Развите 64-битных микропроцессоров

Содержание

                                                                                                                  Лист

Введение………………………………………………………………………….3

1.История развития третьего  поколения……………………………………….4

2.Развите 64-битных микропроцессоров………………………………………8

3.Заключение…………………………………………………………………….9

4.Список литературы……………………………………………………………11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Процессоры делятся на поколения, существенно отличающиеся друг от друга возможностями и скоростью. Каждое поколение способно выполнять те же программы, что и предыдущее, но с каждым поколением процессор получает все новые возможности.

Эти поколения (вплоть до поколения Р6) определялись выпуском процессоров фирмой Intel, в свое время создавшей процессор 8088 для первых IBM PC. Следующим вторым поколением стал процессор Intel 80286 (или просто 286).

Цель работы: научиться осуществлять подбор необходимой литературы, вычленять из нее главное, систематизировать имеющийся материал.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.История развития третьего  поколения.

Третье поколение называлось соответственно 386. Это первый 32-разрядный процессор, который положил начало семейству процессоров IA-32 (32-bit Intel Architecture).

Главные отличительные особенности этого процессора:

• 32-разрядные шины адреса и данных (возможность адресации — 4 Гбайт данных);

• 32-разрядные регистры;

• введен новый режим работы процессора — виртуальный процессор 8086.

И здесь процессор фирмы Intel впервые встретился с серьезным конкурентом — процессором Ат386 фирмы AMD, работающим на более высокой частоте. На данный момент именно процессоры AMD, наряду с Intel, используются в подавляющем большинстве IBM-совместимых компьютеров. До 1995 года преимущество имел процессор Intel, благодаря агрессивной маркетинговой политике и традиционному уважению к этой марке; доля фирмы AMD на рынке в те годы составляла примерно 20%, а иных производителей процессоров — 1-2%.

Процессор Intel 486 появился в 1989 году. Его отличительные особенности:

• наличие встроенного математического сопроцессора (модели DX, DX2, DX4);

• поддержка многопроцессорного режима работы;

• два вида кэш-памяти — внутренней 8 кбайт (L1) и внешней (L2);

• поддержка различных концепций энергосбережения.

Поколение процессоров 486 стало переломным — Intel перестала быть практическим монополистом в их производстве. Варианты этих процессоров, предложенные AMD и еще одним альтернативным производителем — Cyrix (выпускавшемся на заводах IBM — процессоры марки Cyrix и IBM были тогда эквивалентны), оказались оптимальными для многих вариантов использования.

Все эти поколения давно и окончательно ушли в историю. В октябре 1992 года Intel объявила, что совместимые процессоры пятого поколения (разрабатывавшиеся под кодовым названием Р5) будут называться Pentium, а не 586, как предполагалось.

Такое название было бы вполне естественным, однако выяснилось, что цифровые обозначения не могут быть зарегистрированы в качестве торговой марки, a Intel опасалась конкурентов, которые могли начать выпуск аналогичных микросхем под давно ожидавшимся «непа-тентуемым» названием. Первые процессоры Pentium были выпущены в марте 1993 года. Pentium совместим с предыдущими процессорами Intel, но при этом значительно отличается от них.

К внутреннему кэшу команд добавили 8 Кбайт для данных. Разработана суперскалярная архитектура (с двумя конвейерами) — выполнение двух команд за один такт (все предыдущие процессоры выполняли в каждый момент времени только одну команду).

Реализована технология предсказания переходов (branch prediction). Внутренние шины стали иметь ширину 128 и 256 бит, внешняя шина данных — 64 бит. Благодаря этой технологии производительность Pentium по сравнению с процессорами 486 существенно повысилась.

Процессоры поколения Р5 — Intel Pentium, Intel Pentium MMX, AMD K5, Cyrix 6×86, IDT WinChip.

Хотя следует отметить, что компьютеры на основе этих процессоров даже сегодня вполне могут использоваться для простых задач, например для редактирования текста. Надо отметить одну особенность, касающуюся аббревиатуры ММХ.

Микросхемы Pentium ММХ производились по усовершенствованной на то время 0,35-микронной КМОП-технологии и работали на пониженном напряжении в 2,8 В (вместо 3,3 В и 3,45 В).

Чтобы на системную плату можно было установить процессор Pentium ММХ, она должна обеспечивать ему пониженное рабочее напряжение в 2,8 В. Сделать системные платы более универсальными в отношении используемого процессорами напряжения помогло новое решение Intel — процессорное гнездо типа Socket 7 с устанавливаемым модулем VRM (Voltage Regulation Module -модуль, регулирующий напряжение). На рис. 4.2 представлен внешний вид процессора Pentium ММХ и гнездо для его установки Socket 7.

