Процесори

Інформатика, програмування

НТУУ «КПІ»

Кафедра АСОІУ

Реферат на тему: «Процесори»

Виконав: студент групи ІС-0

1-го курсу

ФІОТ

Проверила: Ковалюк Т.В.

Київ 2000

План

стр

1 Призначення пристрою
.................................................. .... 3

2 Технічні характеристики деяких 32-розряднихмікропроцесорів .............................................. 4

3 Конструктивне виконання .......................................... .7

4 Ціна та іншіпоказники ................................................ 8

5 Рекомендації користувачеві при виборі .................... 10

6 Порівняльна оцінка структур і архітектур сов-12 местімих 32-розрядних мікропроцесорів.

6 Перспективи розвитку мікропроцесорів ................. 14

7 Список використаної літератури ..... ........................... 16

Призначення пристрою.

За час існування електронна промисловість пережила чималопотрясінь і революцій. Корінний перелом - створення електроннихмікросхем на кремнієвих кристалах, що замінили транзистори іякі назвали інтегральними схемами. З часу своєї появиінтегральні схеми ділилися на: малі, середні, великі таультрабольшіе (МИС, СІС, БІС і УБІС відповідно). Все більшеі більше транзисторів вдавалося помістити на все менших і меншихза розмірами кристалах. Отже ультрабольшая інтегральнасхема виявлялася не такий вже великий за розміром і величезної за своїмиможливостям. Тому процесори створені саме на основі УБІС.
Розвиток мікропроцесорів в електронній індустрії проходилонастільки швидкими темпами, що кожна модель мікропроцесораставала малопотужною з моменту появи нової моделі, а ще через
2-3 роки вважалася застарілою і знімалася з виробництва.
Кожен мікропроцесор має певну кількість елементів пам'яті,званих регістрами, арифметико-логічний пристрій (АЛП), іпристрій управління.
Регістри використовуються для тимчасового зберігання виконуваної команди,адрес пам'яті, оброблюваних даних та іншої внутрішньої інформаціїмікропроцесора.
В АЛП здійснюється арифметична й логічна обробка даних.

Пристрій керування реалізує тимчасову діаграму івиробляє необхідні керуючі сигнали для внутрішньої роботимікропроцесора й зв'язку його з іншою апаратурою через зовнішні шинимікропроцесора.
Серед вітчизняних БІС є три класи мікропроцесорних
БІС, що відрізняються структурою, технічними характеристиками іфункціональними можливостями: секціонірованние з нарощуваннямрозрядності і мікропрограмним управлінням; однокристальнихмікропроцесори і однокристальних мікроЕОМ з фіксованоюрозрядністю і системою команд.
Разом з периферійними БІС, що виконують функції зберігання та вводу -виведення даних, керування і синхронізації, сполучення інтерфейсіві. т. д., мікропроцесори становлять закінчені комплекти БІС.
Секціонірованние мікропроцесорні комплекти (МПК) допускаютьнарощування параметрів (перш за все розрядності оброблюванихданих) та функціональних можливостей. Секціонірованние МПКорієнтовані в основному на застосування в універсальних іспеціалізованих ЕОМ, контролерах та інших засобахобчислювальної техніки високої продуктивності.
МПК на основі однокристальних мікропроцесорів і однокристальнихмікроЕОМ, що володіють меншою продуктивністю, але гнучкою системоюкоманд і великими функціональними можливостями, орієнтовані нашироке застосування в різних галузях народного господарства.
На даний момент існує два напрямки у виробництвімікропроцесорів. Вони різняться в принципах архітектури. першийнапрямок - це процесори RISC архітектури; другий - CISC.

Мікропроцесори з архітектурою RISC (Reduced Instruction Set
Computers) використовують порівняно невеликий (скорочений) набірнайбільш вживаних команд, визначений в результатістатистичного аналізу великої кількості програм для основнихобластей застосування CISC - процесорів вихідної архітектури. Всікоманди працюють з операндами і мають однаковий формат. Звернення допам'яті виконується з помощьюспеціальних команд завантаження регістра ізапису. Простота структури і невеликий набір команд дозволяєповністю реалізувати їхнє апаратне виконання й ефективнийконвеєр при невеликому обсязі обладнання. Арифметику RISC --процесорів вирізняє високий ступінь дроблення конвеєра. Цей прийомдозволяє збільшити тактову частоту (отже, і продуктивність
) Комп'ютера; чим більш елементарні дії виконуються в кожнійфазі роботи конвеєра, тим вище частота його роботи. RISC --процесори з самого початку орієнтовані на реалізацію всіхможливостей прискорення аріфмктіческіх операцій, тому їх конвеєримають значно більш високу швидкодію, ніж CISC --процесорах. Тому RISC - процесори в 2 - 4 рази швидше маютьту ж тактову частоту CISC - процесорів зі звичайною системою команді високопродуктивний, незважаючи на більший об'єм програм, на (
30%). Дейв Паттерсон і Карло Секуін сформулювали 4 основнихпринципу RISC:

Будь-яка операція далжна виконуватися за один такт, незалежно відїї типу.

