Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
13 дріс.doc
Скачиваний:
14
Добавлен:
13.03.2015
Размер:
89.09 Кб
Скачать

Дербес компьютер архитектурасы және процессоры

Қазіргі деңгей үшін есептеу техникасының даму этаптарына шолу жасап көрейік, олар негізінен Intel 80x86'/Pentium микропроцессорлар тобында берілген.

1989 жылы Intel корпорациясы iS0486 микропроцессорларын шығарды, онда бір микросхемаға i80386 процессоры, J80387 арифметикалық сопроцессор және 8 Кбайт өлшемдегі ішкі кэш-жады бірге қосылып жасалды. Орталық процессор (Central Processor Unit – CPU) құрылымына өзгертулер енгізілді, олар көптеген жартысынан көбіне инструкцияларды екі тактіде емес, бір ғана тактімен орындауына мүмкіндіктер берді. Нәтижесінде 50 МГц тактілік жиілік уақытында инструкцияларды орындау 25 не құрды. i80386 процессорымен салыстырғанда 180486 процессорларының өнімділігі артты, оларда осы такттілік жиілікпен жұмыс жасады, яғни 50% артық. Одан кейін бұл 180486 микропроцессорының екі еселенген тактілік жиілігінің варианттары – i80486DX2 шығарылды. Мұндағы базалық тактілік жиілік (33 МГц) жедел жадыға қатынаған кезде қолданылады, ал екі еселенген (66 МГц) жиілік инструкцияның ішінен орындалды. i80486DX4 микропроцессорында жиілік үш еселенді: яғни жадыға қатынауға арналған базалық жиілік бұрынғысынша 33 МГц –тен тұрды, ал бірақ 100 МГц жиіліктегі инструкцияны орындай алды. (i80486DX4 микропроцессорының өнімділігі шамамен Pentium микропроцессорының өнімділігіне жақын, ол да 60 МГц жиілікте жұмыс жасай алады.) Сондай – ақ, 180486DX4 микропроцессорында кэш – жадының өлшемі де артты – оның өлшемі 16 Кбайт – қа жеткізілді. Сәйкесінше деректер шинасының тактілік жиілігі 40 МГц-ке жеткізілді және оның ішкі тактілік жиілігі 120 МГц жеткізілген құрылғы Advanced Micro Devices (AMD) фирмасымен ойлап табылды.

Сонымен қатар Intel фирмасымен басқа да i80486 процессорларының түрлері ойлап табылды, олар Overdrive-процессорлар атымен шығарылды. Overdrive процессоры – бұл екі еселенген тактіліг жиілігі бар J80486DX процессорлар, олар i80486SX процессорларын ауыстыру үшін немесе i80486DX процессорларының варианты ретінде, материндік плата жиілігінде жұмыс жасай алатын түрі ретінде шығарылды. Мысалы, 25 МГц тактілік жиілігінде жұмыс жасайтын i80486SX процессорларын Overdrive-процессорларға ауыстырған кезде, деректер шинасының жиілігі бұрынғысынша қалады, ал ішкі инструкция 50 МГц жиілігінде орындалады.

Pentium микропроцессоры

Pentium микропроцессоры, 1993 жылы шығарылды, ол JS0386/S04S6 процессорларына ұқсас. Бірінші кездегі таратылған Pentium процессорлары 60 және 66 МГц тактілік жиілік бойынша жұмыс жасады, оның өнімділігі 110 млн оп./сек-ты құрады. Сонымен қатар біржарымдық (100 МГц, 150 млн оп./сек) және екі еселенген (120 и 133 МГц) жиілікте жұмыс жасайтындары да кездесті. Соның ішінде ең тез Pentium варианты, Intel фирмасымен шығарылды, ол 233 МГц жиілігінде жұмыс жасай алды. Pentium процессорларының iS0486 процессорларының версияларынан айырмашылығы оның жалпы кэш-жадысы 16 Кбайт құрады, ондағы деректер кэші (8 Кбайт), ал инструкция кэші (8 Кбайт) бөлек құрастырылды. Pentium адрестік аймақ 4 Гбайт тұрады. Деректер шинасының жиілігі i80486 процессорларымен салыстырғанда екі есеге өсті (33 МГц –тің орнына 60/66 МГц болды), ал оның өлшемі 64 битке дейін өсті. Деректер шинасының өлшемін кеңейту екі еселенген нақты сандармен жұмыс істеу кезінде бірқатар жетістіетерге жетуге мүмкіндік береді, ол арқылы, мысалы, векторлық графиканы қолданатын қосымшаларды қарастыруға болады. Кейінірек Pentium командалар жүйесі ММХ (MultiMedia eXtentiou) ин­струкциялар тобымен кеңейтілді, олар мультимедиялық қосымшаларға бағытталған; шынында, ойлағандай, ММХ-командалар практика жүзінде көп қолданысқа түсті.

