Курсова робота, на тему історія створення процесора, міг би початисясловами
«У 60 роки ХХ століття з'явилися перші електронно-обчислювальні машини
ЕОМ. Спочатку вони були великі і громіздкі типу ЕНІАК, вони були доступнітільки дослідницьких центрів з величезним бюджетом, але з розвиткомтехніки комп'ютери стають все менше і менше і зараз ми з Вами маємоможливість придбати і використовувати вдома і на роботі компактні і набагатобільш швидкі, а також більш надійні ЕОМ ». Але навіщо говорити про те, що ітак відомо кожному школяру.

Я почну з 1978 року коли був запущений в серійне виробництво один зперший процесорів із серії i86. Це саме та серія розвиток якої іпризвело до появи доступних і в невеликих розмірах персональнихкомп'ютерів, так популярних у наш час.

Ми не будемо говорити про інші суміжні області, такі як
Суперкомп'ютери, спеціалізовані комп'ютери і т.д. а зупинимося на такзваних IBM сумісних комп'ютерів названих так по імені фірмивиробника і можна сказати прародителя всієї сучасної обчислювальноїтехніки. Фірму Apple Computers я свідомо опускаю, так як комп'ютериданої фірми можна назвати швидше за спеціалізованими, що широкопоширеними.

Отже в 1978 році фірма Intel спільно з фірмою IBM розробляє івипускає в серію перші з процесорів сімейства i86. З назви зрозуміло,що були ще й 80 і 81 і т.д., але вони не мали такого успіху тапоширення.

Intel AMD Ciryx
8086 - 1978
8088 - 1979
80286 - 1982
80386DX - 1985 1991 # 1992 *
80386SX - 1988 1991 # 1992 *i486DX - 1989 1993 # 1993 *i486SX - 1990 1993 * 1993 *i486DX2 - 1992 1993 # 1993 *i486DX4 - 1994 1994 1995
5x85 - Oct1994 Nov1995 Aug1995iP5 - Mar1993 Feb1996 Oct1995iPPro - Nov1995 Nov1996? waiting

# виготовлений за ліцензією і тих-матеpіалам Інтел
* Власна pазpаботка Фиpма
? було обіцяно, але я не бачив

З таблиці видно, що разом з фірмою Intel до ряду процесорів,приєднуються й інші фірми які виробляють свої пристрої ззарекомендувала себе технології. Надалі ці фірми виливаються вконкуруючі між собою підприємства, що і приводить до різких зниженьцін і відповідно популярності.

На сьогоднішній день можна сказати, що Ciryx практично здалапозиції хоча як і раніше випускає сучасні і недорогі процесори, алевже й не прагне зайняти, хоча б номінально, лідерство. Цю фірмузавжди відрізняло, то що вона Самостійно розробляла процесори, але невсі моделі були настільки вдалі як у конкурентів. На цих словах ізупинимося.

Незважаючи на те що AMD це практично відокремлені від Intelмолодший брат їхні шляхи розходяться як в маркетинговій так і технологічноїнішах. Зараз спостерігається явне протистояння двох сильних конкурентів уяких є свої технології, а також сильні і слабкі сторони. І хочаприйнято вважати, що AMD просто клонує Intel Pentium - це не так. Цяфірма по праву займає свою частку на ринку процесорів, навіть незважаючи нате, що її підхід до розвитку технологій швидше за еволюційний, ніжреволюційний.

Правда Intel з її продукцією, починаючи з Pentium і закінчуючи Pentium
4, теж не зробила нічого революційного в області. Але все одновважається, що ця фірма йде на крок попереду свого молодшого брата. Данеоману було розвіяно у 2000 - 2001 роках, коли через неправильнуполітики в маркетингу Intel не змогла просунути свій новий процесор
Pentium 4 через велику вартість не стільки самого чіпа скільки периферіїзокрема пам'яті RDIMM. У цей час AMD виходить на ринок з процесором
Atlon і трохи згодом Atlon XP який за характеристиками навіть перевершував
Pentium 4, а за ціною був набагато нижче. Таким чином про процесори AMDзаговорили не просто як про дешеву альтернативу, але і як про більшвигідне вкладання коштів, принаймні для домашніх користувачів.

Незважаючи на провал в маркетингу Intel не здається і зараз мирозуміємо, що її процесор був куди більш технологічно досконалий. Що миі бачимо в ситуації на ринку, AMD знову входить у роль до якої всі звиклив роль дешевої альтернативи більш дорогим, але й більш швидким і сучасним
Pentium-ам.

