Содержание
| |Стр. |
|Введение …………………………………………………………………………… |3 |
|1. История развития процессоров ……………………………………………… |4 |
|1.1. Процессоры фирмы INTEL …………………………………….. |5 |
|1.2. Процессоры фирмы AMD ………………………………………. |16 |
|2. Алгоритм работы процессора ……………………………………………….. |22 |
|2.1. Устройство процессора …………………………………………. |22 |
|2.2. Алгоритм работы процессора …………………………………. |24 |
|2.2.1. Арифметико-логическое Устройство …………… |24 |
|2.2.2. Прерывания процессора …………………………. |32 |
|Заключение ………………………………………………………………………… |34 |
|Список литературы ……………………………………………………………….. |35 |
Введение
Одним из основных устройств современного персонального компьютера является центральный процессор. Который, на первый взгляд, просто выращенный по специальной технологии кристалл кремния. Однако этот кристалл содержит в себе множество отдельных элементов – транзисторов, которые в совокупности и наделяют компьютер способностью «думать».
История создания микропроцессора началась еще в 50-х годах, когда на смену электронным лампам пришли компактные «электронные переключатели» - транзисторы, затем – интегральные схемы, в которых впервые удалось объединить на одном кристалле кремния сотни крохотных транзисторов. Но все- таки отсчет летоисчисления компьютерной эры ведут с 1971 года, с момента появления первого микропроцессора.
За три десятка лет, прошедших с этого знаменательного дня, процессоры сильно изменились. Современный процессор это не просто набор транзисторов, а целая система множества важных устройств.
1. История развития процессоров
В настоящее время существуют много фирм по производству процессоров
для персональных компьютеров. Это Intel, AMD, Cyrix, VIA, Centaur/IDT,
NexGen, и многие другие. Однако наиболее популярными являются Intel и AMD.
Развитие процессоров этих ведущих фирм мы и постараемся рассмотреть.
Однако прежде чем углубляться в историю производства процессоров необходимо дать характеристику некоторым техническим терминам характеризующих процессор.
Тактовая частота – это скорость работы процессора, а именно количество операций выполненных на протяжении 1 секунды.
Поколения – поколения процессоров отличаются друг от друга
скоростью работы, архитектурой, исполнением и внешним видом. Если
просмотреть поколения процессоров фирмы Intel то их было 8 (8088, 286, 386,
486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV).
Модификация – у ведущих и постоянно конкурирующих фирм Intel и AMD
есть две модификации процессоров. У Intel это Pentium и Celeron, у AMD это
Athlon и Duron. Pentium и Athlon это дорогие процессоры для графических
станций или серверов, а Celeron и Duron это процессоры для домашних
компьютеров.
Технология производства – под технологией производства в данном случае понимают размер минимальных элементов процессора. Так в 1999 году фирмы перешли на новую, 0,13 – микронную технологию.
КЭШ-память первого уровня – небольшая (несколько десятков килобайт) сверхбыстрая память, предназначенная для хранения промежуточных результатов вычислений.
КЭШ-память второго уровня – эта память более медленная, но она больше от 128 до 512 кбайт.
1.1. Процессоры фирмы Intel
1971г. Intel® 4004
Первый процессор фирмы Intel® был 4-х разрядным, имел 2300 транзисторов и
тактовую частоту 108 кГц. Предназначался для калькуляторов Busicom.
Технические характеристики: 2300 транзисторов; технология производства: 3
мкм; напряжение питания: 5 В; тактовая частота: 108 кГц; общая разрядность:
4.
1972г. Intel® 8008
Этот процессор также имел 2300 транзисторов, но был 8-и разрядным, и
тактовая частота поднялась до 200 кГц. Дон Ланкастер создал на его основе
прототип персонального компьютера. Технические характеристики: 2300
транзисторов; технология производства: 3 мкм; напряжение питания: 5 В;
тактовая частота: 200 кГц; общая разрядность: 8.
1974г. Intel® 8080
Скорость этого процессора уже измерялась в МГц - их было целых два при 8-и
битной разрядности. Число транзисторов возросло более чем в два раза.
Технические характеристики: 6000 транзисторов; технология производства: 3
мкм; напряжение питания: 5 В; тактовая частота: 2 МГц; общая разрядность:
8.
1978г. Intel® 8086
Частота этого процессора поднялась до 10 МГц. На его основе начали
выпускать компьютеры IBM PC. Технические характеристики: 29000
транзисторов; технология производства: 3 мкм; напряжение питания: 5 В;
тактовая частота: 4,77-10 МГц; процессор 16-разрядный; шина данных 16-
разрядная; адресная шина 20-разрядная; общая разрядность: 16.
1979г. Intel® 8088
Отличался от предыдущего тем, что шина данных и общая разрядность были 8-и
битными. Технические характеристики: 29000 транзисторов; технология
производства: 3 мкм; напряжение питания: 5 В; тактовая частота: 4,77-8 МГц;
процессор 16-разрядный; шина данных 8-разрядная; адресная шина 20-
разрядная; общая разрядность: 8.
1982г. Intel® 80186
Неудавшийся, страшно капризный процессор. О нем забыли даже родители: на
сайте Intel® нет о нём никакого упоминания. Технические характеристики:
134000 транзисторов; напряжение питания: 5 В; тактовая частота: 6 МГц;
процессор 16-разрядный; шина данных 16-разрядная; адресная шина 20-
разрядная; общая разрядность: 16.
1982г. Intel® 80286
Этот процессор примечателен тем, что мог выполнять программы, написанные
для любого из его предшественников. Технические характеристики: 134000
транзисторов; тактовая частота: 6-12 МГц; процессор 16-разрядный; шина
данных 16-разрядная; адресная шина 24-разрядная; общая разрядность: 16.