Рис. 4.2. Процессор Intel Pentium ММХ (а) и гнездо Socket 7 (б)

Модуль можно было легко заменить и таким образом перенастроить плату на использование новейших на то время процессоров с любым рабочим напряжением. Но главное достоинство процессора Pentium ММХ состояло в мультимедиа-расширениях ММХ (MultiMedia eXtentions).

Разработанная Intel технология ММХ была реакцией на постоянно растущую в те годы популярность сетевых и мультимедиа-приложений, предъявляющих повышенные требования к аппаратному обеспечению. Подробнее ММХ рассмотрены в последующих данного раздела.

Во многих из этих приложений присутствуют циклично повторяющиеся последовательности команд, на выполнение которых уходила основная часть процессорного времени.

Разработанная Intel технология SIMD (Single Instruction Multiple Data -один поток команд на несколько потоков данных) решает эту проблему путем выявления таких циклов и выполнения одной операции (команды) над несколькими данными. Кроме того, в архитектуру процессора были введены 57 дополнительных команд, специально предназначенных для работы с графическими, видео- и аудиоданными.

Следующим поколением можно назвать процессоры Р6 корпорации Intel — Pentium II и упрощенные модели Celeron, и как альтернатива от AMD -серия Кб. К этой группе можно отнести и AMD К6-2, AMD К6-3, Cyrix М-П, WinChip II.

Процессоры Pentium III и Celeron также относятся к поколению Р6. Кстати, отличие между процессорами Pentium и Celeron состоит только в уменьшении объеме кэша второго уровня.

Можно сказать, что Celeron — упрощенная версия Pentium. Ну и как следствие — меньше цена. О кэш-памяти расскажем далее.

Новое поколение Р7 началось с выпуска корпорацией AMD процессора Athlon, ранее известного под маркой К7. Одновременно была предложена упрощенная версия Athlon — процессор Duron.

В ответ корпорация Intel выпустила Pentium 4 (хотя и с большим отставанием). Корпорация AMD затем начала выпуск улучшенных процессоров Athlon ХР для однопроцессорных компьютеров и Athlon MP для многопроцессорных.

Следует отметить еще одну линейку процессоров от AMD — Sempron. О ней компания AMD сообщила летом 2004 года. Почему не Duron?

Чтобы дать дорогу процессорам следующего поколения — Athlon 64, компании AMD понадобилось перевести процессоры Athlon ХР в класс бюджетных. Конечно, можно было присвоить им название «Duron», которое раньше использовалось для недорогих процессоров.

Так всегда поступала корпорация Intel (напомним пример — процессор Celeron) — главный конкурент AMD на рынке процессоров. Однако Duron — упрощенный процессор по сравнению с Athlon.

По крайней мере, пользователи привыкли считать его таковым. Маркетологи из AMD захотели подчеркнуть, что Sempron — это полноценный процессор, но предыдущего поколения.

В силу своих архитектурных особенностей он обладает более низкой, чем у Athlon 64, производительностью, но при этом не является его урезанной версией. Поэтому и ввели новое название.

Компания Intel в свою очередь выпустила процессор Intel Хеоп, на котором разработчики отрабатывали двухъядерную архитектуру. Кроме того, выпускался «упрощенный» процессор Celeron на основе Pentium 4 с тактовой частотой от 1700 МГц и выше, также относящийся к поколению Р7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Развитие поколения 64-битных  микропроцессоров .

Следующее поколение процессоров Р8 является принципиально новым. Все поколения до Р7 являются 32-битными. В настоящее время все процессоры Intel и AMD поддерживают 64-битные команды.

Первым 64-битным процессором был серверный AMD Opteron (рис. 4.3), а для настольных ПК — Athlon64. Для получения максимальной производительности при использовании таких процессоров требуется новая операционная система и специализированное программное обеспечение, в противном случае производительность даже снижается. Хотя надо отметить, что на процессоре Opteron все программное обеспечение, предназначенное для 32-разрядных процессоров, работает без изменений.

Рис. 4.3. Процессор AMD Opteron

В начале 2004 года на рынке появился процессор AMD Athlon 64 для обычных компьютеров, который дешевле Opteron, но не уступает ему по возможностям.

В 2005 году началось производство двухъядерных процессоров как корпорацией Intel (Core 2 Duo), так и AMD (Athlon 64 Х2).

