Микропроцессор

Pentium - самые первые процессоры семейства P5 появились в далеком марте 1993-го. Тогда Intel, чтобы не повторить ошибки с i486 (суд отклонил иск к AMD по поводу названия) решила дать своему детищу имя, которое в последствие стало нарицательным. Первое поколение Pentium носило кодовое имя P5 он же 80501, напряжение питания 5 вольт, расположение выводов - "матрица" и работало на тактовых частотах 60 и 66 МГц, выпускаясь по 0.80-микронной технологии (правда стоит отметить, что частота шины у этих процессоров была равна частоте ядра). Выпускались они исключительно под Socket 4.

Следующим шагом в развитии этого семейства стал P54 он же 80502, напряжение питания 3.3 вольта, расположение выводов - "шахматная матрица". Появился ровно через год после P5. При его изготовлении использовался  уже 0.50, а затем и 0.35-микронный  технологический процесс. Тактовая частота находилась в пределах 75-200 МГц, а шина - 50-66 МГц. Объем-кэш памяти первого уровня - 16Кбайт, причем впервые  был применен раздельный кэш - 8 Кбайт  на данные и 8 Кбайт на инструкции. Форм-фактор - Socket 5. Архитектура IA32, набор команд не менялся со времен i386.

Pentium Pro - первый процессор шестого поколения. Довольно революционный для своего времени. В нем впервые Intel решилась применить кэш-память второго уровня, объединенную в одном корпусе с ядром и оперирующую на частоте процессора. Имел очень высокую себестоимость изготовления, которая так практически и не снизилась за все время его существования с 1 ноября 1995 года. Выпускался как по 0.50, так и по 0.35-микронной технологии. 0.35 мкм позволили увеличить объем кэша. Кэш второго уровня имел объем 256, 512, 1024 или 2048 Кбайт. Тактовая частота - от 150 до 200МГц. Частота системной шины - 60-66 МГц. Кэш первого уровня объемом 16Кбайт. Выпускался исключительно для Socket 8. Pentium Pro поддерживал все инструкции процессора Pentium (естественно, не MMX), а также ряд новых по сравнению с Pentium инструкций (cmov, fcomi, и т.д.). Введена двойная независимая шина (DIB). В дальнейшем все новшества унаследовал Pentium II (в свое время, задолго до своего выпуска, Klamath представлялся просто как Pentium Pro с добавлением MMX и улучшенной работой с 16-битными приложениями). Значительно опередил свое время.

Tonga - очень интересный процессор. Его имя мне впервые встретилось при написании данного обзора. Дело в том, что Intel никогда не афишировала тот факт, что Mobile Pentium II, построенный на 0.25 микронном ядре Deschutes будет называться именно Tonga. Правда, особо удивляться тут нечему: это ведь всего лишь codename, а на рынок процессоры выходят совсем под другими именами. В любом случае он впервые появился 2 апреля 1998 года. Тактовая частота в диапазоне 233-300+ МГц, шина - стандартные 66 МГц. Выпускается как Mini Cartridge Connector и Mobile Module Connector 1 и 2 (MMC-1 и 2).

Celeron - революционный в некотором смысле процессор: Intel наконец-то обратила внимание на массовый рынок недорогих компьютеров. В общем, это целое семейство недорогих процессоров как с кэшем второго уровня, так и без оного. В данный момент выпускались или выпускаются следующие его представители Covington, Mendocino, Dixon. Впервые появился в апреле 1998 года. Выпускается в вариантах для Socket 370, Slot 1.

Covington - первый процессор линейки Celeron. Построен на ядре Deschutes и выпускался по 0.25-микронной технологии. Тактовая частота 266-300 МГц, частота системной шины 66 МГц, кэш L1 - 32 Кбайта (по 16 Кбайт для данных и инструкций), кэш L2 отсутствует. Впервые появился 15 апреля 1998 года. Для уменьшения себестоимости выпускался без кэш памяти второго уровня и защитного картриджа. Питание - 2.0 В. Физический интерфейс - облегченный Slot 1 (SEPP - Single Edge Pin Package).

Dixon - следующий пункт в истории Celeron. Недорогой процессор в первую очередь ориентированный на применение в ноутбуках. Изготавливается по 0.25 микронной технологии. Объем кэш памяти первого уровня - 32 Кбайта. Как и в Mendocino, кэш второго уровня расположен на чипе, однако его объем увеличен до 256 Кбайт. Тактовая частота - от 300 МГц (Celeron 3090A) и до 500 МГц, частота системной шины - 66 МГц. Официальная классификация - мобильный Pentium II. Выпускался и по 0,18 мкм процессу

Coppermine - Pentium III, сделанный на базе 0.18 мкм техпроцесса, с интегрированными на чип 256 Кбайт кэша L2. Частота - от 533 МГц и выше. Наряду с FSB133 версиями продаются и FSB100 варианты (например, 667/650 МГц). Максимальная достигнутая скорость - 1 ГГц. Форм-фактор - Slot-1. Последний Slot-1 процессор.