1985г. Intel® 386™ DX
Первый действительно многозадачный CPU (на нём даже Windows95 работает).
Кодовое имя: P9. Технические характеристики: 275000 транзисторов; тактовая
частота: 16-32 МГц; процессор 32-разрядный; шина данных 32-разрядная (16-
32Мгц); адресная шина 32-разрядная; общая разрядность: 32.
1988г. Intel® 386™ SX
Low-End версия Intel® 386™ DX. Кодовое имя: P9. Технические характеристики:
275000 транзисторов; тактовая частота: 16-32 МГц; процессор 32-разрядный;
шина данных 16-разрядная (16-32Мгц); адресная шина 24-разрядная; общая
разрядность: 16.
1989г. Intel® 486™ DX
Первый процессор со встроенными КЭШем первого уровня и математическим
сопроцессором (FPU), который существенно ускорил обработку данных. Кодовое
имя: P4. Технические характеристики: 1,25 млн. транзисторов; тактовая
частота: 25-50 МГц; КЭШ первого уровня: 8 Кб; КЭШ второго уровня на
материнской плате (до 512 Кб); процессор 32-разрядный; шина данных 32-
разрядная (20-50Мгц); адресная шина 32-разрядная; общая разрядность: 32.
1990г. Intel® 386™ SL
Мобильная версия 386-го процессора. Кодовое имя: P9. Технические
характеристики: 275000 транзисторов; тактовая частота: 20-25 МГц; процессор
32-разрядный; шина данных 16-разрядная (20-25 Мгц); адресная шина 24-
разрядная; общая разрядность: 16.
1991г. Intel® 486™ SX
Low-End версия Intel® 486™ DX без FPU. Кодовое имя: P23. Технические
характеристики: 0,9 млн. транзисторов; тактовая частота: 20-33 МГц; КЭШ
первого уровня: 8 Кб; КЭШ второго уровня на материнской плате (до 512 Кб);
процессор 32-разрядный; шина данных 16-разрядная (19-33 МГц); адресная шина
24-разрядная; общая разрядность: 16.
1992г. Intel® 486™ SL
Версия 486™ DX с расширенными возможностями - контроллер шины ISA, DRAM
контроллер, контроллер локальной шины. Технические характеристики: 1,25
млн. транзисторов; тактовая частота: 25-33 МГц; КЭШ первого уровня: 8 Кб;
КЭШ второго уровня на материнской плате (до 512 Кб); процессор 32-
разрядный; шина данных 32-разрядная (20-33 Мгц); адресная шина 32-
разрядная; общая разрядность: 32.
1992г. Intel® 486™ DX2
Первый полностью 32-х разрядный процессор. Кодовое имя: P24. Тех
характеристики: 1,25 млн. транзисторов; тактовая частота: 50-66 МГц; КЭШ
первого уровня: 8 Кб; КЭШ второго уровня на материнской плате (до 512 Кб);
процессор 32-разрядный; шина данных 32-разрядная (25-33 МГц); адресная шина
32-разрядная; общая разрядность: 32.
1992г. Intel® 486™ SX2
Это тот же 486™ SX, но с частотой 50 МГц. Кодовое имя: P23. Технические
характеристики: 0,9 млн. транзисторов; тактовая частота: 50 МГц; КЭШ
первого уровня: 8 Кб; КЭШ второго уровня на материнской плате (до 512 Кб);
процессор 32-разрядный; шина данных 16-разрядная (50 МГц); адресная шина 24-
разрядная; общая разрядность: 16.
1993г. Intel® Pentium® (P5)
Pentium - первый процессор с двухконвейерной структурой. Носил кодовое имя
P5 и выпускался в конструктиве под Socket 4. КЭШ-память впервые была
разделена – 8 Кб на данные и 8 Кб на инструкции. Технические
характеристики: 3,1 млн. транзисторов; технология производства: 0,8 мкм;
тактовая частота: 60-66 МГц; КЭШ первого уровня: 16 Кб (8 Кб на данные и 8
Кб на инструкции); КЭШ второго уровня на материнской плате (до 1 Мб);
процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная (60-66 МГц); адресная шина
32-разрядная; общая разрядность: 32; разъём Socket 4.
1993г. Intel® Pentium® (P54C)
Повышение тактовой частоты потребовало перехода на более тонкий 0,50 мкм
технологический процесс, а позднее 0,35 мкм. Кодовое имя: P54C. Технические
характеристики: 3,3 млн. транзисторов; технология производства: 0,5-0,35
мкм; тактовая частота: 75-200 МГц; КЭШ первого уровня: 16 Кб (8 Кб на
данные и 8 Кб на инструкции); КЭШ второго уровня на материнской плате (до 1
Мб); процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная (50-66 МГц); адресная
шина 32-разрядная; общая разрядность: 32; разъём Socket 5, позднее Socket
7.
1994г. Intel® 486™ DX4
Последняя "четвёрка" с увеличенным до 16 Кб КЭШем первого уровня. Кодовое
имя: P24C. Тех характеристики: 1,6 млн. транзисторов; тактовая частота: 75-
100 МГц; КЭШ первого уровня: 16 Кб; КЭШ второго уровня на материнской плате
(до 512 Кб); процессор 32-разрядный; шина данных 32-разрядная (25-33 МГц);
адресная шина 32-разрядная; общая разрядность: 32.
1995г. Intel® Pentium® Pro
Первый процессор шестого поколения. Впервые была применена КЭШ-память
второго уровня, работающая на частоте ядра процессора. Процессоры имели
очень высокую себестоимость изготовления и предназначались для мощных (по
тем, временам) серверов, но имел один недостаток: плохую оптимизацию для 16-
битного кода. Выпускался по технологии 0,50 мкм, а позднее по 0,35 мкм, что
позволило увеличить объем КЭШ-памяти L2 с 256 до 512, 1024 и 2048 Кб.