Внутрішні назви та короткі характеристики назв процесоріввипускаються Intel доступні на сайті фірми:
(Intel)
P9 i386SX
P4 i486DX
P4S i486SX
P23S i487SX
P23T OverDrive for PGA (169)
P4T OverDrive for PGA (168)
P24S i486DX2
P24T Pentium OverDrive for i486DX2 socket 3 (Vcc = 5V, core = 3V).
P24CT Pentium OverDrive for Socket 3 (Vcc = 3V)
P5 Pentium-60, 66
P54C Pentium-90, 100,75 x1.5 with APIC and Multiprocessing features
P55C Bugfix P54C with clock 133,150,2.5 V
P24C IntelDX4
P24D i486DX2 with WB cache (IntelDX2 (tm) WriteBack Enhanced)
P54M Overdrive (include to P54C but P54C work too)
P6 ?????? (no comments)
P7 ?????? (no comments)

Зараз ці назви вже нічого не говорять, але ось що було буквальнокілька років тому - це стаття з одного популярного інтернетівськогожурналу:

Придбання машини з процесором Pentium - ризикованавкладення коштів. Мода на комп'ютерному ринку змінюються такстрімко, що за нею майже неможливо встежити: 75, 90, 100, 120,
133, 150, 166, 200 МГц ... Чи закінчиться колись ця скаженагонка? Рішенням може стати MMX (Multimedia eXtension - "мультимедіа -розширення ") - технологія, яка може перетворити" простий "
Pentium ПК на потужну мультимедійну систему.

Як відомо, на кристалі процесора Pentium інтегрованийматематичний співпроцесор. Цей функціональний блок, якийвідповідає за "перемелювання чисел", але ... а практиці, подібніможливості потрібні все ж досить рідко, їх використовують уосновному системи САПР і деякі програми, які вирішують чистообчислювальні задачі. У більшості користувачів цей блокпросто проістаівает.

Створюючи технологію MMX, фірма Intel прагнула вирішити двазавдання: по-перше, задіяти невикористані можливості, апо-друге, збільшити продуктивність ЦП при виконаннітипових мультимедіа-програм. З цією метою в систему команд процесора були додані додаткові інструкції (всього їх 57) і додатковітипи даних, а регістри блоку обчислень з плаваючою комою виконуютьфункції робочих регістрів.

Додаткові машинні команди призначені для таких операцій,як швидке перетворення Фур'є (функція, що використовується ввідеокодека), які часто виконуються спеціальнимиапаратними засобами.

Процесори, що використовують технологію MMX, сумісні з більшістюприкладних програм, адже для "старого" ПО регістри MMX виглядають точнотак само, як звичайнірегістри матматіческого співпроцесора. Проте, зустрічаються івинятку. апрімер, прикладна програма може одночаснозвертатися тільки до одного блоку - або обчислень з плаваючою комою,або MMX. В іншому випадку результат, як правило, не визначений і нерідковідбувається аварійне завершення прикладної програми.

Технологія MMX - це генеральний напрямок розвиткуархітекрури процесорів Intel на 1997 р. У першу чергу їїпереваги зможуть оцінити кінцеві користувачі - мультимедіа -комп'ютери стануть помітно могутніше і дешевше. Офіційне оголошення нової технології заплановано на початок жовтня 1996 року, однакпроцесор, в якому реалізована технологія MMX, вже існує. Вінвідомий під кодовою назвою P55C,і Intel, мабуть, свідомо відтягує момент його випуску, даючи виробникам ПК можливість ознайомитися з перевагами цього ЦП.

Серед компаній, які припускають випустити мультимедіа-ПК зпроцесором P55C, є як визнані лідери комп'ютерного ринку - Compaq,
Dell, Acer, так і молоді, але динамічні фірми, наприклад, Compulink
Research (CLR).

Очікується, що більшість популярних прикладних програм будутьвикористовувати технологію MMX, причому до кінця 1997 р. їх кількістьбільш ніж подвоїться, ікористувачі знову стоклкнутся з проблемою вибора.Сегодня є тривисокопродуктивних процесора - Pentium з тактовою частотою 200 МГц,
Pentium Pro з тієюж тактовою частотою і 200-МГц варіант P55C. Результативипробувань на продуктивність, які надала фірма CLR,дозволяють зробити висновок, що ПКз процесором P55C займають проміжне положення в цьому ряду. Привиконання типових завдань, результати цього ЦП майже не відрізняються відпоказників "звичайних"моделей Pentium з такою ж тактовою частотою. Однак при виконанніфрагментів коду, який був оптимізований для P55C (на відео-,аудіо-та графічних тестах), він не поступається процесора Pentium Pro,в залежності від типу задачі виграш у швидкодії сягає від 70%до 400%. Як очікується, мультимедіа-ПК з процесором P55C будедешевше аналогічного за функціональними можливостями компьютра.

У статті використано матеріали, надані фірмою CLR.

Смішно читати цю статтю знаючи, що за ММХ пройшов «розширений ММХ», апотім SSE і нарешті зараз SSE2. В подальшому огляді ми побачимо, що це щене все ...