Timna - Coppermine 128K с интегрированным на чипе графическим ядром и контроллером SDRAM. То есть, фактически, уже больше чипсет, нежели процессор. Нацелен на сверхдешевые PC и телеприставки. Отменен, в связи с проблемами в MTH и общей ситуацией на рынке. Отменены и вариации на его тему - мобильный Timna и Timna+.

Xeon - спустя несколько лет Intel решилась на выпуск замены Pentium Pro. Как и в его предшественнике, кэш память второго уровня здесь оперирует на частоте процессора. Правда, если в PPro кэш и ядро были объединены одним корпусом, то в Xeon - одним картриджем. Это первый процессор для Slot 2, и предназначен в первую очередь для мощных серверов и рабочих станций. Способен работать в мультипроцессорных конфигурациях. Построен на ядре Deschutes и выпускается, как и собственный кэш, по 0.25 микронной технологии. Кстати, сам кэш имеет объем 512, 1024, 2048 Кбайт, что во многом определяет высокую стоимость и тепловыделение.

Tanner - Pentium III Xeon, то есть, от Xeon отличается, примерно также, как Katmai от Deschutes. Предназначен, в первую очередь, для hi-end серверов. Тактовая частота от 500 МГц, частота системной шины 100 МГц, как и положено всем Xeon CSRAM-кэш второго уровня, работающий на частоте процессора, объемом 512, 1024 и 2048 Кбайт. Естественно MMX и SSE, кэш первого уровня все тот же - 32 Кбайта.

Cascades - Pentium III Xeon на базе 0.18 мкм технологического процесса. Фактически, серверный вариант Coppermine. На чипе содержится кэш L2 256 Кбайт, тактовая частота от 600 МГц, частота системной шины - 133 МГц. Первые варианты работают только в двухпроцессорных конфигурациях и только на частоте системной шины 133 МГц. В конце 2000 года все же обзавелся 2 Мбайт кэша L2 на чипе. Финальная тактовая частота - 900 МГц для полноценной версии, 1 ГГц - для версии с 256 Кбайт L2. Форм-фактор - Slot-2

Northwood - 0.13 мкм вариант Pentium 4. Одновременно происходит переход на новый форм-фактор, Socket-478. Объем кэша увеличится до 512 Кбайт. Именно этот процессор должен стать основным в ассортименте Intel на долгое время, сменив на этом посту линейку Katmai/Coppermine. Исходная тактовая частота - 2.2 ГГц.

Gallatin - тоже 0,13 мкм Foster. Пока что не очень понятно, чем он будет отличаться от Prestonia. Но что-то подсказывает, что именно размером кэша.

 

5.2. Обзор микропроцессоров  фирмы АМD

K5 - первый процессор AMD, который всерьез предназначался для конкуренции с Pentium. Платформа - Socket 5. Подобно Cyrix 6x86, использовал PR-рейтинг, от 75 до 166 МГц. При этом используемая частота системной шины составляла от 50 до 66 МГц. Кэш L1 - 24 Кбайт (16 Кбайт для инструкций и 8 для данных), кэш L2 на материнской плате, работает на частоте системной шины. Существовало четыре версии процессора: K5-75, 90, 100 (PR-rating соответствовал частоте процессора, технологический процесс 0.6 мкм); процессор K5-100 (0.35 мкм), процессоры K5-PR120, PR133 (PR-рейтинг соответствует частотам 90 и 100 MHz, технологический процесс 0.35 мкм, переработанное ядро) и процессор K5-PR166 (реальная частота 66MHz x 1.75) с нестандартным коэффициентом умножения.

K6 - начал поставляться с апреля 1997 года (это Model 6), на месяц раньше выхода Pentium II, производился на базе 0.35 мкм (позднее 233 MHz К6 производились с использованием 0.25 мкм процесса) технологического процесса. Процессор работал на частоте от 166 до 233 МГц (причем последний - официально разогнанный вариант - 3.2/3.3В вместо стандартных 2.9/3.3В). Был создан на базе дизайна процессора 686, созданного приобретенной AMD компанией NexGen. По сравнению со своим предшественником, получил модуль MMX, увеличился объем кэша L1 - до 64 Кбайт (по 32 Кбайт для инструкций и данных). Возросшая тактовая частота позволила AMD отказаться от PR-рейтинга. В К6 предлагались решения, которые позволяли добиться большей производительности на той же частоте, а именно исполнение по предположению и внутренняя риск-подобная организация. Все последующие процессоры от AMD унаследовали это свойство. Позднее начались поставки K6 Model 7 (мобильный вариант) с частотами 266 и 300 MГц, технологический процесс 0.25 мкм, FSB 66 MHz.