Кодовое имя: P6. Технические характеристики: 5,5 млн. транзисторов -
процессор, 15,5-31 млн. транзисторов - КЭШ-память; технология производства:
0,5-0,35 мкм; тактовая частота: 150-200 МГц; КЭШ первого уровня: 16 Кб (8Кб
на данные и 8Кб на инструкции); полноскоростной КЭШ второго уровня в одном
корпусе с процессором 256 Кб-2 Мб); процессор 64-разрядный; шина данных 64-
разрядная (60-66 МГц); адресная шина 32-разрядная; общая разрядность: 32;
разъём Socket 8.
1997г. Intel® Pentium® MMX (P55C)
По мере увеличения доли мультимедиа в процессорных рассчетах, усиления
требований игр было изобретено расширение MMX (Multi Media eXtention),
содержащее 57 инструкций для вычислений с плавающей точкой, существенно
увеличивающее производительность компьютера в мультимедиа-приложениях (от
10 до 60 %, в зависимомти от оптимизации). Кодовое имя: P55C. Технические
характеристики: 4,5 млн. транзисторов; технология производства: 0,28 мкм;
тактовая частота: 166-233 МГц; КЭШ первого уровня: 32 Кб (16 Кб на данные и
16 Кб на инструкции); КЭШ второго уровня на материнской плате (до 1 Мб);
процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная (60-66 МГц); адресная шина
32-разрядная; общая разрядность: 32; разъём Socket 7.
1997г. Intel® Pentium® MMX (Tillamook)
Вариант Pentium MMX для ноутбуков - имел пониженные напряжение ядра и
мощность. Механически не был совместим с Socket 7, но имелся переходник на
это гнездо. Кодовое имя: Tillamook. Технические характеристики: 4,5 млн.
транзисторов; технология производства: 0,25 мкм; тактовая частота: 133-300
МГц; КЭШ первого уровня: 32 Кб (16 Кб на данные и 16 Кб на инструкции); КЭШ
второго уровня на материнской плате (до 1 Мб); процессор 64-разрядный; шина
данных 64-разрядная (60-66 МГц); адресная шина 32-разрядная; общая
разрядность: 32; разъём TCP или MMC.
1997г. Intel® Pentium® II (Klamath)
Первый процессор из линейки Pentium II, вобравший в себя достоинства
Pentium® Pro и Pentium® MMX. Выпускался в новом конструктиве Slot 1 - это
краевой разъем с 242 контактами (картридж SECC), разработанный для
процессоров модульной конструкции с КЭШ-памятью второго уровня, выполненной
на дискретных микросхемах. Кодовое имя: Klamath. Технические
характеристики: 7,5 млн. транзисторов; технология производства: 0,35 мкм;
тактовая частота: 233-300 МГц; КЭШ первого уровня: 32 Кб (16 Кб на данные и
16 Кб на инструкции); КЭШ второго уровня (512 Кб) размещён на процессорной
плате и работает на половине частоты ядра процессора; процессор 64-
разрядный; шина данных 64-разрядная (66 МГц); адресная шина 64-разрядная;
общая разрядность: 64; разъём Slot 1.
1998г. Intel® Pentium® II (Deschutes)
Процессор из линейки Pentium II, сменивший Klamath. Отличается от него
более тонким технологическим процессом (0,25 мкм) и более высокими
тактовыми частотами. Конструктив – картридж SECC, который в старших моделях
был сменен на SECC2 (КЭШ с одной стороны от ядра, а не с двух, как в
стандартном Deschutes; измененное крепление кулера). Кодовое имя:
Deschutes. Технические характеристики: 7,5 млн. транзисторов; технология
производства: 0,25 мкм; тактовая частота: 266-450 МГц; КЭШ первого уровня:
32 Кб (16 Кб на данные и 16 Кб на инструкции); КЭШ второго уровня (512 Кб)
размещён на процессорной плате и работает на половине частоты ядра
процессора; процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная (66-100 МГц);
адресная шина 64-разрядная; общая разрядность: 64; разъём Slot 1.
1998г. Intel® Pentium® II OverDrive
Вариант Pentium® II, предназначенный для апгрейда Pentium® Pro, т. е. для
установки на материнские платы Socket 8. Кодовое имя: P6T. Технические
характеристики: 7,5 млн. транзисторов; технология производства: 0,25 мкм;
тактовая частота: 333 МГц; КЭШ первого уровня: 32 Кб (16 Кб на данные и 16
Кб на инструкции); КЭШ второго уровня 512 Кб; процессор 64-разрядный; шина
данных 64-разрядная (66 МГц); адресная шина 64-разрядная; общая
разрядность: 64; разъём Soket 8.
1998г. Intel® Pentium® II (Tonga)
Вариант Pentium® II для ноутбуков. Построен на 0,25 мкм ядре Deschutes.
Кодовое имя: Tonga. Технические характеристики: 7,5 млн. транзисторов;
технология производства: 0,25 мкм; тактовая частота: 233-300 МГц; КЭШ
первого уровня: 32 Кб (16 Кб на данные и 16 Кб на инструкции); КЭШ второго
уровня 512 Кб (работает на половине частоты ядра); процессор 64-разрядный;
шина данных 64-разрядная (66 МГц); адресная шина 64-разрядная; общая
разрядность: 64; разъём мини-картридж, MMC-1 или MMC-2.