Система команд повинна містити мінімальну кількість найбільшчасто використовуваних найпростіших інструкцій однакової довжини.

Операції обробки даних реалізуються тільки у форматі "регістр --регістр "(операнди вибираються з оперативних регістрів процесора,і результат операції записується також у регістр; а обмін міжоперативними регістрами й пам'яттю виконується тільки за допомогоюкоманд загрузкізапісі).

Склад системи команд повинен бути "зручний" для компіляціїоператорів мов високого рівня.

Мікропроцесори з архітектурою CISC (Complex Instruction Set
Computers) - архітектура обчислень із повною системою команд.
Реалізується на рівні машинної мови комплексні набори командрізної складності (від простих, характарних для мікропроцесорапершого покоління, до значної складності, характерних длясучасних 32-розрядних мікропроцесорів типу 80486, 68040 та ін)

Технічні характеристики деяких 32-розрядних мікропроцесорів.

Огляд почнемо з процесорів RISC - архітектури.

Мікропроцесори Alpha.
Проект Alpha фірми Digital Equipment був орієнтований напередову технологію (0,8 - мікрона технологія), перспективнуархітектуру та обробку 64 - розрядних додатків в середовищі Unix.
Дещо пізніше платформа Alpha AXP була доповнена засобамипідтримки операційної системи Microsoft Windows NT.
Першим процесором сімейства Alpha AXP став мікропроцесор 21064,виконаний за 0,75 - мікронній технології, що містить 1,68 млн.транзисторів. Тактова частота (до 200 Мгц) і суперскалярнаобробка дозволили цьому процесору обійти всіх конкурентів попродуктивності.
У 1994 р Digital Equipment випустила модифікацію процесора 21064
- Модель Alpha 2164А з тактовою частотою 275 МГц.
У 1993 р, з-за високої ціни (більше 2000 usd) вищезазначенихпроцесорів, ця корпорація випустила процесори Alpha 2166 і 2168 (
200 -350 usd) з тактовою частотою 66-233 МГц.

Мікропроцесори PowerPC.
У 1992 р компанії IBM, Motorola і Apple прийняли рішення осозданіісімейства RISC - процесорів широкого профілю. За основу проекту буввзято процесор POWER (Performance Optimised With Enchanced RISC).
PowerPC 601 - це 32 - розрядний процесор тактовою частотою 50,66або 80 МГц був виконаний за 0,8-мікронній технології.
Подальший крок - PowerPC 603 з тактовою частотою 66 і 80 Мгц, вякому та ж структура була реалізована в більш мініатюрномувиконанні.
PowerPC 604 виконаний за 0,5 - мікронній технології з тактовоючастотою 100 МГц.

Мікропроцесори ARM фірми Acorn.

Перші МП типу ARM (Acorn Risc Machine) розроблені у 1985 р.розроблений останнім часом 32 - розрядний МП (на базі 30-мкмтехналогіі CMOS) має такі характеристики: 27 тис.транзисторів, 4-8 Мгц тактової частоти, 32 - розрядну шину даних,продуктивність-10 млн оп/с.

Мікропроцесори CISC - архітекрури.

Мікропроцесор АМ 29000 фірми АМD.
МП орієнтований на широкий спектр застосування і має наступніхарактеристики: 26 Мгц-тактова частота, продуктивність - 25 млноп/с.

Мікропроцесори фірми Intel.
У 1985 р фірма Intel випускає мікропроцесор 80386. Кристал наякому він був виконаний став родоначальником нового поколіннямікропроцесорів.

Мікропроцесор i80386.
Мікропроцесорний набір 80386 включає наступні схеми: 80386 --швидкодіючий 32-розрядний мікропроцесор з 32 - розрядноїзовнішньої шиною; 80387 - швидкодіючий 32-розряднийматематичний співпроцесор; 82384 - генератор тактових сигналів;
82385 - контролер кеш-пом'ятий, 82307 - арбітр магістралі, 82308 --контролер магістралі і.т.д.
МП 80386 оптимізовано для багатозадачних операційних систем іприкладних задач, для яких необхідний високийбистродействіе.Главной його особливістю є апаратнареалізація так званої многосістемной програмної середовища,що забезпечує можливість спільної роботи різнорідних програмкористувачів, орієнтованих на різні операційні системи (
UNIX, MS DOS, APX 86). МП 80386 забезпечує програмнусумісність знизу вгору по відношенню до 16 - розрядних МП. МП маєнаступні характеристики: 16, 20, 25, 33 Мгц-тактова частота,продуктивність 4 млн команд в секунду, 32 Мб/с- пропускназдатність шини.

