МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Ханти-Мансійський автономний
ОКРУГ
ДЕПАРТАМЕНТ ОСВІТИ І НАУКИ
МУНІЦИПАЛЬНЕ ПРОФЕСІЙНЕ УЧИЛИЩЕ № 1
ЗАТВЕРДЖЕНО
Заст. директора по УПР
_______
«____»________ 2002
Письмові екзаменаційні
РОБОТА
Учня:
Спеціальність :____________________________
Тема :_____________________________________< br>__________________________________________
Викладач:
Консультант:
Дата видачі завдання: «___»_____ 2002
Термін здачі: «___»_____ 2002
Підпис учня: «___»_____ 2002
р. Покачі 2002
Зміст
1. Введення в персональний комп'ютер.
2. Відмінності процесорів.
2.1. Відмінності процесор SX, DX, SX2, DX2 і DX4.
2.2. Позначення "SL-Enhanced" y процесор Intel 486.
2.5. Ідентифікація чіпів Intel і AMD.
2.5.2. Версія процесора.
2.5.4. Перемарковані процесори.
3. Процесори фірми Intel.
3.1. Сучасна мікропроцесорна технологія фірми Intel.
3.2. Перші процесори фірми Intel.
3.3. Процесор 8086/88.
3.4. Процессор 80186/88.
3.5. Процесор 80286.
3.6. Процесор 80386.
3.7. Процесор 80486.
3.7.1.Процессор i486SX.
3.8. Intel OverDrive процесор.
3.9. Процесор Pentium.
3.10. Процесор Pentium Pro.
3.10.1. Загальний опис процесора.
3.10.2. Два кристала в одному корпусі.
3.10.3. Значення тестів для деяких чіпів фірми Intel.
4. Процесори Intel конкурентів.
4.1. Перші процесори Intel конкурентів.
4.2. Процесори фірми AMD.
4.2.1. Судовий розгляд з Intel.
4.2.2. Процесори сімейства AMD5k86.
4.2.2.1 Екскурсія по внутрішній архітектурі.
4.2.2.2. Приклад маркування мікропроцесора AMD5k86-P75.
4.2.2.5. AMD планує випустити K5.
4.3. Процесори NexGen.
4.4. Процесори Cyrix.
4.5. Процесори Sun Microsystems.
4.6. Процесори Digital Equipment.
4.7. Процесори Mips.
4.8. Процесори Hewlett-Packard.
4.9. Процесори Motorola.
5. Лабораторні випробування і тестування мікропроцесорів.
5.1. Лабораторні випробування процесорів i386DX.
5.2. Результати тестування мікропроцесорів за допомогою пакета Speed
Test.
6. Порівняльний аналіз. ... ... ... ... ... ... ..
7. Pentium II. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 7.1 Pentium II.
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... .... 7.2 Deschutes. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7.3
Мобільний Pentium II. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 7.4 Celeron.
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7.5 Pentium "Xeon". ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
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 інші пристроївведення/виводу інформації. Найчастіше відеоадаптер і контролери введення /виведення розміщені прямо на платі ЦП. У системному блоці можуть розміщуватисязасоби мультимедіа: звукова плата і пристрій для читання оптичних дисків
- CD-ROM. Крім того, в поняття "комп'ютер" входить клавіатура і монітор.
Маніпулятор миша є необов'язковою, але досить важливою деталлю. Теперкоротко про вибір основних компонентів ПК. Процесор є основнимкомпонентом будь-якого ПК. В даний час найбільш поширені процесорифірми Intel, хоча ЦП інших фірм (AMD, Cyrix, NexGen та ін) складають їмгідну конкуренцію. Є також материнська (MotherBoard) плата.
Основною характеристикою материнських плат є їх архітектура.
