Зміст
1. Введення в персональний комп'ютер. 2
2. Відмінності процесорів. 3
2.1. Відмінності процесорів SX, DX, SX2, DX2 і DX4. 3
2.2. Позначення «SL-Enhanced» y процесор Intel 486. 4
2.3. Відмінності процесор UMC 486 U5 від Intel, AMD і дpугих. 4
2.4. Чіпи RISC і CISC. 4
2.5. Перемарковані процесори. 4
3. Процесори фірми Intel. 5
3.1. Сучасна мікропроцесорна технологія фірми Intel. 5
3.2. Перші процесори фірми Intel. 5
3.3. Процесор 8086/88. 6
3.4. Процессор 80186/88. 6
3.5. Процесор 80286. 6
3.6. Процесор 80386. 6
3.7. Процесор 80486. 8
3.8. Intel OverDrive процесор. 8
3.9. Процесор Pentium. 9
3.10. Процесор Pentium Pro. 13
4. Процесори Intel конкурентів. 16
4.1. Перші процесори Intel конкурентів. 16
4.2. Процесори фірми AMD. 17
4.3. Процесори NexGen. 20
4.4. Процесори Cyrix. 21
4.5. Процесори Sun Microsystems. 21
4.6. Процесори Digital Equipment. 22
4.7. Процесори Mips. 23
4.8. Процесори Hewlett-Packard. 24
4.9. Процесори Motorola. 25
6. Порівняльний аналіз. 25
1. Введення в персональний комп'ютер.
Персональний комп'ютер - це такий комп'ютер, який може собідозволити купити окрема людина.
Найбільш «вагомою» частиною будь-якого комп'ютера є системний блок
(іноді його називають комп'ютером, що є неприпустимою помилкою).
Всередині нього розташовані блок живлення, плата з центральним процесором
(ЦП), відеоадаптер, жорсткий диск, дисководи гнучких дисків та іншіпристрої введення/виводу інформації. Найчастіше відеоадаптер та контролеривведення/виводу розміщені прямо на платі ЦП. У системному блоці можутьрозміщуватися засоби мультимедіа: звукова плата і пристрій читанняоптичних дисків - CD-ROM. Крім того, в поняття «комп'ютер» входитьклавіатура і монітор. Маніпулятор миша є необов'язковою, але вельмиважливою деталлю. Тепер коротко про вибір основних компонентів ПК.
Процесор є основним компонентом будь-якого ПК. В даний часнайбільш поширені процесори фірми Intel, хоча ЦП інших фірм
(AMD, Cyrix, NexGen та ін) складають їм гідну конкуренцію. Єтакож материнська (MotherBoard) плата. Основною характеристикоюматеринських плат є їх архітектура. Основними шинами до недавньогочасу вважалися ISA (Industrial Standard Architecture) і EISA
(Extended ISA), і які мають розрядність 10 і 32 відповідно. Длязабезпечення нормальної роботи відеоадаптерів був розроблений стандарт VESA
(Video Electronic Standart Association), розрахований на застосуванняпроцесора серії 486, що працює на частоті процесора і яка є
«Приставкою» до шини ISA або EISA. З появою процесора Pentium буларозроблена самостійна шина PCI, яка на сьогоднішній деньє найбільш швидкою і перспективною. Звичайно в ПК присутнядисковод для гнучких дисків. Існує два стандарти: 5.25 »і 3.5». Насьогоднішній день більшість комп'ютерів поставляється з дисководом 3.5 ».
Жeсткій диск (вінчестер), почавши свій хід з обсягу в 5 МБ, досягнебувалих висот. На сьогоднішній день не здивують диски об'ємом 2 або 4
ГБ. Для більшості додатків цілком достатньо об'єму 420 - 700 МБ,проте якщо вам доводиться працювати з кольоровими графічнимизображеннями або версткою, то доведеться подумати про диск в 1.5-2 ГБ абонавіть парі таких дисків. Слід при-дати значення не лише ємностідиска, але і його тимчасовим характеристикам. Як оптимальних можнапорекомендувати вінчестери фірми Western Digital, Seagate або Corner. Для оперативної пам'яті (RAM, ОЗУ) закон простий: чим більше, тим краще. Уданий час важко знайти конфігурацію з об'ємом пам'яті менше 4 МБ.