Мікропроцесор i486.
Мікропроцесор містить більше 1 млн.транзісторов.Мікропроцессорний набір включає в себе наступнімікросхеми: 80486 - швидкодіючий 32 - розрядний процесор;
82596СА - 32 - розрядний співпроцесор LAN; 82320 - контролермагістралі Micro Channel (MCA); 82350 - контролер магістралі
EISA і.т.д.
Усі процесори сімейства 486 мають 32-розрядну архітектуру,внутрішню кеш-пам'ять 8 КВ з наскрізною записом (у DX4 -16 КВ).
Моделі SX не мають вбудованого співпроцесора. Моделі DX2 реалізуютьмеханізм внутрішнього подвоєння частоти (наприклад, процесор 486DX2-
66 встановлюється на 33-мегагерцовим системну плату), щодозволяє підняти швидкодію практично в два рази, так якефективність кешування внутрішньої кеш-пам'яті складає майже 90відсотків. Процесори сімейства DX4 - 486DX4-75 і 486DX4-100призначені для установки на 25-ти і 33-мегагерцовим плати. Запродуктивності вони займають нішу між DX2-66 і Pentium-60/66,причому швидкодію комп'ютерів на 486DX4-100 впритулнаближається до показників Pentium 60. Напруга живленнясоставляет3, 3 вольта, тобто їх не можна встановлювати на звичайнісистемні плати. 486DX4-100 в настільних системах. На жаль,
Intel обмежує постачання процесорів 486DX4-100, а ціни наних встановив на істотно більш високому рівні, ніж на Pentium
60, щоб уникнути конкуренції між власними продуктами.

Мікропроцесори фірми АМD.
Фірма AMD виробляє 486DX-40, 486DX2-50, 486DX2-66. Готуються довипуску процесори 486DX2-80 і 486DX4-120. Вони забезпечують повнусумісність з усіма орієнтованими на платформу Intelпрограмними продуктами і таку ж продуктивність, як іаналогічні вироби фірми Intel (при однаковій тактовій частоті).
Крім того, вони пропонуються за більш низькими цінами, а процесор на
40 MHz відсутній у виробничій програмі Intel,конкурує з 486DX-33, перевершуючи його по вироби, водітельності на20відсотків при меншій вартості.

Мікропроцесори фірми Cyrix.
Фірма Cyrix розробила процесори М6 та М7 (аналоги 486SX і 486DX
2) на тактові частоти 33 м 40 MHz, а також з подвоєнням частоти DX2-
50 і DX2-66. Вони мають більш швидкодіючу внутрішню кеш -пам'ять 8 КВ зі зворотним записом і більш швидкий вбудованийспівпроцесор. За деякими операціями продуктивність вище, ніж упроцесорів фірми Intel, по некоторимнесколько нижче. Відповідно,істотно розрізняються і результати на різних тестуючихпрограмах. Ціни на 486 процесори Cyrix значно нижче, ніж на
Intel і AMD.

Для самих простих систем фірмою Texas Instruments триваєвипуск дешевих, але ефективних процесорів 486DLC, які, займаючипроміжне положення між 386 і 486 сімейством (вони виконанів конструктиві 386 процесора, забезпечують продуктивність нарівні 486 процесора при ціні 386. Нова версія - 486SXL ззбільшеною до 8 КВ внутрішньої кеш-пам'яті, ще ближче наближається дохарактеристикам 486 сімейства.

Мікропроцесори фірми Моtorola серії МС680ХХ.
Це сімейство містить ряд 16-розрядних мікропроцесорів, 32
-розрядні мікропроцесори: 68020, 68030, 68040. Моделімікропроцесорів серії 680ХХ не сумісні з об'єктно кодами з 8
-розрядними мікропроцесорами серії МС68ХХ.
У 32-розрядних мікропроцесорах поряд із забезпеченнямсумісності з 16-розрядними істотно розширені функціональніможливості: розширення режимів сумісності, масштабування вряді режимів (тобто множення вмісту індексного регістра на 1,
2, 4 або 8) + 16 нових команд процесора і 7 команд співпроцесора.
Основні характеристики: тактова частота 16, 20, 30, 25, 40;розрядність АЛП - 32; розрядність шин даних та адреси - 32.
На кристалах МП відсутній блок управління зовнішньої оперативноїпам'яттю. Управління оперативної памятьюсо сторінкової організацієюздійснюється за допомогою мікросхеми МС68851.

Вітчизняні мікропроцесори.
32 - розрядні мікропроцесори серії "Електроніка" і СМ ЕОМ.
Основні архітектурні особливості: віртуальний адреснийпростір ємністю 4 Гб; 32-розрядне слово; 32 рівняпереривання (16 - векторних апаратних і програмних 16); 21 режимадресації; інструкції змінного формату; підтримка сумісностіз16 - розрядними моделями серії "Електроніка".