1998г. Intel® Celeron® (Covington)
Первый вариант процессора из линейки Celeron®, построенный на ядре
Deschutes. Для уменьшения себестоимости процессоры выпускались без КЭШ-
памяти второго уровня и защитного картриджа. Конструктив – SEPP (Single
Edge Pin Package). Отсутствие КЭШ-памяти второго уровня обуславливало их
сравнительно низкую производительность, но и высокую способность к разгону.
Кодовое имя: Covington. Технические характеристики: 7,5 млн. транзисторов;
технология производства: 0,25 мкм; тактовая частота: 266-300 МГц; КЭШ
первого уровня: 32 Кб (16 Кб на данные и 16 Кб на инструкции); КЭШ второго
уровня отсутствует; процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная (66
МГц); адресная шина 64-разрядная; общая разрядность: 64; разъём Slot 1.
1998г. Intel® Pentium® II Xeon
Pentium® II Xeon - серверный вариант процессора Pentium® II, котрорый
производился на ядре Deschutes и отличался от Pentium® II более быстрой
(полноскоростной) и более емкой (есть варианты с 1 или 2 Мб) КЭШ-памятью
второго уровня и конструктивом - он выпускался в конструктиве Slot 2 - это
тоже краевой разъем, но с 330 контактами, регулятором напряжения VRM,
запоминающим устройством EEPROM. Выполнялся в SECC корпусе. Кодовое имя:
Deschutes. Технические характеристики: 7,5 млн. транзисторов; технология
производства: 0,25 мкм; тактовая частота: 400-450 МГц; КЭШ первого уровня:
32 Кб (16 Кб на данные и 16 Кб на инструкции); полноскоростной КЭШ второго
уровня (512 Кб-2 Мб); процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная (100
МГц); адресная шина 64-разрядная; общая разрядность: 64; разъём Slot 2.
1998г. Intel® Celeron® (Mendocino)
Дальнейшее развитие линейки Celeron®. Имеет КЭШ-память L2 объемом 128 Кб,
интегрированную в кристалл процессора и работающую на частоте ядра,
благодаря чему обеспечивается высокая производительность. Кодовое имя:
Mendocino. Технические характеристики: 19 млн. транзисторов; технология
производства: 0,25 мкм; тактовая частота: 300-433 МГц; КЭШ первого уровня:
32 Кб (16 Кб на данные и 16 Кб на инструкции); полноскоростной КЭШ второго
уровня (128 Кб); процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная (66 МГц);
адресная шина 64-разрядная; общая разрядность: 64; разъём Slot 1.
1999г. Intel® Celeron® (Mendocino)
Отличается от предыдущего тем, что форм-фактор Slot 1 сменился на более
дешёвый Socket 370 и увеличилась тактовая частота. Кодовое имя: Mendocino.
Технические характеристики: 19 млн. транзисторов; технология производства:
0,25 мкм; тактовая частота: 300-533 МГц; КЭШ первого уровня: 32 Кб (16 Кб
на данные и 16 Кб на инструкции); полноскоростной КЭШ второго уровня (128
Кб); процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная (66 МГц); адресная
шина 64-разрядная; общая разрядность: 64; разъём Socket 370.
1999г. Intel® Pentium® II PE (Dixon)
Последний Pentium® II предназначен для применения в портативных
компьютерах. Кодовое имя: Dixon. Технические характеристики: 27,4 млн.
транзисторов; технология производства: 0,25-0.18 мкм; тактовая частота: 266-
500 МГц; КЭШ первого уровня: 32 Кб (16 Кб на данные и 16 Кб на инструкции);
КЭШ второго уровня 256 Кб (полноскоростной); процессор 64-разрядный; шина
данных 64-разрядная (66 МГц); адресная шина 64-разрядная; общая
разрядность: 64; разъём BGA, мини-картридж, MMC-1 или MMC-2.
1999г. Intel® Pentium® !!! (Katmai)
На смену процессору Pentium® II (Deschutes) пришёл Pentium® !!! на новом
ядре Katmai. Добавлен блок SSE (Streaming SIMD Extensions), расширен набор
команд MMX и усовершенствован механизм потокового доступа к памяти. Кодовое
имя: Katmai. Технические характеристики: 9.5 млн. транзисторов; технология
производства: 0,25 мкм; тактовая частота: 450-600 МГц; КЭШ первого уровня:
32 Кб (16 Кб на данные и 16 Кб на инструкции); КЭШ второго уровня 512 Кб
(полноскоростной); процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная (100-
133 МГц); адресная шина 64-разрядная; общая разрядность: 64; разъём Slot 1.
1999г. Intel® Pentium® !!! Xeon™ (Tanner)
Hi-End версия процессора Pentium® !!!. Кодовое имя: Tanner. Технические
характеристики: 9.5 млн. транзисторов; технология производства: 0.25-0.18
мкм; тактовая частота: 500-900 МГц; КЭШ первого уровня: 32 Кб (16 Кб на
данные и 16 Кб на инструкции); КЭШ второго уровня 512 Кб - 2 Мб
(полноскоростной); процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная (100
МГц); адресная шина 64-разрядная; общая разрядность: 64; разъём Slot 2.
1999г. Intel® Pentium® !!! (Coppermine)
Этот Pentium® !!! изготавливался по 0.18 мкм технологии имеет тактовую
частоту до 1000 МГц. Была попытка выпустить процессор на этом ядре с
частотой 1113 Мгц, но уже после выпуска в продажу выяснилось, что он в
предельных режимах работает очень нестабильно, и все процессоры с этой
частотой были отозваны - этот инцидент сильно подмочил репутацию Intel®.
Кодовое имя: Coppermine. Технические характеристики: 28.1 млн.