В конце 2007 года в продаже появились четырехъядерные процессоры обеих корпораций-соперниц:

• Intel — Core 2 Quad;

• AMD — Athlon 64 X4 (Phenom).

Четырехъядерные процессоры особенно эффективны при одновременной работе нескольких ресурсоемких приложений. Например, вы хотите одновременно выполнять обработку видео и играть в ЗО-шутер.

Если же без одновременной работы «тяжелых» приложений можно обойтись (сначала поиграть, потом обработать видео), значительного прироста производительности по сравнению с двухъядерным процессором достигнуть не удастся. Однако заметим, что производители ведут активную борьбу за благосклонность потребителей и постоянно снижают цены.

Поэтому в ближайшем будущем цены на двух-и четырехъядерные процессоры будут отличаться совсем незначительно. Еще одним аргументо

 

 

Заключение

В настоящее время Intel выпускает целую линейку двухъядерных процессоров: Intel Core 2 Duo, Pentium Dual Core и Celeron. Аналогично корпорация AMD на базе технологии AMD64 выпускает двухъядерные процессоры Athlon 64 Х2 Dual-Core, Athlon 64 FX, AMD Turion 64 Mobile, в которых используется усовершенствованная система управления электропитанием AMD PowerNow!

Двухъядерные процессоры — это два процессора, которые расположены на одном кристалле или в одном корпусе. В одноядерном процессоре команды, поступившие на вход процессора, последовательно проходят через нужные для их выполнения блоки последовательно, т.е. пока процессором выполняется очередная команда, остальные ждут своей очереди.

В двухъядерном процессоре на вход приходят два отдельных потока команд и данных и также раздельно выходят, не оказывая влияния друг на друга. За счет параллельного исполнения процессором нескольких потоков команд повышается производительность и скорость отклика ПК, работающих в современных условиях многозадачной среды.

Положение продукции компании AMD на процессорном рынке в настоящее время явно проигрывает конкурентам от Intel. Новая архитектура К10, на которую возлагали большие надежды AMD, хотя и может считаться оригинальной и эффективной, в реальности так и не позволила компании создать процессоры, способные противостоять Intel.

Сильные стороны архитектуры, главной из которых следует назвать четырехъядерность с единым на все ядра кэшем третьего уровня, не получили должного развития из-за проблем технологического плана, не дающих AMD наладить выпуск процессоров с частотами выше 2,5 ГГц. В результате, процессоры Intel Core 2 Duo и Core 2 Quad по производительности обгоняют свои AMD-аналоги, но у последних цена существенно ниже.

Следует отметить, что разрыв в производительности процессоров Phenom Х4 и Core 2 Quad настолько велик, что перспективы установления хотя бы паритета в производительности между этими продуктами не предвидится. Так что AMD еще достаточное продолжительное время придется довольствоваться предложением лишь моделей, привлекающих в первую очередь невысокой ценой, поскольку цена у них существенно ниже Intel.

Во втором квартале 2008 года AMD выпустила на рынок трехъядерные процессоры семейства Phenom ХЗ (они получаются из отбракованных Phenom с четырьмя ядрами, в которых одно ядро не работает). Phenom ХЗ должны составить конкуренцию двухъядерным процессорам Intel Core 2 Duo благодаря сопоставимой цене и большему количеству ядер.

Конечно, одной из причин появления таких CPU стала прямая экономическая выгода для производителя, получающего возможность «пристраивать» дефектные кристаллы четырехъядерных Phenom, отключая на них одно из ядер. Но, с другой стороны, выпуск Phenom ХЗ может рассматриваться и как попытка противопоставить хоть что-то процессорам Intel Core 2 Duo, превосходящим двухъядерные Athlon 64 Х2 с любых точек зрения. Позиционируясь как промежуточный вариант между Athlon 64 Х2 и Phenom Х4, трехъядерные Phenom ХЗ получают как раз такие цены, которые ставят их в противовес двухъядерным CPU среднего уровня компании Intel.

Современное программное обеспечение все более и более ориентируется на многопоточные среды, поэтому возможно, что трехъядерные Phenom ХЗ смогут оказаться интересным предложением в качестве альтернативы двухъядерным процессорам Intel, но у последних цена существенно ниже.

При выборе процессора нужно сравнить технические характеристики однотипных процессоров Intel и AMD. Чтобы сравнить процессоры при выборе платформы и выяснить, какой из них оптимален для решения предполагаемых задач, нужно сопоставить основные свойства, которые определяют их различия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список Литературы

1. http://www.chieftec-ru.com/guide/pokoleniya-processorov/