K6-2 - следующее поколение K6. Вышел в мае 1998 года, основными усовершенствованиям относительно его предшественника стали поддержка дополнительного набора инструкций 3DNow! и частоты системной шины 100 МГц. Кэш L1 64 Кбайт (по 32 Кбайт для инструкций и данных), кэш L2 находится на материнской плате, и может иметь объем от 512 Кбайт до 2 Мбайт, работая на частоте системной шины. Первоначально был выпущен на частоте 266 МГц, сегодня максимальная тактовая частота составляет 475 МГц, в скором времени должен выйти 500 МГц вариант. Было две модели процессора K6-2: первая, работающая на частотах 266 (66*4), 300 (100*3), 333 (95*3.5), 350 (100*3.5) и 366 (66.*5.5) MГц. И вторая модель AMD, работающая с частотами 200, 233, 350, 380, 400, 450 и 475 MГц. В ней используется новое ядро, такое же, как в K6-III. Главное отличие в новом ядре (CXT) это модифицированный метод работы с кэшем.

K6-2+ - один из последних Socket7 процессоров AMD. И первый Socket7 процессор, сделанный с использованием 0.18 мкм техпроцесса. Должен содержать на чипе 128 Кбайт кэша L2, работающих на частоте процессора. Предполагаемая скорость - от 533 МГц. Естественно, поддержка 3DNow!

K6-III+ - возможно, несколько позже K6-2+, AMD выпустит и 0.18 мкм вариант K6-III - с 256 Кбайт кэша L2 на чипе.

K7 (Athlon) - Первый проект AMD, в котором она была вынуждена отойти от даже частичного заимствования архитектур Intel, и предложить рынку абсолютно свой вариант платформы для PC. Процессор имеет непревзойденный для сегодняшних x86 процессоров объем кэша первого уровня - 128 Кбайт (по 64 Кбайт для инструкций и данных). Кэш L2 - 512 Кбайт, работающий на 1/2, 2/5 или 1/3 частоты процессора. Системная шина - EV-6, та же, что и в процессорах Alpha, что потенциально дает возможность создания материнских плат, поддерживающих оба процессора. Частота системной шины - 200 МГц, но имеет потенциал до 400 МГц и выше. Поддерживаемые наборы инструкций - MMX, расширенный по сравнению с K6-III 3DNow!. Форм-фактор - Slot A. Первый процессор AMD, получивший при выходе собственное имя - Athlon. На сегодня доступны модели 500-1000 МГц. Подклассы: K75 - алюминиевые соединения, K76 - медные.

 

                               

 

 

 

 

 

 

 

 

                                         Заключение

Что хочется сказать, что до недавнего времени основной мерой производительности микропроцессоров (да и компьютеров)  считалась их тактовая частота работы, и это было, как можно сказать, справедливо. Однако по мере усложнения архитектуры микропроцессоров (RISC - ядро, встроенная кэш-память, технология внутреннего умножения тактовой частоты) данный параметр работы устройств, хотя и остаётся важным показателем их производительности, уже не является определяющим. Именно этим можно объяснить, например, тот факт, что микропроцессор i486SX-25 производительнее i386DX-33.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          Список используемой литературы.

 

1. А.А Мячев, В.Н. Степанцов ПЭВМ и микроЭВМ.-М.: Радио и

связь,1991.

2. Вычислительные машины, системы и сети. Учебник под редакцией

А.П. Пятибратов.-:Финансы и статистика,1991.

3. В.Э. Фигурнов: IBM PC для пользователя.

4. Р. Веббер: Конфигурирование ПК на процессорах 386/486.

5. П. Нортон: Персональный компьютер изнутри.

6. В.Л. Григорьев "Микропроцессор i486. Архитектура и программирование", Гранал, Москва, 1993.

7. Ж.К. Голенкова и др. "Руководство по архитектуре IBM PC AT", Консул, Минск, 1993

8. Руководство программиста по процессору Intel i386, Техническая документация уровня 2, (C) Intel Corp.

9.Руководство программиста по процессору Intel i486, Техническая документация уровня 2, (C) Intel Cor

10. http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=34268

11. http://www.support17.com/component/content/251.html?task=view