Pentium Pro микропроцессоры (бірінші кездегі аталуы — P6 болған) Intel фирмасымен 1995 жылдың соңына қарай шығарылған. Оның 21 млн астам транзисторлары, үш конвейерден тұратын ядросы, және арифметикалық сопроцессоры бар. Бірінші кездегі Pentium Pro экземплярлары 150 және 166 МГц жиіліктерінде жұмыс жасады. Сонымен қатар қосымша бірінші деңгейдегі кэш-жадысынан (L1) өлшемі 16 Кбайт (8 Кбайт деректер кэші және 8 Кбайт командалар кэші) басқа Pentium Pro екінші деңгейлі кэш – жадысы (L2) болды, оның өлшемі 256 Кбайтты құрады. Процессордың үш конвейері болғандықтан, бір такт уақыты ішінде үш командаға дейін орындауға болатын болды, оның Pentium-нан айырмашылығы, ол бір – бірімен сыйыспайтын инструк­цияларды да бірге орындай алды. Pentium Pro 32-разрядтық деректерді өңдеу оптимизацияланды, өйткені бұл процессор серверлерді құрастыру үшін қолданылды. Адрестік аймағы 64 Гбайт – қа дейін өсті; адрестер шинасының ені — 36 битті құрады.

Pentium II және Pentium Xeon

Pentium II микропроцессоры, 1997 жылы шығарылды, ол Intel процессорларының ішіндегі конструкциясы жағынан ең жаңасы болып табылды. Ондағы процессор интегральды микросхема түрінде емес, ал кішірек печатты плата түрінде жасалған, оған қосымша екінші деңгейлі кэш-жады (L2) орналастырылған. Pentium-дағы кэш L2 жүйелік шинаның жиілігімен жұмыс істеген — яғни 60/66 МГц. Pentium II – дегі кэш L2 (өлшемі 512 Кбайт) және процессор Pentium II модулінде біріктірілген. Бұл жүйедегі кэш L2 133 МГц жиілігінде функциональданады. Pentium модулінің құрамындағы процессорды, Pentium Pro (ММХ ұстанатын) процессор деп те айтуға болады, бірақ екінші деңгейлі кэш-жадысы жоқ.

Pentium II-нің ішкі тактілік жиілігі 266/333 МГц болса, онда ол жадыға қатынауды небары 66 МГц жиілігі бойынша орындайды. 1998 жылы деректер шинасының тактілік жиілігі 100 МГц-ке дейін көтерілген; бұл яғни Pentium II 350/400/450 – де қолданылған, ол арқылы динамикалық жадыға қатынау уақытын 10 - нан 8 не – ге дейін төмендетті.

1998 жылдардың ортасында Intel корпорациясы Pentium II жаңа версиясының шыққандығы жайында хабарлады ол — Pentium Xeon болды. Жаңа процессор арнайы серверлер үшін өңделіп шығарылды және қатты жұмысы көп станцияларға арналды. Xeon процессоры, Pentium II салыстырғанда, кэш-жадысының көлемі әлдеқайда көп: L1 — 32 Кбайт, L2 — 512 Кбайт, немесе 1 Мбайт, немесе 2 Мбайт дейін жеткізілді. Pentium Xeon процессорының ерекшелігі ол — 440GX чипсе­тімен жұмыс жасайды, және оның негізінде 4- процессорлық жүйені орнатуға мүмкіндіктер бар (Pentium Pro оны жасай алады). Pentium II қосымша Pentium II Xeon шығуымен Intel корпорациясы өз стратегиясын өзгертті: яғни процессорларды екі жаңа версиямен шығаруды ұйғарды — профессиональды және күнделікті қажет Pentium процессорлары түрінде. Алынған тестілердің нәтижесінде, IBM PC –мен шығарылған Apple Macintosh эмуляторларының өнімділігімен сәйкес 25 МГц жиілігінде жұмыс жасай алатын Intel 80486SX микропроцессорлары болды. Сонымен бірге, Intel процессорлар базасында құрылған дербес есептеу жүйелерінің саны да бүгінгі күнде 260 млн жетті (1998 жылғы деректер бойынша бұл жүйелердің 96% ОС Windows орнатылған). Ал сонымен қатар келе жатқан Apple Macintosh санының экземплярлары небары 6 млн құрады. Бұдан қорытынды жасауға болады, Intel микропроцессорларына деген сұраныс келешекте сақталады.