Для нормальної роботи більшості програмних продуктів бажаномати хоча би зауважити, що при збільшенні ОЗУ більш ніж 32 МБшвидкодію ПК збільшується значно менше, і така конфігураціянеобхідна художникам і мультиплікаторів. Hеот'емлемой частиною ПК єклавіатура. Стандартною в Росії є 101 - клавішна клавіатури занглійськими та російськими символами. Миша. Необхідна для роботи зграфічними пакетами, кресленнями, при розробці схем і при роботі під
Windows. Слід зазначити, що якийсь ігрове і програмнезабезпечення вимагає наявність миші. Основний ха миші є роздільназдатність, яка вимірюється у точках на дюйм (dpi). Нормальною вважаєтьсямиша, що забезпечує роздільну здатність 300-400 dpi. Непогано мати такожспеціальний килимок під миша, що забезпечує еe збереження ідовговічність. Вибору монітора ПК слід приділити особливу увагу,оскільки від якості монітора залежить збереження вашого зору і загальнустомлюваність при роботі. Монітори мають стандартний розмір діагоналі в
14,15,17,19,20 і 21 дюйм. Необхідний розмір діагоналі моніторавибирається виходячи їх дозволу, при якому ви збираєтеся працювати.
Так, для більшості додатків цілком достатньо мати 14 дюймовиймонітор, який забезпечує роботу при роздільній здатності до 800 на 600точок. ПК може мати звукову карту. З одного боку, звукова карта неє необхідним елементом комп'ютера, але, з іншого боку,дозволяє перетворити його на потужний підмога при навчанні та написаннімузики, вивченні мов. Та й який інтерес бити ворогів на екрані, якщо нечуєш їх передсмертні крики. Найпростішим картою є Adlib, якийдозволяє відтворювати тільки музику без оцифрованої мови. І CD-ROM, зодного боку, також не є необхідною для функціонуваннякомп'ютера частиною, але стає все більш і більш популярними в зв'язку зтенденцією поставляти професійне, навчальне та ігрове програмнезабезпечення на CD-дисках.
2. Відмінності процесорів.
2.1. Відмінності процесорів SX, DX, SX2, DX2 і DX4.
SX і DX означає «полегшену» і повну версію одного і того жпроцесора. Для 386 варіант SX був зроблений з 16-pазpядним інтерфейсом, щодозволяло заощаджувати на обв'язці і встановлювати пам'ять по два SIMM, ане за чотири, як для DX. Пpи роботі з 16-pазpяднимі програмами
386SX майже не відстає від 386DX на тій же частоті, однак на 32-pазpяднихпрограмах він працює відчутно повільніше через поділ кожного 32 --pазpядного запиту до пам'яті на два 16-pазpядних. Hа Насправді жбільшість комп'ютерів з 386DX працюють швидше комп'ютерів з SX навіть на
16-pазpядних програмах - завдяки тому, що на платах з 386DX найчастішевстановлений аппаpатний кеш, якому немає на більшості плат з SX.
Внутрішня аpхітектуpа 386SX - повністю 32-pазpядная, і програмнообнаpужіть різницю між SX і DX без запpоса коду процесора або вимірів швидкості АДВОКАТУРИ магістpалі в загальному випадку неможливо.
Для 486 SX позначає варіант без встpоенного сопpоцессоpа. Раннімоделі пpедставлялі собою пpосто отбpаковку від DX з несправностісопpоцессоpом - сопpоцессоp в них був заблокіpован, і для встановлення такогопроцесора замість DX тpебовалось пеpенастpоіть системну плату. Більшепізні веpсіі випускалися самостійно, і можуть встановлюватися замість
DX без зміни настpойкі плати. Кpоме відсутності сопpоцессоpа іідентифікаційних кодів, моделі SX також нічим не відрізняються відвідповідних моделей DX, і програмно pазліченіе їх у загальному випадкутеж неможливо.
SX2, DX2 і DX4 - варіант відповідних процесор зВнутрішня подвоєнням або утpоеніем частоти. Hапpімеp, аппаpатнаянастpойка плати для DX2-66 робиться, як для DX33, і на вхід подаєтьсячастота 33 МГц, проте в програмно настpойке може потpебоватьсязбільшення задеpжек пpи обpащеніі до пам'яті для компенсації возpосшейшвидкості АДВОКАТУРИ процесора. Всі Внутрішня опеpаціі в процесорвиконуються відповідно в два і тpі pаза бистpее, однак обмін зазовнішньої магістpалі визначають зовнішньої тактовою частотою. За рахунок цього
DX4-100 працює втpое бистpее DX33 тільки на тих ділянках програма,котоpие цілком містяться в його Внутрішня кеш, на великих фpагментах цеставлення може впасти до двох з половиною і менше.
Hекотоpие сеpіі процесора AMD (зокрема - 25253) випускалися зєдиним кpісталлом DX4, якому міг пеpеключаться в pежим подвоєння понизьким рівнем на виведенні B-13. Маpкіpовка як DX2 або DX4 пpоводить порезультату тестів; відповідно, процесор, маpкіpованний як DX4,міг працює як DX2 і наобоpот. Процесор Intel DX4-100 можутьпеpеключаться в pежим подвоєння з низьким рівнем на виведення R-17.
процесора AMD 5x86 стандартної працює з утpоеніем зовнішньої частоти,а низький уpовень на виведення R-17 пеpеключает його в pежим учетвеpенія.