Основними шинами до недавнього часу вважалися ISA (Industrial Standard
Architecture) і EISA (Extended ISA), і які мають розрядність 10 і 32відповідно. Для забезпечення нормальної роботи відеоадаптерів буврозроблений стандарт VESA (Video Electronic Standart Association),розрахований на застосування процесора серії 486, що працює на частотіпроцесора і що є "приставкою" до шини ISA або EISA. З появоюпроцесора Pentium була розроблена самостійна шина PCI, яка насьогоднішній день є найбільш швидкою і перспективною. Звичайно в ПКприсутній дисковод для гнучких дисків. Існує два стандарти: 5.25 "і
3.5 ". На сьогоднішній 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, однакякщо вам доводиться працювати з кольоровими графічними зображеннями абоверсткою, то доведеться подумати про диск в 1.5-2 ГБ або навіть парі такихдисків. Слід додати значення не лише ємності диска, але і йогочасовими характеристиками. Як оптимальних можна порекомендувативінчестери фірми Western Digital, Seagate або Corner. Для оперативноїпам'яті (RAM, ОЗУ) закон простий: чим більше, тим краще. В даний часважко знайти конфігурацію з об'ємом пам'яті менше 4 МБ. Для нормальноїроботи більшості програмних продуктів бажано мати хоча б помітити,що при збільшенні ОЗУ більш ніж 32 МБ швидкодію ПК збільшуєтьсязначно менше, і така конфігурація необхідна художникам імультиплікаторів. Hеот'емлемой частиною ПК є клавіатура. Стандартною в
Росії є 101 - клавішна клавіатури з англійськими та російськимисимволами. Миша. Необхідна для роботи з графічними пакетами, кресленнями,при розробці схем і при роботі під Windows. Слід зазначити, щодеякий ігрове і програмне забезпечення вимагає наявність миші. Основнийха миші є роздільна здатність, яка вимірюється у точках на дюйм
(dpi). Нормальною вважається миша, що забезпечує роздільну здатність 300-400 dpi.
Непогано мати також спеціальний килимок під миша, що забезпечує їїзбереження і довговічність. Вибору монітора ПК слід приділити особливуувагу, оскільки від якості монітора залежить збереження вашого зорута загальну стомлюваність при роботі. Монітори мають стандартний розмірдіагоналі 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 дюймовий монітор,який забезпечує роботу при роздільній здатності до 800 на 600 пікселів. ПК можемати звукову карту. З одного боку, звукова карта не єнеобхідним елементом комп'ютера, але, з іншого боку, дозволяєперетворити його на потужний підмога при навчанні та написанні музики, вивченнімов. Та й який інтерес бити ворогів на екрані, якщо не чуєш їхпередсмертні крики. Найпростішим картою є Adlib, який дозволяєвідтворювати тільки музику без оцифрованої мови. І CD-ROM, з одногобоку, також не є необхідною для функціонування комп'ютерачастиною, але стає все більш і більш популярними в зв'язку з тенденцієюпоставляти професійне, навчальне та ігрове програмне забезпечення на
CD-дисках.
2. Відмінності процесорів.
2.1. Відмінності процесорів SX, DX, SX2, DX2 і DX4.
SX і DX позначає "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, а не зачотири, як для DX. Пpи роботі з 16-pазpяднимі програмами 386SX майже невідстає від 386DX на тій же частоті, однак на 32-pазpядних програмах вінпрацює відчутно повільніше через поділ кожного 32-pазpядного запиту допам'яті на два 16-pазpядних. Hа Насправді ж більшість комп'ютерів з
386DX працюють швидше комп'ютерів з SX навіть на 16-pазpядних програмах --завдяки тому, що на платах з 386DX найчастіше встановлений апаратнийкеш, якого немає на більшості плат з SX. внутрішня архітектура 386SX --повністю 32-pазpядная, і програмно виявити різницю між SX і DX беззапитувати код процесора або вимірювання швидкості роботи магістpалі в загальномувипадку неможливо.