Крім технологічних рішень по збільшенню кількості інструкцій,велася робота і щодо поліпшення процесу виробництва. Адже транзисторів дляобробки інформації ставало все більше і більше, і вони врешті-рештпросто не містилися на кристал, що призводило до більш досконалихрішень. В даний час процесори Intel випускаються по техпроцесу знормою в 0,13 мкм, і на одному квадратному міліметрі кристала розташовуєтьсямільйони транзисторів. Intel планує перейти на 0,09 мкм вже в 2003 році,тобто через місяць (ну може трохи по пізніше).

Що таке техпроцес 0,13 мкм.

Спробую пояснити, не вдаючись у технологію. Звичайно, наведенацифра означає довжину каналу КМОП-транзистора. Швидкість перемикання каскадуна КМОП залежить від крутизни;) ВАХ транзисторів і ємності навантаження. Крутизнавизначається струмом через транзистор і ставленням (ширина каналу -
W)/(довжина каналу - L). Основна ємність у КМОП технології - ємністьзатворів транзисторів, пропорційна площі затвора = ~ W * L. Очевидно, щочим менше довжина каналу, тим менше площа затвора (причому залежністьквадратична), при тому ж відношенні W/L. Отже, можна зменшити струмі не втратити швидкодію. А можна зменшити W/L за рахунок зменшенняширини каналу і зменшити розмір транзисторів - збільшити кількість елементівна кристалі (хоча в сучасних технологіях ширина каналу як правилооптимальна з точки зору мінімізації розміру топологічного елементу).

І ось кульмінація КУРСОВИЙ РОБОТИ представляю новий процесор від
Intel.

Наприкінці травня корпорація Intel (http://www.intel.com/) повідомила про те, що вПротягом найближчого місяця виробники комп'ютерів мають намір представитиперші сервери і робочі станції на базі процесорів Itanium. Очікується,що цього року близько 25 компаній випустять більше 35 таких моделей, а сотніпостачальників обладнання та програмного забезпечення запропонують продукти,що працюють з даними системами. IDC прогнозує, що цього року будепродано 26 тис. систем на базі Itanium, а до 2004 року їх число зросте до
540 тис. Іншими словами, повідомлення Intel означало, що розпочався промисловийвипуск нового процесора корпорації.

Системи на основі процесорів Itanium будуть підтримуватися чотирма
ОС, включаючи платформу Microsoft Windows (64-розрядну версію для робітниківстанцій - 64-bit Edition і 64-розрядну версію для серверів - 64-bit
Windows Advanced Server Limited Edition 2002); HP-UX 11i v1.5 компанії
Hewlett-Packard, AIX-5L корпорації IBM і Linux. 64-розрядні версіїостанньої планують постачати компанії Caldera International, Red Hat,
SuSE Linux і Turbolinux. Вже анонсовано більше 500 програм, якіпередбачається перенести для архітектури Itanium.

Буквально в день оголошення Itanium про випуск систем на його основізаявили кілька великих компаній, у числі яких Bull, Compaq, Dell,
Fujitsu-Siemens, Hewlett-Packard, IBM, NEC, SGI і Unisys. Зокрема, IBMанонсувала робочу станцію IntelliStation Z Pro і сервер X380, Dell --чотирипроцесорний сервер PowerEdge 7150 і робочу станцію Precision
Workstation 730, Bull - 4 - і 16-процесорні моделі серверів Escala IL.
Особливо хотілося б відзначити системи, представлені Hewlett-Packard:двопроцесорний робочу станцію HP Workstation i2000 і 4 - і 16 --процесорні сервери HP Server rx4610 і HP Server rx9610. В даний час
HP-UX - єдина 64-розрядна система UNIX, що забезпечуєпереносимість на рівні двійкового коду програмних додатків замовниківпри переході c RISC (Reduced Instruction Set Computing) на архітектуру
Itanium. HP-UX оптимізована з тим, щоб забезпечити високий рівеньпродуктивності, масштабованості і надійності. Крім того, зараз
Hewlett-Packard - єдиний виробник комп'ютерів на платформі RISC,чию техніку можна перевести на платформу Itanium без повторної компіляціїдодатків, ПЗ. А справа тут у наступному.

Шлях процесорів Itanium до споживача в Intel звичайно ділять на шістьетапів: завоювання підтримки галузі, випуск прототипів для партнерів,випуск прототипів для розробників, випуск пілотних систем, платформи і,нарешті, масове впровадження рішень. Відомо, що для тестування тарозробки виробникам комп'ютерів і користувачам було поставлено понад
6500 систем. Перший етап цього шляху датується листопадом 1997 року. Однакхотілося б нагадати, що історія Itanium розпочалася значно раніше.