транзисторов; технология производства: 0,18 мкм; тактовая частота: 533-1000
МГц; КЭШ первого уровня: 32 Кб (16 Кб на данные и 16 Кб на инструкции); КЭШ
второго уровня 256 Кб (полноскоростной); процессор 64-разрядный; шина
данных 64-разрядная (100-133 МГц); адресная шина 64-разрядная; общая
разрядность: 64; разъём Slot 1, FC-PGA 370.
1999г. Intel® Celeron® (Coppermine)
Celeron® на ядре Coppermine поддерживает набор инструкций SSE. Начиная с
частоты 800 МГЦ этот процессор работает на 100 МГц системой шине. Кодовое
имя: Coppermine. Технические характеристики: 28.1 млн. транзисторов;
технология производства: 0,18 мкм; тактовая частота: 566-1100 МГц; КЭШ
первого уровня: 32 Кб (16 Кб на данные и 16 Кб на инструкции); КЭШ второго
уровня 128 Кб (полноскоростной); процессор 64-разрядный; шина данных 64-
разрядная (66-100 МГц); адресная шина 64-разрядная; общая разрядность: 64;
разъём Socket 370.
2000г. Intel® Pentium® 4 (Willamette, Socket 423)
Принципиально новый процессор с гиперконвейеризацией (hyperpipelining) - с
конвейером, состоящим из 20 ступеней. Согласно заявлениям Intel®,
процессоры, основанные на данной технологии, позволяют добиться увеличения
частоты примерно на 40 процентов относительно семейства P6 при одинаковом
технологическом процессе. Применена 400 МГц системная шина (Quad-pumped),
обеспечивающая пропускную способность в 3,2 ГБайта в секунду против 133 МГц
шины с пропускной способностью 1,06 ГБайт у Pentium !!!. Кодовое имя:
Willamette. Технические характеристики: технология производства: 0,18 мкм;
тактовая частота: 1.3-2 ГГц; КЭШ первого уровня: 8 Кб; КЭШ второго уровня
256 Кб (полноскоростной); процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная
(400 МГц); разъём Socket 423.
2000г. Intel® Xeon™ (Willamette)
Продолжение линейки Xeon™: серверная версия Pentium® 4. Кодовое имя:
Willamette. Технические характеристики: технология производства: 0,18 мкм;
тактовая частота: 1.4-2 ГГц; КЭШ-паять с отслеживанием исполнения команд;
КЭШ первого уровня: 8 Кб; КЭШ второго уровня 256 Кб (полноскоростной);
микроархитектура Intel® NetBurst™; технология гиперконвейерной обработки;
высокопроизводительный блок исполнения команд; потоковые SIMD-расширения 2
(SSE2); улучшенная технология динамического исполнения команд; блок
вычислений с плавающей запятой удвоенной точности; процессор 64-разрядный;
шина данных 64-разрядная (400 МГц); разъём Socket 603.
2001г. Intel® Pentium® !!!-S (Tualatin)
Дальнейшее повышение тактовой частоты Pentium® !!! потребовало перевода на
0.13 мкм технологический процесс. КЭШ второго уровня вновь вернулся к
своему иначальному размеру (как у Katmai): 512 Кб и добавилась технология
Data Prefetch Logic, которая повышает производительность предварительно
загружая данные, необходимые приложению в кеш. Кодовое имя: Tualatin.
Технические характеристики: 28.1 млн. транзисторов; технология
производства: 0,13 мкм; тактовая частота: 1.13-1.4 ГГц; КЭШ первого уровня:
32 Кб (16 Кб на данные и 16 Кб на инструкции); КЭШ второго уровня 512 Кб
(полноскоростной); процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная (133
МГц); адресная шина 64-разрядная; общая разрядность: 64; разъём FC-PGA2
370.
2001г. Intel® Pentium® !!!-M (Tualatin)
Мобильная версия Tualatin-а с поддержкой новой версии технологии SpeedStep,
призванной снизить расход энергии аккумуляторов ноутбука. Кодовое имя:
Tualatin. Технические характеристики: 28.1 млн. транзисторов; технология
производства: 0,13 мкм; тактовая частота: 700 МГц-1.26 ГГц; КЭШ первого
уровня: 32 Кб (16 Кб на данные и 16 Кб на инструкции); КЭШ второго уровня
512 Кб (полноскоростной); процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная
(133 МГц); адресная шина 64-разрядная; общая разрядность: 64; разъём FC-
PGA2 370.
2001г. Intel® Pentium® 4 (Willamette, Socket 478)
Этот процессор выполнен по 0.18 мкм процессу. Устанавливается в новый
разъём Socket 478, т. к. предыдущий форм-фактор Socket 423 был "переходным"
и Intel® вдальнейшем не собирается его поддерживать. Кодовое имя:
Willamette. Технические характеристики: технология производства: 0,18 мкм;
тактовая частота: 1,3-2 ГГц; КЭШ первого уровня: 8 Кб; КЭШ второго уровня
256 Кб (полноскоростной); процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная
(400 МГц); разъём Socket 478.
2001г. Intel® Celeron® (Tualatin)
Новый Celeron® имеет КЭШ второго уровня размером 256 Кб и работает на 100
МГц системной шине, т. е. превосходит по характеристикам первые модели
Pentium® !!! (Coppermine). Кодовое имя: Tualatin. Технические
характеристики: 28.1 млн. транзисторов; технология производства: 0,13 мкм;
тактовая частота: 1-1.3 ГГц; КЭШ первого уровня: 32 Кб (16 Кб на данные и
16 Кб на инструкции); КЭШ второго уровня 256 Кб (полноскоростной);
процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная (133 МГц); адресная шина
64-разрядная; общая разрядность: 64; разъём FC-PGA2 370.
