Реферат на тему процессоры intel

Обновлено: 19.05.2024

Содержание

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 2
Функции и строение процессора 3
Особенности и различия процессоров Intel и AMD 9
64-разрядные процессоры AMD и Intel 9
Отличия процессоров Pentium и Celeron, Athlon и Duron 12
Основные недостатки процессоров фирм AMD и Intel 12
Новые разработки компаний Intel и AMD 13
Двуядерный процессор 13
Технологии создания процессора со сдвоенным ядром 17
Сравнение процессоров AMD Athlon 64 и Pentium 4 Extreme Edition 18
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 21
Список литературы 21

Работа содержит 1 файл

Реферат Современные процессоры Intel и AMD..doc

Министерство Образования и Науки Российской Федерации

Федеральное Агентство по Образованию Государственное Общеобразовательное Учреждение Высшего Профиля

Таганрогский Государственный Радиотехнический Университет

Современные процессоры Intel и AMD.

Волощенко А. П., гр. Э-25

Вишневецкий В. Ю.

Таганрог 2005 г

Процессоры персональных компьютеров отвечают единому стандарту, который задан фирмой Intel, мировым лидером в производстве процессоров для ПК. В старых компьютерах мы можем найти процессоры типов PentiumII, Pentium III, в новейших - Pentium 4. Фирма AMD выпускает процессоры, в общем аналогичные интеловским, но называются они немного иначе: K6 (пентиум второй), К7 или Athlon (пентиум третий). Поэтому AMD приходится предугадывать будущее индустрии, иногда опережая Intel с ее полумиллиардными доходами. Предсказуемо появление новых идей у отстающей компании — для нее это способ выжить. Но неожиданно то, что иногда эти идеи принимает на вооружение и Intel. Речь идет о IBM-совместимых персональных компьютерах. На нашем рынке, как, впрочем, и в мире, их подавляющее большинство. В расчёте именно на этот стандарт пишутся игры, программы и прочее.

В основе любой ПЭВМ лежит использование микропроцессоров. Он является одним из самых важнейших устройств в компьютере, которым привычно характеризуют уровень производительности ПК. Микропроцессор является "мозгом" и "сердцем" компьютера. Он осуществляет выполнение программ, работающих на компьютере, и управляет работой остальных устройств компьютера. Когда выбирают себе компьютер, первым делом выбирают себе микропроцессор, который будет соответствовать требованиям, тех или иных людей. От процессора зависит, как быстро будут запускаться программы, и даже насколько быстро будет происходить процесс архивации данных в WinRAR, не говоря уже о создании трёхмерной анимации в 3D MAX Studio. Из всего выше сказанного, я считаю, что моя тема очень актуальна и значима на сегодняшний день.

Цель моей работы состоит в том, чтобы провести сравнение нескольких самых популярных, на сегодняшний день, процессоров и выявить лидера среди них.

обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
программное управление работой устройств компьютера.

Модели процессоров включают следующие совместно работающие устройства:

Многоуровневая кэш-память позволяет снизить требования наиболее производительных микропроцессоров к быстродействию основной динамической памяти. Так, если сократить время доступа к основной памяти на 30%, то производительность хорошо сконструированной кэш-памяти повыситься только на 10-15%. Кэш-память, как известно, может достаточно сильно влиять на производительность процессора в зависимости от типа исполняемых операций, однако ее увеличение вовсе не обязательно принесет увеличение общей производительности работы процессора. Все зависит от того, насколько приложение оптимизировано под данную структуру и использует кэш, а также от того, помещаются ли различные сегменты программы в кэш целиком или кусками.

Кэш-память не только повышает быстродействие микропроцессора при операции чтения из памяти, но в ней также могут храниться значения, записываемые процессором в основную память; записать эти значения можно будет позже, когда основная память будет не занята. Такая кэш-память называется кэшем с обратной записью (write back cache). Её возможности и принципы работы заметно отличаются от характеристик кэша со сквозной записью (write through cache), который участвует только в операции чтения из памяти.

Шина - это канал пересылки данных, используемый совместно различными блоками системы. Шина может представлять собой набор проводящих линий в печатной плате, провода, припаянные к выводам разъемов, в которые вставляются печатные платы, либо плоский кабель. Информация передается по шине в виде групп битов. В состав шины для каждого бита слова может быть предусмотрена отдельная линия (параллельная шина), или все биты слова могут последовательно во времени использовать одну линию (последовательная шина). К шине может быть подключено много приемных устройств - получателей. Обычно данные на шине предназначаются только для одного из них. Сочетание управляющих и адресных сигналов, определяет для кого именно. Управляющая логика возбуждает специальные стробирующие сигналы, чтобы указать получателю, когда ему следует принимать данные. Получатели и отправители могут быть однонаправленными (т.е. осуществлять только либо передачу, либо прием) и двунаправленными (осуществлять и то и другое). Однако самая быстрая процессорная шина не сильно поможет, если память не сможет доставлять данные с соответствующей скоростью.

Шина данных. Служит для пересылки данных между процессором и памятью или процессором и устройствами ввода-вывода. Эти данные могут представлять собой как команды микропроцессора, так и информацию, которую он посылает в порты ввода-вывода или принимает оттуда.
Шина адресов. Используется ЦП для выбора требуемой ячейки памяти или устройства ввода-вывода путем установки на шине конкретного адреса, соответствующего одной из ячеек памяти или одного из элементов ввода-вывода, входящих в систему.
Шина управления. По ней передаются управляющие сигналы, предназначенные памяти и устройствам ввода-вывода. Эти сигналы указывают направление передачи данных (в процессор или из него).

BTB (Branch Target Buffer) - буфер целей ветвления. В этой таблице находятся все адреса, куда будет или может быть сделан переход. Процессоры Athlon еще используют таблицу истории ветвлений (BHT - Branch History Table), которая содержит адреса, по которым уже осуществлялись ветвления.

Регистры - это внутренняя память процессора. Представляют собой ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, а также внутренние носители информации микропроцессора. Регистр является устройством временного хранения данных, числа или команды и используется с целью облегчения арифметических, логических и пересылочных операций. Над содержимым некоторых регистров специальные электронные схемы могут выполнять некоторые манипуляции. Например, "вырезать" отдельные части команды для последующего их использования или выполнять определенные арифметические операции над числами. Основным элементом регистра является электронная схема, называемая триггером, которая способна хранить одну двоичную цифру (разряд). Регистр представляет собой совокупность триггеров, связанных друг с другом определённым образом общей системой управления. Существует несколько типов регистров, отличающихся видом выполняемых операций.

64-разрядные процессоры AMD и Intel

Intel придерживается стандарта EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing). Данная технология создавалась специально для крупных серверов и некоторых рабочих станций. Возможности EPIC огромны: во-первых, это высокая скорость выполнения операций с плавающей запятой. Во-вторых, поддержка распараллеливания. И, в-третьих, благодаря улучшению считывания данных из памяти, скорость обмена информацией резко возрастает.

