit 134.000 Transistoren aus der 1,5-Mikrometer-Fertigung (1500 Nanometer) an. Der 80286 erledigte viele Berechnungen um ein Mehrfaches schneller als sein Vorgänger Intel 8088, der seit 1981 im IBM Personal Computer zum Einsatz kam, also im Urahn aller x86-PCs. Der "286er" konnte auch viel mehr RAM ansteuern, unter anderem weil er mehr Adressleitungen besaß. Und das wurde auf Umwegen zu einem Problem, das jahrelang Programmierer nervte.

Denn schon der 8088 konnte theoretisch 1 MByte RAM adressieren, was die IBM-PCs noch lange nicht ausschöpften. Standardmäßig waren sogar beim IBM AT 5170 nur 256 KByte eingebaut. Der 80286 konnte jedoch bis zu 16 MByte ansteuern, allerdings war dafür der "Protected Mode" vorgesehen und nicht der sogenannte Real Mode, mit dem der 8088 arbeitete.

Viel wichtiger als die Möglichkeit, mehr RAM anzusteuern, war für IBM die Rückwärtskompatibilität zu älteren DOS-Versionen und Software. Daher stattete IBM den PC AT mit einer Umschaltfunktion für die Adressleitung A20 aus: Dieses berüchtigte A20-Gate legte die Leitung A20 im 8088-kompatiblen Modus schlichtweg tot. In Nachfolgern des 80286 war das A20-Gate gleich eingebaut. Es verschwand erst rund 30 Jahre später wieder, obwohl es schon lange zuvor nur für sehr wenige Rechner wichtig war, die uralten Code ausführen sollten.

Die IBM-PC-Familie

(Bild: IBM)

Das eigentliche Problem am A20-Gate war, dass sich nicht per Software ermitteln ließ, ob es nun aktiv war oder nicht. Diese Unklarheit sorgte jahrelang für Ärger und nervtötende Fehlersuchen.

Damit ist das A20-Gate ein berühmtes Beispiel für Pfuschlösungen, die in der von hohem Kostendruck geprägten Geschichte des x86-PCs auch an anderen Stellen vorkamen und auf lange Sicht nervten. Das fing im Grunde schon mit dem 8088 im Ur-PC an, der eine bewusst beschnittene Version des 8086 war und beispielsweise einen auf 8 Bit eingedampften externen Bus hatte statt eines 16-Bit-Bus.

Sieht man von den Nachteilen des A20-Gate ab, brachte der 80286 einen enormen Leistungsschub und neue Konzepte. Mit dem Protected Mode auf Basis einer speziellen Memory Management Unit (MMU) hielt etwa die virtuelle Speicherverwaltung Einzug. Sie ermöglichte nicht nur mehr RAM, sondern auch die Abschottung der Adressbereiche mehrerer parallel laufender Prozesse mit unterschiedlichen Zugriffsrechten. Dieses Sicherheitsprinzip wurde bei neueren Prozessoren mit spekulativer Ausführung dann 2018 von den Seitenkanalangriffen Spectre und Meltdown in den Grundfesten erschüttert.

Der 80286 fand große Verbreitung, nicht nur als Intel-Produkt: AMD fertigte den Am286 und Ende der 1980er-Jahre etwa auch Stromsparversionen wie den N80L286. Von Siemens gab es den SAB 80286 und auch Fujitsu und Intersil fertigten Versionen.

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(ciw)