Мікропроцесори типу транстьютеров.
Транстьютери є мікропроцесори, розраховані нароботу в мультипроцесорних системах з однотипними процесорами іапаратну підтримку обчислювальних процесів. Особливістютранстьютеров є наявність комунікаційних швидких каналівзв'язку, каждий з яких може одночасно передавати по одніймагістралі дані в процесор, а за іншою - дані з нього. Ускладі команд транстьютеров є команди управління процесами,підтримки інструкцій мов високого рівня. Трансп'ютерів головнимчином застосовуються як співпроцесорів ПЕОМ.

трансп'ютерів фірми INMOS.
Типовими трансп'ютерів є моделі Т414 і Т800.
Модель Т414 містить 6 32-розрядних регістрів, три регістрастека, лічильник команд, регістр адреси робочої зони пам'яті, реєстроперанда.
Загальне число команд МП одно 111, режимів адресації - 1,комунікаційних каналів зв'язку - 4, швидкість передачі по кождомуканалу 20 Мбіт/с.
Модель Т800 містить додатково співпроцесор арифметичнихоперацій з плаваючою точкою з швидкодією до 2,25 млн. опер.сек.
Системи програмування трансп'ютерів в основному включаютьтранслятори з мов високого рівня Паскаль, Сі, Фортран.
Деякі характеристики трансп'ютерів фірми INMOS: розрядність -
32, швидкість обробки даних - 40 Мбайт/с, що адресуються простір
- 4 Гбайт.

Конструктивне виконання.

структура різних типів МП можуть істотно відрізнятися, однакз точки зору користувача найбільш важливими параметрами єархітектура, адресний простір пам'яті, розрядність шини даних,швидкодію.
Архітектуру МП визначає розрядність слова і внутрішньої шиниданих МП. Перші МП грунтувалися на 4-розрядної архітектури. Перші
ПЕОМ використовували МП із 8 - розрядної архітектурою, а сучасні МПзасновані на МП з 16 і 32 - розрядної архітектурою.

Мікропроцесори з 4 - і 8-розрядної архітектурою використовувалипослідовний принцип виконання команд, при якому черговаоперація починається тільки після виконання попередньої. У деяких
МП, 16-бітна архітектурою використовуються принципи паралельноїроботи, при якій одночасно з виконанням поточної командивиробляються попередня вибірка й зберігання наступних команд.
У МП із 32-розрядної архітектурою використовується коівейерний методвиконання команд, при якому кілька внутрішніх пристроїв МПпрацюють паралельно, здійснюючи одночасно обробку декількохпослідовних команд програми.
Адресний простір пам'яті визначається розрядністю адреснихрегістрів і адресної шини МП. У 8-розрядних МП адресні регістризвичайно складаються з двох 8-розрядних регістрів, утворюючи 16 --розрядну шину, що адресують 68 Кбайт пам'яті. У 16-розрядні МП, якправило, використовуються 20-розрядні адресні регістри, що адресують 1
Мбайт пам'яті. У 32-розрядних МП використовуються 24 - і 32-розрядніадресні регістри, що адресують від 16 Мбайт до 4 Гбайт пам'яті.

Для вибірки команд і обміну даними з пам'яттю МП мають шинуданих, розрядність якої, як правило, збігається з розрядністювнутрішньої шини даних, яка визначається архітектурою МП. Однак дляспрощення зв'язку із зовнішньою апаратурою зовнішня шина даних можемати розрядність меншу, ніж внутренняя шина й регістри даних.
Наприклад, деякі МП, 16-бітна архітектурою мають 8 --розрядну зовнішню шину даних. Вони представляот собою спеціальнімодифікації звичайних 16 розрядних МП і мають практично той жеобчислювальною потужністю.
Одним з важливих параметрів МП є швидкодія визначаєтьсятактовою частотою його роботи, яка зазвичай задається внеш нимисинхросигналами. Для різних МП ця частота має межі 0,4 ... 33
МГц. Виконання найпростіших команд (наприклад, додавання двох операндівізрегістров або пересилання операндів врегістрах МП) вимагаємінімально двох періодів тактових імпульсів (для вибірки команди іїї виконання). Більш складні команди вимагають для виконання до 10
- 20 періодів тактових імпульсів. Якщо операнди знаходяться не врегістрах, а в пам'яті, додатковий час витрачається на вибіркиоперандів у регістри і запису результату в пам'ять.
Швидкість роботи МП визначається не тільки тактовою частотою, але йнабором його команд, їх гнучкість, розвиненою системою переривань.