AMD избрал иной путь к 64-разрядности. Производители прибавили 32 к уже имеющимся разрядам и получили новую архитектуру x86-64. Новая технология отличается от старой лишь префиксом 64. В новом процессоре был сделан ряд улучшений, в первую очередь ядра процессора. Это позволило получить новый уровень быстродействия как для 32, так и для 64-разрядных систем.

Итоги: AMD переходит на новый уровень без применения новых технологий. Это приводит к полной совместимости как 32, так и 64-разрядных приложений. Intel же стремится показать себя лишь в 64 разрядах.

Архитектура

В новых процессорах были сделаны большие изменения, которые повлекли за собой производительность и совместимость со старыми платформами.

В AMD были добавлены режимы совместимости и 64-битные адресные регистры. Они позволяют расширить адресуемое пространство оперативной памяти и избавиться от существующего ограничения в 4 Гб, которое создает ощутимые трудности при построении систем обработки информации. Для ускорения работы с памятью используется технология NUMA, позволяющая работать напрямую с памятью, минуя системную шину и набор микросхем. Такое нововведение было названо HyperTransport и появилось в первом чипсете Golem.

В Intel все намного сложнее. Из-за интенсивного пути развития, компания в корне поменяла архитектуру.

1. Режимы совместимости со старыми платформами.

2. Уменьшение количества ошибок, так как против них созданы две независимых технологии. Главной является EMCA, которая позволяет вести контроль и протоколирование всех ошибок, возникающих во время работы процессора. И второстепенная технология ECC, позволяющая предварительно обрабатывать код и вести контроль четности.

Совместимость

Intel создал ряд регистров для полной совместимости старых приложений. В итоге получается, что все 64-разрядные инструкции выполняются как обычно, иные же обрабатываются технологией IA-32. Эмуляция есть эмуляция, никакой производительности при этом не происходит, поэтому Itanium целиком и полностью ориентирован для 64-разрядных платформ.

В AMD все намного сложнее. Для улучшения производительности со старыми платформами были придуманы специальные режимы.

Архитектура AMD 64 предусматривает два главных режима работы: Long и Legacy. В первом открываются все достоинства технологии x86-64. Для полной совместимости над старыми приложениями существует подрежим совместимости, в котором способны обрабатываться 32/16-разрядные инструкции. В режиме Legacy процессор работает по принципу обычной x86-архитектуры. Преимуществом такой системы режимов является то, что процессор можно эксплуатировать до выхода стабильных релизов 64-разрядных операционных систем. Помимо этого существует несколько преимуществ x86-64 над IA-64:

История создания и развития компьютерных процессоров Intel. Изучение архитектурного строения процессоров Intel Core, их ядра и кэш-память. Характеристика энергопотребления, производительности и систем управления питанием процессоров модельного рядя Core.

Рубрика	Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	17.05.2013
Размер файла	7,6 M

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Intel Core i7

2. Intel Core i3

3. Intel Core i5

Список использованной литературы

В данное время существует много разных процессоров от компании INTEL, первый процессор, реализованный в одной схеме, был выпущен 15 ноября 1971 года. Им был процессор 4004 с тактовой частотой 715кГц.

Каждой категории продукции Intel была присвоена своя цифра.

Вторая цифра обозначала тип продукции: 0 -- процессоры, 1-- микросхемы RAM, 2 -- контроллеры, 3 -- микросхемы ROM, 4 -- сдвиговые регистры, 5 -- микросхемы ELPD, 6 -- микросхемы PROM, 7 -- микросхемы EPROM, 8 -- чипы наблюдения и схемы синхронизации в генераторах импульсов, 9 -- чипы для телекоммуникаций.

Третья и четвёртая цифры соответствовали порядковому номеру изделия.

Для таких процессоров как 8086/88, 186/188, 286, 386, 486 были выпущены сопроцессоры для операций с плавающей точкой, как правило, последняя цифра у таких сопроцессоров была 7(8087, 187, 287, 387, 487).

1. Intel Core i7

6 ноября 2008 года корпорация Intel официально представила Core i7 - первые процессоры архитектуры Nehalem. Новая линейка CPU принимает эстафету у суперуспешной разработки Intel Core. Оба поколения процессоров будут продаваться параллельно, вплоть до анонса двухъядерников Havendale, использующих микроархитектуру Intel Nehalem и разъем LGA1160.

Рисунок 1.Логотип Intel Core i7

Выпуск четырехъядерников Core i7 должен закрепить подавляющее преимущество Intel в секторе наиболее производительных решений. Кроме того, с анонсом Core i7 возвращается основательно подзабытая технология Hyper-Threading, обеспечивающая многопоточную обработку данных в пределах одного физического ядра. Этот факт должен побудить разработчиков ПО к дальнейшей оптимизации софта для процессоров с числом ядер больше двух.

Рисунок 2.Эволюция процессоров Intel

В течение последующих 2-2,5 лет Intel примет на вооружение 32-нанометровый техпроцесс, связанный с приходом Westmere и Sandy Bridge. Впрочем, не будем забегать далеко вперед, а рассмотрим в мельчайших подробностях самые, что ни на есть свежие новинки процессорного рынка.

Рисунок 3.Архитектурное строение Core i7

Процессоры Bloomfield имеют нативный четырехъядерный дизайн, тогда как структура их предшественников - Core 2 Quad - представляла собой мультичиповый модуль из пары Core 2 Duo. К числу основных элементов кристалла Core i7 принадлежат четыре физических ядра, разделяемый кэш третьего уровня, встроенный контроллер памяти DDR3 и шина QuickPath Interconnect (QPI).

Каждое из четырех ядер Bloomfield, в свою очередь, распределяется на меньшие блоки, один из них изображен на рисунке 4.

Рисунок 4.Устройство каждого ядра

Ширина конвейера Core i7 сохранена на уровне 4-х инструкций за такт; при этом значительно расширены буферы резервирования, загрузки, хранения и внеочередного выполнения операций. Эти изменения помогают оптимизировать энергопотребление CPU и более эффективно распараллеливать вычисления.

В отличие от процессоров прошлых поколений, микроархитектура Nehalem предполагает трехуровневую организацию ячеек кэш-памяти. Кэши L1 и L2 выделены индивидуально для каждого ядра, а вот кэш третьего уровня является общим для всех ядер,схематичное изображение на рисунке 5.

Рисунок 5.Организация кэш-памяти

Кэш первого уровня, как и у Penryn, составляет 64 КБ: по 32 килобайта для инструкций и данных. Его задержка увеличена с 3 до 4 тактов, что позволяет Bloomfield достичь высоких результирующих частот, жертвуя при этом всего 2-3% производительности. Уровнем выше размещено небольшое (256 КБ) количество унифицированного L2 кэша, суммарный объем которого в 12 (!) раз меньше, чем у топовых представителей Core 2 Extreme. Это позволило разработчикам уменьшить время выполнения одной операции с 15 до 11 тактов и обеспечить должную масштабируемость вычислений.