2001г. Intel® Pentium® 4 (Northwood)
Pentium 4 с ядром Northwood отличается от Willamette большим КЭШем второго
уровня (512 Кб у Northwood против 256 Кб у Willamette) и применением нового
технологического процесса 0,13 мкм. Кодовое имя: Northwood. Технические
характеристики: технология производства: 0,13 мкм; тактовая частота: 1,8-
2,2ГГц; КЭШ первого уровня: 8 Кб; КЭШ второго уровня 512 Кб
(полноскоростной); процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная (400
МГц); разъём Socket 478.
2001г. Intel® Xeon™ (Prestonia)
Этот Xeon™ выполнен на ядре Prestonia. Отличается от предыдущего
увеличенным до 512 Кб КЭШем второго уровня. Кодовое имя: Prestonia.
Технические характеристики: технология производства: 0,13 мкм; тактовая
частота: 2ГГц; КЭШ-паять с отслеживанием исполнения команд; КЭШ первого
уровня: 8 Кб; КЭШ второго уровня 512 Кб полоноскоростной); микроархитектура
Intel® NetBurst™; технология гиперконвейерной обработки;
высокопроизводительный блок исполнения команд; потоковые SIMD-расширения 2
(SSE2); улучшенная технология динамического исполнения команд; блок
вычислений с плавающей запятой удвоенной точности; процессор 64-разрядный;
шина данных 64-разрядная (400 МГц); разъём Socket 603.
1.2. Процессоры фирмы AMD
1982г. AMD Am 286™
Этот процессор выпускался по лицензии Intel и имел несколько интересных
особенностей, таких как эмуляцию EMS, а также способность выхода из
protected mode, которой не имели 286'е процессоры Intel. Технические
характеристики: тактовая частота: 12-16 МГц.
1983г. AMD Am 386™ DX
Практически полный аналог Intel-овской "тройки". Кодовое имя: P9.
Технические характеристики: 275000 транзисторов; тактовая частота: 16-32
МГц; процессор 32-разрядный; шина данных 32-разрядная (16- 32Мгц); адресная
шина 32-разрядная; общая разрядность: 32.
1985г. AMD Am 386™ SX
Low-End версия AMD Am 386™ DX. Кодовое имя: P9. Технические характеристики:
275000 транзисторов; тактовая частота: 16-32 МГц; процессор 32-разрядный;
шина данных 16-разрядная (16-32Мгц); адресная шина 24-разрядная; общая
разрядность: 16.
1991г. AMD Am 486™ DX
Процессор со встроенными КЭШем первого уровня и математическим
сопроцессором (FPU). Немного отставал по производительности от аналогичного
процессора фирмы Intel. Кодовое имя: P4. Технические характеристики: 1,25
млн. транзисторов; тактовая частота: 25-50 МГц; КЭШ первого уровня: 8 Кб;
КЭШ второго уровня на материнской плате (до 512 Кб); процессор 32-
разрядный; шина данных 32-разрядная (20-50Мгц); адресная шина 32-разрядная;
общая разрядность: 32.
1993г. AMD Am 486™ DX2
Полностью 32-х разрядный процессор. Кодовое имя: P24. Тех характеристики:
1,25 млн. транзисторов; тактовая частота: 50-66 МГц; КЭШ первого уровня: 8
Кб; КЭШ второго уровня на материнской плате (до 512 Кб); процессор 32-
разрядный; шина данных 32-разрядная (25-33 МГц); адресная шина 32-
разрядная; общая разрядность: 32.
1994г. AMD Am 486™ DX4
Последняя "четвёрка" от AMD с повышенной тактовой частотой. Кодовое имя:
P24C. Тех характеристики: 1,25 млн. транзисторов; тактовая частота: 75-120
МГц; КЭШ первого уровня: 8 Кб; КЭШ второго уровня на материнской плате (до
512 Кб); процессор 32-разрядный; шина данных 32-разрядная (25-40 МГц);
адресная шина 32-разрядная; общая разрядность: 32.
1995г. AMD Am 586™
Процессор пятого поколения с интегрированным power management-ом.
Предназначался для установки на старые материнские платы (под "четвёрки).
Кодовое имя: X5. Тех характеристики: 1,6 млн. транзисторов; тактовая
частота: 133 МГц; КЭШ первого уровня: 16 Кб; КЭШ второго уровня на
материнской плате (до 512 Кб); процессор 32-разрядный; шина данных 32-
разрядная (33 МГц); адресная шина 32-разрядная; общая разрядность: 32.
1996г. AMD K5™ (SSA5)
Эти процессоры построены по архитектуре x86-to-RISC86,
принципиально отличной от архитектуры примененной в процессорах Intel
Pentium, но они устанавливаются в тот же разъем Socket 7 на материнских
платах и полностью совместимы с процессорами Pentium. Первые процессоры на
ядре SSA/5 были недоработанными и сослужили плохую службу реальному K5,
вышедшему позже. Для маркировки этих процессоров использовался PR-рейтинг,
а не реальная частота. Кодовое имя: SSA5. Технические характеристики: 4,3
млн. транзисторов; технология производства: 0,5 мкм; тактовая частота: 75-
100 МГц; КЭШ первого уровня: 24 Кб (8 Кб на данные и 16 Кб на инструкции);
КЭШ второго уровня на материнской плате (до 1 Мб); процессор 64-разрядный;
шина данных 64-разрядная (50-66 МГц); адресная шина 32- разрядная; общая
разрядность: 32; разъём Socket 7.
1996г. AMD K5™ (5k86)
Этот процессор показывал отличную производительность в оффисных
приложениях, но имел слабый FPU, впрочем как и предыдущий. Для маркировки
этих процессоров тоже использовался PR- рейтинг. Кодовое имя: 5k86.