Merced, він же Itanium

Ще в червні 1994 р. компанії Intel і Hewlett-Packard
(http://www.hp.com) підписали угоду про спільну розробку нової 64 --розрядної архітектури, орієнтованої на застосування в серверах і робочихстанціях. Переваги мікропроцесорів з більшою розрядністю очевидні.
Вони дозволяють адресувати більший обсяг пам'яті, дають можливість оперуватиз великим діапазоном чисел, підвищують ефективність паралельних і матричнихобчислень і т.д. Зауважимо, що ще в 1983 р. в Hewlett-Packard було прийняторішення почати проект об'єднання різних процесорів та ОС, що використовуютьсяу трьох комп'ютерних лінійках (HP1000, HP3000 і HP9000). Результати цьогорішення сьогодні добре відомі: це сімейство процесорів PA-RISC
(Precision Architecture Reduced Instruction Set Computing) і ОС UP-UX,які спільно застосовуються у високопродуктивних робочих станціях і
Unix-серверах (N-, V-, L-і A-класу). Перший комп'ютер на базі PA-RISC бувпредставлений ще в 1985 р. Дослідження та розробки ведуться в лабораторіїмікропроцесорів, що входить до підрозділу System VLSI Technology
Operation. У 1989 р. в пошуках нового, що посяде PA-RISC рішення Нewlett-
Packard приступила до розробки архітектури EPIC (Explicitly Parallel
Instruction Computing), згодом перейменованої в WideWorld
Architecture, а потім SuperParallel Processor Architecture (SP-PA). Але в
1993 р., коли ця 64-розрядна архітектура була практично готова,керівники проекту зрозуміли, що компанії однієї не винести величезнихвитрат на розробку та виготовлення нового процесора. Тоді в Нewlett-
Рackard вперше розглянули можливість залучити до створеннявисокопродуктивного процесора іншу компанію.

До 1994 р. корпорація Intel, яка має величезний досвід в областімікропроцесорів, зазнавала труднощів. Продовжувалася двіроку розробка 64-розрядної архітектури Р7 натрапила на серйознітруднощі. Згодом Intel відмовилася від Р7 на користь EPIC, хочасправедливості заради варто відзначити, що деякі особливості Р7реалізовані в Itanium.

До пропозицією HP працювати спільно в Intel поставилися з великиментузіазмом. Адже відкривалася реальна можливість дістатимасштабовану ОС корпоративного рівня HP-UX, яку можна будереалізувати на новій платформі. У спільному контракті Нewlett-Рackardдовелося піти на великі поступки. Корпорація погодилася на те, що Intelбуде приймати всі конструктивні рішення по новому процесору, навіть ті,які зачіпають архітектуру EPIC, розроблену інженерами Нewlett-
Рackard. До речі, новий процесор отримав назву Merced на честь річки в
Каліфорнії.

Два роки по тому, коли з'ясувалося, що потужності Merced недостатньо,щоб при використанні HP-UX обійти архітектуру PA-RISC, в Нewlett-Рackardвирішили самостійно створювати новий процесор на тому ж фундаменті, що і
Merced, але з іншою реалізацією внутрішніх функціональних блоків. Коли процьому проекті дізналися в Intel, почалися переговори про поширенняпартнерства, яке спочатку обмежувалося створенням тількипроцесора Merced, на 64-розрядну архітектуру в цілому, з тим щобвключити в угоду і новий кристал. Так Merced, свого часущо розглядається в якості потенційного могильника RISC-архітектури,перетворився на проміжну сходинку. Оскільки підписана угода немало жорсткого терміну, обидві компанії без зусиль розширили свою співпрацювже над новим 64-розрядним процесором McKinley (так називається найвищагора в Північній Америці). До речі, спочатку передбачалося, що системи
Merced з'являться в 1997 або 1998 р. Але скоро тільки казка мовиться.

Важливість успіху Intel та ПР у справі створення потужної 64-розрядноїплатформи для комп'ютерної індустрії неможливо переоцінити. Свої ставкитут є у кожного. Майже всі фірми-виробники комп'ютерів створюютьнові системи, а всі розробники ОС UNIX планують перенести свої версіїна нову платформу. Аналітики впевнені, що Itanium змусить компанії,випускають сервери і робочі ста?? ції RISC/Unix, переглянути свіймодельний ряд. Однак на дуже широкий вибір комп'ютерів Itaniumрозраховувати не доводиться. Процесор розроблявся дуже довго, до тогож з середини 1999 р. розробка раз у раз наштовхувалася на перешкоди. Урезультаті більшість компаній зосередилося на створенні комп'ютерів набазі McKinley.

Не дивно, що випуск Merced неодноразово затримувався, якщоврахувати, що два гіганти індустрії переслідували загальну мету, але використовувалиабсолютно різні тактичні підходи. Деякі експерти тоді стверджували,що компанії виявилися партнерами мимоволі: їх звели зовнішні сили ринку,розробляються вироби та фінансові труднощі, які вони вирішилидолати разом.