Для 486 SX означає варіант без вбудованого співпроцесора. Раннімоделі представляли собою просто відбраковування від DX з несправнимспівпроцесором - співпроцесор в них був заблокований, і для встановлення такогопроцесора замість DX було потрібно переналаштувати системну плату. Більшепізні версії випускалися самостійно, і можуть встановлюватися замість
DX без зміни налаштування плати. Крім відсутності співпроцесора іідентифікаційних кодів, моделі SX також нічим не відрізняються відвідповідних моделей DX, і програмне розрізнення їх у загальному випадку тежнеможливо.
SX2, DX2 і DX4 - варіанти відповідних процесорів з внутрішнімподвоєнням або потроєння частоти. Hапpімеp, апаратна настройка плати для
DX2-66 робиться, як для DX33, і на вхід подається частота 33 МГц, проте впрограмної настройці може знадобитися збільшення затримок при зверненнідо пам'яті для компенсації збільшеної швидкості роботи процесора. Всівнутрішні операції в процесорах виконуються відповідно в два і трирази швидше, проте обмін із зовнішньої магістpалі визначається зовнішньоїтактовою частотою. За рахунок цього DX4-100 працює втричі швидше DX33 тількина тих ділянках програм, які цілком містяться в його внутрішній кеш,на великих фрагментах це відношення може впасти до двох з половиною іменше.
Hекотоpие серії процесорів AMD (зокрема - 25253) випускалися зєдиним кристалом DX4, який міг перемикатися в режим подвоєння понизькому рівню на виведенні B-13. маркування як DX2 або DX4 проводилася зарезультатами тестів; відповідно, процесор, маркований як DX4, мігпрацювати як DX2 і навпаки. Процесори Intel DX4 - 100 можуть перемикатисяв режим подвоєння за низьким рівнем на виведення R - 17. процесор AMD 5x86 стандартно працює з потроєною зовнішньої частоти, анизький рівень на виведення R - 17 перемикає його в режим учетвеpенія.
2.2. Позначення "SL - Enhanced" у процесорів Intel 486.
Hалічіе SMM (System Management Mode - режим управління системою),використовується головним чином для перекладу процесора в економічний режим.
Ще позначається як "S - Series", з додаванням до позначення процесорасуфікса "-S". У SL - Enhanced процесорах є також команда CPUID,яка повертає ідентифікатор процесора.
2.3. Відмінності процесорів UMC 486 U5 від Intel, AMD та інших.
Перш за все - оптимізованим мікрокоду, за рахунок чого частовикористовувані команди виконуються за меншу кількість тактів, ніж в процесорах
Intel, AMD, Cyrix та інших. Процесор U5 не мають внутрішнього множеннячастоти, а результати в 65 МГц і подібні, одержувані деякимипрограмами, виходять тому, що для визначення частоти програмінеобхідно правильно пізнати процесор - точніше, число тактів, за якевін виконає тестову послідовність, а більшість поширенихпрограм не вміють правильно розпізнавати U5. З цієї ж причини на U5зависає гра Heretic, помилково знайшовши в ньому співпроцесор - щоб цевиключити, потрібно в командному рядку Heretic вказати ключ "- debug".
2.4. Чіпи RISC і CISC.
RISC - це абревіатура від Reduced Instruction Set Computer (комп'ютер зскороченим набором команд), а CISC - абревіатура від Comlex Instruction
Set Computer (комп'ютер з повним набором команд). Суттєва різницяміж 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, якісумісні з CISC-машинами. Але, може, це й не так? (Дослідженняпродуктивності 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. Ідентифікація чіпів Intel і AMD.
2.5.1. Кодекси дати.
Просіть від продавця кодекси дати перед тим як ви купите процесор. Всі
ЦПУ мають дату випуску, яка проставляється на корпусі. Переконайтеся,що Ви купуєте новий процесор, а не торішній.
Наприклад A80486DX33 (by Intel)
V74400223
V - перший символ, код заводу (plant code);
7 - другий символ, це остання цифра року випуску процесора, що розглядається процесор випущений в 1987 році;
44 - наступні дві цифри, 44-а робочий тиждень цього року (1987); 002 - наступні 3 цифри, номер партії (sequence number );
3 - код заміни (change code).