Ціна та інші показники

Мікропроцесори Alpha.
Технологічне рішення сприяє підвищеннюпродуктивності процесора АГР 21064, Є два роздільнікеш - пам'яті для команд і даних по 8 Кбайт кожна. Крім того, вцьому чіпі застосований метод предсказания розгалуження (Branch Prediction
), Що дозволяє прогнозувати можливі розгалуження потоківконвеєрної лінії.
Основним прімуществом цього процесора є його високатактова частота, що забезпечується особливою структурою процесора.

Мікропроцесори ARM.
МП містить АЛУ, сдвігатель, помножувач, двадцять сім 32 --розрядних регістрів.
У МП реалізований триступеневий конвеєр (одна інструкціявиконується, друге-декодується третє - зчитується в пам'яті).
Звернення до пам'яті здійснюється тільки командами зарузкі ізапам'ятовування регістрів, що забезпечують адресацію байти або 32 --розрядного слова.
МП може працювати в чотирьох режимах (О - користувача, 1 --переривання. 2 - швидкого переривання. 3 - супервізора), кожен зяких може використовувати свої власні 32-розрядні регістри.

| Режим | Номери регістрів |
| 0 | 0 - 15 |
| 1 | 10 - 14 |
| 2 | 13, 14 |
| 3 | 13, 14 |

Всі команди МП мають довжину 32 розряду.

Мікропроцесор АМ 29000 фірми АМD.
МП містить три пристрої: попередньої вибірки,виконавче, управління пам'яттю.
Виконавче пристрій включає в себе регістровий файл,що містить 64 регістрас фіксованим адресою (глобальні регістри
) І 128 регістрів зі змінним адресою (локальні регістри).
Глобальні регістри призначаються статично компілятором абопрограмістом. Вони можуть бути використані для розміщення даних ОС,таких, як базових адрес сторінок.

Локальні регістри виконують функції регістрів стека длязберігання параметрів процедури звернення до підпрограмі. Всі командимають фіксований 32-розрядний формат, що забезпечує спрощенняорганізації конвеєра, схеми вибірки та обробки команди та ін

Мікропроцесори фірми Intel.
У процесорах застосовуються розширені мікроканалів,характеризуються наступними пеімуществамі: підтримка паралельноїбагатопроцесорної багатозадачного роботи; до 15 каналів прямогодоступу; одночасна обробка та вибірка даних;удосконалений доступ до даних; вдосконалена діагностикаі локалізація помилок; управління конфліктами при переривання вводу --висновку; автоматичне розширення; ідентифікація та інтеграція.

Мікропроцесор i80386.
У 80386 є 32 регістра, які поділяються на такі групи:регістри загального призначення, сегментні, покажчик команд і прапори,управління.
Шість програмно доступних регістрів налагодження реалізують підтримкупроцесу налагодження програм: чотири вказують чотири точки зупину,керуючий використовується для встановлення контрольних точок, астатусний показує поточний стан точок зупину. Ці регістризабезпечують завдання контрольних точок зупинки по командах іданими, а також крок за кроком режим виконання програми.
Мікропроцесор 80386 містить шість блоків, що забезпечуютьуправління виконанням команд, сегментацію, сторінкову рганізаціюпам'яті, пару з шинами, декодування та випереджаючу вибіркукоманд. Всі ці пристрої працюють у вигляді конвеєра, причому кожнез них може виконувати своюконкретну функцію паралельно з іншими. Таким чином, під часвиконання однієї команди проводиться декодування другого, а третьоговибирається з пам'яті. Додатковим засобом підвищенняпродуктивності служить спеціальний блок швидкого множення
(поділу). Пристрій керування пам'яттю містить блок сегментації таблок сторінкової організації. Сегментація дозволяє управлятилогічним адресним простором, забезпечуючи переместімостьпрограм і даних і ефективний розподіл пам'яті між завданнями.
Сторінковий механізм працює на більш низькому рівні я прозорий длясегментації, дозволяючи керувати фізичним простором.
Кожен сегмент розділяється на одну або кілька сторінок розміром 4
Кбайта.
Пам'ять організована у вигляді одного або декількох сегментівзмінної довжини. Максимальна довжина сегмента 4 Гбайт. Кожнаобласть адресного простору може мати пов'язані з нею атрибути,визначають її розташування, розмір, тип (стек, програма абодані) характеристики захисту.
Пристрій сегментації забезпечує чотирьохрівневий захист дляізоляції прикладних задач і операційної системи один від одного.

Мікропроцесор i486.
У порівнянні з 80386 процесором, майже всі удосконаленнязроблені на апаратному рівні, і у нового процесора набагато більше.
На кристалі, крім центрального процесора, були розміщені:математичний співпроцесор, кеш і пристрій керування памяпью,яке дозволяло фізично адресувати до 4 Гбайт ОЗУ.
Мікропроцесор 80486 на частоті 25 - Мгц працював у 3 - 4 разишвидше ніж мікропроцесор 80386, розрахований на таку ж частоту.
У мікропроцесорі використовуються роздільні 32 - розрядні шиниадреси і даних, що забезпечують в монопольному режимі швидкістьпередачі даних до 106 М байтс (при тактовій частоті 33 Мгц), атакож 8 Кбайт вбудованої кеш - пам'яті, що грає роль буфера міжщодо повільної основною пам'яттю і високошвидкіснимпроцесором. Процесор i80486 свого часу був незамінним прироботі в такій на багато користувачів як UNIX.