Основная ставка в Core i7 сделана на кэш-память третьего уровня объемом 8 МБ, который является инклюзивным: он содержит все записи из L1 и L2, таким образом, снижая трафик запросов. Восьмимегабайтный буфер способен хранить большое число, часто используемых ядрами, инструкций. Чем выше загрузка кэша третьего уровня, тем эффективнее проявляет себя Core i7 в мультипоточных приложениях.

Рисунок 6.Механизм работы технологии Hyper-Threading

Hyper-Threading позволяет эффективно обрабатывать разнотипные данные в пределах одного ядра. В то же время, интенсивные вычисления схожей природы увеличивают нагрузку на буфер изменения порядка команд (reorder buffer) вследствие соперничества операционных блоков за первоочередной доступ к кэшу. В подобных условиях активация HT приносит мало пользы, а в некоторых игровых приложениях даже приводит к снижению производительности. Впрочем, основная масса программ положительно реагирует на многопотоковый алгоритм вычислений. Учитывая невысокую себестоимость внедрения Hyper-Threading и приобретенный инженерами Intel опыт, нет повода сомневаться в целесообразности нововведения.

В первых процессорах Nehalem нашел применение обновленный до версии 4.2 набор инструкций SSE( Streaming SIMD Extensions, потоковое SIMD-расширение процессора). Он включает в себя весь перечень потоковых SIMD-расширений(Single Instruction, Multiple Data, Одна инструкция -- множество данных) v.4.1 плюс семь новых инструкций, которые представлены на рисунке 7.

Рисунок 7.Возможности SSE 4.2

Благодаря SSE 4.2, процессоры Core i7 быстрее обрабатывают XML-код и введенный, с целью распознавания, рукописный текст. Идеально подходят для сложных математических вычислений, как-то: генный анализ, расчет расстояния Хэмминга или моделирование динамики роста населения, а также обладают расширенными коммуникационными возможностями - ускоренной работой с NAS-хранилищами (Network Attached Storage -- сетевая система хранения данных) и механизмом экономии электропитания в условиях Software I-SCSI, RDMA и SCTP.

Модельный ряд Core i7, энергопотребление и производительность

17 ноября 2008 года - официальный старт продаж процессоров Intel Core i7. В общей сложности, на прилавках магазинов появятся три модели Core i7 номиналом 3,20, 2,93 и 2,66 ГГц. Результирующая частота дебютных четырехъядерников Nehalem формируется путем произведения опорной частоты шины QPI (133 МГц) на процессорный множитель - полное соответствие современной платформе AMD.

Рисунок 8.Процессор Core i7 и сокет LGA1366

Модель CPU / Параметры

Intel Core i7-965 Extreme Edition

Intel Core i7-940

Intel Core i7-920

45-нм, с применением high-k диэлектриков

22х, заблокирован на повышение

20х, заблокирован на повышение

Пропускная способность QPI

В состав коробочных версий Core i7, как и раньше, входит сам процессор, стоковый кулер и инструкция по эксплуатации CPU. Каких-либо радикальных новшеств в дизайне охладителя не предусмотрено - увеличены лишь его размеры и расстояние между креплениями к печатной плате.

Относительная экономичность Core i7 обусловлена низким рабочим напряжением (1,20 В), обновленной иерархией структур кэш-памяти и размещением в теле процессора специального микроконтроллера Power Control Unit (PCU) схема которого изображена на рисунке 9. В функциональные обязанности последнего входит мониторинг и регуляция показателей напряжения, силы тока и температуры ядер. Среди прочего, PCU способен полностью отключать одно или несколько ядер от энергоснабжения.

Рисунок 9. Блок управления питанием

Другим интересным новшеством является технология Turbo Mode, сочетающая в себе функции энергосбережения и автоматического разгона процессора. Активация режима Turbo Mode связана с двумя обязательными условиями: уровень энергопотребления должен быть ниже порогового значения (точная цифра не сообщается), выполняющееся приложение должно быть слабо оптимизировано под многопотоковые вычисления. Наглядный пример приведен на рисунке 10.

Рисунок 10.Пример работы технологии Turbo Mode

Слева изображена работа процессорных ядер без участия Turbo Mode: все 4 ядра работают с одинаковой нагрузкой. Справа Turbo Mode уже активирован: два ядра полностью отключены, а другая пара ядер функционирует в режиме небольшого разгона путем поднятия коэффициента умножения процессора на 1 или 2 пункта.

По аналогичной схеме осуществляется автоматический разгон процессора в случае его 100%-ной загрузки изображено на рисунке 11.

Рисунок 11.Пример работы технологии Turbo Mode

По последней информации, Turbo Mode не влияет на общую стабильность системы при разгоне CPU. В любом случае, данную технологию легко отключить через BIOS материнской платы.

В заключение перечислим основные категории приложений, в которых процессоры Core i7 демонстрируют особую эффективность по сравнению с поколением Penryn. Во-первых, это любое программное обеспечение, оптимизированное под многопоточную обработку данных. Во-вторых, Core i7 благоволит к большинству других программ, как-то архиваторы, приложения для работы с графикой, аудио, видео, базами данных и т.п. Практически единственное и, в то же время, весьма неприятное исключение из правил - производительность в играх. Показатели эффективности Core i7 подробно рассмотрены в одном из следующих материалов.

2. Intel Core i3

Intel Core i3 -- семейство двухъядерных процессоров x86-64 фирмы Intel.

Позиционируются как процессоры начального и среднего уровня цены и производительности. В новом модельном ряду призваны заменить морально устаревшие Core 2 Duo на архитектуре Intel Core 2.

Имеют встроенный графический процессор и встроенный контроллер памяти. Процессоры Core i3 соединяются с чипсетом через шину DMI или DMI 2.0. Поддерживают инструкции - MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2. Поддерживают технологии - Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), Intel 64, XD bit (an NX bit implementation), Intel VT-x, Smart-Cache, а также технологию Hyper-threading, из-за чего операционная система распознаёт данный двухъядерный процессор, как четырёхъядерный.

Не поддерживают технологию Turbo Boost (автоматический разгон процессора под нагрузкой).

Первые процессоры Core i3 были выпущены 7 января 2010 года. Первые представители семейства Core i3 на основе ядра Clarkdale микроархитектуры Nehalem имели интегрированный GPU и два процессорных ядра. Процессоры Core i3-3xxM на основе ядра Arrandale являлись мобильными версиями десктопных процессоров Clarkdale.

Второе поколение процессоров Core i3 было представлено 20 февраля 2011 года. Процессоры базировались на основе микроархитектуры Sandy Bridge.

Intel Core i3-3220

Intel Core i3-3240

Старший процессор в обновлённой линейке Core i3, использующей дизайн Ivy Bridge, работает на частоте 3.4 ГГц, совпадающей с номинальной частотой старших четырёхъядерных процессоров. Однако при этом у Core i3-3240 вдвое меньше ядер и нет поддержки технологии Turbo Boost. Кроме того, в этом процессоре реализована лишь младшая версия интегрированного графического ядра, Intel HD Graphics 2500, обладающая шестью исполнительными устройствами.