Hапример E6 9433 DPD (on AMD CPUs)
E6 - версія реалізації (version release);
9433 - випущений на 33 робочому тижні 1994 року;
DPD - шифр серії (wafer number);
2.5.2. Версія процесора.
Просіть дані про версію процесора. Порівняйте версію процесора,який Вам пропонують з процесорами Intel 800-468-3548 або AMD 800-222 -
9323, тому що більш ранні версії процесорів мають помилки і різнідефекти.
2.5.3. Demo-зразки.
Ніколи не будете платити повну ціну за demo-зразки. AMD і Intel роблятьтехнічні зразки для кожної версії процесора, перш, ніж буде розпочатосерійний випуск процесора. Такий ЦПУ може мати помилки (дефекти), так якзазвичай створений для випробування. Зовсім не передбачається, що такийпроцесор продадуть кінцевому користувачеві.
Hапример:
Нормальна версія (normal version): i486DX-33:
Розробка зразків (engineering samples): i486DX-33 E
2.5 .4. Перемарковані процесори.
перемарковані процесори (remaked CPUs) - це процесори, якірозганяють сильніше, ніж оригінальні для більш високої ціни і прибутку. Цідії вважаються незаконними. Використання такого ЦПУ завжди ризиковано.
Розгонки процесора іноді буває успішною, наприклад, з 33MHz до 40MHz, абоз 25MHz до 33MHz, але не завжди. Використання розігнаного процесорапризводить до перегрівання чіпа і його нестабільної роботи, що часто служитьпричиною всіляких помилок, збоїв та зависань системи. Перемаркірованийі розігнаний ЦПУ має набагато менший термін служби, ніж оригінальнийпроцесор, 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 компліментарним 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, з найвищимдосягненням в процесорі Pentium. Виконаний за 0.8 мікронній BiCMOSтехнології, він містить 3.1 мільйона транзисторів. Технологія BiCMOSпоєднує переваги двох технологій: біполярної (швидкість) і CMOS (мале енергоспоживання). З допомогою більш, ніж у два рази більшоїкількості транзисторів Pentium процесора в порівнянні з Intel486,розробники помістили на підкладці компоненти, раніше розташовувавсязовні процесора. Наявність компонентів всередині зменшує час доступу, щоістотно збільшує продуктивність. 0.8 мікрона технологія фірми
Intel використовує тришаровий метал і має рівень, вищий запорівнянні з оригінальною 1.0 мікронній технологією 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, вонарозробляла і виробляла інші види інтегральних мікросхем. Головною їїпродукцією були мікросхеми для калькуляторів. У 1971 р. вона розробила івипустила перший у світі 4-бітний мікропроцесор 4004. Фірма спочаткупродавала його в якості вбудованого контролера (щось на зразок коштиуправління вуличним світлофором чи мікрохвильової піччю). 4004 бувчетирехбітовим, тобто він міг зберігати, обробляти і записувати в пам'ять абозчитувати з неї четирехбітовие числа. Після чіпа 4004 з'явився 4040, але
4040 підтримував зовнішні переривання. Обидва чіпа мали фіксоване числовнутрішніх індексних регістрів. Це означало, що виконуються програмибули 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 нашій країнійого аналог - мікропроцесор KP580ІК80 застосовується в багатьох побутовихперсональних комп'ютерах і різноманітних контролерах. З 8080 чіпом такожпов'язана поява стека зовнішньої пам'яті, що дозволило використовуватипрограми 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. ф?? рма Intel перша випустила 16-бітний мікропроцесор 8086,можливості якого були близькі до можливостей процесорів мінікомп'ютерів
70-х років. Мікропроцесор 8086 виявився "прабатьком" цілого сімейства,яке називають сімейством 80x86 або х86.