Pentium III

Pentium III процессорларында жылдам әрекет жасайтын ядролар қолданылғанымен, бұл да сол баяғы Р6 (Pentium Pro) процессорлары. Pentium III конструктивтік версиялары— S.E.C.C.2 (Single Edge Contact Catridge) корпусында орналасқан, ол Slot 1 орнатылады, және PPGA (Plastic Pin Grid Array) корпусында, flip-chipPGA, атымен Socket 370 орнатылады. Соңғы вариант өзінің конструкциясы жағынан Pentium процессорын еске түсіреді және Intel корпорациясының айтуымен қарағанда оның бағасы төменірек болады. Екі варианттағы да тактілік жиілік 1 ГГц құрайды. Бірінші варианттағы кэш-жады 512 Кбайт құрайды, ал екіншідегісі — 256 Кбайт құрайды. Бірақ сонымен қатар, бірінші варианттағы кэш жартылай жиілікте жұмыс жасайды, сондықтан Pentium III жылдамдығы ондай қатты өзгермеген. Жүйелік шина жиілігі екі варианттада 100 МГц құрайды (Intel Celeron 66 МГц жиілігін қолданады). Ал қалған магист­ралдардағы қолданатын, мысалы, контроллерлермен қосылу үшін, соның ішінде PCI контроллері, жады контроллері немесе AGP контроллері үшін 100 немесе 133 МГц тактілік жиліктері қолданылады.

Pentium 4

Intel корпорациясының ең соңғы ойлап шығарған микропроцессоры Pentium 4, ол 2000 жылдың соңында шығарылды. Онда да бұрынғы Р6 архитектурасы сақталған. Мұндағы ұтыс тактілік жиілікті 1,3/1,4/1,5 ГГц дейін көтергеннен пайда болды, ол микросхема технологиясының прогерсінің өсу мүммкіндігіне байланысты орындалды. Чипсет, Pentium 4 жұмысын қамтамасыздандырады, ол бұрынғы SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) технологиясының орнына жаңа жады RAMBUS технологиясын пайдаланады. Мұндағы айта кететін жағдай, бірінші деңгейлі кэш-жады өлшемі 8 Кбайт-қа дейін қысқартылды. Айтқандай, 8 Кбайт Pentium 4 бірінші моделі үшін жеткілікті; ары қарай L1 өлшемі, мүмкіндігінше 32 Кбайт – қа дейін өсіп отырады. Кэш L2 бұрынғыша қалдырылды, ол Pentium HI — 256 Кбайт – қа тең.

Pentium 4 мыс арқылы өту технологиясы шинаның тактілік жиілігін көбейтуге мүмкіндіктер туғызды. (Мыстың өткізгіштік қасиеті өте жақсы болып табылады, бірақ оны қолдану технологиясы микропроцессорларда кейінірек қолданыла бастады). Нәтижесінде жүйелік шинаның тактілік жиілігі Pentium 4 бірінші версияларынан бастап – ақ 400 МГц-тен асып түсті.

32-разрядты кодировкасы бар v4 және v5 командаларының толық жиынынан бөлек ARM командалар жүйесі архиттертурасының спецификациясы осы көптеген жиындардың жинақталған кодировкасын ұсынады. Берілген бағыныңқы көпшілік Thumb деп аталады, ал ARM архитектурасының сәйкес нұсқалары v4T и v5T деген атауларға ие. Thumb командалары 16-разрядты жарты сөзбен кодталады.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]