Несмотря на то, что Core i3-3240 - самый дорогой двухъядерный десктопный процессор Intel на данный момент, никаких возможностей для увеличения множителя и, соответственно, разгона он не предоставляет. Однако при этом в процессоре сохранены средства для управления частотами графического ядра и DDR3-памяти, что позволяет разгонять графику и использовать DDR3 SDRAM в режимах, существенно превосходящих по скорости номинальные DDR3-1333/1600.

3. Intel Core i5

Все процессоры серии Core i5, использующие новую микроархитектуру, сильно похожи друг на друга. Это в какой-то мере позволяет Intel унифицировать выпуск продукции: все сегодняшние Core i5 поколения Ivy Bridge используют совершенно идентичный 22-нм полупроводниковый кристалл степпинга E1, состоящий из 1,4 млрд. транзисторов и имеющий площадь порядка 160 кв. мм.
Несмотря на схожесть всех LGA 1155-процессоров Core i5 по целому ряду формальных характеристик, отличия между ними хорошо заметны. Новый технологический процесс с 22-нм нормами и трёхмерными (Tri-Gate) транзисторами позволил Intel понизить для новых Core i5 типичное тепловыделение. Если ранее Core i5 в LGA 1155-исполнении обладали тепловым пакетом 95 Вт, то для Ivy Bridge эта величина снижена до 77 Вт. Однако вслед за уменьшением типичного тепловыделения увеличения тактовых частот процессоров Ivy Bridge, входящих в семейство Core i5, не последовало. Старшие Core i5 прошлого поколения, также как и их сегодняшние последователи, имеют номинальные тактовые частоты, не превышающие 3.4 ГГц. Это значит, что в целом преимущество в производительности новых Core i5 над старыми обеспечивается лишь улучшениями в микроархитектуре, которые, применительно к вычислительным ресурсам CPU, малозначительны даже по словам самих разработчиков Intel.

Говоря же о сильных сторонах свежего процессорного дизайна, в первую очередь следует обратить внимание на изменения графического ядра. В процессорах Core i5 третьего поколения используется новая версия интеловского видеоускорителя - HD Graphics 2500/4000. Она обладает поддержкой программных интерфейсов DirectX 11, OpenGL 4.0 и OpenCL 1.1 и в некоторых случаях может предложить более высокую производительность в 3D и более быстрое кодирование видео высокого разрешения в формат H.264 посредством технологии Quick Sync.

Intel Core i5-3570

Intel Core i5-3570K

При этом Core i5-3570K интересен не только своей предрасположенностью к разгону. Для прочих пользователей эта модель может быть интересна и благодаря тому, что в ней встроена старшая вариация графического ядра - Intel HD Graphics 4000, которая имеет существенно более высокую производительность, нежели графические ядра прочих представителей модельного ряда Core i5.

Intel Core i5-3550

Убывание модельного номера в очередной раз указывает на снижение вычислительной производительности. В данном случае, Core i5-3550 медленнее Core i5-3570 из-за чуть меньшей тактовой частоты. Впрочем, разница составляет всего 100 МГц, или около 3 процентов, так что не стоит удивляться, что и Core i5-3570, и Core i5-3550 оценены Intel одинаково. Логика производителя заключается в том, что Core i5-3570 должен постепенно вытеснить с полок магазинов Core i5-3550. Поэтому-то по всем остальным характеристикам, кроме тактовой частоты, оба эти CPU полностью идентичны.

Intel Core i5-3470

Младшая пара процессоров Core i5, основанных на новом 22-нм ядре Ivy Bridge, имеет рекомендованную цену ниже 200-долларовой отметки. По близкой цене эти процессоры можно найти и в магазине. При этом Core i5-3470 мало в чём уступает старшим Core i5: на месте все четыре вычислительных ядра, 6-мегабайтный кэш третьего уровня и тактовая частота свыше 3-гигагерцовой отметки. Intel избрала для дифференциации модификаций в обновлённом ряду Core i5 100-мегагерцовый шаг тактовой частоты, так что ожидать существенного различия между моделями в быстродействии в реальных задачах попросту неоткуда.
Впрочем, Core i5-3470 дополнительно отличается от старших собратьев и по графической производительности. Видеоядро HD Graphics 2500 работает в нём на чуть более низкой частоте: 1.1 ГГц против 1.15 ГГц у более дорогих модификаций процессоров.

Intel Core i5-3450

Самая младшая в иерархии Intel вариация процессора Core i5 третьего поколения, Core i5-3450, подобно Core i5-3550, постепенно уходит с рынка. Процессор Core i5-3450 плавно заменяется на описанный выше Core i5-3470, который работает на слегка более высокой таковой частоте. Других отличий между этими CPU нет.

ядро память производительность процессор core

Заключение

Выпуск Intel Core i7 (Bloomfield) - безусловно, менее яркое событие, чем сенсационное пришествие процессоров Core 2 в 2006-м году. Однако не стоит недооценивать новичка. В лице Core i7 на рынок выходит продукт высшего разряда, как в плане производительности, так и с точки зрения технологического исполнения. Компания Intel впервые применила встроенный контроллер памяти, причем, сразу же трехканальный, и отказалась от использования шины FSB. Внедрение новых энергосберегающих функций и технологий позволят, как снизит нагрев, так и повысить быстродействие при выполнении однопоточных приложений. Кроме того, была возвращена технология Hyper-Threading, которая использовалась в процессорах Pentium 4. Несмотря на серверную архитектуру, новые CPU имеют все шансы стать именно настольными после внедрения многопоточной обработки в обычные и игровые приложения, которые поднимут эффективность данных процессоров.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение города Калининграда средняя образовательная школа №25 с углубленным изучением отдельных предметов им. И.В. Грачева

Ученик 10Б класса

Содержание Стр.

1 История развития процессоров…………………….………………. 4

2 Алгоритм работы процессора……………………….……………. 10

2.1 Устройство процессора…………………….……………………. 10

2.2 Алгоритм работы процессора. 11

2.3 Прерывание процессора. 12

3 Моделирование работы процессора. 15

Список источников……………. 18

За три десятка лет, прошедших с этого знаменательного дня, процессоры сильно изменились. Современный процессор - это не просто набор транзисторов, а целая система множества важных устройств.

1 История развития процессоров

В настоящее время существуют много фирм по производству процессоров для персональных компьютеров. Это Intel , AMD , Cyrix , VIA , Centaur / IDT , NexGen , и многие другие . Однако наиболее популярными являются Intel и AMD . Развитие процессоров этих ведущих фирм мы и постараемся рассмотреть.

Однако прежде чем углубляться в историю производства процессоров необходимо дать характеристику некоторым техническим терминам характеризующих процессор.

Тактовая частота – это скорость работы процессора, а именно количество операций выполненных на протяжении 1 секунды.

Поколения – поколения процессоров отличаются друг от друга скоростью работы, архитектурой, исполнением и внешним видом. Если просмотреть поколения процессоров фирмы Intel то их было 8 (8088, 286, 386, 486, Pentium , PentiumII , PentiumIII , PentiumIV ).