Рекомендації користувачеві при виборі.

Перший показник - архітектура самого мікропроцесора, яка вона
RISC або CISC.
Основні характеристики архітектур типових MП наведені нанаступній сторінці:

Поступове ускладнення CISC-процесорів відбувається в напрямкубільш досконалого управління машинними ресурсами, а також унапрямку зближення машинних мов із мовами високого рівня.
У той же час складна система команд і змінний формат командипроцесором із CISC архітектурою призвели до швидкого зростання складностісхем (80386 містить 270 тис., а 80486 - 1 млн. транзисторів) і, якнаслідок, до межі можливостей CISC-архітектури в рамкахіснуючої кремнієвої технології.
Ускладнення RISС процесорів фактично наближає їх архітектуру до
СISC-архітектурі.
В даний час число MП з RISC-архітектурою істотнозросло і всі провідні фірми США їх виробляють, в тому числі фірми
Intel, Motorola - виробники основних сімейств МП з СISC -архнтектурой.
Процесори з RISC - архітектурою широко застосовуються в платах --прискорювачах (акселераторах) для перетворення стандартних 16 --розрядних ПЕОМ в 32 - розрядні персональні системи високоїпродуктивності.
Другий показник - продуктивність. Розрізняють декількапродуктивностей, в даному випадку я розгляну 2 види: піковуабо граничну (продуктивність процесора без урахування часузвернення до оперативної пам'яті за операндами) і номінальну
(продуктивність процесора з оперативною пам'яттю).
Пікова продуктивність визначається як середнє число командтипу «регістр - регістр», які виконуються в одиницю часу без врахування їхстатистичного ваги у вибраному класі задач. В даний час закордоном пікова виробник ність процесора вимірюється длякоманди типу «ні операції» в мільйонах операцій в сек.
Номнальная продуктивність традиційно визначається як середнєкількість команд, що виконуються полсістемой «процесор - пам'ять» з урахуваннямїх статистичного ваги у вибраному класі задач. Вонарозраховується, як правило, за формулами і спеціальними методиками,запропонованим процессров певних архітектур, і вимірюєтьсяразботаннимі для них вимірювальними програмами, що реалізуютьвідповідну еталонну навантаження.
Третій показник - швидкодія, що вимірюється мільйонами тактіввсекунду або Мега Герца. Чим більше Мгц тим краще, хоча вибірнайбільш швидкого процесора в цьому плані залежить від товщинигаманця.

Порівняльна оцінка структур і архітектурсумісних 32-розрядних мікропроцесорів.

У мікропроцесорної індустрії тільки фірма Intel "винайшлавелосипед "інші фірми та корпорації" танцювали від вихідного "набуваючи патенти або допрацьовуючи і вдосконалюючи, на скількидозволяв прогрес у цій галузі, дітища фірми Intel. Тому яспробую порівняти продукти цієї фірми, вважаючи всі іншіпроцесори клонами з доробками або без.
Обидва процесора 80386 та 80486 мають однакову архітектуру - CISC.
Фірма Intel зайняла нішу CISC процесорів, процесорів більш загальногозастосування за істотно низькими цінами.
Фірма Intel для оцінки продуктивності своїх процесорівзапропонувала спеціальний індекс - iCOMP (Intel COmparative
Microprocessor Performance), який, на її думку, більш точновідображає зростання продуктивності при переході до новогопокоління процесорів (деякі з випущених вже моделейкомп'ютерів на основі Pentium при виконанні певних програмдемонструють навіть меншу швидкодію, ніж комп'ютери наоснові 486DX2-66, це пов'язано як з недоліками конкретнихсистемних плат, так і з неоптімізірованностью програмних кодів).
Продуктивність процесора 486SX-25 приймається за 100.
Продуктивність інших про-цессора, які залишаться внайближчій виробничій програмі фірми Intel, представлена внаступної таблиці:

| МОДЕЛЬ | ІНДЕКС iCOMP |
| 486SX2-50 | 180 |
| 486DX2-50 | 231 |
| 486DX2-66 | 297 |
| 486DX4-75 | 319 |
| 486DX4-100 | 435 |
| Pentium-60 | 510 |
| Pentium-66 | 567 |
| Pentium-90 | 735 |