Intel Itanium розглядає як родоначальника нового сімействапроцесорів, яке буде розвиватися в найближчі 25 років. За першиймоделлю з кодовою назвою Merced підуть McKinley, Madison, Deerfield іінші нові версії. За офіційними даними, шість моделей подібнихкристалів вже знаходяться на стадії розробки. Досвідчені партії процесора
McKinley планується випустити в кінці поточного року, а перші системи найого основі повинні з'явитися в 2002 р. Очікується, що цей процесордебютує з тактовою частотою в 1 ГГц або вище. За наявною інформацією,всі 64-розрядні процесори Intel будуть містити у своїй назві слово
Itanium, а McKinley, Madison та інші імена так і залишаться кодовиминазвами. Таким чином, швидше за все офіційно анонсовані будуть
Itanium II, Itanium III і т. д.

Тільки через три роки після підписання угоди, в листопаді 1997 р.
Intel і Hewlett-Packard представили архітектуру майбутнього процесора і планирозробки цілого сімейства IA-64 (Intel Architecture). Не покладаючись тількина власні ресурси, в травні 1999 р. Intel оголосила про створенняінвестиційного фонду, що отримав назву Intel 64 Fund з капіталом 250млн. дол Ці кошти повинні були бути направлені на інвестиційнупідтримку компаній, що займаються розробкою Інтернет-додатків, ПЗрівня підприємств. У створенні фонду, крім Intel і Hewlett-Packard,взяли участь 16 компаній і організацій. Серед них не тільки комп'ютерніфірми - Compaq, Dell, SGI, але і Reuters, Ford Motor Company, General
Electric, Bank of America. На сьогоднішній день більше 150 млн. долінвестовано більш ніж у 40 компаній, що працюють в сфері інфраструктури
Інтернет, електронної торгівлі, виробництва та фінансів на вертикальнихринках.

Тоді ж, в 1997 р., Intel і Hewlett-Packard представили архітектуру інабір команд IA-64. У серпні 1999 р. вперше з'явилися дослідні зразкипроцесора, а восени Intel представила Itanium як комерційненайменування свого першого 64-розрядного процесора, досі носивробоча назва Merced. Введено були терміни "сімейство процесорів
Itanium "(IPF, Itanium Processor Family) і" архітектура Itanium "(Itanium
Architecture). Через рік, у жовтні 2000 р. з'явилися пілотні зразкисистем на основі Itanium. Приблизно в той же час пройшло друге промисловетестування програм та обладнання на платформі Itanium. Пріоритетноюзавданням цього заходу було жорстке тестування платформи передпілотним випуском, причому в програму тестування входила перевірка роботиу мережі та забезпечення телекомунікацій. На території Caesar's Palaceплощею 34 тис. кв. футів, де проходило тестування, було прокладенобільше 3 миль кабелю, понад сто 20-амперних силових ліній, встановленісховища даних сумарною місткістю більше 2 Тбайт. Активно проводилися іінші заходи, включаючи широке поширення ключовою технічноїінформації і засобів розробки, а також постачання понад 6000 прототипівсерверів, як в одно-, так і в багатопроцесорної конфігурації. Крім того,
Intel відкрила в різних країнах світу понад 30 центрів розробки додатків,де інженери Intel і розробники програмного й апаратного забезпеченняспільно працювали над оптимізацією прикладних програм під системи наоснові Itanium.

Особливості архітектури

На думку представників Intel, архітектура процесора Itanium - ценайзначніша розробка з часу презентації 386-го процесора в
1985 Перші зразки 64-розрядного процесора Intel представляють собоюкартридж розміром приблизно 10х6 см, який включає в себе кеш-пам'ятьтретього рівня ємністю 2 або 4 Мбайт і радіатор. Картридж вмонтовується вроз'єм типу Slot і має 418 висновків. Процесор має трирівневуієрархію сверхоператівной пам'яті. Якщо кеш-пам'ять першого та другого рівнівінтегрована на кристалі процесора, то мікросхеми кеш-пам'яті третьогорівня розташовані на самій платі картриджа. На реалізацію процесора здотриманням проектних норм 0,18 мкм було потрібно близько 320 млн.транзисторів, з яких тільки 25 млн. припало на реалізацію самого ядра,а решта - на кеш-пам'ять. Найбільший модуль процесора - це блокобчислень з плаваючою комою, він займає близько 10% площі кристалу.
Продуктивність Itanium становить до 6,4 млрд. операцій з плаваючоюкомою в секунду. Завдяки архітектурі EPIC і 15 виконавчимпристроїв процесор може виконувати до 20 операцій одночасно. При цьомувін може безпосередньо адресувати до 16 Тбайт пам'яті при пропускнійздатності до 2,1 Гбайт/с. У процесорі реалізована підтримка всіхрозширень Intel (технологій MMX, SIMD та симетричною мультипроцесорноїобробки), за винятком SSE2.
| | Архітектура IA-64. |
| | |