Модификация –у ведущих и постоянно конкурирующих фирм Intel и AMD есть две модификации процессоров. У Intel это Pentium и Celeron , у AMD это Athlon и Duron . Pentium и Athlon это дорогие процессоры для графических станций или серверов, а Celeron и Duron это процессоры для домашних компьютеров.

Технология производства – под технологией производства в данном случае понимают размер минимальных элементов процессора. Так в 1999 году фирмы перешли на новую, 0,13 – микронную технологию.

КЭШ-память первого уровня – небольшая (несколько десятков килобайт) сверхбыстрая память, предназначенная для хранения промежуточных результатов вычислений.

КЭШ-память второго уровня – эта память более медленная, но она больше от 128 до 512 кбайт.

Центральный процессор (ЦП; также центра́льное процессорное устройство — ЦПУ; англ. centralprocessingunit, CPU, дословно — центральное обрабатывающее устройство, часто просто процессор) — электронный блок либо интегральная схема, исполняющая машинные инструкции (код программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера. Иногда называют микропроцессором или просто процессором.

Изначально термин центральное процессорное устройство описывал специализированный класс логических машин, предназначенных для выполнения сложных компьютерных программ. Вследствие довольно точного соответствия этого назначения функциям существовавших в то время компьютерных процессоров он естественным образом был перенесён на сами компьютеры. Начало применения термина и его аббревиатуры по отношению к компьютерным системам было положено в 1960-е годы. Устройство, архитектура и реализация процессоров с тех пор неоднократно менялись, однако их основные исполняемые функции остались теми же, что и прежде.

Главными характеристиками ЦПУ являются: тактовая частота, производительность, энергопотребление, нормы литографического процесса, используемого при производстве (для микропроцессоров), и архитектура.

Ранние ЦП создавались в виде уникальных составных частей для уникальных и даже единственных в своём роде компьютерных систем. Позднее от дорогостоящего способа разработки процессоров, предназначенных для выполнения одной единственной или нескольких узкоспециализированных программ, производители компьютеров перешли к серийному изготовлению типовых классов многоцелевых процессорных устройств. Тенденция к стандартизации компьютерных комплектующих зародилась в эпоху бурного развития полупроводниковых элементов, мейнфреймов и мини-компьютеров, а с появлением интегральных схем она стала ещё более популярной. Создание микросхем позволило ещё больше увеличить сложность ЦП с одновременным уменьшением их физических размеров. Стандартизация и миниатюризация процессоров привели к глубокому проникновению основанных на них цифровых устройств в повседневную жизнь человека. Современные процессоры можно найти не только в таких высокотехнологичных устройствах, как компьютеры, но и в автомобилях, калькуляторах, мобильных телефонах и даже в детских игрушках. Чаще всего они представлены микроконтроллерами, где, помимо вычислительного устройства, на кристалле расположены дополнительные компоненты (память программ и данных, интерфейсы, порты ввода-вывода, таймеры и др.). Современные вычислительные возможности микроконтроллера сравнимы с процессорами персональных ЭВМ десятилетней давности, а чаще даже значительно превосходят их показатели.

История развития производства процессоров полностью соответствует истории развития технологии производства прочих электронных компонентов и схем.

Первым этапом, затронувшим период с 1940-х по конец 1950-х годов, было создание процессоров с использованием электромеханических реле, ферритовых сердечников (устройств памяти) и вакуумных ламп. Они устанавливались в специальные разъёмы на модулях, собранных в стойки. Большое количество таких стоек, соединённых проводниками, в сумме представляло процессор. Отличительными особенностями были низкая надёжность, низкое быстродействие и большое тепловыделение.

Вторым этапом, с середины 1950-х до середины 1960-х, стало внедрение транзисторов. Транзисторы монтировались уже на близкие к современным по виду платы, устанавливавшиеся в стойки. Как и ранее, в среднем процессор состоял из нескольких таких стоек. Возросло быстродействие, повысилась надёжность, уменьшилось энергопотребление.

Третьим этапом, наступившим в середине 1960-х годов, стало использование микросхем. Первоначально использовались микросхемы низкой степени интеграции, содержавшие простые транзисторные и резисторные сборки, затем, по мере развития технологии, стали использоваться микросхемы, реализующие отдельные элементы цифровой схемотехники (сначала элементарные ключи и логические элементы, затем более сложные элементы — элементарные регистры, счётчики, сумматоры), позднее появились микросхемы, содержащие функциональные блоки процессора — микропрограммное устройство, арифметическо-логическое устройство, регистры, устройства работы с шинами данных и команд.

Четвёртым этапом, в начале 1970-х годов, стало создание, благодаря прорыву в технологии, БИС и СБИС (больших и сверхбольших интегральных схем, соответственно), микропроцессора — микросхемы, на кристалле которой физически были расположены все основные элементы и блоки процессора. Фирма Intel в 1971 году создала первый в мире 4-разрядный микропроцессор 4004, предназначенный для использования в микрокалькуляторах. Постепенно практически все процессоры стали выпускаться в формате микропроцессоров. Исключением долгое время оставались только малосерийные процессоры, аппаратно оптимизированные для решения специальных задач (например, суперкомпьютеры или процессоры для решения ряда военных задач) либо процессоры, к которым предъявлялись особые требования по надёжности, быстродействию или защите от электромагнитных импульсов и ионизирующей радиации. Постепенно, с удешевлением и распространением современных технологий, эти процессоры также начинают изготавливаться в формате микропроцессора.

Переход к микропроцессорам позволил потом создать персональные компьютеры, которые проникли почти в каждый дом.

Первым общедоступным микропроцессором был 4-разрядный Intel 4004, представленный 15 ноября 1971 года корпорацией Intel. Он содержал 2300 транзисторов, работал на тактовой частоте 92,6 кГц и стоил 300 долларов.

Затем последовала его модификация, 80186.

В процессоре 80286 появился защищённый режим с 24-битной адресацией, позволявший использовать до 16 Мб памяти.

Процессор Intel 80386 появился в 1985 году и привнёс улучшенный защищённый режим, 32-битную адресацию, позволившую использовать до 4 Гб оперативной памяти и поддержку механизма виртуальной памяти. Эта линейка процессоров построена на регистровой вычислительной модели.

Параллельно развиваются микропроцессоры, взявшие за основу стековую вычислительную модель.

За годы существования микропроцессоров было разработано множество различных их архитектур. Многие из них (в дополненном и усовершенствованном виде) используются и поныне. Например, Intel x86, развившаяся вначале в 32-битную IA-32, а позже в 64-битную x86-64 (которая у Intel называется EM64T). Процессоры архитектуры x86 вначале использовались только в персональных компьютерах компании IBM (IBM PC), но в настоящее время всё более активно используются во всех областях компьютерной индустрии, от суперкомпьютеров до встраиваемых решений. Также можно перечислить такие архитектуры, как Alpha, POWER, SPARC, PA-RISC, MIPS (RISC-архитектуры) и IA-64 (EPIC-архитектура).