Технические характеристики: 4,3 млн. транзисторов; технология производства:
0,35 мкм; тактовая частота: 90-133 МГц; КЭШ первого уровня: 24 Кб (8 Кб на
данные и 16 Кб на инструкции); КЭШ второго уровня на материнской плате (до
1 Мб); процессор 64-разрядный; шина данных 64- разрядная (60-66 МГц);
адресная шина 32-разрядная; общая разрядность: 32; разъём Socket 7.
1997г. AMD K6®
Процессор, построенный по x86-to-RISC86 технологии, может выполнять до 6
инструкций RISC86 одновременно. Он устанавливается в разъем Socket 7 и
может быть использован в платах, предназначенных для процессоров Pentium. В
отличие от своих собратьев - процессоров Pentium MMX и Cyrix 6x86MX, он
программно совместим с процессором Pentium Pro и работает с MMX
инструкциями, что делает его сравнимым с процессором Pentium II фирмы
Intel. Был создан на базе дизайна процессора 686 от приобретенной AMD
компании NexGen. Кодовое имя: K6. Технические характеристики: 888 млн.
транзисторов; технология производства: 0835 мкм; тактовая частота: 166-233
МГц; КЭШ первого уровня: 64 Кб (32 Кб на данные и 32 Кб на инструкции); КЭШ
второго уровня на материнской плате (до 1 Мб); процессор 64-разрядный; шина
данных 64-разрядная (66 МГц); адресная шина 32-разрядная; общая
разрядность: 32; разъём Socket 7.
1997г. AMD K6® (Little Foot)
Этот процессор выпускался по 0.25 мкм технологическому процессу и имел
более выскую тактовую частоту, чем предшественник. Кодовое имя: Little
Foot. Технические характеристики: 8.8 млн. транзисторов; технология
производства: 0,25 мкм; тактовая частота: 233-300 МГц; КЭШ первого уровня:
64 Кб (32 Кб на данные и 32 Кб на инструкции); КЭШ второго уровня на
материнской плате (до 1 Мб); процессор 64-разрядный; шина данных 64-
разрядная (66 МГц); адресная шина 32-разрядная; общая разрядность: 32;
разъём Socket 7.
1998г. AMD K6®-2
В этом процессоре основными усовершенствованиями являются поддержка
дополнительного набора инструкций 3DNow!, который существенно повышает
производительность в оптимизированных программах и играх, а также 100-МГц
системная шина. Кодовое имя: Chomper XT. Технические характеристики: 9.3
млн. транзисторов; технология производства: 0.25 мкм; тактовая частота: 266-
550 МГц; КЭШ первого уровня: 64 Кб (32 Кб на данные и 32 Кб на инструкции);
КЭШ второго уровня на материнской плате (до 1 Мб); процессор 64-разрядный;
шина данных 64- разрядная (66-100 МГц); адресная шина 32-разрядная; общая
разрядность: 32; разъём Socket 7.
1999г. AMD K6®-III
Первый процессор от AMD, имеющий КЭШ-память второго уровня, объединенную с
ядром. Представляют собой K6-2 с 256 Кбайт КЭШ-памятью L2 на чипе,
работающей на той же частоте, что и ядро процессора. Рекомендуется для
установки на материнские платы Super Socket 7, имеющие поддержку AGP.
Кодовое имя: Sharptooth. Технические характеристики: 21.3 млн.
транзисторов; технология производства: 0.25 мкм; тактовая частота: 350- 500
МГц; КЭШ первого уровня: 64 Кб (32 Кб на данные и 32 Кб на инструкции); КЭШ
второго уровня 256 Кб (полноскоростной); КЭШ третьего уровня на материнской
плате (до 3 Мб); процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная (100
МГц); адресная шина 32-разрядная; общая разрядность: 32; разъём Super
Socket 7.
1999г. Mobile AMD K6®-2
Мобильная версия K6®-2 с технологией PowerNow!™, призванной снижать
потребляемую процессором мощность. Технические характеристики: 9.3 млн.
транзисторов; технология производства: 0.25 мкм; тактовая частота: 300-500
МГц; КЭШ первого уровня: 64 Кб (32 Кб на данные и 32 Кб на инструкции); КЭШ
второго уровня на материнской плате (до 2 Мб); процессор 64-разрядный; шина
данных 64-разрядная (100 МГц); адресная шина 32-разрядная; общая
разрядность: 32; разъём Socket 7.
1999г. AMD Athlon™
Первый процессор, архитектура и интерфейс
которого отличаются от Intel. После его выхода позиции Intel несколько
пошатнулись, т. к. он демонстрировал большую производительность в
большинстве приложений, чем Pentium !!! при равных тактовых частотах. Имеет
расширенный набор инструкций Enhanced 3DNow!. Кодовое имя: K7, К75
(алюминиевые соединения), К76 (медные соединения). Технические
характеристики: 22 млн. транзисторов; технология производства: 0.25-0.18
мкм; тактовая частота: 500-1000 МГц; КЭШ первого уровня: 128 Кб (64 Кб на
данные и 64 Кб на инструкции); КЭШ второго уровня 512 Кб, работающий на
1/2, 2/5 или 1/3 частоты процессора; процессорная шина – Alpha EV-6 200 МГц
(DDR 100х2); общая разрядность: 32; разъём Slot A.