Одна із самих цікавих деталей в плані розміщення вузлів процесора --це система синхронізації роботи вузлів. Одночасна передача тактовихімпульсів при великій площі процесора представляє складну задачу длярозробників, оскільки затримки в поширенні імпульсів тактовогогенератора можуть викликати розсинхронізація вузлів. Для цієї мети по всійплощі кристала розмістили велика кількість точок розповсюдження тактовихімпульсів.

Архітектура Itanium включає такі унікальні засоби підвищеннянадійності, як система розширеного самоконтролю EMCA (Enhanced Machine
Check Architecture), що забезпечує виявлення, корекцію іпротоколювання помилок, а також підтримку обробки коду ECC (Error
Correcting Code) та контролю парності.

Для двох-і чотирипроцесорних систем Intel випустила спеціальнийнабір мікросхем Intel 460GX, які можуть включатися каскадно, збільшуючичисло одночасно використовуваних процесорів. Оскільки конфігурація такихсистем спочатку передбачає обсяги оперативної пам'яті в кількагігабайт, то в системах Itanium застосовуються порівняно недорогімікросхеми пам'яті типу SDRAM. При цьому для збільшення продуктивності,за словами представників Intel, використовуються такі методи, якбуферірованіе, чергування і поділ пам'яті на кілька банків. Набірмікросхем реально підтримує роботу з 64 Гбайт пам'яті при максимальнійпропускної здатності 4,2 Гбайт/с, хоча 64-розрядна адресація пам'ятітеоретично дозволяє звертатися до набагато більшій кількості адрес.

Процесори Itanium будуть працювати на тактовій частоті 800 або 733 МГц,а їх вартість в залежності від об'єму кеш-пам'яті складе від 1177 до 4227дол
| | Архітектура IA-64. |
| | |

Сучасні тенденції розвитку мікропроцесорів пов'язані з виконаннямбільшого числа команд за один такт. Розробники IA-64 вважають, щодомагатися більш високого рівня суперскалярної (розпаралелювання) впроцесорі можна, тільки якщо відмовитися від звичайних послідовних кодіві ввести паралелізм прямо на рівень системи команд. У цьому випадку завданнярозпаралелювання лягає не на апаратуру процесора, а на компілятор. Якуже зазначалося, в основі IA-64 лежить технологія EPIC, головна ідея якої
- Введення явного паралелізму. Переваги такого підходу зрозумілі. Усхемотехнічних рішеннях процесорів зникає складна логіка, що відповідаєза позачергове суперскалярної виконання команд, і можна відвести більшемісця на кристалі під кеш-пам'ять, файл регістрів і виконавчіпристрою. Однак, з іншого боку, виникає необхідність розроблятискладні і ефективно распараллелівающіе компілятори.

Безсумнівно, що між технологіями EPIC і VLIW (Very Long Instruction
Word) багато спільного. VLIW зазвичай розглядають як статичнусуперскалярної архітектуру. Мається на увазі, що розпаралелювання кодувідбувається на етапі компіляції, а не динамічно під час виконання. Іншимисловами, в машинному коді VLIW присутній явний паралелізм. У своючергу, до основних особливостей EPIC відносять:

. велика кількість регістрів,

. масштабованість архітектури до великої кількості виконавчих функціональних пристроїв,

. паралелізм в машинному коді,

. пророкування розгалужень (предікацію),

. спекулятивне виконання (завантаження за припущенням).

Основна особливість EPIC та ж, що і у VLIW, - розпаралелюваннямпотоку команд займається компілятор, а не процесор. Переваги даногопідходу полягають в тому, що спрощується архітектура процесора, причому вінне витрачає час на аналіз потоку команд. Крім того, на відміну відпроцесора компілятор здатний проводити аналіз по кожній програмі, а не запорівняно невеликому її ділянці. Оскільки практично будь-яка програмаповинна запускатися багато разів, вигідніше распараллеліть її один раз (прикомпіляції), а не кожного разу, коли вона виконується на процесорі.

В архітектурі Itanium нараховується по 128 64-розрядних цілочисельнихрегістрів загального призначення і 80-розрядних регістрів речовоїарифметики, а також 64 одноpазpядних пpедікатних pегістpа. Всі вони доступнідля програмування; крім того, є безліч недоступних внутрішніхслужбових регістрів, які використовуються самим процесором. 64 однорозряднихрегістра використовуються для організації логіки предсказания розгалуження івиконання команд в порядку, відмінному від послідовного.