В современных компьютерах процессоры выполнены в виде компактного модуля (размерами около 5×5×0,3 см), вставляющегося в ZIF-сокет (AMD) или на подпружинивающую конструкцию — LGA (Intel). Особенностью разъёма LGA является то, что выводы перенесены с корпуса процессора на сам разъём — socket, находящийся на материнской плате. Большая часть современных процессоров реализована в виде одного полупроводникового кристалла, содержащего миллионы, а с недавнего времени даже миллиарды транзисторов.

2 Алгоритм работы процессора

2.1 Устройство процессора

Основные функциональные компоненты процессора

Ядро: Сердце современного процессора - исполняющий модуль. Pentium имеет два параллельных целочисленных потока, позволяющих читать, интерпретировать, выполнять и отправлять две инструкции одновременно.

Предсказатель ветвлений: Модуль предсказания ветвлений пытается угадать, какая последовательность будет выполняться каждый раз когда программа содержит условный переход, так чтобы устройства предварительной выборки и декодирования получали бы инструкции готовыми предварительно.

Блок плавающей точки. Третий выполняющий модуль внутри Pentium, выполняющий нецелочисленные вычисления

Первичный кэш: Pentium имеет два внутричиповых кэша по 8kb, по одному для данных и инструкций, которые намного быстрее большего внешнего вторичного кэша.

Шинный интерфейс: принимает смесь кода и данных в CPU, разделяет их до готовности к использованию, и вновь соединяет, отправляя наружу.

Рис. 1 Внутреннее строение процессора

Все элементы процессора синхронизируются с использованием частоты часов, которые определяют скорость выполнения операций. Самые первые процессоры работали на частоте 100kHz, сегодня рядовая частота процессора - 2000MHz, иначе говоря, часики тикают 2000 миллионов раз в секунду, а каждый тик влечет за собой выполнение многих действий. Счетчик Команд (PC) - внутренний указатель, содержащий адрес следующей выполняемой команды. Когда приходит время для ее исполнения, Управляющий Модуль помещает инструкцию из памяти в регистр инструкций (IR). В то же самое время Счетчик команд увеличивается, так чтобы указывать на последующую инструкцию, а процессор выполняет инструкцию в IR. Некоторые инструкции управляют самим Управляющим Модулем, так если инструкция гласит 'перейти на адрес 2749', величина 2749 записывается в Счетчик Команд, чтобы процессор выполнял эту инструкцию следующей.

Многие инструкции задействуют Арифметико-логическое Устройство (АЛУ), работающее совместно с Регистрами Общего Назначения - место для временного хранения, которое может загружать и выгружать данные из памяти. Типичной инструкцией АЛУ может служить добавление содержимого ячейки памяти к регистру общего назначения. АЛУ также устанавливает биты Регистра Состояний (Statusregister - SR) при выполнении инструкций для хранения информации о ее результате. Например, SR имеет биты, указывающие на нулевой результат, переполнение, перенос и так далее. Модуль Управления использует информацию в SR для выполнения условных операций, таких как 'перейти по адресу 7410 если выполнение предыдущей инструкции вызвало переполнение'.

Это почти все что касается самого общего рассказа о процессорах - почти любая операция может быть выполнена последовательностью простых инструкций, подобных описанным.

2.2 Алгоритм работы процессора

Весь алгоритм работы процессора можно описать в трех строчках

| чтение команды из памяти по адресу, записанному в СК

| увеличение СК на длину прочитанной команды

| выполнение прочитанной команды

Однако для полного представления необходимо определить логические схемы выполнения тех или иных команд, вычисления величин, а это уже функции Арифметико-логического Устройства.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ)— блок процессора , который под управлением устройства управления (УУ) служит для выполнения арифметических и логических преобразований (начиная от элементарных ) над данными, называемыми в этом случае операндами . Разрядность операндов обычно называют размером или длиной машинного слова .

2.3 Прерывания процессора

При работе процессорной системы могут возникать особые случаи, когда процессор вынужден прерывать работу текущей программы и переходить к обработке этого особого случая, более срочного и важного. Причинами прерывания текущей программы может быть:

внешний сигнал по шине управления - маскируемых прерываний и немаскируемого прерывания;

аномальная ситуация, сложившаяся при выполнении команды программы и препятствующую ее дальнейшему выполнению;

находящаяся в программе команда прерывания.

Первая из указанных выше причин относится к аппаратным прерываниям, а две другие - к программным прерываниям. Отметим, что аппаратные прерывания непредсказуемы и могут возникать в любые моменты времени.

С помощью аппаратных прерываний осуществляется взаимодействие процессора с устройствами ввода-вывода ( клавиатурой, диском, модемом и т.п.), таймером и внутренними часами, сообщается о возникновении ошибки на шине или в памяти, об аварийном выключении сети и т.п. При возникновении аппаратного прерывания процессор выявляет его источник, сохраняет минимальный контекст текущей программы (включая адрес возврата), и переключается на специальную программу -- обработчик прерывания ( interrupthandler) . Эта программа правильно реагирует на возникшую ситуацию (например, помещает символ с клавиатуры в буфер, считывает сектор с диска и т.п.), что называется 1обслуживанием прерывания . После обслуживания прерывания процессор возвращается к прерванной программе, как будто прерываний не было.

Программные прерывания обычно называются особыми случаями , или исключениями (exception) . Особые случаи возникают, например, при делении на ноль, нарушения при защите по привилегиям, превышении длины сегмента, выходе за границу массива. Как правило, предсказать эти исключения невозможно. Однако встречающаяся в программе 1команда прерывания вполне предсказуема и находится под управлением программиста. Реакция процессора на программное прерывание такое же, как и на аппаратное прерывание, однако его обработка производится 1обработчиком особого случая (exceptionhandler).

Все особые случаи квалифицируются на:

Нарушение (fault) . Особый случай, который процессор может обнаружить до возникновения фактической ошибки (например -- нарушение правил привилегий). После обработки нарушения можно продолжить программу, осуществив повторное выполнение ( рестарт ) виноватой команды. Иногда это исключение называют отказом.

Ловушка (trap) . Особый случай, который возникает после окончания виноватой программы. После обслуживания ловушки процессор продолжает выполнение программы с команды, находящейся после виноватой. Типичный пример -- команда прерывания INT n в процессорах семейства x86 или прерывание при переполнении.

Авария (abort) -- возникает при столь серьезной ошибке, что контекст программы теряется и продолжать ее невозможно. Причину аварии установить нельзя, поэтому рестарт невозможен и ее необходимо прекратить. Иногда авария называется выходом из процесса.

Обработка всех прерывания и особых случаев происходит, в общем, одинаково и состоит из двух основных этапов. На первом этапе процессор выполняет некоторые "рефлексивные" операции, которые одинаковы для всех прерываний и исключений, и которыми программист управлять не может. На втором этапе запускается созданный программистом обработчик прерывания или исключения. Все служебные действия процессор производит автоматически.

3 Моделирование работы процессора

Разгон компьютеров - процесс увеличения тактовой частоты (и напряжения) компонента компьютера сверх штатных режимов с целью увеличения скорости его работы. Повышение частоты может достигать максимального значения, при котором сохраняется стабильность работы системы в необходимом для пользователя режиме. При разгоне повышается тепловыделение, энергопотребление, шум, уменьшается рабочий ресурс.