Іноді загальна швидкість роботи комп'ютера називаєтьсяпродуктивністю. Є декілька способів вимірюванняпродуктивності, і вона залежить від багатьох факторів, наприкладрозміру та швидкодії дисків, наявності співпроцесора ішвидкодії мікросхем пам'яті. Однак найбільш важливим факторомє швидкодія процесора.
Як правило продуктивність нових процесорів вище старих.
Наприклад, процесори 386 і 486 швидше процесора 8086. Звичайнопроцесори 386 і 486 не тільки по швидкості - набагато важливіше їхрозширені можливості. Багато хто забуває, що важлива не тількишвидкість процесора, але і те, що він може робити.
Зазвичай кожен член процесорного сімейства включає кількамоделей, єдина відмінність яких полягає у робочійчастоті. Діями процесора керують електричні імпульси,з'являються мільйони разів в секунду. Кожен імпульс викликаєдеяку дію процесора, і час виконання конкретноїоперації вимірюється числом імпульсів (часто званих тактами).
Наприклад, для множення двох чисел потрібно більше тактів, ніж дляскладання.

Число тактів на секунду вимірюється мільйонами навіть для повільнихпроцесорів і виражається в мегагерцах (МГц). Наприклад, 10 МГцозначають 10 мільйонів тактів на секунду.

За інших рівних параметрах комп'ютер з більш швидкимпроцесором працює швидше комп'ютера з тим же процесором,мають меншу частоту. Наприклад, перший комп'ютер PC AT мавпроцесор 286, що працює на частоті 6 МГц. Через деякий часз'явився більш швидкий комп'ютер PC AT з тим же процесором 286, алещо працює на частоті 8 Мгц.
При порівнянні швидкодії процесорів необхідно мати на увазі,що нові процесори працюють ефективніше старих. Наприклад,процесор 486 з частотою 25 МГц працює швидше процесора 386 стією ж частотою 25 МГц. У разі сумнівів вибирайте найшвидшийкомп'ютер, який підходить за вартістю. У моделях одного і того жкомп'ютера застосовуються процесори з багатьох інших швидкодією.
Наприклад, модель 70 сімейства PS/2 випускається з процесором 386,що працюють на частотах 16, 20 або 25 МГц. Крім того, в деякихкомп'ютерах моделі 70 застосовується процесор 486. У таблицінаведені процесори сімейства 86 з їх робочими частотами. Показанівсі робочі частоти, оголошені фірмою Intel. Однак не якіпроцесори з низькою робочою частотою зняті з виробництва. Від зауважимо,що фірма Intel за ліцензіями дозволяла іншим фірмам випускатипроцесор 286 і деякі інші; ці фірми пропонували процесори звідрізняються робочими частотами. У таблиці наведено лишечастоти, офіційно оголошені фірмою Intel.

Таблиця Процесори сімейства 86 фірми Intel.

| Процесор | Частоти (МГц) |
| 8088 | 4,77; 8 |
| 8086 | 4,77; 8; 10 |
| 188 | 8; 10; 12,5; 16 |
| 186 | 8; 10; 12,5; 16 |
| 286 | 8; 10; 12,5 |
| 386SX | 16; 20 |
| 386SL | 20; 25 |
| 386DX | 16; 20; 25; 33 |
| 486SX | 16; 20; 25; 33 |
| 486DX | 25; 33; 50 |
| 486DX2 | 50; 66 |
| 486SL | 20; 25 |
| Pentium | 60; 66 |

Відзначимо, що в рекламних оголошення зустрічаються комп'ютери зпроцесорами 486, що працюють на частоті 66 Мгц. Фактично мовайде про процесори DX2, які всередині діють на частоті 66 Мгц,а з іншими пристроями взаємодіють на частоті 33 Мгц.
Самий швидкодіючим процесором 486 (і найшвидша шинакомп'ютера) має робочу частоту 50 Мгц. Однак виявилося, щозвичайні шини PC працюють на такій частоті ненадійно. У найбільшнадійних комп'ютерах застосовується шина на 33 Мгц, а результатитестування показують, що процесори DX2 з частотою 66 Мгц придеяких умов перевершують моделі з робочою частотою 50 МГц.
Перспективи розвитку мікропроцесорів.