2000г. AMD Athlon™ Thunderbird
Этот процессор выпущен по технологии 0,18 мкм с использованием технологии
медных соединений. Первоначально выпускался в форм-факторе Slot A, позднее
Socket A. На чипе интегрированы 256 Кбайт КЭШа второго уровня, работающего
на частоте процессора. Кодовое имя: Thunderbird. Технические
характеристики: технология производства: 0.18 мкм; тактовая частота: 600-
1400 МГц; КЭШ первого уровня: 128 Кб (64 Кб на данные и 64 Кб на
инструкции); КЭШ второго уровня 256 Кб (полноскоростной); процессорная шина
– Alpha EV-6 200-266МГц (DDR 100х2- 133х2); общая разрядность: 32; разъём
Slot A, позднее Socket A.
2000г. AMD Duron™ (Spitfire)
Low-End версия Athlon™ Thunderbird с урезанным до 64 Кбайт КЭШем второго
уровня. Разносит Celeron в "пух и прах", хотя обладает меньшей ценой.
Кодовое имя: Spitfire. Технические характеристики: 25 млн. транзисторов;
технология производства: 0.18 мкм; тактовая частота: 600-950 МГц; КЭШ
первого уровня: 128 Кб (64 Кб на данные и 64 Кб на инструкции); КЭШ второго
уровня 64 Кб (полноскоростной); процессорная шина – Alpha EV-6 200МГц (DDR
100х2); общая разрядность: 32; разъём Socket A.
2000г. AMD K6®-2+
Последний процессор из семейства K6® выполнен по 0,18 мкм технологическому
процессу, имеет КЭШ-память второго уровня размером 128 Кбайт и технологию
PowerNow!™. Технические характеристики: технология производства: 0.18 мкм;
тактовая частота: 450-550 МГц; КЭШ первого уровня: 64 Кб (32 Кб на данные и
32 Кб на инструкции); КЭШ второго уровня на материнской плате (до 3 Мб);
процессор 64-разрядный; шина данных 64-разрядная (95-100 МГц); адресная
шина 32-разрядная; общая разрядность: 32; разъём Super Socket 7.
2001г. Mobile AMD Duron™
Мобильная версия Duron-а с технологией PowerNow!™. Технические
характеристики: технология производства: 0.18 мкм; тактовая частота: 700-
950 МГц; КЭШ первого уровня: 128 Кб (64 Кб на данные и 64 Кб на
инструкции); КЭШ второго уровня 64 Кб (полноскоростной); процессорная шина
– Alpha EV-6 200МГц (DDR 100х2); общая разрядность: 32.
2001г. AMD Athlon™ 4
Мобильный Athlon™ на новом ядре Palomino, в котрое добавлена поддержка
набора инструкций SSE от Intel. Кодовое имя: Palomino. Технические
характеристики: технология производства: 0.18 мкм; тактовая частота: 950-
1200 МГц; КЭШ первого уровня: 128 Кб (64 Кб на данные и 64 Кб на
инструкции); КЭШ второго уровня 256 Кб (полноскоростной); процессорная шина
– Alpha EV-6 266МГц (DDR 133х2); общая разрядность: 32; разъём Socket A.
2001г. AMD Athlon™ MP
Первый процессор от AMD, расчитанный на работу в двухпроцессорных системах,
выполнен на ядре Palomino. Кодовое имя: Palomino. Технические
характеристики: технология производства: 0.18 мкм; тактовая частота: 1000-
1600 МГц; КЭШ первого уровня: 128 Кб (64 Кб на данные и 64 Кб на
инструкции); КЭШ второго уровня 256 Кб (полноскоростной); процессорная шина
– Alpha EV-6 266МГц (DDR 133х2); общая разрядность: 32; разъём Socket A.
2001г. AMD Duron™ (Morgan)
Этот Duron выполнен на ядре Morgan - урезанном варианте
Palomino (КЭШ L2 не 256, а 64 Кбайта). Кодовое имя: Morgan. Технические
характеристики: 25.18 млн. транзисторов; технология производства: 0.18 мкм;
тактовая частота: 1000-1200 МГц; КЭШ первого уровня: 128 Кб (64 Кб на
данные и 64 Кб на инструкции); КЭШ второго уровня 64 Кб (полноскоростной);
процессорная шина – Alpha EV-6 200МГц (DDR 100х2); общая разрядность: 32;
разъём Socket A.
2001г. AMD Athlon™ XP
Версия процессора на ядре Palomino для настольных компьютеров. При
маркировке этих процессоров используется не реальная тактовая частота, а
индекс производительности, т. е. показывается какому Pentium 4
соответствует данный процессор. Например Athlon XP 2000+ работает на
частоте 1666 МГц. В отличии от AMD K5, это реальный показатель и Athlon XP
1900+ действительно не уступает Р4 1900 МГц, а в некоторых приложениях даже
превосходит его. Технические характеристики: технология производства: 0.18
мкм; тактовая частота: 1333-1666 МГц; КЭШ первого уровня: 128 Кб (64 Кб на
данные и 64 Кб на инструкции); КЭШ второго уровня 64 Кб (полноскоростной);
процессорная шина – Alpha EV-6 266МГц (DDR 133х2); общая разрядность: 32;
разъём Socket A.
2. Алгоритм работы процессора
2.1. Устройство процессора
Основные функциональные компоненты процессора
Ядро: Сердце современного процессора - исполняющий модуль. Pentium имеет
два параллельных целочисленных потока, позволяющих читать,
интерпретировать, выполнять и отправлять две инструкции одновременно.
Предсказатель ветвлений: Модуль предсказания ветвлений пытается угадать,
какая последовательность будет выполняться каждый раз когда программа
содержит условный переход, так чтобы устройства предварительной выборки и
декодирования получали бы инструкции готовыми предварительно.
Блок плавающей точки. Третий выполняющий модуль внутри Pentium, выполняющий
нецелочисленные вычисления
Первичный кэш: Pentium имеет два внутричиповых кэша по 8kb, по одному для
данных и инструкций, которые намного быстрее бо