Для досягнення явного паралелізму у формат команд IA-64 введенідодаткові розряди маски, які явно вказують на залежності міжкомандами. До цих пір задача визначення таких залежностей повністюлягала на апаратуру процесора. Тут же вводиться поняття груп команд.
Всі вони незалежні, і їх слід видавати на виконання в різнівиконавчі пристрої. Розряди маски вказують на залежності не тількивсередині кількох команд, але і між групами команд. По три команди IA-64об'єднуються в так звану зв'язку, що має ємність 128 розрядів. Зв'язкамістить три команди і шаблон, в якому зазначено, які є залежностіміж командами (наприклад, чи можна з першою командою запустити паралельнодруга або ж вона повинна виконатися тільки після першого і т.п.).

У сучасних процесорах активно використовуються методики передбаченнярозгалужень і спекулятивного виконання. Однак в існуючих на сьогоднімоделях дуже багато часу йде на обчислення гілок програми, якізгодом не використовуються. Інша справа Itanium. Якщо у вихіднійпрограмі зустрічається умовне розгалуження, то команди з різних гілокпозначаються різними предикативними регістрами (команди мають для цьогоПредикативні поля); далі вони виконуються спільно, але їх результати незаписуються, поки значення предикативних регістрів не визначені. Коли,нарешті, обчислюється умова розгалуження, предикатный регістр,відповідний правильної гілки, встановлюється в 1, а інший - у 0.
Перед записом результатів процесор перевіряє предикативний поле і записуєрезультати тільки тих команд, предикативний поле яких містить предикатныйрозряд, встановлений в одиницю.

Ще одна особливість архітектури Itanium - прогноз і виконання поприпущенням. Цей механізм повинен знизити простої процесора, пов'язані зочікуванням виконання команд завантаження з відносно повільної основноїпам'яті. Компілятор переміщує команди завантаження даних з пам'яті так, щобвони виконані як можна раніше. Отже, коли дані з пам'ятізнадобляться будь-якій команді, процесор не буде простоювати.
Приміщення таким чином інструкції називаються командами завантаження поприпущенням і позначаються особливим чином. А безпосередньо передкомандою, яка використовує файли за припущенням дані, компіляторвставить команду перевірки припущення. Якщо при виконанні завантаження поприпущенням виникне виняткова ситуація, процесор згенеруєвиняток лише тоді, коли зустріне команду перевірки припущення.
Якщо, наприклад, команда завантаження виноситься з розгалуження, а гілку, зякої вона винесена, не запускається, то виникла виняткова ситуаціяігнорується.

З виходом Itanium порівняння процесорів по частоті практично втрачаєсенс. Тепер доведеться застосовувати нові методики, що враховують не тількикількість реально виконаних за один такт інструкцій, а й якістьаналізу компілятором виконуваної програми, оскільки результуючапродуктивність буде сильно залежати від цього (процесор адже можепрацювати з величезною швидкістю, обчислюючи непотрібні гілки програми).

Розширення x86

За заявою розробників, Itanium повністю сумісний з сучасними
32-розрядними додатками. Однак навряд чи ці програми будуть працювати на
64-розрядному кристалі швидше. Більш того, як вважають деякіфахівці, можливо, доведеться звикати і до більш повільним темпами. Затенові, спеціалізовані програми залишать всіх позаду. Наприклад, уже наетапі дослідного виробництва кристалів архітектура процесора Itaniumпродемонструвала високу швидкодію алгоритмів захисту інформації,інтенсивно використовують обчислювальні потужності.

Другий за величиною виробник мікропроцесорів з архітектурою x86 --корпорація AMD (http://www.amd.com) теж оприлюднила свої плани створення
64-розрядних кристалів. Однак на відміну від конкурентів вона обралаеволюційний шлях: додала 32 розряду до вже наявних 32. Тепер регістрирозширилися до 64 розрядів, з'явилися команди маніпуляції з 64-розряднимиданими, так і шина адреси збільшилася до 64 розрядів. У результаті народиласяархітектура x86-64. Спочатку подібний процесор був названий "кувалдою"
(Sledgehammer). Команди нового кристалу відрізняються від команд процесорівx86 тільки наявністю префікса, що вказує на їх розрядність.

Крім шістнадцяти регістрів загального призначення, є вісім 64 --розрядних регістрів для операцій речової арифметики. Перші вісімрегістрів "кувалди" навіть позначаються назвами, що відбивають їх x86 -походження: RAX, RBX, RCX, RDX, RSP, RBP, RSI, RDI. Так, вісім молодшихрозрядів RAX фактично еквівалентні регістру A (акумулятора) процесораi8080 і регістру AL i8086. Розряди 8-15 еквівалентні регістру AH i8086.
Об'єднання цих двох полів представляє регістр AX i8086. Бітове поле 0 -
31 - повний еквівалент регістра EAX в 32-розрядних 80x86. Доповнюютьархітектуру нового процесора шістнадцять 128-розрядних регістрів длязберігання операндів SIMD-інструкцій.