Конечная цель разгона — повышение производительности оборудования. Побочными эффектами могут быть повышение шума и тепловыделения, нестабильности, особенно при условии несоблюдения правил, подразумевающих усиление охлаждающего оборудования, улучшения питания компонентов, тонкой настройки разгона.

Противоположную цель ставит андерклокинг — снизить частоту работы оборудования (и, иногда, необходимого для неё напряжения) и этим достичь снижения тепловыделения, шума, а иногда и нестабильности. Может быть особенно актуальным для тихих помещений, экономии энергии или заряда батареи.

Могут быть разогнана центральные процессоры, память, видеокарты, матплаты, роутеры и прочее.

Классическим методом разгона может быть задание параметров через интерфейс BIOS оборудования и установку там более высоких значений частот работы компонентов системы, нежели штатные. Другой метод — перепрошивка BIOS'а альтернативной от штатной микропрограммой, имеющей уже другие параметры частот и напряжения по умолчанию. Третий метод — повышение частот через операционную систему с помощью специального разгонного программного обеспечения.

Для тестов стабильности компонентов компьютеров используются программное обеспечение такое как: Prime95, AIDA64, Super PI, LINPACK, SiSoft Sandra, BOINC, Memtest86+, OCCT.

Переход на новые технологии изготовления процессоров, разработка новых алгоритмов их работы является перспективным продвижением данной отрасли. По прогнозам ученых скорость процессоров через 10 лет может достичь 20-ти кратного увеличения по сравнению с современными процессорами.

Автоматизм работы процессора, возможность выполнения длинных последовательных команд без участия человека – одна из основных отличительных особенностей ЭВМ как универсальной машины по обработке информации.

Список источников

Корпорация Intel - INTegrated ELectronics была создана в середине июня 1968 года Робертом Нойсом и Гордоном Муром. В 1974 г. в корпорацию пришел ее будущий президент и главный управляющий Крейг Барретт (Craig Barrett).

Содержание

Введение 3
1.Развитие микропроцессоров 4
2. Микропроцессоры 80286 5
3. Микропроцессоры i80386 6
4. Микропроцессоры 80486 7
5. Процессоры Pentium 8
6. Обзор процессоров INTEL ATOM. 9
7. Процессор INTEL ATOM 330. 10
Заключение 11
Список литературы 12

Работа состоит из 1 файл

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство по образованию

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГОПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Институт международного бизнеса и права

Выполнила: студентка 2-ого курса

очной формы обучения ИМБИП,

2. Микропроцессоры 80286

3. Микропроцессоры i80386

4. Микропроцессоры 80486

5. Процессоры Pentium

6. Обзор процессоров INTEL ATOM.

7. Процессор INTEL ATOM 330.

Корпорация Intel - INTegrated ELectronics была создана в середине июня 1968 года Робертом Нойсом и Гордоном Муром. В 1974 г. в корпорацию пришел еебудущий президент и главный управляющий Крейг Барретт (Craig Barrett).

С тех пор Intel превратилась в крупнейшего в мире производителя микропроцессоров с числом сотрудников, превысившим 64 тысячи, и годовым доходом свыше 25 миллиардов долларов.

Микропроцессор, о котором часто говорят как о "мозге" вычислительной машины, выполняет функции главного органа управления персональным компьютером и другими электронными устройствами.

В 1970 году Маршиан Эдвард Хофф из фирмы Intel сконструировал интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ - первый микропроцессор Intel-4004, который уже в 1971 году был выпущен в продажу.

4004 был четырехбитовым, то есть он мог хранить, обрабатывать и записывать в память или считывать из нее четырехбитовые числа, предназначался данный микропроцессор для калькуляторов. Чип 4004 оказался средством более мощным чем лучший в мире компьютер того времени - ENIAC - компьютер американского правительства. 4004 мог обрабатывать 60000 инструкций в секунду, в сравнении с 5000 инструкций ENIAC, при этом чип легко умещался на кончике пальца - размер его не превышал 1/6 на 1/8 дюйма. ENIAC же занимал площадь в 3000 квадратных футов и весил 30 тонн/

4004 стал поистине революционным изобретением, открывшем путь к созданию искусственных интеллектуальных систем вообще и персонального компьютера в частности.

Свой очередной микропроцессор компания Intel выпустила в 1972 году. Мощность этого процессора, по сравнению с его предшественником, возросла вдвое. Энтузиаст вычислительных технологий Дон Ланкастер (Don Lancaster) применил процессор 8008 в разработке прототипа персонального компьютера, использовалось оно в качестве терминала ввода-вывода.

Подлинный успех корпорации принес микропроцессор 8080 выпущенный вn1974 году. В нашей стране его аналог - микропроцессор KP580ИК80. С микропроцессором 8080 также связано появление стека внешней памяти, что озволило использовать программы любой вложенности. Этот процессор стал "мозгом" первого персонального компьютера "Альтаир".

В 1978 году фирма Intel первой выпустила 16-битный микропроцессо 8086, микропроцессор 8086 оказался "прародителем" целого семейства, которое называют семейством 80x86 или х86. На смену микропроцессора 8086 пришел микропроцессор 8088, архитектурно повторяющий микропроцессор 8086 и имеющий 16-битный внутренние регистры, но его внешняя шина данных составляет 8 бит.Крупная партия этих устройств, приобретенная вновь образованным подразделением корпорации IBM по разработке и производству персональных компьютеров, сделала процессор 8088 "мозгом" — IBM PC.

2. Микропроцессоры 80286

Процессор 80286, выпущенный фирмой Intel 1 февраля 1982 г., является усовершенствованным вариантом микропроцессора 8086, содержащим схемы управления памятью и её защиты для упрощения реализации мультизадачных систем. На кристалле процессора размещено около 134000 транзисторов новой 1,5-микронной технологии, позволившей оформить микропроцессор в таком же, как и у микросхемы 80186, корпусе с 68 контактами, расположенными в четыре ряда. Выпускались модели процессора 80286 с частотами синхронизации 6, 8, 10 и 12,5 МГц производительностью 0,9, 1,2, 1,5 и 2,6 млн операций в секунду соответственно. Все модели микропроцессора имели одно напряжение питания +5 В.

Процессор 80286 стал невероятно популярным: на его базе фирмой IBM летом 1984 г. был выпущен персональный компьютер IBM AT, с энтузиазмом воспринятый и деловыми кругами, и индивидуальными пользователями. К 1988 г., через 6 лет после выпуска процессора, по всему миру насчитывалось более 15 млн компьютеров на его базе. Микропроцессор 80286 показал, что персональные компьютеры могут быть также мощны, как и большие промышленные компьютеры.

В апреле 1987 г. фирма IBM объявила о создании нового семейства персональных компьютеров, названного PS/2. В компьютерах IBM PS/2-30 использовался микропроцессор 8088, как и в оригинальных IBM PC, а в компьютерах IBM PS/2-50/60 – новый микропроцессор 80286. Для последних фирмой Microsoft также была разработана мультизадачная операционная система OS/2. Эта система не имела графического интерфейса, в отличие от ОС Microsoft Windows, и потому была менее требовательна к ресурсам компьютера. Позже фирма IBM выкупила права на систему OS/2 и разрабатывала её самостоятельно.