2.2. Позначення «SL-Enhanced» y процесор Intel 486.
Hалічіе SMM (System Management Mode - pежим упpавленія системою),використовуваного головним обpаз для пеpевода процесора в економічний pежим.
Ще позначається як «S-Series», з додаванням до позначення процесора суфікса «-S». У SL-Enhanced процесор є також команда CPUID,котоpая повертає ідентіфікатоp процесора.
2.3. Відмінності процесор UMC 486 U5 від Intel, AMD і дpугих.
Пpежде за все - оптімізіpованним мікpокодом, за рахунок чого частовикористовувані команди виконуються за меншу кількість тактів, ніж упроцесор Intel, AMD, Cyrix та дpугих. Процесор U5 не маютьВнутрішня множення частоти, а результату в 65 МГц і подібні, що отримуютьсядеякими програма, виходять тому, що для визначених частотипpогpамме необхідно Правильно пізнати процесор - точніше, числотактів, за котоpое він виконає тестову послідовність, абільшість поширений пpогpамм не вміють Правильно пізнавати U5.
З цієї ж пpічіне на U5 зависає ігpа Heretic, помилково знайшовши вньому сопpоцессоp - щоб це виключити, потрібно в командному стpоке Hereticвказати ключ «-debug».
2.4. Чіпи RISC і CISC.
RISC - це абревіатура від Reduced Instruction Set Computer
(комп'ютер зі скороченим набором команд), а CISC - абревіатура від Comlex
Instruction Set Computer (комп'ютер з повним набором команд). Істотнарізниця між ними полягає в наступному: чіпи RISC розуміють лише деякіінструкції, але кожну з них вони можуть виконати дуже швидко. Програмидля RISC-машин досить складні, але виконуються вони швидше тих,які сумісні з CISC-машинами. Але, може, це й не так?
(Дослідження продуктивності ще не завершені.)
Всі чіпи Intel 80x86 (як і чіпи Motorola 680x0
(68010,68020, .., 68040), що використовуються в комп'ютерах Macintosh і NeXT)є яскравими представниками CISC-чіпів. Hекоторые робочі станції,починаючи з IBM, використовують чіпи RISC.
2.5. Перемарковані процесори.
перемарковані процесори (remaked CPUs) - це процесори, якірозганяють сильніше ніж оригінальні для більш високої ціни і прибутку. Цідії вважаються незаконними. Використання такого ЦПУ завждиризиковано. Розгонки процесора іноді буває успішною, наприклад, з 33MHzдо 40MHz, або з 25MHz до 33MHz, але не завжди. Використання розігнаногопроцесора призводить до перегрівання чіпа і його нестабільної роботи, щочасто служить причиною всіляких помилок, збоїв та зависань системи.
Перемаркірований і розігнаний ЦПУ має набагато менший термін служби, ніжоригінальний процесор, завдяки перегрівання чіпа.
3. Процесори фірми Intel.
3.1. Сучасна мікропроцесорна технологія фірми Intel.
Досягнення фірми Intel в мистецтві проектування та виробництванапівпровідників роблять можливим виробляти потужні мікропроцесори в всіменших корпусах. Розробники мікропроцесорів в даний часпрацюють з комплементарним технологічним процесом метал-оксиднапівпровідник (CMOS) з роздільною здатністю менше, ніж мікрон.
Використання субмікронних технології дозволяє розробникам фірми
Intel мати у своєму розпорядженні більше транзисторів на кожній підкладці. Це зробилоза можливе збільшення кількості транзисторів для сімейства X86 від
29,000 в 8086 процесорі до 1,2 мільйонів в процесорі Intel486 DX2, знайвищим досягненням в процесорі Pentium. Виконаний за 0.8 мікронній
BiCMOS технології, він містить 3.1 мільйона транзисторів. Технологія
BiCMOS поєднує переваги двох технологій: біполярної (швидкість) і
CMOS (мале енергоспоживання). З допомогою більш, ніж у два разибільшої кількості транзисторів Pentium процесора в порівнянні з
Intel486, розробники помістили на підкладці компоненти, ранішерозташовувався в квартирі процесора. Наявність компонентів всерединізменшує час доступу, що істотно збільшує продуктивність.
0.8 мікрона технологія фірми Intel використовує тришаровий метал і має рівень, вищий в порівнянні з оригінальною 1.0 мікроннійтехнологією двошарового металу, що використовується в процесорі Intel486.
3.2. Перші процесори фірми Intel.
За 20-річну історію розвитку мікропроцесорної техніки провідніпозиції в цій області займає американська фірма Intel (INTegral
ELectronics). До того як фірма Intel почала випускати мікрокомп'ютери,вона розробляла і виробляла інші види інтегральних мікросхем.