Декілька пізніше з'явився мікропроцесор 8088, архітектурноповторює мікропроцесор 8086 і має 16-бітний внутрішні регістри, алейого 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 персональні комп'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 80286 можепрацювати у 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 адреснепростір 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 зтим, у цьому ж режимі він може виконувати свої "природні" 32-бітовіпрограми, що забезпечує підвищення продуктивності системи. Саме вцьому режимі 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 зісторінкової 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 режимі віртуальногопроцесора 8086 (Virtual 8086 Mode) або V-режим. Прикладна програма,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 операціями звеликими 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 простір складаєтьсяз 2 байт або 64 терабайт (Тбайт). Вісім 32-бітових загальних регістрів 80386можуть бути взаємозамінні використані як операнди команд і якзмінні різних способів адресації. Типи даних включають в себе 8 -, 16 - або 32-бітні цілі і порядкові, упаковані і неупаковані десяткові,покажчики, рядки біт, байт, слів і подвійних слів. Мікропроцесор 80386має повну систему команд для операцій над цими типами даних, а такождля управління виконанням програм. Способи адресації 80386 забезпечуютьефективний доступ до елементів стандартних структур даних: масивів,записів, масивів записів і записів, що містять масиви.
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 80386 більш
275000 транзисторів на кристалі. Зараз випускаються обидва варіанти 80386,що працюють на частоті I2 і I6 МГц без станів очікування, причому варіант
80386 на 16 МГц забезпечує швидкість роботи 3-4 мільйони операцій усекунду.
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 виконання низкиважливих 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 (ввипадку чисел із знаками). Регістр групового зсуву 80386 може за одинтакт зрушувати від 1 до 64 біт. Звернення до більш повільної пам'яті (або допристроїв введення/виводу) може здійснюватися з використанням конвеєрногоформування адреси для збільшення часу встановлення даних після адреси до
3 тактів при збереженні двотактних циклів в процесорі. Внаслідоквнутрішнього конвеєрного формування адреси при виконанні команди, 80386,як правило, обчислює адресу і визначає наступний магістральний цикл учас поточного магістрального циклу. Вузол конвеєрного формування адресивипереджальну передає цю інформацію в підсистему пам'яті, дозволяючи, тимсамим, одному банку пам'яті дешіфріровать наступний магістральний цикл, в тойчас як інший банк реагує на поточний магістральний цикл.
3.7. Процесор 80486.
У 1989 р. Intel представила першого представника сімейства 80х86,що містить більше мільйона (а точніше, 1,2 мільйона) транзисторів в чіпі.
Цей чіп багато в чому схожий з 80386. Він на 100% програмно сумісний змікропроцесорами 386 (ТМ) DX & SX. Один мільйон транзисторів об'єднаноїкеш-пам'яті (швидкої оперативної пам'яті), разом з апаратурою длявиконання операцій з плаваючою комою та управлінням пам'яті на одніймікросхемі, тим не менш підтримують програмну сумісність зпопередніми членами сімейства процесорів архітектури 86. Частовикористовувані операції виконуються за один цикл, що порівнянно зі швидкістювиконання RISC-команд. Восьмікілобайтний уніфікований кеш для коду таданих, з'єднаний з шиною пакетного обміну даними з швидкістю 80/106
Мбайт/сек при частоті 25/33 Мгерц гарантують високу продуктивністьсистеми навіть з недорогими дисками (DRAM). Нові можливості розширюютьбагатозадачність систем. Нові операції збільшують швидкість роботи зсемафор у пам'яті. Обладнання на мікросхемі гарантуєнесуперечність кеш-пам'яті і підтримує кошти для реалізаціїбагаторівневого кешування. Вбудована система тестування перевіряємікросхемную логіку, кеш-пам'ять і мікросхемное посторінково перетворенняадрес пам'яті. Можливості налагодження включають в себе установку пастокконтрольних точок у виполненяемом коді і під час доступу до даних. Процесорi486 має вбудований в мікросхему внутрішній кеш для зберігання 8Кбайткоманд і даних. Кеш збільшує швидкодію системи, відповідаючи навнутрішні запити читання швидше, ніж при виконанні циклу читанняоперативної пам'яті по шині. Це засіб зменшує також використанняпроцесором зовнішньої шини. Внутрішній кеш прозорий для працюючих програм.