Забезпечена повна апаратна підтримка виконання інструкцій x86-32 нарівні ядра. На відміну від процесора Itanium, тут повинна забезпечуватисяповноцінна реалізація 8 -, 16 - і 32-розрядних застосувань без втратипродуктивності. Таким чином, на одному процесорі зможуть одночасноі незалежно працювати 16 - і 32-розрядні програми. Це має зробитиперехід користувачів на нову платформу безболісним. Процесори зможутьпрацювати у двох режимах - Long і Legacy Mode. У першому кристал будепрацювати як x86-64, а в другому - як x86-процесор, сумісний з 16 - і
32-розрядними додатками і підтримує розширення SSE.

Планується випустити дві моделі 64-розрядного мікропроцесора:власне Sledgehammer і молодшу модель - Clawhammer. Їх відмінності полягаютьголовним чином у розмірі кеш-пам'яті другого рівня. Clawhammerпозиціонується як процесор для робочих станцій і буде підтримуватидвопроцесорні системи. Причому розмір кристала не повинен перевищити 100кв. мм, що зробить його в достатній мірі дешевим. Sledgehammer, якпланується, буде підтримувати до восьми процесорів.

Процесори будуть містити інтегрований контролер пам'яті,сумісний з технологією HyperTransport. Це дозволить безпосередньо працювати зсистемною пам'яттю, минаючи системну шину і набір мікросхем. Для можливостізвернення до одного й того ж сегменту пам'яті в мультипроцесорних системахбуде використовуватися архітектура NUMA (Non-Uniform Memory Access). Кожномупроцесору буде відведено окремий сегмент пам'яті, але при необхідностібуде доступний і сегмент пам'яті іншого процесора. AMD розробляє дванабору мікросхем з підтримкою HyperTransport. Перший чіпсет Golemпризначений для серверів і оснащений мостом HyperTransport-PCI-X, а друга,
Lokar для робочих станцій, має вбудовану підтримку інтерфейсу AGP 8X іміст HyperTransport-AGP. Нові процесори будуть виготовлятися з урахуваннямпроектних норм 0,13 мкм і технології SOI (Silicon On Insulator - "кремнійна ізоляторі "). Оскільки масове виробництво кристалів почнеться нераніше 2002 р., говорити про конкуренцію між родинами Itanium і Hammerпоки передчасно.

За матеріалами http://www.bytemag.ru/ журнал для фахівців у галузі

У цій роботі використовувалися статті, добутівиключно зі світової павутини або Інтернету.

У зв'язку з цим важко оформити список літератури надлежайшімчином.

http://www.maxwolf.ru/faq/cpu.html http://www.bytemag.ru/ http://www.intel.com/ http://www. amd.com http://www.hp.com

І прошу вибачити за всілякі ліричні відступи.

Московського державного відкритого університету

(філія м. Чебоксари )

Курсова робота по інформатиці на тему «Історія процесорів»

Студент II курсу

Факультету ІРЕ заочного відділення

Спеціальність 210100

Батурин Михайло Едуардович

ШИФР 601576

Викладач

2002

Зміст:

Вступ.

Короткий екскурс.

Невеликі пояснення.

Вкрай цікава інформація.

Список невикористовуваної літератури. < p> Вступ:

У тое час як космічні кораблі борознять простори галактики ...

Сьогодні важко уявити собі світ без комп'ютера, і мало хтозамислюється, а що ж насправді ми називаємо розумними машинами. І вжеточно ніхто не знає наскільки стали розумними ці апарати. Для багатьохлюдей Штучний інтелект і комп'ютер який стоїть на вашому столі цеодне і теж. Але як люди освічені ми знаємо, що до розуму людини,або навіть собаки будь-який найрозумнішою машині ще далеко.

Чисто для роздумів в мізках живих істот йде паралельна обробкавідео, звуку, смаку, відчуттів, і т.д. не кажучи вже про такої елементарноїречі як розумовий процес який супроводжує багатьох від народження і досамої смерті, вибачаюсь перед тими кого не відвідала ця благодать.

Таким чином будь-який прорив в інформаційних технологіях зустрічається якщось особливо видатне. Люди хочуть створити собі молодшого брата, якийякщо ще не думає, то хоча б міркує швидше за них. Зрозуміло, що ніякими
Гігагерца не зміряєш унікум людського мозку, (а хотілося б (), аленіхто і не вимірює, така курсова робота проводить коротку екскурсію внедалеке минуле і звичайно в незрозуміле даний розвитку головної частиникомп'ютера, його мозку, його серця, його центрального процесора.