Головною її продукцією були мікросхеми для калькуляторів. У 1971 р. вонарозробила і випустила перший у світі 4-біт-ний мікропроцесор 4004. Фірмаспочатку продавала його в якості вбудованого контролера (щосьзразок засоби управління вуличним світлофором чи мікрохвильової піччю).
4004 був четирехбітовим, тобто він міг зберігати, обробляти й записувати впам'ять або зчитувати з неї четирехбітовие числа. Після чіпа 4004з'явився 4040, але 4040 підтримував зовнішні переривання. Обидва чіпа малифіксоване число внутрішніх індексних регістрів. Це означало, щовиконувані програми були обмежені числом вкладень підпрограм до 7.
У 1972 р., тобто через рік після появи 4004, Intel випустилачерговий процесор 8008, але справжній успіх їй приніс 8-бітниймікропроцесор 8080, яка була оголошена в 1973 р. Цей мікропроцесоротримав дуже широке розповсюдження в усьому світі. Зараз у нашійкраїні його аналог - мікропроцесор KP580ІК80 застосовується в багатьохпобутових персональних комп'ютерах і різноманітних контролерах. З чіпом
8080 також пов'язана поява стека зовнішньої пам'яті, що дозволиловикористовувати програми будь-який вкладеності.
Процесор 8080 був основною частиною першою невеликого комп'ютера,який отримав широке поширення в діловому світі. Операційнасистема для нього була створена фірмою Digital Research і називалася Control
Program for Microcomputers (CP/M).
3.3. Процесор 8086/88.
У 1979 р. фірма Intel випустила перший 16-бітний мікропроцесор
8086, можливості якого були близькі до можливостей процесорівмінікомп'ютерів 70-х років. Мікропроцесор 8086 виявився «предком»цілого сімейства, яке називають сімейством 80x86 або х86.
Декілька пізніше з'явився мікропроцесор 8088, архітектурноповторює мікропроцесор 8086 і має 16-бітний внутрішні регістри,але його зовнішня шина даних складає 8 біт. Широкої популярностімікропроцесора сприяло його застосування фірмою IBM в персональнихкомп'ютерах PC і PC/XT.
3.4. Процессор 80186/88.
У 1981 р. з'явилися мікропроцесори 80186/80188, які зберігалибазову архітектуру мікропроцесорів 8086/8088, але містили на кристаліконтролер прямого доступу до пам'яті, лічильник/таймер і контролерпереривань. Крім того, була дещо розширена система команд. Однакширокого поширення ці мікропроцесори (як і персональнікомп'ютери PCjr на їх основі), не отримали.
3.5. Процесор 80286.
Наступним великим кроком у розробці нових ідей став мікропроцесор
80286, який з'явився в 1982 році. При розробці були враховані досягнення вархітектурі мікрокомп'ютерів і великих комп'ютерів. Процесор 80286може працювати в двох режимах: в режимі реального адреси він емулюємікропроцесор 8086, а в захищеному режимі віртуального адреси (Protected
Virtual Adress Mode) або P-режимі надає програмісту багато новихможливостей і засобів. Серед них можна відзначити розширене адресний простір пам'яті 16 Мбайт, поява дескрипторів сегментів ідескріпторних таблиць, наявність захисту по чотирьох рівнях привілеїв,підтримку організації віртуальної пам'яті і мультизадачності. Процесор
80286 застосовується в ПК PC/AT і молодших моделях PS/2.
3.6. Процесор 80386.
При розробці 32-о процесора 80386 потрібно було вирішити дваосновні завдання - сумісність і продуктивність. Перша з них булавирішена за допомогою емуляції мікропроцесора 8086 - режим реальної адреси
(Real Adress Mode) або R-режим.
В Р-режимі процесор 80386 може виконувати 16-бітові програми (код)процесора 80286 без будь-яких додаткових модифікацій. Разом з тим, уце ж режимі він може виконувати свої «природні» 32-бітні програми,що забезпечує підвищення продуктивності системи. Саме в цьомурежимі реалізуються всі нові можливості і засоби процесора 80386,серед яких можна відзначити масштабована індексний адресацію пам'яті,ортогональноє використання регістрів загального призначення, нові команди,засоби налагодження. Адресний простір пам'яті в цьому режимі складає 4
Гбайт.
Мікропроцесор 80386 дає розробнику систем велике число нових іефективних можливостей, включаючи продуктивність від 3 до 4 мільйоноперацій в секунду, повну 32-розрядну архітектуру, 4 гігабітні (2 байт)фізична адресний простір і внутрішнє забезпечення роботи зістра?? ічной віртуальною пам'яттю.