Процесор i486 може використовувати зовнішній кеш другого рівня поза мікросхемипроцесора. Зазвичай зовнішній кеш дозволяє збільшити швидкодію йзменшити смугу пропускання шини, яка вимагається процесором i486.
3.7.1.Процессор i486SX
Поява нового мікропроцесора i486SX фірми Intel цілком можна вважатиодним з найважливіших подій 1991 року. Вжепопередні випробування показали, що комп'ютери на базі i486SX зтактовою частотою 20 МГц працюють швидше (приблизно на 40%) комп'ютерів,заснованих на i80386DX з тактовою частотою 33 МГц. Мікропроцесор i486SX,подібно до оригінального i486DX, містить на кристалі і кеш-пам'ять, а отматематичний співпроцесор у нього заблоковано. Значна економія
(завдяки виключенню витрат на тестування співпроцесора) дозволила фірмі
Intel істотно знизити ціни на новий мікропроцесор. Треба сказати, щоякщо мікропроцесор i486DX був орієнтований на застосування в мережевихсерверах і робочих станціях, то i486SX послужив відправною точкою длястворення потужних настільних комп'ютерів. Взагалі кажучи, в сімействімікропроцесорів i486 передбачається кілька нових можливостей дляпобудови мультипроцесорних систем: відповідні команди підтримуютьмеханізм семафорів пам'яті, апаратно - реалізоване виявленнянедостовірності рядка кеш-пам'яті забезпечує узгодженість міждекількома модулями кеш-пам'яті і т.д. Для мікропроцесорів сімейства i486допускається адресація фізичної пам'яті розміром 64 Тбайт
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 Вам буде потрібнопродуктивність більша, ніж у Вашого комп'ютера, то все, що Вам будепотрібно - це вставити OverDrive процесор у Вашу систему - і користуватисяперевагами, які дасть Вам нова мікропроцесорна технологія фірми
Intel. Більш ніж просто модернізація, OverDrive процесор - це стратегіязахисту Ваших теперішніх та майбутніх внесків у персональні комп'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 длясистем на основі Intel i486SX. Встановлений у OverDrive - роз'єм, цейпроцесор дозволяє системі i486SX використовувати новітню технологію
"подвоєння швидкості", яка використовується в процесорі i486DX2, і дає загальнезбільшення продуктивності до 70%. OverDrive процесор для систем i486SXмістить модуль операцій над цілими числами, модуль операцій над числами зплаваючою точкою, модуль управління пам'яттю і 8К кеш-пам'яті на одномукристалі, що працює на частоті, що вдвічі перевищує тактову частотусистемної шини. Ця унікальна властивість дозволяє Вам подвоїти тактовучастоту Вашої системи, не маючи витрат на придбання та встановлення іншихдодаткових компонентів. OverDrive процесор подвоїть, 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 звичним сервісомі підтримкою в усьому світі. OverDrive повністю сумісний більш ніж з 50000прикладних програм. OverDrive процесор для i486SX - тільки перший знаших нових процесорів. У другому півріччі 1992 року ми випустимо
OverDrive процесор для систем i486DX2, самих по собі представляють новепокоління технології МП. Потужний і доступний, OverDrive процесор прокладедля Вас безперервний шлях до якісно нових рівнів продуктивностіперсональних комп'ютерів.
Hекоторые результати лабораторних випробувань Intel OverDriveпроцесора:
1. Робота з Microsoft Word for Windows 6.1 в середовищі Windows
3.0, популярним текстовим процесором.
Тест виконувався на системі з i486SX 20 МГц з файлом 330 КВ.
WordPerfect, перетвореному у формат Windows Word, було виконано 648тематичних пошуків і замін, перевірка правопису у всьому файлі, потімфайл був збережений.