поміркувати про майбутнє PC досить цікаво. Технологіявдосконалюється настільки швидко, що її постійні новинки стаютьнормою. Зупинимося докладніше на майбутньому процесорів сімейства 86.
В даний час RISC - процесори є також базою дляпобудови співпроцесорів і спецпроцесорів, інтелектуальнихконтролерів та інших пристроїв.
Вважають, що саме конкуренція між Power PC і Pentiumє найбільш істотним чинником для розвитку ринку процесоріві персональних комп'ютерів. Power PC 601 приблизно в два разидешевше, ніж Pentium, споживає в два рази меншу потужність іперевершує Pentium по продуктивності, особливо за операціями зплаваючою точкою. Спочатку на процесорі 601 була реалізована тількисистема 6000 фірми IBM і PowerMac фірми Apple. В даний часбільшість виробників комп'ютерів мають свої варіанти систем набазі Power PC, проте рішення про їх виробництві будевизначатися перш за все складається кон'юнктурою.
Почнемо з процесора Pentium, самого досконалого творіння фірми
Intel. У ньому є кілька новинок, наприклад, 64-бітова шина,передбачення переходу, окремі кеші для даних і команд. Процесор
Pentium працює мінімум удвічі швидше процесора 486DX з частотою
66 МГц, виконуючи 100 мільйонів операцій у секунду при частотісинхронізації 60 МГц. Порівняйте ці показники з процесором 8088перший IBМ PC, що працювали на частоті 4,77 МГц. Більш того, Pentiumнабагато ефективніше процесора 8088; фактична продуктивністьв кілька разів вище, ніж просто при порівняй нии частотсинхронізації.
Однак, згідно з повідомленнями фірми, недалекий випуск ще більш швидкодіючих процесорів. У середині 90х років очікується появапроцесора 686 (можливо, він буде називатися по-іншому), а в кінцістоліття з'явиться процесор 786.
Якщо попередні відомості точні (мабуть, це і є),процесор 786 буде працювати на частоті 250 МГц, мати 5 млнтранзисторів чотири окремих процесорних модуля, а також двавекторних процесора для обробки списків чисел, розміщуючись на чіпіплощею 1 кв дюйм. Крім того, значне внІмані приділяєтьсясамотестування і графічному інтерфейсу з дуже високоюроздільною здатністю, включаючи рухомі зображення в реальномучасу. Разом з тим в процесорі 786 збережеться сумісність зівсіх наявних програмним забезпеченням фірмі Intel цей майбутнійпроцесор називається Micro 2000 (але, можливо, він з'явиться підіншою назвою).
Зараз самим швидкодіючим процесором є Pentium зчастотою сінхроніааціі 66 МГц. У лютому 1991 р. фірма Intelпредставила варіант процесора 486 з частотою 100 МГц, але йогокомерційних постачань не було, оскільки Pentium забезпечує більшвисоку продуктивність при меншій частоті. Однак можливопоява процесора Pentium з робочою частотою 100 МГц до випускупроцесора 786.
Крім все більш швидкодіючих процесорів з'являються всенові пристосування. Цікавим, прикладом служить роз'єм або гніздодля по височини продуктивності (overdrive socket), що є вдеяких тимчасових комп'ютерах. Раніше люди не знали, для чогопризначеної це гніздо, а зараз вони знають, що в нього можнавставити математичний співпроцесор або більш продуктивнийпроцесор. З появою процесора Pentium очікується появамультипроцесорних PC c продуктивністю потужних мінікомп'ютерів івартістю в кілька разів нижче.
Звернімося до таблиці, що показують приблизну кількістьтранзисторів в кождий процесорі, що дозволяє наближено оцінити їхскладність. Щоб показати стрімкий прогрес комп'ютерноїтехнології, в таблицю включені попередники сімейства 86.

Таблиця. Попередники, члени і майбутні члени процесорногосімейства 86 фірми Intel.

| Процесор | Число транзисторів | Рік випуску |
| 4004 | 2300 | 1971 |
| 8008 | 3500 | 1972 |
| 8080 | 6000 | 1974 |
| 8080A | 6000 | 1976 |
| 8085 | 6500 | 1976 |
| 8085A | 6500 | 1978 |
| 8086 | 29000 | 1978 |
| 8088 | 29000 | 1979 |
| 188 | 100000 | 1982 |
| 186 | 100000 | 1982 |
| 286 | 134000 | 1982 |
| 386 | 275000 | 1985 |
| 386SX | 275000 | 1988 |
| 386SL | 855000 | 1990 |
| 486SX | 1185000 | 1991 |
| 486 | 1200000 | 1989 |
| Pentium | 3100000 | 1993 |
| 686 | 22000000 | 1994-1996 |
| 786 | 100000000 | 1999-2001 |

Відзначимо значну перевагу процесора 786 над усімаколишніми процесорами.
Дивлячись на наведені в таблиці числа, неважко уявити собісвіт не настільки віддаленого майбутнього, в якому люди будуть матиневеликими, портативними комп'ютерами неймовірної потужності.

Список використаної літератури.

1 А.А Мячев, В.Н. Степанцов ПЕОМ та мікроЕВМ.-М.: Радіо і зв'язок, 1991.
2 Обчислювальні машини, системи та мережі. Підручник під редакцією

А.П. Пятібратов .-: Фінанси і статистика, 1991.
3 В.Е. Фігурне: IBM PC для користувача.
4 Р. Веббер: Конфігурування ПК на процесорах 386/486.
5 П. Нортон: Персональний комп'ютер зсередини.