Незважаючи на введення в нього останніх досягнень мікропроцесорноїтехніки, 80386 зберігає сумісність по об'єктному коду з програмнимзабезпеченням, у великій кількості написаним для його попередників,
8086 і 80286. Особливий інтерес представляє така властивість 80386, яквіртуальна машина, яка дозволяє 80386 перемикатися у виконанніпрограм, керованих різними операційними системами, наприклад, UNIX і
MS-DOS. Ця властивість дозволяє виробникам оригінальних систембезпосередньо вводити прикладне програмне забезпечення для 16-бітовихмашин в системі на базі 32-бітових мікропроцесорів. Операційна система
P-режиму може створювати завдання, яке може працювати в режимівіртуального процесора 8086 (Virtual 8086 Mode) або V-режим. Прикладнапрограма, яка виконується в цьому режимі, вважає, що вона працює на процесорі 8086.
32-бітна архітектура 80386 забезпечує програмні ресурси,необхідні для підтримки «великих« систем, якi характеризуються операціямиз великими числами, великими структурами даних, великими програмами (абовеликим числом програм) і т.п. Фізичне адресний простір 80386складається з 2 байт або 4 гбайт; його логічне адресний простірскладається з 2 байт або 64 терабайт (Тбайт). Вісім 32-бітових загальнихрегістрів 80386 взаємозамінне можуть бути використані як операнди команді як змінні різних способів адресації. Типи даних включають в себе
8 -, 16 - або 32-біт-ні цілі і порядкові, упаковані і неупакованідесяткові, покажчики, рядки біт, байт, слів і подвійних слів.
Мікропроцесор 80386 має повну систему команд для операцій над цимитипами даних, а також для керування виконанням програм. Способиадресації 80386 забезпечують ефективний доступ до елементів стандартнихструктур даних: масивів, записів, масивів записів і записів, що містятьмасиви.
Мікропроцесор 80386 реалізований за допомогою технології фірми Intel CH
MOSIII - технологічного процесу, що поєднує в собі можливостівисокої швидкодії технології HMOS з малим споживанням технологіїКМОП. Використання геометрії 1,5 мкм і верств металізації дає 80386більше 275000 транзисторів на кристалі. Зараз випускаються обидва варіанти
80386, що працюють на частоті I2 і I6 мгц без станів очікування, причомуваріант 80386 на 16 мгц забезпечує швидкість роботи 3-4 мільйони операційза секунду.
Мікропроцесор 80386 розділений всередині на 6 автономно і паралельнопрацюючих блоків з відповідною синхронізацією. Всі внутрішні шини,з'єднують ці блоки, мають розрядність 32 біт. Конвеєрна організаціяфункціональних блоків у 80386 допускає тимчасове накладення виконаннярізних стадій команди і дозволяє одночасно виконувати декількаоперацій. Крім конвеєрної обробки всіх команд, у 80386 виконанняряду важливих операцій здійснюється спеціальними апаратними вузлами. Блокмноження/ділення 80386 може виконувати 32-бітне множення за 9-41 тактсинхронізації, в залежності від числа значущих цифр, він може розділити 32 --бітні операнди за 38 тактів (у разі чисел без знаків) або за 43 такту
(у разі чисел із знаками). Регістр групового зсуву 80386 може заодин такт зрушувати від 1 до 64 біт. Звернення до більш повільної пам'яті (абодо пристроїв введення/виводу) може здійснюватися з використаннямконвеєрного формування адреси для збільшення часу встановлення данихпісля адреси до 3 тактів при збереженні двотактних циклів в процесорі.
Внаслідок внутрішнього конвеєрного формування адреси при виконаннікоманди, 80386, як правило, обчислює адресу і визначає наступниймагістральний цикл під час поточного магістрального циклу. Вузолконвеєрного формування адреси передає цю інформацію в випереджальнупідсистему пам'яті, дозволяючи, тим самим, одному банку пам'яті дешіфріроватьНаступне магістральний цикл, у той час як інший банк реагує напоточний магістральний цикл.
3.7. Процесор 80486.
У 1989 р. Intel представила першого представника сімейства 80х86,що містить більше мільйона транзисторів в чіпі. Цей чіп багато в чому схожий з
80386. Він на 100% програмно сумісний з мікропроцесорами 386 (ТМ) DX &
SX. Один мільйон транзисторів об'єднаної кеш-пам'яті (надшвидкоїоперативної пам'яті), разом з апаратурою для виконання операцій зплаваючою комою та управлінням пам'яті на одній мікросхемі, тим не меншепідтримують програмну сумісність з попередніми членами родинипроцесорів архітектури 86. Часто використовувані операції виконуються заодин цикл, що порівнянно зі швидкістю виконання RISC-команд.
Восьмікілобайтний уніфікований кеш для коду та даних, з'єднаний зшиною пакетного обміну даними з швидкістю 80/106 Мбайт/сек при частоті
25/33 МГерц гарантують високу продуктивність системи навіть знедорогими дисками (DRAM). Нові можливості розширюють багатозадачністьсистем. Нові операції збільшують швидкість роботи з семафор у пам'яті.
Обладнання на мікросхемі гарантує несуперечність кеш-пам'яті іпідтримує засоби для реалізації багаторівневої кешування.
Вбудована система тестування перевіряє мікросхемную логіку, кеш -пам'ять і мікросхемное посторінково перетворення адрес пам'яті.
Можливості налагодження включають в себе установку пасток контрольнихточок у виполненяемом коді і під час доступу до даних. Процесор i486 маєвбудований в мікросхему внутрішній кеш для зберігання 8Кбайт команд іданих. Кеш збільшує швидкодію системи, відповідаючи на внутрішнізапити читання швидше, ніж при виконанні циклу читання оперативної пам'ятіпо шині. Це засіб зменшує також використання процесором зовнішньоїшини. Внутрішній кеш прозорий для працюючих програм. Процесор i486може використовувати зовнішній кеш другого рівня поза мікросхеми процесора.
Зазвичай зовнішній кеш дозволяє збільшити швидкодію і зменшити смугупропущення шини, що її вимагають процесором i486.
3.8. Intel OverDrive процесор.
Можливість постійного вдосконалення. Користувачі персональнихкомп'ютерів все частіше стикаються з цим у міру все зростаючихвимог до мікропроцесорах з боку апаратного та програмногозабезпечення. Фірма Intel впевнена: найкраща стратегія вдосконалення --спочатку закладена в систему можливість модернізації, модернізаціївідповідно до ваших потреб. Вперше в світі така можливість надаєтьсянашим споживачам. Фірма Intel приступила до випуску Intel OverDriveпроцесора, що відкриває нову категорію потужних співпроцесорів. Післяпростого встановлення цього співпроцесора на плату різко зросте швидкістьроботи всієї системи та прикладних програм в MS-DOS, Windows, OS/2,
Windows'95 і UNIX.
За допомогою цієї однією-єдиною мікросхеми Ви одразу ж зможетескористатися перевагами нової стратегії фірми Intel, закладеної внашої продукції. Коли настане невідворотний момент, коли Вамбуде потрібно продуктивність більша, ніж у Вашого комп'ютера, то все,що Вам буде потрібно - це вставити OverDrive процесор у Вашу систему - ікористуватися перевагами, які дасть Вам нова мікропроцесорнатехнологія фірми Intel. Більш ніж просто модернізація, OverDrive процесор
- Це стратегія захисту Ваших теперішніх та майбутніх внесків в персональнікомп'ютери.
Intel OverDrive процесор гарантує Вам відповідає стандартам іекономічну модернізацію. Всього лише одна мікросхема збільшитьобчислювальну потужність Вашого комп'ютера до вимог найсучаснішогопрограмного забезпечення і навіть тих програм, які ще не написані, в
MS-DOS, в Windows, в PS/2, в UNIX, від AutoCAD - до WordPerfect.
Отже, наш перший мікропроцесор у серії Single Chip Upgrade
(Якісне поліпшення - однієї мікросхемою) - це OverDrive процесор для систем на основі Intel i486SX. Встановлений у OverDrive -роз'єм, цей процесор дозволяє системі i486SX використовувати новітнютехнологію «подвоєння швидкості», яка використовується в процесорі i486DX2, і даєзагальне збільшення продуктивності до 70%. OverDrive процесор длясистем i486SX містить модуль операцій над цілими числами, модульоперацій над числами з плаваючою точкою, модуль управління пам'яттю і 8Ккеш-пам'яті на одному кристалі, що працює на частоті, у два разиперевищує тактову частоту системної шини. Ця унікальна властивістьдозволяє Вам подвоїти тактову частоту Вашої системи, не маючи витрат накупівлю та встановлення інших додаткових компонентів. OverDrive процесорподвоїть, наприклад, внутрішню частоту МП i486SX 25 МГц до 50 МГц.
Хоча Intel OverDrive - це абсолютно нова технологія якісноїмодернізації, в ньому впізнаються і сімейні риси Intel. Виготовлений івипробуваний згідно з жорсткими стандартами Intel, OverDriveвідрізняється зарекомендували себе властивостями продукції Intel: якістю інадійністю. OverDrive забезпечений постійної гарантією і звичнимсервісом і підтримкою в усьому світі. OverDrive повністю суміснийбільш ніж з 50000 прикладних програм. OverDrive процесор для i486SX --тільки перший з наших нових процесорів. У другому півріччі 1992ми випустимо OverDrive процесор для систем i486DX2, самих по собіпредставляють нове покоління технології МП. Потужний і доступний,
OverDrive процесор прокладе для Вас безперервний шлях до якісно новимрівнями продуктивності персональних комп'ютерів.
3.9. Процесор Pentium.
У той час, коли Винод ДЕМ робив перші начерки, почавши в червні 1989року розробку Pentium процесора, він і не підозрював, що саме цейпродукт буде одним з головних досягнень фірми Intel. Як тількивиконувався черговий етап проекту, відразу починався процес всеосяжноготестування. Для тестування була розроблена спеціальна технологія,дозволила імітувати функціонування Pentium процесора звикористанням програмованих пристроїв, об'єднаних на 14 платах здопомогою кабелів. Тільки коли були виявлені всі помилки, процесор змігпрацювати в реальній системі. На додаток до всього, у процесі розробки татестування процесора Pentium брали активну участь усі основнірозробники персональних комп'ютерів і програмного забезпечення, щонемало сприяло загальному успіху проекту. В кінці 1991 року, коли булазавершено макет процесора, інженери змогли запустити на ньому програмнезабезпечення. Проектувальники почали вивчати під мікроскопом розведення іпроходження сигналів по підкладці з метою оптимізації топології іпідвищення ефективності роботи. Проектування в основному було завершенов лютому 1992 року. Почалося всеосяжне тестування дослідної партіїпроцесорів, протягом якого випробувань піддавалися всі блоки і вузли.
У квітні 1992 року було прийнято рішення, що пора починати промисловеосвоєння Pentium процесора. Як основна промислової бази булаобрана 5 Орегонському фабрика. Більше 3 мільйонів транзисторів булиостаточно перенесені на шаблони. Почалося промислове освоєннявиробництва і доведення технічних характеристик, що завершилися через 10місяців, 22 березня 1993 широкої презентацією Pentium процесора.
Об'єднуючи більш, ніж 3.1 мільйона транзисторів на одній кремнієвоїпідкладці, 32-розрядний процесор Pentium характеризується високоюпродуктивністю з тактовою частотою 60 і 66 МГц. Його суперскалярнаархітектура використовує вдосконалені способи проектування,які дозволяють виконувати більше, ніж одну команду за один періодтактової частоти, в результаті чого Pentium в змозі виконувати величезнукількість PC-сумісного програмного забезпечення швидше, ніж будь-якийінший мікропроцесор. Крім существуюшіх напрацювань програмногозабезпечення, високопродуктивний арифметичний блок з плаваючою комою
Pentium процесора забезпечує збільшення обчислювальної потужності донеобхідної для використання недоступних раніше технічних і науковихдодатків, спочатку призначених для платформ робочих станцій.
Численні нововведення - характерна особливість Pentiumпроцесора у вигляді унікального поєднання високої продуктивності,сумісності, інтеграції даних та нарощуваність. Це включає:
. Суперскалярної архітектуру;
. Роздільне кешування програмного коду та даних;
. Блок предсказания правильної адреси переходу;
. Високопродуктивний блок обчислень з плаваючою комою;
. Розширену 64-бітову шину даних;
. Підтримку багатопроцесорного режиму роботи;
. Засоби завдання розміру сторінки пам'яті;
. Засоби виявлення помилок і функціональної надлишковості;
. Управління продуктивністю;
. Нарощуваність за допомогою Intel OverDrive процесора.
Cуперскалярная архітектура Pentium процесора являє собоюсумісну тільки з Intel двухконвейерную індустріальну архітектуру,дозволяє процесору досягати нових рівнів продуктивностішляхом виконання більш, ніж однієї команди за один період тактовоїчастоти. Термін «суперскалярна» позначає мікропроцесорну архітектуру, яка містить більше одного обчислювального блоку. Ціобчислювальні блоки, або конвеєри, є вузлами, де відбуваються всіосновні процеси обробки даних і команд.
Поява суперскалярної архітектури Pentium процесораявляє собою природний розвиток попереднього сімейства процесорівз 32-бітовою архітектурою фірми Intel. Наприклад, процесор Intel486здатний виконувати декілька своїх команд за один період тактовоїчастоти, однак попередні сімейства процесорів фірми Intel вимагалибезліч циклів тактової частоти для виконання однієї команди.
Можливість виконувати безліч команд за один період тактової частотиіснує завдяки тому, що процесор Pentium має два конвеєра,які можуть виконувати дві інструкції одночасно. Так само, як і
Intel486 з одним конвеєром, подвійний конвеєр Pentium процесора виконує просту команду за п'ять етапів: попередня підготовка, першийдекодування (декодування команди), другий декодування (генераціяадреси), виконання та зворотний вивантаження.
У результаті цих архітектурних нововведень, у порівнянні зпопередніми мікропроцесорами, значно більша кількість командможе бути виконана за один і той же час.
Інше найважливіше революційне вдосконалення, реалізоване у
Pentium процесорі, це введення роздільного кешування. Кешуваннязбільшує продуктивність за допомогою активізації місця тимчасовогозберігання для часто використовуваного програмного коду та даних, одержуваних зшвидкої пам'яті, замінюючи по можливості звернення до зовнішньої системноїпам'яті для деяких команд. Процесор Intel486, наприклад, містить один
8-KB блок вбудованою кеш-пам'яті, яка використовується одночасно длякешування програмного коду і даних.
Проектувальники фірми Intel обійшли це обмеження використаннямдодаткового контуру, виконаного на 3.1 мільйонів транзисторів
Pentium процесора (для порівняння, Intel486 містить 1.2 мільйонатранзисторів) створюють роздільне внутрішнє кешування програмногокоду і даних. Це покращує продуктивність за допомогою виключенняконфліктів на шині і робить подвійне кешування доступним частіше, ніж цебуло можливо раніше. Наприклад, під час фази попередньої підготовки,використовується код команди, отриманий з кеша команд. У разі наявностіодного блоку кеш-пам'яті, можливий конфлікт між процесомпопередньої підготовки команди і доступом до даних. Виконанняроздільного кешування для команд і даних виключає такі конфлікти,даючи можливість обом командам виконуватися одночасно. Кеш-пам'ятьпрограмного коду та даних Pentium процесора містить по 8 KBінформації кожна, і кожна організована як набір двоканальногоасоціативного кеша - призначена для запису тільки попередньопереглянутого специфікованого 32-байтного сегмента, причому швидше,ніж зовнішній кеш. Всі ці особливості розширення продуктивностізажадали використання 64-бітової внутрішньої шини даних, яказабезпечує можливість подвійного кешування і суперскалярної конвеєрноїобробки одночасно із завантаженням наступних даних. Кеш даних має дваінтерфейсу, по одному для кожного з конвеєрів, що дозволяє йомузабезпечувати даними дві окремі інструкції протягом одного машинногоциклу. Після того, як дані дістаються з кеша, вони записуються в головнупам'ять в режимі зворотного запису. Така техніка кешування дає кращупродуктивність, ніж просте кешування з безпосереднім записом,при якому процесор записує дані одночасно в кеш і основнупам'ять. Тим не менше, Pentium процесор здатний динамічноконфігуруватися для підтримки кешування з непосредственной записом.
Таким чином, кешування даних використовує два різнихчудових рішення: кеш зі зворотним записом і алгоритм, названий MESI (модифікація, виняток, розподіл, звільнення) протокол. Кеш ззворотним записом дозволяє записувати в кеш без звернення до основноїпам'яті на відміну від використовуваного до цього безпосереднього простогокешування. Ці рішення збільшують продуктивність за допомогоювикористання перетвореної шини та попереджувального виключення самоговузького місця в системі. У свою чергу MESI-протокол дозволяє даними вкеш-пам'яті і зовнішньої пам'яті співп-дати - чудове рішення ввдосконалених мультипроцесорних системах, де різні процесориможуть використовувати для роботи одні й ті ж дані.
Блок предсказания правильної адреси переходу - це наступнийчудове рішення для обчислень, що збільшує продуктивністьза допомогою повного заповнення конвеєрів командами, засноване напопередньому визначенні правильного набору команд, які повинні бутивиконані.
Pentium процесор дозволяє виконувати математичні обчислення набільш високому рівні завдяки використанню вдосконаленоговбудованого блоку обчислень з плаваючою комою, який включаєвосьмітактовий конвеєр і апаратно реалізовані основні математичніфункції. Четирехтактовие конвеєрні команди обчислень з плаваючою комоюдоповнюють четирехтактовую цілочисельну конвейеризації. Більша частинакоманд обчислень з плаваючою комою можуть виконуватися в одномуцілочисельне конвеєрі, після чого подаються в конвеєр обчислень зплаваючою комою. Звичайні функції обчислень з плаваючою комою, такіяк складання, множення і ділення, реалізовані апаратно з метоюприскорення обчислень.
У результаті цих інновацій, Pentium процесор виконує командиобчислень з плаваючою комою в п'ять разів швидше, ніж 33-МГц Intel486 DX,оптимізуючи їх для високошвидкісних чисельних обчислень, які єневід'ємною частиною таких удосконалених відеопріложеній, як CAD і
3D-графіка.
Pentium процесор зовні представляє собою 32-бітове пристрій.
Зовнішня шина даних до пам'яті є 64-бітової, подвоюючи кількістьданих, які передаються протягом одного шинного циклу. Pentium процесорпідтримує кілька типів шинних циклів, включаючи пакетний режим, впротягом якого відбувається порція даних з 256 біт в кеш даних і впротягом одного шинного циклу.
Шина даних є головною магістраллю, яка передаєінформацію між процесором і підсистемою пам'яті. Завдяки цій 64 --бітовій шині даних, Pentium процесор істотно підвищує швидкістьпередачі в порівнянні з процесором Intel486 DX - 528 MB/сек для 66 МГц,в порівнянні з 160 MB/сек для 50 МГц процесора Intel486 DX. Цярозширення шина даних сприяє високошвидкісним обчисленьзавдяки підтримці одночасної підживлення команда-ми і данимипроцесорного блоку суперскалярні обчислень, завдяки чому досягаєтьсяще більша загальна проводите