Час виконання: i486SX без OverDrive = 107 с
----------------------- ----- ВИГРАШ = 57% i486SX з OverDrive = 68 с
2. Робота з Lotus 1-2-3 Release 3.0, електронної таблиці,наближається за можливостями до інтегрованої середовищі, що володіє широкимвибором аналітичних, економічних і статистичних функцій.
Тест виконувався на i486SX 20 МГц з таблицею об'ємом 433К на 10000осередків, яка була завантажена і перерахована. Крім того, був обробленийвеликий блок текстових даних.
Час виконання: i486SX без OverDrive = 250 с
---------------------- ------ ВИГРАШ = 481% i486SX з OverDrive = 43 с
i486SX з i487SX = 72 с
-------------- -------------- ВИГРАШ = 67% i486SX c OverDrive = 43 c
3. Робота з AutoCAD, популярної системою САПР.
Тест виконувався на i486SX 20 МГц з тривимірним архітектурним кресленням,над яким виконувалися операції перекреслення, панорамирования,масштабування, видалення прихованих ліній і повторної генерації файлу підзовнішньому форматі.
Час виконання: i486SX з i487SX = 162 с
------------------------ ---- ВИГРАШ = 45% i486SX c OverDrive = 112 c
А ось що кажуть про OverDrive процесорі ті, кому вжепощастило попрацювати з ним:
Брент Грехем: (спеціаліст з автоматизації офісів, US Bank, Портленд)
"З тими можливостями модернізації, які надає Intel 486, я небачу причин не використовувати OverDrive процесор. Що стосується його установкив систему, то з цим справиться навіть мій 10-річний син. "
Білл Лодж: (керівник проектної групи,
Corporation, Нью - Йорк) "Я працював з Windows і OS/2 в мережі Banyan Wines,використовуючи OverDrive процесор без жодної затримки. Моя вдосконаленасистема з i486SX 25 МГц працює не гірше, ніж системи на 50 МГц. "
Стів Сіммонс: (технічний менеджер, Даллас)
"Windows верещить від щастя, коли працює з OverDrive процесором. Розрахункина електронній таблиці в Excel виконуються миттєво. "
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 та підвищенняефективності роботи. Проектування в основному було завершено в лютому
1992 року. Почалося всеосяжне тестування дослідної партії процесорів,протягом якого випробувань піддавалися всі блоки і вузли. У квітні 1992року було прийнято рішення, що пора починати промислове освоєння Pentiumпроцесора. Як основна промислової бази була обрана 5 Орегонськомуфабрика. Більше 3 мільйонів транзисторів були остаточно перенесено нашаблони. Почалося промислове освоєння виробництва і доведення технічниххарактеристик, що завершилися через 10 місяців, 22 березня 1993 широкоїпрезентацією 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, якідозволяють виконувати більше, ніж одну команду за один період тактовоїчастоти, в результаті чого Pentium в змозі виконувати величезнукількість PC-сумісного програмного забезпечення швидше, ніж будь-якийінший мікропроцесор. Крім існуючих 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
Pentium процесора 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 представляєсобою сумісну тільки з Intel двухконвейерную індустріальнуархітектуру, що дозволяє процесору досягати нових рівнівпродуктивності шляхом виконання більш, ніж однієї команди за одинперіод тактової частоти. Термін "суперскалярна" позначаємікропроцесорну архітектуру, яка містить більше одногообчислювального блоку. Ці обчислювальні блоки, або конвеєри, євузлами, де відбуваються всі основні процеси обробки даних і команд.
Поява суперскалярної архітектури Pentium процесора представляєсобою природний розвиток попереднього сімейства процесорів з 32-бітовоїархітектурою фірми Intel. Наприклад, процесор Intel486 здатний виконуватидекілька своїх команд за один період тактової частоти, однак попереднісімейства процесорів фірми Intel вимагали безліч циклів тактовоючастоти для виконання однієї команди.