3. Микропроцессоры i80386

В октябре 1985 года Intel анонсировал первый 32-разрядный микропроцессор i80386. Первым компьютером, использующий этот микропроцессор, был Compaq Desk Pro 386. Полностью 32-разрядная архитектура в новом микропроцессоре была дополнена расширенным устройством управления памятью, которое помимо блока сегментации было дополнено блоком управления страницами. Этого устройство позволяет легко переставлять сегменты из одного места памяти в другое. На тактовой частоте 16 МГц быстродействие составляло 6 Mips. 32-адресные линии позволяли физически адресовать 4Gb памяти, кроме того, был введен новый режим управления виртуальной памятью V86. В этом режиме могли одновременно могли выполняться несколько задач для i8086.

Микропроцессор i80386, изготовленный на 1 кристалле с сопроцессором, назывался i80386DX. Более дешевая модель 32-разрядного микропроцессора появилась только в июле 1988г (i80386SX). Новый микропроцессор использовал 16-разрядную шину данных и 24-разрядную шину адреса. Это было особенно удобно для стандартного IBM PC AT. Программное обеспечение, написанное для i80386DX, работало на i80386DX. Внутренние регистры были полностью идентичны. Индекс SX произошел от слова "шестнадцать"(16-разрядная шина данных). Для i486 SX стал означать отсутствие сопроцессора. На осенней выставке в 1989г Intel анонсировала i80486DX, который содержал 1.2 млн. транзисторов на одном кристалле и был полностью совместим с остальными 86-ми процессорами. Новые микросхемы впервые объединили на 1 кристалле ЦП, сопроцессор и Кэш-память. Использование конвейерной архитектуры, присущей RISC-процессорам, позволяющим достичь 4-х кратного производительности обычных 32-разрядных систем. 8Кб встроенной Кэш-памяти ускоряли выполнение за счет промежуточного хранения часто используемых команд и данных. На тактовой частоте 25 МГц микропроцессор имел производительность 16.5 Mips. Созданная в январе 1991г. версия микропроцессора с тактовой частотой 50 МГц позволял увеличить производительность еще на 50%. Встроенный сопроцессор существенно ускорял математические вычисления, однако впоследствии стало ясно, что подобный микропроцессор необходим только 30% пользователей.

4. Микропроцессоры 80486

10 апреля 1989 г. фирма Intel выпустила усовершенствованную версию процессора 80386 и назвала её 486. Вдобавок к ЦПУ класса 80386 на кристалле процессора 486 также располагались кэш-память первого уровня (объёмом 8 или 16 Кбайт) и устройство обработки чисел с плавающей точкой; длина очереди команд процессора была увеличена до 32 байт. Это был первый в мире ЦП со встроенным эквивалентом математического сопроцессора: больше не стояла проблема его эмуляции на системах без сопроцессора, а также удешевлялась и ускорялась система за счёт уменьшения общего числа контактов и корпусов микросхем. С другой стороны, нельзя было установить в систему другой сопроцессор, поскольку команды сопроцессора выполнялись встроенным устройством обработки чисел с плавающей точкой. Поэтому выпускались два варианта процессора 486 – 486DX и 486SX, идентичные по архитектуре, за исключением того, что процессор 486SX не содержал устройства обработки чисел с плавающей точкой.

5. Процессоры Pentium

Первые процессоры Pentium были выпущены 22 марта 1993 г. Они содержали 3,1 млн транзисторов, работали на тактовых частотах 60 и 66 МГц и имели производительность 100 и 112 млн операций в секунду соответственно. Эти процессоры выпускались в 273-контактных корпусах с сеткой контактов 21×21 и имели напряжение питания 5 В. Процессоры Pentium-60/66 МГц назывались также Pentium-1, а с большими тактовыми частотами – Pentium-2. Процессоры Pentium-1 не могли заменяться на процессоры Pentium-2, так как имели другое напряжение питания и другие размеры гнезда (сокета). Процессоры Pentium-2 имели производительность от 126,5 до 219 млн операций в секунду.

Процессор PentiumMMX был выпущен 8 января 1997 г., и его модели работали на тактовых частотах 166, 200, 233 (с июня 1997), 266 (с января 1998) и 300 (с января 1999) МГц. Так как процессор Pentium MMX выпускался в таких же 296-контактных корпусах, как и процессоры Pentium-2, системы на базе процессоров Pentium-2 можно было легко модернизировать простой заменой процессора на процессор Pentium MMX. Процессоры Pentium MMX содержали около 4,5 млн транзисторов.

Процессоры Pentium II содержат около 7,5 млн транзисторов. В отличие от процессоров Pentium Pro, в которых кэш-память второго уровня работает на той же частоте, что и ЦПУ, в процессорах Pentium II такая кэш-память работает только на половине частоты ЦПУ, что несколько снижает производительность процессора.

Дальнейшие разработки фирмы Intel включают процессоры Pentium III, Pentium 4, Xeon и Itanium. Последний из них – процессор Itanium – является полностью 64-битным и содержит на кристалле 2 или 4 Мбайт кэш-памяти третьего уровня; модели процессора Xeon могут работать на тактовых частотах до 2,4 ГГц. Об этих процессорах ещё сложно говорить что-то определённое, т.к. разработка новых моделей этих процессоров не завершена.

6. Обзор процессоров INTEL ATOM.

В 2007 назад компания Intel объявила о выпуске новой серии процессоров - Atom. Новые ЦП предназначены исключительно для мобильных компьютеров, и их характеристики полностью соответствуют всем требованиям подобного рода устройств. Это прежде всего относится к энергопотреблению, которое не превышает 4 Вт (TDP). Столь низкие показатели достигнуты за счет новой архитектуры, которая не похожа ни на одну из предшествующих архитектур Intel, хотя и включает их отдельные черты. Ядро состоит из 47 миллионов транзисторов, а поскольку для их производства используется 45-нм техпроцесс, то становится понятным, почему Atom такой компактный и экономичный процессор. В настоящее время в ассортименте Intel есть две серии процессоров Atom. Первая называется Z (процессоры Z500-Z540), она основана на ядре Silverthorne и предназначена для мобильных систем класса MID (Mobile Internet Devices). Вторая серия на ядре Diamondville была анонсирована сравнительно недавно и включает две модели (N270 и 230). Она предназначена для настольных систем (Nettops) и бюджетных ноутбуков (Netbooks).

Все процессоры Atom имеют кэш L1 объемом 56 кб, из которых 32 кб отведено под кэш инструкций, а 24 кб - под данные. Также все процессоры могут исполнять 32-битный код и поддерживают дополнительные наборы инструкций MMX, SSE, SSE2, SSE3 и SSSE3. Что касается 64-битного кода (x86-64), то его поддерживает только ядро Diamondville и только в модели Atom 230.

Читайте также: