რა ეფუძნება თანამედროვე მიკროპროცესორებს. თანამედროვე მიკროპროცესორები. ...წამო შვედშე

მაღალეფექტური გამოთვლითი სისტემებისთვის აუცილებელია ჩიპზე არსებული დედაპლატები მეტი ფუნქციით მონაცემთა დამუშავებისა და შენახვისთვის, ასევე სხვა სისტემებთან ინტერფეისით. მიღწეულია დეპუტატების პროდუქტიულობის გაზრდა გაზრდილი საათის სიჩქარე , მონაცემთა პარალელური და კონვეიერის დამუშავება, ისევე, როგორც მეხსიერებაზე წვდომის დროის შეცვლა .

დეპუტატის სტრუქტურული პარალელიზმი. ვიკორისტანნია მთავრობის უმრავლესობა ბუნებრივ დამბლას პროგრამებს მთელი რიცხვის მისამართის გამონათქვამების გაანგარიშება და ხელისუფლებაში ხარკი მცურავი წერტილის ფორმატში გამოიწვია ცალკეული არქიტექტურების გაჩენა . ასეთი MP შედგება ორი ურთიერთდაკავშირებული ქვეპროცესორისგან (მისამართიანი -პროცესორი і ვიკონური -პროცესორი ), რომლის კანი კონტროლდება ბრძანებების ტენიანობის ნაკადით. არქიტექტურა გადატანილია საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ თანაბარი პროდუქტიულობა როგორც ნომრების დამუშავებისას (სკალარული ), იგივენაირად რიცხვების მასივების დამუშავებისას (ერთი ვექტორის ბრძანება ვიკორიზებულია ). პროგრამის გაყოფაპროგრამებზე A- і E- პროცესორები ვიბრირებს შემდგენელის ან დაფურთხების ბლოკის მიერ.

მეხსიერების წვდომის სტრუქტურული ცვლილებები. ამას უკავშირდება, რაც საათობრივი წვდომა მთავარ მეხსიერებაზე ათჯერ მეტი, როდის არის რეესტრებში მონაცემების დამუშავების დროპროცესორი. წვდომის საათი იცვლება მეხსიერების მდიდარ იერარქიაში :

– დაარეგისტრირეთ 64-256 სიტყვა საათობრივი წვდომით 1 საათიპროცესორი;

– 1-ლი დონის ქეში - 8-დან 1 საათამდე წვდომა 1-2 ციკლი ;

– მე-2 დონის ქეში – 256 საკვანძო სიტყვა საათობრივი წვდომით 3–5 ციკლით.

RISC პროცესორები . პრაქტიკაში ვიკიპედია მარტივი ბრძანებების აკრეფისთვისფორმატები" რეგისტრაცია, დარეგისტრირება® რეგისტრაცია"і « "მეხსიერების" რეესტრი. შემდგენელებს არ შეუძლიათ ეფექტურად გააანალიზონ რთული ბრძანებები. ცე შეაერთა პროცესორების ჩამოსხმული კონცეფცია ბრძანებების მოკლე ნაკრებით , ან RISC -პროცესორები .

პროცესორის კონტექსტთან სწრაფი კომუნიკაციის მეთოდები. მიმდინარე OS და პროგრამირების სისტემები ფართოდ vikorist remixing პროცესორის კონტექსტში(რეგისტრებისა და სხვა აქტიური ტრიგერების ნაცვლად ) ოთახში შესვლისა და გასვლისას, შეყვანა და გამომავალი ქვეპროგრამებით і მრავალპროგრამული მუშაობის ნებისმიერი ორგანიზაციისთვის. კონტექსტთან შერევის საათი შეიძლება იყოს მინიმალური. შეფერხების დროის შეცვლა პროცესორის კონტექსტში თქვენ შეგიძლიათ მიაღწიოთ მას რახუნოკის უკან:

– რეგისტრების რაოდენობის შემცირება, რომელთა ნაცვლად ინახება მეხსიერებაში;

– ტექნიკის მხარდაჭერა რეესტრების შენახვისთვის;

– სპეციალური სერვისების მიწოდება, რომელიც არეგულირებს პროგრამებში რეგისტრების გამოყენებას (ცე საშუალებას გაძლევთ გადახვიდეთ სრული შენახვის კონტექსტიდან პირადზე ).

3.3.2.1 მიმდინარე მიკროპროცესორების სხვადასხვა ტიპის არქიტექტურა

სუპერსკალარული პროცესორების კლასი ახორციელებს მიდგომას ისე, რომ პროცესორის შუაში პარალელური დამუშავების ყველა ინსტრუქცია არ ერევა ბრძანების სისტემაში . ალე სხვა მიდგომა ავლენს პარალელური დამუშავების ყველა შესაძლებლობას : სპეციალურ ბრძანების ველებში დასჯადია ნებისმიერი პირის ქმედება, რომელიც მუშაობს სხვა მოწყობილობებთან პარალელურად, რა სახის მოწყობილობა შეიძლება შეიქმნას. ცე პროცესორები გრძელი ბრძანების სიტყვით (VLIW ).

სუპერსკალარიі VLIW - პროცესორები აღიზარდოს არქიტექტურის კლასში, რომელიც აჩვენებს ბრძანებების დონის პარალელურობას(ILP ). უახლესი მაღალი დონის პროგრამის ტექსტი შედგენილია მანქანის კოდში , გამამხნევებელი პროგრამის სტატიკური სტრუქტურა .

გადასვლის ბრძანებებით დაწკაპუნებული ელემენტების წასაშლელად, ვიკორისტი გადაცემის მეთოდი, რა გაძლევს საშუალებას, რომ გაფუჭდეს და გონებრივად დათმო გადატანილი გადასვლის ბრძანება.თუ აღმოჩნდება, რომ გადაცემა არასწორი იყო, პროცესორის სისტემა განახლდება საბოლოო გადაცემის შესახებ გადაწყვეტილების მიღების დროს. კონსტრუირებული ბრძანებები შეიძლება დარჩეს მონაცემთა მიღმა, თუ გამოყენებული იქნება იგივე მეხსიერების რესურსები. ამიტომ რესურსები გამარჯვებულია, რათა პროგრამით დაისაჯოს.

მრავალსკალარული პროცესორები მის არქიტექტურაში ვიკორისტი ახორციელებს სტატიკური და დინამიური კოდის ანალიზს პარალელურობის რეზერვების იდენტიფიცირების მეთოდით რამდენიმე გუნდის რეიტინგი і პროგრამის სეგმენტები მაღალი დონის ენის შემდგენელის შესაბამისი ინფორმაციით. პროგრამა დაყოფილია ამოცანებად დამატებითი პროგრამული და აპარატურის ფუნქციებისთვის. ზავდანნია – პროგრამის ნაწილი, რომელთაგან თითოეული წარმოდგენილია ბრძანებების დინამიური თანმიმდევრობის უწყვეტი უბნით .

სიგნალის პროცესორები Vykoristovuyutsya ციფრული სიგნალის დამუშავებისთვის . იქს თავისებურება - დაბალი გამონადენი(ორმოცი ან ნაკლები გამონადენი) ნომრის კრუნჩხვა მცურავი წერტილით , უფრო მნიშვნელოვანია ვიდრე ციფრები ვიკი ფიქსირებული წერტილით ტევადობა 32 ან ნაკლები, ასევე ორიენტაცია დიდი მონაცემთა ნაკრების რთულ დამუშავებაზე. ციფრული სიგნალის დამუშავების ამოცანების მახასიათებლები – წე წარმოების ნაკადის ბუნება დიდი ვალდებულებებიხარკი რეალურ რეჟიმშიპირველი საათი.

მძინარე კიდევ ერთი მიდგომა მაღალი პროდუქტიულობის მისაღწევად. დირიჟორის ჩიპზე კომპონენტების დიდი რაოდენობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას სიმეტრიული მულტიპროცესორული სისტემის შესაქმნელად უფრო მარტივი პროცესორებით, რომლებიც ამუშავებენ ოპერანდულ სამიზნეებს. ცეეს შენი სახელია მედია პროცესორები , ვიდეო და აუდიო ინფორმაცია, რომელიც შეიძლება დამუშავდეს რეალურ დროში.

ტრანსპიუტერი. პარალელურობის ცნება საშუალებას იძლევა გაზარდოს პროდუქტიულობა და საიმედოობა გამოთვლითი სისტემები, VIS-ზე დაფუძნებული მასობრივი პარალელური სისტემების vikoristovuchi pobudova . ტრანსპიუტერი (ტრანზისტორი + კომპიუტერი)– წე მიკროკომპიუტერი შიდა მეხსიერებითі ბმულები (არხები) კავშირისთვის სხვა გადამყვანებთან ერთად. ეს ტერმინი ხშირად აღიქმება ინტერპროცესორული ინტერფეისის მქონე მიკროპროცესორების სახელზე. ტრანსპუტერებს აქვთ "ფუნქციური დამოუკიდებლობის" მაღალი დონე, ადვილად ინტეგრირდება და აქვთ პერიფერიული მოწყობილობები.

ნეიროპროცესორები. ნეიროქსელი ეს მიდგომა ეფექტურია ცუდად ფორმალიზებული ამოცანების შემთხვევაში, რისთვისაც მნიშვნელოვანია მოქმედებების თანმიმდევრობის მითითება. . თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ისინი ნიმუშის ამოცნობაі მონაცემთა კლასტერირება – მონაცემთა დაჯგუფება ძლიერი „სიახლოვის“ მიღმა. კლასტერინგის განვითარება განპირობებულია მონაცემთა შეკუმშვით, მათში შაბლონების ანალიზით და ძიებით.

ფორმალიზებული ამოცანების მეთვალყურეობის ქვეშ, ნერვულ ქსელს შეუძლია შედეგის ექსტრაპოლაცია . ნეიროგაზომვაში ახალი ფაქტორების გამოჩენა მიიღება მათი მონაწილეობის ღონისძიების ხელახალი გამოყენების გზით და არა ფორმალიზებული წესების გადამუშავებით. . ზე შეზღუდეთ რაოდენობაექსპერიმენტული მონაცემები ნერვული გაზომვებიდან მოწყობილობის გამოყენებით, რომელიც იძლევა ექსპლიციტური ინფორმაციის მაქსიმალურ გამოყენებას.

ნერვული ქსელების სტაგნაციის გიჟური იდეა აღადგინა არა Wikonanny-ზე, რომელიც მინიჭებულია ალგორითმზე , და შექმნის ეტაპებზე მათი აპლიკაციების პრეზენტაციის შენახულ ღონისძიებებზე გენერირდება ზომები და შედეგები, ისარგებლა მეხსიერების მარაგით. ყველაზე მნიშვნელოვან ამოცანებში უკიდეგანო სივრცის წერტილები ქმნიან წერტილების არეებს, რომლებიც იმავე ძალას გადმოსცემენ. ნეირონები მსგავსი უბნების დასამახსოვრებლად, ვიდრე წერტილების გარშემო, როგორ წარმოვიდგინოთ პრეზენტაცია კონდახის დაწყების საათზე. დამახსოვრებისას ვიკორი ინახება okremy ელემენტარული obchislyuvach, რანგის ნეირონი , ა ყველა სფეროს დასამახსოვრებლად, შესანახი ნეირონები გაერთიანებულია პარალელურ სტრუქტურაში – ნეიროდაზიანება.

გამოთვლითი სისტემების გამოყენება ნერვული საზღვრების ალგორითმების ინტერპრეტაციისთვის წარმოადგენს ტრადიციულ ელემენტარულ საფუძველს. მიღებულია ნეიროკომპიუტერული სამყაროდან პროდუქტიულობის ერთეული არის „წარმოების რაოდენობა წამში“ CPS (კავშირები წამში). ამასთან დაკავშირებით გასაგებია, რომ შეყვანა გამრავლდება დაგროვილ თანხაზე დამატებულ რაოდენობაზე. კიდევ ერთი მაჩვენებელი არის მნიშვნელობის ცვლილებების რაოდენობა წამში ჭიქები (კავშირების განახლება წამში).

ციფრული ნეირობისიროგორც ანალოგური ასევე ჰიბრიდული, ნერვული ალგორითმის დანერგვა, შეიძლება ჩართოს რეგულირების სქემები დასაწყისში , გარეგანი აღფრთოვანების გადმოცემა. ციფრული BIS სისტოლური სისტემებისა და სისტემებისთვის ერთი ინსტრუქციის ნაკადით და მოწყობილობები, რომლებიც ახლოსაა ძირითად RISC პროცესორებთან, როგორიცაა 16 ან 32 ბიტიანი პროცესორები.

ანალოგური ნეირო-VIS vikorystvuyut მარტივი ფიზიკური ეფექტები vikonannya neurosoundary ცვლილებები.. ანალოგური ელემენტები განიხილება უფრო პატარა და მარტივი, ვიდრე ციფრული, მაგრამ საჭირო სიზუსტის უზრუნველსაყოფად, საჭიროა საიმედო დიზაინი.

ეს პუბლიკაცია იწყებს მშვენიერი სტატიების თარგმანთა სერიას, რომლებიც პოპულარულად ასწავლიან თანამედროვე მიკროპროცესორების მუშაობის პრინციპებს.

დღევანდელი პროცესორები შეიცავდნენ იმდენ ტექნოლოგიას, რომ კულისებში და ზედნაშენის მიღმა შეგიძლიათ მარტივად გაიგოთ პრინციპები, რომლებიც ამჟამად ეფუძნება თანამედროვე კომპიუტერული ტექნოლოგიებს. დავიწყოთ საფუძვლებიდან, DEC Alpha პროცესორების ტექნიკური წინსვლისა და AMD Athlon-ის ბაზარზე შესვლის გარშემო.

ყველაფერი ახალია - სიკეთე ძველისგან წყდება

თუ გკითხავთ, რატომ შეუძლიათ Alpha პროცესორებს მიაღწიონ ასეთ მაღალ სიჩქარეს? რატომ შეუძლია Intel P6 ბირთვს მიაღწიოს 800 MHz ან მეტს, მაგრამ K6 ბირთვი უფრო სწრაფია დროის მხოლოდ ნაწილში? და რატომ აცხადებს AMD, რომ K7 ბირთვი გაძლიერებულია მაღალ სიხშირეებზე?

კარგი, ახლა, როცა ჟიასუვატის დრო დადგა, ჩომაში მარჯვნივ. ეს სტატია პირველია სტატიების სერიიდან, რომელიც შექმნილია იმის ასახსნელად, თუ როგორ შეინარჩუნოთ თქვენი პროცესორის შეუფერხებლად მუშაობა. მოდით, ლამაზად შევხედოთ ციფრული გამანადგურებლების გარსს. მერწმუნეთ, არის რაღაც გასაოცარი. და ძალიან ნუ აღელვებთ: ამ სტატიის მიზანია ახსნას და არა გონივრული სიტყვებით დაბომბვა. ასე რომ, წინ წადით!

პროცესორები 5-7 თაობა. სუნი უკვე ასეთი ხოცვაა...

აქ არის საქმე: სანამ Alpha პროცესორები დაფრინავდნენ საოცარი სიჩქარით 700 MHz, AMD ჯერ კიდევ 450 MHz იყო, ხოლო Intel-მა მხოლოდ 500 MHz-ს მიაღწია. ეს განსხვავება კიდევ უფრო შესამჩნევი ხდება, თუ გავითვალისწინებთ იმ ფაქტს, რომ Alpha-მ მიაღწია 533-600 MHz 0,35 მიკრონიანი პროცესორებით! AMD-მ და Cyrix-მა ვერასოდეს შეძლეს თავიანთი 0.35 პროცესორების აწევა 233 MHz-ზე მაღლა. ასე რომ, აღარავის მისცეთ უფლება, გითხრათ, რომ ამ პროცესების დროს ყველაფერი დევს!

როგორ ამოიღოთ მაღალი სიხშირეები

ელექტრომომარაგებისთვის, რომელიც განსხვავებულია სხვადასხვა პროცესორისთვის, განვიხილავთ სამ ტიპს:
1) შესანიშნავი წარმოების შესაძლებლობები (მოწინავე ტექნოლოგია, უფრო დელიკატური პროცესი)
2) პროცესორის მცირე ზომა და დაბალი სითბოს გამომუშავება.
3) ღრმა კონვეიერები

ახლა კი გავოცდეთ ციფრებით:

მიუხედავად იმისა, რომ DEC თავად ატრიალებდა თავის Alpha პროცესორებს, დანარჩენ დროს (პროცესორების ბიზნესის გაყიდვამდე ლეგენდარული კომპანიისთვის კორეული Samsung-ისთვის) DEC-ის კრისტალები ტრიალებდა Intel-ის ქარხნებში, რითაც ამცირებდა წარმოების პროცესს. პროცესორები 0,25 მიკრონიანი პროცესორებით Intel-ში გაცილებით ადრე გამოჩნდა, ვიდრე DEC-ზე. ვიცი, როგორც უკვე იგულისხმეს, ალფა მდიდრულად ასრულებდა შვედურად.

კრისტალის მინიმალური ზომა? და Alpha და HP პროცესორების კრისტალები უბრალოდ შესანიშნავია! და მათთვის არ აქვს მნიშვნელობა Intel-ისა და AMD-ის გაცილებით მცირე პროცესორების გვერდის ავლით (რა თქმა უნდა, იგივე პროცესის გამოყენებით).

Winchip IDT გაცილებით მცირეა და AMD პროცესორები ყოველთვის უფრო მცირე იყო ვიდრე მათი Intel კოლეგები. მაგრამ ეს მათ საერთოდ არ დაეხმარა ინტელთან დაპირისპირებაში. გამოდის, რომ თაობის პროცესში ყველაფერი უკან არ არის დარჩენილი.

ღრმა კონვეიერი? ეს იმის დასტურია, რომ სალაპარაკო არაფერია. როგორ შეუძლია ღრმა კონვეიერს დაეხმაროს მაღალი მეგაჰერცის მიღწევაში? და დაინტერესდა, რა არის ღრმა კონვეიერი?

თქვენი პირველი მიკროპროცესორი

ელექტრომომარაგების ინფორმირების მიზნით, ჩვენ მოგვიწევს ჩვენი ძლიერი პატარა პროცესორის უკან დაბრუნება. უპირველეს ყოვლისა, რაც თქვენ უნდა იცოდეთ არის ის, რომ პროცესორის ძირითადი ეტაპები გააქტიურებულია ეგრეთ წოდებულ „არითმეტიკული ლოგიკური ერთეული“ ან უბრალოდ ALU. სწორედ აქ მდებარეობს პროცესორი, სადაც უშუალოდ მუშავდება მონაცემები. ALU იღებს მონაცემებს რეგისტრებიდან.

ის კითხულობს მონაცემებს რეგისტრებიდან, მიმდინარე გაანგარიშების ეტაპებზე (მაგალითად, დამატებულია, დამატებულია, გაიზარდა ერთით, უფრო ლოგიკური „ან“ და ა.შ.), შემდეგ კი აბრუნებს გამოთვლის შედეგებს რეესტრში. დროთა განმავლობაში, ეს მონაცემები (ქეშის მეშვეობით) უბრუნდება მთავარ მეხსიერებას.

ამ გზით თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ ახალი სისტემა ისე, რომ მონაცემთა რეგისტრები კიდევ უფრო სწრაფი იყოს, წინააღმდეგ შემთხვევაში, ALU ადვილად იწერება და იკითხება მონაცემები.

ასე რომ, თითოეული საათის ციკლის განმავლობაში, ჩვენ ორივე ვკითხულობთ მონაცემებს რეესტრიდან და ვწერთ მას შემდეგში! სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თუ თქვენ, მაგალითად, გაქვთ რიცხვი X შენახული Z რეესტრში, და ALU, ინსტრუქციის შემდეგ, უნდა დაამატოს ერთი მეორეს, მაშინ შეგიძლიათ დაწეროთ სტრიქონის ნომერი ამ რეესტრში. . ჰმ, მართლა შესაძლებელია უპრობლემოდ გავლა? ზაგალი, სულაც არა. შემდეგ გაარკვიეთ, თუ როგორ უნდა მართოთ პროცესორი საათის გაჭიმვით.

მოგეხსენებათ, ყველა მიმდინარე მიკროპროცესორი სინქრონულია. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, არის ექიმი, რომელიც რეგულარულად აგზავნის სიგნალებს, რაც, იდეალურ შემთხვევაში, პირდაპირი იმპულსების კონტროლია. როდესაც პულსი "ეცემა", ჩვენ ვაყენებთ რეგისტრის კარიბჭეებს (შავი და ლურჯი ისრები) და ვცდილობთ, რომ L1 ქეშიდან შემოსული მონაცემები (ლურჯი ისრები, რომლებიც მიუთითებს რეესტრზე) ჩაწერილი იყოს სწორ რეესტრში. ფაქტობრივად, თქვენ პატივისცემა გამოავლინეთ პატარას მიმართ ბოროტების ჰორიზონტალური ისრებით ALU-ს წინ. ცე – ბრძანების ავტობუსი. ის ინსტრუქციებს გადასცემს ALU-ს. (პროცესორზე შეგვიძლია გამოვცეთ 2^4=16 სხვადასხვა ბრძანება). Dsignal-ის ძალიან მოკლე საათია. ის იკავებს დარტყმის მხოლოდ მცირე ნაწილს.

შემდეგ შესაბამისი მონაცემები იგზავნება ALU-ს ავტობუსის (წითელი ისრის) მეშვეობით. მიწოდებას ასევე სჭირდება სრული საათი (DB), რადგან პირველი ქვედა ALU აგრძელებს გამოთვლების განხორციელებას, რეესტრებში ნომრების მნიშვნელობები უნდა იყოს დაინსტალირებული.

მას შემდეგ რაც ყველაფერი დასრულდება, ALU იწყებს მუშაობას. გაანგარიშების შემდეგ (DALU) შედეგები გადადის ამ რეგისტრების მონაცემთა ავტობუსში (DR). როდესაც მოახლოებული იმპულსი "ამაღლდება", სუნი შეიტანება რეესტრში.

ეს ეფუძნება ყოველდღიური მიკროპროცესორების ძირითად კონცეფციას: კანის ციკლს აქვს სიგნალი, რომელიც აფერხებს სიმღერის ტრიგერებს. მაგალითად, რეესტრში შეგიძლიათ შეაგროვოთ მონაცემები მხოლოდ იმპულსის დასაწყისში ("ზედა დინებაში") და წაიკითხოთ მხოლოდ ბოლოს (ამ დროს შეძენა დაბლოკილია). თავად ALU-ს შეუძლია (?) ერთი ციკლის განმავლობაში შეიყვანოს და ჩაწეროს მონაცემები რეესტრში.

რაც ზემოთ ითქვა, დაგვეხმარება გაგვაცნო ჩვენი მშვიდი დიეტის შესახებ: როგორ მოვიშოროთ მაღალი საათის სიხშირე. გასაგებია, რომ მაღალი სიხშირე ნიშნავს მოკლე საათს თანმიმდევრულ პულსებს შორის. ასევე გაირკვა (დივ. ნახ.), რომ ეს საათი არ შეიძლება იყოს D საათების ჯამზე ნაკლები სიგ, დ ბ, დ ALU, ეს D R (პლუს არა ბევრი, სადაზღვევო მიზნებისთვის). სხვა შემთხვევაში, შეიძლება აღმოჩნდეს, რომ ჩვენ, მაგალითად, აუცილებლად დაგვჭირდება ახალი მონაცემები, პირველ რიგში შედეგები შემდგომში შეიტანება რეესტრში.

ასევე, თუ ჩვენ შევცვლით მონაცემებს D-დან, შეგვიძლია გავზარდოთ სიხშირე. სამი შესაძლო გზა:
1) დარწმუნდით, რომ მონაცემები იგზავნება პროცესორის საშუალებით.
2) სწრაფად გამოთვალეთ საათი.
3) რაც შეიძლება მარტივია ერთი ოპერაციის შესრულება ერთ ციკლში.

...წავიდეთ შვედშე

პროცესორზე დარტყმების ნაკადის კონტროლი აღარ არის ადვილი. უპირველეს ყოვლისა, აუცილებელია, შეძლებისდაგვარად, შეიცვალოს გადაცემის კოდების რაოდენობა ელექტრონულ წრეზე. ეს დამოკიდებულია წარმოების ტექნოლოგიასა და ბროლის ტემპერატურაზე. რაც უფრო კარგია ტექნოლოგია, მით უკეთესი იქნება საბოლოო პროდუქტი.

რაც შეეხება ტემპერატურას? რა აზრი აქვს აქ? და იმისდა მიუხედავად, რომ კრისტალური მედის ატომები თერმულ პირობებშია და ამის ამპლიტუდა ტემპერატურის პროპორციულია. რაც უფრო დიდია ამპლიტუდა, მით ნაკლებია ელექტრონს ატომის გამოტოვების შანსი. ამ გზით, რაც უფრო დაბალია ტემპერატურა, მით უფრო ადვილად იშლება ელექტრონიკა. ამიტომ, გაცივებული პროცესორები უფრო სწრაფად მუშაობენ.

ბრძოლების საათის შეცვლის კიდევ ერთი გზა არის უმოკლესი მარშრუტი, რომელსაც ისინი გადიან. და ამიტომ, შეცვალეთ ტრანზისტორების ზომა, რის შედეგადაც დადგით მათ შორის. ეს მიდგომა საშუალებას აძლევდა Intel-სა და AMD-ს მიეღწიათ 600 MHz; ისინი აპირებდნენ 0.18 მიკრონიანი პროცესორების წარმოებას უფრო დიდი "ნაყარი" 0.25 მიკრონიანი პროცესორების ნაცვლად.

... შეცვალეთ საათი და გამოთვალეთ

მანქანები მისასალმებელია იმუშაონ მთელი რიგი გამოსვლების პარალელურად. ამიტომ, დასაკეცი ნებისმიერი გრეხილი ბლოკი შეიძლება დაიკეცოს უფრო სწრაფად, უფრო მარტივი დიზაინით, სწრაფად, ამ გზით, D ALU. თუმცა, აქ ყველაფერი ასე მარტივი არ არის: დასაკეცი მოწყობილობას, რა თქმა უნდა, აქვს მნიშვნელობა, მაგრამ უფრო მეტი.

…შეასრულეთ ნაკლები ოპერაციები

ადვილი სათქმელია, მაგრამ მისი განვითარება მნიშვნელოვანია. ეს ღირს ჯოჯოხეთური ბევრი პენი. ამას ეწოდება "უხეში ძალის მეთოდი". აღარ არსებობს ინტელექტუალური მიდგომა? ასეც რომ იყოს, Alpha ინჟინრები უბრალოდ იცინიან 500 MHz სიხშირეზე 0.25 მიკრონიანი პროცესორზე; სუნმა მიაღწია 600 MHz-ს 0.35-ზე!

მოდით ვცადოთ ჩვენი პროცესორის განახლება, წინააღმდეგ შემთხვევაში ჩვენ შეგვიძლია ვიმუშაოთ მხოლოდ 10 MHz-ზე და ეს კარგი საზომია. (ასეთს ადგილობრივ მაღაზიაში ნახავთ, ნუ იყიდით ყოველ ჯერზე!).

თქვენ შეგიძლიათ დააჩქაროთ მუშაობა ერთი ციკლის ვიბრაციით. ერთ ციკლში 7 ოპერაციის ნაცვლად ჩვენ ერთს შევასრულებთ. მაშინ, ცხადია, შესაძლებელი იქნება ციკლის ხანგრძლივობის შემცირება.

მართლაც საოცრად ჟღერს. ასეთ სიტუაციაში თავად პროცედურა ერთ საათზე 7-ჯერ მეტს იღებს! ისე, მაინც არ არის სიმართლე? და ღერძი არ არის, ღერძი აქ არის და ეკვრის კონვეიერებს.

vikoristan კონვეიერი საშუალებას აძლევს ყველა პროცესორულ მოწყობილობას დაასრულოს მუშაობა ერთდროულად. მაგალითად, ჩვენს პროცესორს აქვს 4 მოწყობილობა:
მიმტანი -მე ვეძებ ამ ინსტრუქციას.
დეკოდერი -გასაგებია ინსტრუქციის შეცვლა.
ALU -მიჰყვება მითითებებს.
საპენსიო ბლოკი- შედეგებს თავსატეხად აქცევს.

ასევე, რადგან ჩვენს სქემაში არის სხვადასხვა მილსადენები, პროცესი ასე გამოიყურება: 4-ის ინსტრუქციას ამოიღებს, ინსტრუქციას 3 დეკოდირებს ALU მთავრდება მე-2 ინსტრუქციით და 1-ლი ინსტრუქციის შედეგი იგზავნება მეხსიერებაში. ასევე, კანის კონტაქტიდან გამომდინარე, ჩვენ მივყვებით მითითებებს.

საბედნიეროდ, ღრმა კონვეიორიზაცია არ არის სიხშირის გაზრდის ერთადერთი გზა. პარალელურად შეგიძლიათ შეასრულოთ მეტი ოპერაცია. თანმიმდევრულად შესრულებული ოპერაციების დიდი რაოდენობაც კი ნიშნავს ციკლის მინიმალურ სტრესს.

ერთდროულად შევაგროვოთ

როგორც გახსოვთ, K-6 ოჯახი არის პატარა 6 წლიანი კონვეიერი. და PII-ს ჰქონდა 12! და მიუხედავად იმისა, რომ K6 უფრო პატარაა, ALU (DALU უფრო პატარაა) და დეკოდერი (ისინი ბევრს მუშაობენ პარალელურად), K6-3 ადვილად მიაღწევს PII სიხშირეს იმავე თაობის ტექნოლოგიით. დიაპაზონი 35 მიკრონი K6-ისთვის არის 233 MHz, ხოლო იგივე PII-სთვის არის 300 MHz. (იგივე შეიძლება ითქვას შემდგომი თაობების გამძლეობაზე: Athlon და P4).

Ultrasparc II-ს აქვს 9-საფეხურიანი მილსადენი, რაც განპირობებულია იმით, რომ RISC პროცესორები არ საჭიროებენ ვრცელ დეკოდირებას. მხოლოდ ერთი მოტანისა და დეკოდირების პროცესისთვის, PII-ს აქვს 7 ციკლი, ხოლო UltraSPARC-ს მხოლოდ 3. ასე რომ, უმეტესწილად, UltraSPARC-ის კონვერტაცია უფრო ღრმაა.

Alpha კონვეიერი შედგება 7 ეტაპისგან (10 FPU-სთვის), მაგრამ ამ ერთს, PII-ის შესაბამისად, აქვს ნაკლები დეკოდირების პრობლემა. გარდა ამისა, Alpha ინჟინრები მაქსიმალურად აღმოფხვრის აპლიკაციის კანის სტადიას შეფერხებით. ცდილობენ სუნიან და პროცესორს პარალელურად მეტი ოპერაციებით ამუშავებენ. ამ გზით ტაქტის დისკომფორტი მინიმუმამდეა დაყვანილი. თუმცა, რაში უნდა გადაიხადოთ: Alpha პროცესორები შესანიშნავია (302 მმ2 Alpha 21264-ისთვის).

ახლა გესმით, რატომ გაიზარდა კონვერტირებული FPU K7-ის დაყოვნება (4 ციკლი შეკრებისთვის, 4 ციკლი გამრავლებისთვის) ტოლი იყო K6-ის (2 შეკრებისთვის, 2 გამრავლებისთვის)? FPU K7 მუშაობს ნაკლებ ეფექტურად ერთ საათის ციკლში, ვიდრე K6, რაც საშუალებას აძლევს მას მიაღწიოს ბევრ მაღალ სიხშირეს. 10 სხვადასხვა მილსადენი მთელი ოპერაციებისთვის (15 FPU-სთვის) საშუალებას აძლევდა K7-ს მიაღწიოს ისეთ სიხშირეებს, რომ K6 მხოლოდ ოდესმე მოკვდებოდა... კირიქსი მუშაობდა იმავე ჯალაპენოზე (დაინფიცირებული VIA C3-ით).

რა თქმა უნდა, არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ სიხშირე არ არის იგივე, ასე რომ შეინახეთ პროცესორი სწრაფად. სხვა „ხრიკებს“ გავეცნობით მიმდინარე სტატისტიკაში.

პროცესორები, რომლებიც წარმოებულია სხვადასხვა მწარმოებლის მიერ, კლასიფიკაციის სიმბოლოების მიხედვით იყოფა სხვადასხვა ტიპებად. ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელი, გარდა არქიტექტურის ტიპისა, არის ფუნქციური მნიშვნელობა. ამ მიზეზით, მიკროპროცესორები იყოფა ორ დიდ კლასად:

• ზოგადი დანიშნულების ან უნივერსალური მიკროპროცესორების პროცესორები;
• სპეციალიზებული პროცესორები, რომელთა შორის ყველაზე გავრცელებულია მიკროკონტროლერები, ციფრული სიგნალის პროცესორები და მედია პროცესორები. მოდით შევხედოთ ამ პროცესორების მახასიათებლებს.

მიკროპროცესორები მოწინავე მიზნებისთვის

პროცესორების ეს კლასი გამოიყენება აპლიკაციების ფართო სპექტრისთვის, სხვადასხვა ტიპის ინფორმაციის დამუშავების მიზნით და გვხვდება პერსონალურ კომპიუტერებში, სამუშაო სადგურებში, სერვერებსა და ციფრული მასობრივი შენახვის სხვა სისტემებში. უნივერსალური პროცესორები მოიცავს 32-ბიტიან მიკროპროცესორებს (თუმცა ამ კლასის მიკროპროცესორებს შეიძლება ჰქონდეთ 64-ბიტიანი ან 128-ბიტიანი სტრუქტურა), რომლებიც დამზადებულია უახლესი სამრეწველო ტექნოლოგიების გამოყენებით, რაც უზრუნველყოფს მაქსიმალურ ოპერაციულ სიხშირეს.

ამ კლასის მიკროპროცესორების უმეტესობას აქვს CISC არქიტექტურა, რაც მათ საშუალებას აძლევს დააყენონ ბრძანებების სხვადასხვა ფორმატები მისამართის სხვადასხვა მეთოდით.

მათ შიდა სტრუქტურას შეუძლია მოთავსდეს RISC ბირთვი, რომელიც გარდაქმნის ბრძანებებს, რომლებიც ნაპოვნია მარტივი RISC ოპერაციების თანმიმდევრობით. ამ კლასის ყველა ტიპის მიკროპროცესორი პირდაპირ ახორციელებს RISC არქიტექტურას.

დარჩენილი განვითარების ბოლოში (Itanium PA8500) წარმატებით იქნა მიღებული VLIW არქიტექტურის პრინციპები.

თითქმის ყველა თანამედროვე უნივერსალური მიკროპროცესორი იყენებს ჰარვარდის არქიტექტურას ბრძანებებისა და მონაცემთა ნაკადების ქვეგანყოფილებით, შიდა ქეში მეხსიერების დამატებითი ბლოკების უკან. სუნის ტიპების უმეტესობას აქვს სუპერსკალარული სტრუქტურა (სპრეი ოპერატიული მოწყობილობები, რომელიც იძლევა მონაცემთა ერთსაათიანი დამუშავების საშუალებას) დიდი რაოდენობით კონვეიერებით (10-მდე მიმდინარე მოდელებში), რომელსაც შეუძლია 20-მდე ნაბიჯის განთავსება.

მიკროკონტროლერები. ამ კლასის სპეციალიზებული მიკროპროცესორები შექმნილია როგორც მოწყობილობები და კონტროლის სისტემები, რომლებიც დამონტაჟებულია სხვადასხვა (ტექნიკური და სამომხმარებლო) აღჭურვილობაში. მიკროკონტროლერების ასორტიმენტი, რომლებიც იწარმოება, მოიცავს ათასობით ტიპს და მათი გამოშვების ამჟამინდელი ბაზარი მილიარდობით ასლია.

მიკროკონტროლერების თავისებურება ის არის, რომ ისინი განლაგებულია ერთ ჩიპზე, გარდა ცენტრალური პროცესორის, შიდა მეხსიერებისა და პერიფერიული მოწყობილობების დიდი ნაკრებისა.

საწყობისკენ პერიფერიული მოწყობილობებიჩართეთ ერთიდან რვა-ბიტიან პარალელური მონაცემების შეყვანა-გამომავალი პორტი, ერთი ან ორი სერიული პორტი, ტაიმერის ერთეული, ანალოგური ციფრული გადამყვანი, ასევე სპეციალიზებული მოწყობილობები, როგორიცაა სიგნალის კონდიციონერი პულსის სიგანის მოდულაციით, კონტროლი r. იშვიათი კრისტალური დისპლეი და დაბალი სხვები. შიდა მეხსიერების და საკონტროლო სისტემის პერიფერიული მოწყობილობების გამოყენება, რომლებიც დანერგილია მიკროკონტროლერების ბაზაზე, მოითხოვს დამატებითი კომპონენტების მინიმალურ რაოდენობას.

თქვენი კოლეგების მოთხოვნილებების დასაკმაყოფილებლად იწარმოება მიკროკონტროლერების დიდი ასორტიმენტი, რომლებიც ჩვეულებრივ იყოფა 8-, 16- და 32-ბიტიანებად.

8 ბიტიანი მიკროკონტროლერები

8-ბიტიანი მიკროკონტროლერები არის მათი კლასის ყველაზე მარტივი და იაფი მიკროკონტროლერები, რომლებიც მიზნად ისახავს მასობრივი წარმოების ყველაზე გავრცელებულ მოწყობილობებს. ამ ჯგუფის მიკროკონტროლერებს მოეთხოვებათ ბრძანებების შედარებით მცირე ნაკრების შექმნა (50-100), რომელიც იყენებს მისამართების უმარტივეს მეთოდებს. მათი ფოკუსის ძირითადი სფეროებია სამრეწველო ავტომატიზაცია, საავტომობილო ელექტრონიკა, ციფრული ტექნოლოგია, ტელევიზია, ვიდეო და აუდიო აღჭურვილობა, საკომუნიკაციო აღჭურვილობა, სამომხმარებლო აღჭურვილობა.

8-ბიტიან მიკროკონტროლერებს ახასიათებთ ჰარვარდის არქიტექტურა:

• ვრცელი შიდა მეხსიერებით პროგრამების შესანახად, მათ შორის ნიღბებით დაპროგრამებული ROM, ერთჯერადი დაპროგრამებული PROM ან ელექტროგადაპროგრამებული EPROM, EEPROM ან Flash მოცულობით ერთიდან ათეულ კილობაიტამდე;
• შიდა მეხსიერებით მონაცემების შესანახად, როგორიცაა რეგისტრის ბლოკი, ორგანიზებული რამდენიმე რეესტრის ბანკში, ან ოპერატიული მეხსიერება. ის უნდა იყოს მრავალი ათეული ბაიტიდან ბევრ კილობაიტამდე.

საჭიროებიდან გამომდინარე, შესაძლებელია დამატებით დააკავშიროთ გარე ბრძანება და მონაცემთა მეხსიერება 64–256 კბაიტამდე ან მეტი მოცულობით.

პროდუქტიულობის გაზრდის მიზნით, 8-ბიტიანი მიკროკონტროლერების მოდელების უმეტესობა ახორციელებს RISC არქიტექტურის პრინციპებს, რაც უზრუნველყოფს მეტი ინსტრუქციის შესრულებას საათის ციკლზე.

16 ბიტიანი მიკროკონტროლერები

16 ბიტიანი მიკროკონტროლერებიდაკვირვებული მონაცემების მოწინავე ციფრული სიმძლავრის გარდა, ისინი ხასიათდებიან:

• მეტი პროდუქტიულობა;
• ბრძანებებისა და მიმართვის მეთოდების გაფართოებული სისტემა;
• რეგისტრების უფრო დიდი ნაკრები და მეტი მეხსიერება, რომელსაც შეიძლება მიმართოთ;
• პროგრამის მეხსიერების რამდენიმე მეგაბაიტამდე გაფართოების შესაძლებლობა გარე მეხსიერების ჩიპების შეერთებით;
• პროგრამული ინტელექტი 8-ბიტიანი მიკროკონტროლერებით და სხვა შესაძლებლობებით.

სტაგნაციის ძირითადი სფეროები- დასაკეცი სამრეწველო ავტომატიზაცია, სატელეკომუნიკაციო აღჭურვილობა, სამედიცინო და მიმდებარე აღჭურვილობა.

32 ბიტიანი მიკროკონტროლერები

32 ბიტიანი მიკროკონტროლერებიორიენტირებულია სამრეწველო ავტომატიზაციის ობიექტების დასაკეცი საკონტროლო სისტემებში (წარმოების რთული ავტომატიზაციის მეთოდები, რობოტული მოწყობილობები, ძრავები და ა. 32-ბიტიანი მიკროკონტროლერები შურისძიებით:

• მაღალპროდუქტიული CISC, რომელიც თავისი შესაძლებლობებით შედარებულია არასტანდარტული გამოყენების მიკროპროცესორების ახალგაზრდა მოდელებთან. მაგალითად, Intel მიკროკონტროლერები იყენებენ i386 პროცესორს, ხოლო Motorola მიკროკონტროლერები იყენებენ 680x0 პროცესორს. ამ პროცესორების დანერგვა მიკროკონტროლერების საწყობში საშუალებას იძლევა გამოიყენოს მაღალი ხარისხის აპლიკაციისა და სისტემის პროგრამული უზრუნველყოფა, ადრე შექმნილი სტანდარტული პერსონალური კომპიუტერებისთვის, მოწინავე კონტროლის სისტემებში. ამ ტიპის მიკროკონტროლერები აერთიანებს უამრავ სხვადასხვა მილსადენს სუპერსკალარული სტრუქტურის შესაქმნელად;
• შიდა ბრძანების მეხსიერების მოცულობა ათეულ კილობაიტამდეა, ხოლო მონაცემთა მეხსიერების მოცულობა რამდენიმე კილობაიტამდე;
• გარე მეხსიერების დაკავშირების მეთოდები 16 მბ-მდე ან მეტი ტევადობით;
• დასაკეცი პერიფერიული მოწყობილობების ნაკრები - ტაიმერი, საკომუნიკაციო პროცესორი, სერიული გაცვლის მოდული და მრავალი სხვა. ამ მიკროკონტროლერების შიდა სტრუქტურა ახორციელებს პრინსტონისა და ჰარვარდის არქიტექტურას.

ციფრული სიგნალის პროცესორები

სპეციალიზებული მიკროპროცესორების ეს კლასი გამოიყენება ანალოგური სიგნალების ციფრული დამუშავებისთვის, რომლებიც გამოიყენება რეალურ დროში. ციფრული სიგნალის პროცესორების (DSP) არქიტექტურა ემყარება აკუმულატორის რეესტრში დაგროვილი შუალედური შედეგების გამრავლება-დამატების ოპერაციების თანმიმდევრობას, რომელიც განისაზღვრება ანალოგური სიგნალების დამუშავების სპეციფიკური ალგორითმებით. ამიტომ ამ პროცესორების ბრძანებების ნაკრები მოიცავს სპეციალურ MAC ბრძანებებს (Multiplication with Accumulation) ამ ოპერაციების განსახორციელებლად.

ციფრული ანალოგური სიგნალის მნიშვნელობები შეიძლება ვიზუალურად იყოს წარმოდგენილი, როგორც რიცხვები ფიქსირებული ან მცურავი წერტილით. ამის საფუძველზე DSP იყოფა ორ კლასად:

• პროცესორებზე, რომლებიც აწარმოებენ რიცხვებს ფიქსირებული წერტილით. ამ კლასში შედის უმარტივესი და იაფი DSP-ები, რომლებიც ჩვეულებრივ შეიცავს 16- ან 24-ბიტიან ოპერანდებს, რომლებიც წარმოდგენილია რეგულარული წილადით. თუმცა, რიგი გამომავალი პროდუქციის შეზღუდული სიმძლავრე არ იძლევა შედეგების აუცილებელი სიზუსტის უზრუნველყოფის საშუალებას;
• პროცესორებზე, რომლებიც ითვლის მცურავი წერტილის რიცხვებს. ამ კლასის პროცესორები ასრულებენ გამოთვლებს 32- და 40-ბიტიან ოპერანდებზე და უზრუნველყოფენ შედეგების უფრო დიდ სიზუსტეს.

სიგნალის დამუშავების კონკრეტული ოპერაციების შესრულებისას პროდუქტიულობის გასაზრდელად, DSP-ების უმეტესობა ახორციელებს ჰარვარდის არქიტექტურას მრავალი ავტობუსით მისამართების, ბრძანებების და მონაცემების გადასაცემად. რამდენიმე ცსპ-მაც იცოდა როგორ მოქცეულიყო

VLIW არქიტექტურა, რომელიც ხასიათდება მრავალი ოპერაციის ერთობლიობით ერთ ბრძანებაში. ასეთი კომბინაცია უზრუნველყოფს არსებული მონაცემების დამუშავებას და ახალი მონაცემების დაუყოვნებლივ ხელმისაწვდომობას შემდგომი დამუშავებისთვის.

მედია პროცესორები

ამ ტიპის პროცესორი გამოიყენება აუდიო სიგნალების, გრაფიკის, ვიდეო გამოსახულების დასამუშავებლად, ასევე მულტიმედია კომპიუტერებში, სათამაშო კონსოლებში, სამომხმარებლო მოწყობილობებში და ა.შ. დაბალი კომუნიკაციის ამოცანების გასაუმჯობესებლად.

ტექნიკის მხარდაჭერა ოპერაციებისთვის ახალი ტიპის მონაცემებით, დამახასიათებელი ვიდეო და აუდიო ინფორმაციის დასამუშავებლად, უზრუნველყოფილია უნივერსალური პროცესორებით გაფართოებული მულტიმედიური ბრძანებების ნაკრებით: Pentium MMX, UltraSPARC, Cyrix 6x86MX (M2), AMD-K6 და in. თუმცა, თუ მულტიმედიური ოპერაციები დომინირებს ტრადიციულ ციფრულ ოპერაციებში, უფრო დიდი ეფექტი მიიღწევა მულტიმედიური მიკროპროცესორების გამოყენებით. მათი არქიტექტურა არის ერთგვარი ჰიბრიდი არქიტექტურული გადაწყვეტილებების სასიგნალო და უნივერსალური პროცესორები. მედიაპროცესორების შემუშავებაში ჩართულია MicroUnity (Mediaprocessor processor), Philips (TriMedia), Chromatic Research (Mpact Media Engine) და ა.შ.

მიკროპროცესორული სისტემის სტრუქტურა და რეჟიმები

მიკროპროცესორი, ინფორმაციის შეყვანისა და გამომავალი მოდულებთან, ინტერფეისთან და მეხსიერებასთან ერთად, ქმნის უმარტივეს მიკროპროცესორულ სისტემას. p align="justify"> მიკროპროცესორულ სისტემებს შორის მნიშვნელოვანი ადგილი უჭირავს ცენტრალური მნიშვნელობის სისტემებს, რომლებიც გამიზნულია მოცემული პროგრამის შესაბამისად ციფრული ფორმით ინფორმაციის შეგროვების სხვადასხვა ამოცანების ფართო სპექტრის შესაქმნელად.

მიკროპროცესორული სისტემის ძირითადი ფუნქციები შემოიფარგლება გარე მოწყობილობიდან მონაცემების (ინფორმაციის) მიღებით, დამატებითი მიკროპროცესორის გამოყენებით მისი დამუშავებით და გარე მოწყობილობაზე დამუშავების შედეგის მიღებით.

გადავხედოთ უმარტივესი მიკროპროცესორული სისტემის მახასიათებლებს (ნახ. 2.1.3), რომელიც შედგება ცენტრალური პროცესორის, მეხსიერებისა და შემავალი/გამომავალი ქვესისტემისგან.

პროგრამა, რომელიც აწარმოებს ვიდეოს, ინახება (RAM) მეხსიერებაში. ამ პროცესში ცენტრალური პროცესორი ხედავს მისამართების ავტობუსზე და მისამართს მეხსიერების შუაში, სადაც ინახება მიმდინარე ბრძანება, ხოლო საკონტროლო ავტობუსზე - სიგნალს, რომელიც იკითხება მეხსიერებიდან. ბრძანება იგზავნება მონაცემთა ავტობუსით ცენტრალურ პროცესორამდე მისასვლელად. ბრძანების კოდის გაშიფვრის შემდეგ, ის იწყებს წერას, რადგან მონაცემები, რომლებზედაც გაშვებულია ბრძანებები, მდებარეობს ცენტრალური პროცესორის რეესტრებში. სხვა კავშირში, მეხსიერების შუაში არსებული მისამართები ჩასმულია მისამართების ავტობუსში, მეხსიერების წაკითხვის სიგნალი ჩასმულია საკონტროლო ავტობუსზე და მხოლოდ მონაცემების ამოღების შემდეგ, ბრძანება გაიგზავნება. შემდეგ ცენტრალური პროცესორი იწყებს თავდასხმის ბრძანების დამუშავებას და პროცესი მეორდება.

ცენტრალურ პროცესორსა და გარე მოწყობილობებს შორის მონაცემთა გაცვლისთვის, შეყვანის/გამოსვლის ქვესისტემა იყენებს გაცვლის კონტროლერს.

ცენტრალური პროცესორიდან გაცვლის კონტროლერთან პროგრამის გაცვლისას მოიძიეთ ინფორმაცია გაცვლის რეჟიმის შესახებ, რათა მოათავსოთ კოდი პორტში (რეგისტრში), პირდაპირი გაცვლა (ცენტრალური პროცესორიდან გარე მოწყობილობაზე ან გარე მოწყობილობიდან ცენტრალური პროცესორი), ნომერი b ეს, სერვისის სიმბოლოები და სხვა მონაცემები, რა არის გადაცემული.

მონაცემთა პირდაპირი გაცვლა ხორციელდება საკონტროლო სიგნალების გავლენის ქვეშ, რომლებიც მიიღება გაცვლის კონტროლერის მიერ ცენტრალური პროცესორიდან და გარე მოწყობილობიდან.

გარე მოწყობილობასთან გაცვლისას მიკროპროცესორი გადაიქცევა გადამუშავების სადგურად. ამ მიზნით, გარე მოწყობილობა უგზავნის სიგნალს ცენტრალურ პროცესორს დამუშავების შეწყვეტის მიზნით. გადამამუშავებელ სადგურზე ცენტრალური პროცესორი იღებს მთავარ პროგრამას და იწყებს პროგრამიდან ბრძანებების ჩამოტვირთვას, რომელიც ინახება მეხსიერებაში (RAM) და უზრუნველყოფს გარე მოწყობილობის მიერ მოთხოვნილი მონაცემების გაცვლას. პროგრამის დასრულების შემდეგ, რომელიც წყვეტს, ცენტრალური პროცესორი ბრუნავს მთავარი პროგრამის შესარჩევად.

უზრუნველყოფის გზების აღწერა დაბალი სითხისგაცვლა.

გაცვლის სიჩქარის გასაზრდელად ჩართულია DMA რეჟიმი, რომელიც მუშაობს DMA კონტროლერის გარდა. ეს რეჟიმი იწყება სიგნალით, რომ ავტობუსები სავსეა. დენის სიგნალის გამორთვის შემდეგ, ცენტრალური პროცესორი მონაცემთა ავტობუსის მეშვეობით გადასცემს პირდაპირი წვდომის კონტროლერს ინფორმაციას, რომელიც აუცილებელია გაცვლის გასაკონტროლებლად (მისამართები მეხსიერების შუაში, რომელიც შეიცავს ჩაწერილ ან წაკითხულ მონაცემთა პირველ ბაიტს, დამალულია გადაცემული ბაიტების რაოდენობა, პირდაპირი გადაცემა და სხვა) , და უკავშირდება მონაცემთა ავტობუსს და მისამართების ავტობუსს, აძლევს მათ კონტროლერს გაცვლის ორგანიზებისთვის.

შორის მონაცემთა გაცვლა გარე მოწყობილობადა მეხსიერება მუშაობს კონტროლერის მეშვეობით. გაცვლის პროცესში DMA კონტროლერი ათვალიერებს შუა მეხსიერების მისამართებს, მისამართების ავტობუსს და კითხულობს (ჩაწერს) სიგნალებს საკონტროლო ავტობუსში. გაცვლის დასრულების შემდეგ, ცენტრალური პროცესორი იღებს სიგნალს კონტროლერისგან და გადადის მთავარ პროგრამაში.

ადვილია თქვენი ფულის გაგზავნა რობოტზე ბაზაზე. Vikorist ქვემოთ მოცემული ფორმა

სტუდენტები, ასპირანტები, ახალგაზრდები, რომლებსაც აქვთ ძლიერი ცოდნის ბაზა ახალ სამუშაოზე, კიდევ უფრო მადლობელი იქნებიან თქვენი.

გამოქვეყნდა http://www.allbest.ru/

ᲠᲣᲡᲔᲗᲘᲡ ᲤᲔᲓᲔᲠᲐᲪᲘᲐ

ინვენტარიზაციის ფედერალური სააგენტო

ბრაიანსკის სახელმწიფო უნივერსიტეტის აკადემიკოსი ი.გ. პეტროვსკი

სოციალურ-ეკონომიკური ინსტიტუტი

საფინანსო-ეკონომიკური ფაკულტეტი

ავტომატიზაციის საინფორმაციო სისტემებისა და ტექნოლოგიების დეპარტამენტი

სპეციალობა „გამოყენებითი ინფორმაცია ეკონომიკაში“

საკურსო სამუშაო

SUCHASNI მიკროპროცესორები

დილა

შედი

მიკროპროცესორის ფუნქცია

დღევანდელი INTEL პროცესორები

მიკროპროცესორი Pentium M

Intel Core 2 Quad

მიკროპროცესორი K5

მიკროპროცესორი K6

მიკროპროცესორი K7

ვისნოვოკი

ცნობების სია

შედი

მსოფლიოში პერსონალური კომპიუტერების განვითარებამ მიკროპროცესორების განვითარებაც გამოიწვია. პროცესორების წარმოების მიმდინარე ტექნოლოგიების განვითარების ტენდენციები და მათი სტაგნაცია კანის ბედთან ერთად სულ უფრო და უფრო მატულობს. დაინერგება ახალი ნანო ტექნოლოგიები, გაიზრდება ბირთვების რაოდენობა ჩიპზე, გაიზრდება პროცესორების სიმძლავრე, გაიზრდება ყველა დონის ქეში მეხსიერება, დაინერგება ინსტრუქციების ახალი ნაკრები და მრავალი სხვა. უფრო მეტიც, ეს თემა დღეს ყველაზე აქტუალურია განსახილველად კურსის მუშაობა. ჩემი მუშაობის მიზანია მიკროპროცესორების დიზაინის შესწავლა, მათი წარმოების ტექნოლოგიის გაცნობა და მიმდინარე მიკროპროცესორების ტიპების ნახვა. კვლევის ობიექტია მიკროპროცესორი და მისი ძირითადი ფუნქციები. კვლევის საგანია მიმდინარე მიკროპროცესორების ტიპები.

ნებისმიერი EOM-ის გულში დევს მიკროპროცესორების სერია. ეს არის ნებისმიერი კომპიუტერის ყველაზე მნიშვნელოვანი მოწყობილობა. რა თქმა უნდა, არსებობს ნებისმიერი კომპიუტერის, ან თუნდაც პერსონალური პროდუქტიულობის დონე. მიკროპროცესორები ტოვებენ ადამიანებს. ყველა საყოფაცხოვრებო ელექტრონიკა აღჭურვილია საკუთარი მიკროპროცესორით.

ჩემი კურსის მუშაობის ამოცანებია:

გაანალიზეთ მიმდინარე მიკროპროცესორების განვითარების ტენდენციები.

გამოავლინეთ მათი მნიშვნელობა ქორწინებაში.

შეეცადეთ გააკეთოთ სავარაუდო პროგნოზები მათი მომავალი განვითარების შესახებ.

მიკროპროცესორის ფუნქცია

მიკროპროცესორი არის EOM-ის (ან გამოთვლითი სისტემის) ცენტრალური მოწყობილობა (ან მოწყობილობების კომპლექსი), რომელიც ასრულებს არითმეტიკულ და ლოგიკურ ოპერაციებს, ადგენს პროგრამას ინფორმაციის კონვერტაციისთვის, ახორციელებს გამოთვლის პროცესს და კოორდინაციას უწევს სისტემის მოწყობილობებისა და (მეხსიერების, დახარისხება, შეყვანა - გამომავალი, მონაცემების მომზადება და შემოსვლა.) .). გამოთვლით სისტემას შეიძლება ჰქონდეს რამდენიმე პარალელური დამუშავების პროცესორი; ასეთ სისტემებს პროცესორით მდიდარი ეწოდება. მრავალი პროცესორის აღმოჩენას აჩქარებს ერთი დიდი რაოდენობის (მათ შორის ურთიერთდამოკიდებული) პროგრამების სიკვდილი. მიკროპროცესორის ძირითადი მახასიათებლებია სიჩქარის კოდი და სიმძლავრე. სიჩქარის კოდი არის ოპერაციების რაოდენობა, რომლებიც ემატება წამში. ბიტის მოცულობა ახასიათებს ინფორმაციის რაოდენობას, რომელსაც პროცესორი ამუშავებს ერთ ოპერაციაში: 8 ბიტიანი პროცესორი ამუშავებს 8 ბიტი ინფორმაციას ერთ ოპერაციაში, 32 ბიტიანი პროცესორი ამუშავებს 32 ბიტს, 64 ბიტიანი პროცესორი ამუშავებს 64 ბიტს. მიკროპროცესორის სიჩქარე დიდ კავშირშია კომპიუტერის სიჩქარესთან. იგი შეიცავს ყველა მონაცემის დამუშავებას, როგორც კომპიუტერში, ასევე მის მეხსიერებაში, კომპიუტერული პროგრამების ქვეშ და მეხსიერებაში. პერსონალური კომპიუტერები აღჭურვილი უნდა იყოს სხვადასხვა ზომის ცენტრალური პროცესორებით.

პროცესორის ფუნქციები:

მონაცემთა დამუშავება მოცემული პროგრამის მიხედვით არითმეტიკული და ლოგიკური მოქმედებების შესასრულებლად;

პროგრამული უზრუნველყოფა რობოტული კომპიუტერული მოწყობილობებისთვის.

პროცესორის მოდელები მოიცავს შემდეგ ძლიერ მომუშავე მოწყობილობებს:

Pristriy Keruvannya (UU).ეფექტურად კოორდინაციას უწევს მოწყობილობების მუშაობას, ახორციელებს მოწყობილობის მართვის ფუნქციებს და მართავს გადახდებს კომპიუტერზე.

არითმეტიკულ-ლოგიკური მოწყობილობა (ALP). ეს არის ის, რასაც უწოდებენ მოწყობილობას მთელი ოპერაციებისთვის. არითმეტიკული ოპერაციები, როგორიცაა შეკრება, გამრავლება და ქვე, ასევე ლოგიკური ოპერაციები (OR, AND, ASL, ROL და ა.შ.) მუშავდება დამატებითი ALU-ით. ეს ოპერაციები ემატება უმეტეს პროგრამების პროგრამული კოდის მნიშვნელოვან ნაწილს. ყველა ოპერაცია ALU-ში ხორციელდება რეგისტრებში - სპეციალურად განლაგებული ALU-ს შუაში. პროცესორს შეიძლება ჰქონდეს ALP. შესაძლებელია არითმეტიკული და ლოგიკური მოქმედებების ერთდროულად დადება სხვებისგან დამოუკიდებლად, რაც საშუალებას გაძლევთ ერთდროულად შეასრულოთ რამდენიმე ოპერაცია. არითმეტიკულ-ლოგიკური მოწყობილობა შეიცავს არითმეტიკულ და ლოგიკურ ოპერაციებს. ლოგიკური ოპერაციები იყოფა ორ მარტივ ოპერაციად: "ასე" და "არ" ("1" და "0"). სინამდვილეში, ორი მოწყობილობა, როგორც ჩანს, წმინდა გონებრივი და სტრუქტურულად განცალკევებულია.

AGU (Address Generation Unit)- Vlashtuvannya თაობის მისამართი. ეს მოწყობილობა არანაკლებ მნიშვნელოვანია, ვიდრე ALU, რადგან ეს მიუთითებს სწორ მისამართზე მონაცემების შეგროვებისა და შენახვისას. ვიკორისტულ პროგრამებში აბსოლუტური მიმართვა განსაკუთრებით აშკარაა არაერთ დამნაშავეში. მას შემდეგ, რაც მასიური მოცულობის მონაცემები აღებულია, პროგრამის კოდი ექვემდებარება არაპირდაპირ მისამართით, რაც ხელს უშლის AGU-ს მუშაობას.

მათემატიკური პროცესორი (FPU). პროცესორს შეუძლია მრავალი მათემატიკური გამოთვლითი პროცესორის განთავსება. მათგან შეგიძლიათ მხოლოდ ერთი ოპერაციის შესრულება მცურავი წერტილით, მიუხედავად სხვა ALU-ების გამორთვის აუცილებლობისა. მონაცემთა კონვეიერის დამუშავების მეთოდი საშუალებას აძლევს ერთ მათემატიკურ გამოთვლით პროცესორს ერთდროულად შეასრულოს რამდენიმე ოპერაცია. პროცესორი მხარს უჭერს მაღალი სიზუსტის გამოთვლებს, როგორც მთელ რიცხვს, ასევე მცურავ წერტილს და, გარდა ამისა, შეიცავს ფერის მუდმივთა კომპლექტს, რომელიც აჩქარებს გამოთვლებს. სპინ პროცესორი მუშაობს ცენტრალური პროცესორის პარალელურად, რაც უზრუნველყოფს მაღალ პროდუქტიულობას. სისტემა აყენებს პროცესორის ბრძანებებს იმ თანმიმდევრობით, რომლითაც ისინი გამოჩნდებიან მიმდინარე სისტემაში. პერსონალური კომპიუტერის IBM PC მათემატიკური პროცესორი საშუალებას გაძლევთ გამოთვალოთ ყველა არითმეტიკული და ლოგარითმული ოპერაცია, ასევე ტრიგონომეტრიული ფუნქციები მაღალი სიზუსტით.

ინსტრუქციის (ბრძანების) დეკოდერი. აანალიზებს ინსტრუქციებს ოპერანდების და მისამართის ნახვით, რომლის უკანაც არის შედეგები. შემდეგ სხვა დამოუკიდებელი მოწყობილობა უნდა იყოს ინფორმირებული მათ შესახებ, რომლებიც უნდა დასრულდეს ახალი ინსტრუქციებისთვის. დეკოდერი საშუალებას იძლევა გამოიყენოს მთელი რიგი ინსტრუქციები, რათა ერთდროულად ხელი შეუშალოს ყველა სხვა მოწყობილობას.

ქეში მეხსიერება. პროცესორის სპეციალური მაღალსიჩქარიანი მეხსიერება. vicor cache გამოიყენება როგორც ბუფერული პროცესორსა და RAM-ს შორის მონაცემთა გაცვლის დასაჩქარებლად, ასევე იმ ინსტრუქციებისა და მონაცემების ასლის შესანახად, რომლებიც ცოტა ხნის წინ იქნა გაფორმებული პროცესორის მიერ. ქეშ მეხსიერებიდან მნიშვნელობები შედგენილია პირდაპირ მთავარ მეხსიერებაში გადაცემის გარეშე. პროგრამის სპეციფიკური მახასიათებლების შესწავლისას გამოვლინდა, რომ ისინი განადგურდნენ მეხსიერების გარკვეულ და სხვა სფეროებში სხვადასხვა სიხშირით და მეხსიერების შუაში, მანამდე კი პროგრამა განადგურდა ძალიან ცოტა ხნის წინ, უფრო ხშირად, ვიდრე არა, როდესაც. ისევ განადგურდა. მისაღებია, რომ მწარმოებლის მიკროპროცესორი ინახავს ამ ინსტრუქციების ასლებს ადგილობრივი მეხსიერება. ამ შემთხვევაში, პროცესორს შეუძლია სწრაფად გააანალიზოს ამ ინსტრუქციების ასლი მთელი მარყუჟის განმავლობაში. თავდაპირველად საჭიროა მეხსიერებაზე წვდომა. ამ ინსტრუქციების შესანახად საჭიროა მეხსიერების მცირე რაოდენობა. თუ პროცესორში ინსტრუქციები სწრაფად უნდა შეივსოს, მაშინ მიკროპროცესორს ერთი საათი არ სჭირდება გასუფთავება. ამ გზით თქვენ დაზოგავთ საათს ინსტრუქციებზე. მაგრამ ეს არ არის საკმარისი მაღალსიჩქარიანი მიკროპროცესორებისთვის. ყველაზე დიდი პრობლემა ჩნდება მოწინავე მეხსიერების ორგანიზაციაში. პროცესის დროს მიკროპროცესორში არსებული მეხსიერების გამოყენება შეიძლება სწრაფად

პირველი დონის ქეში (L1 ქეში).ქეში მეხსიერება მდებარეობს პროცესორის შუაში. მეტი ფულია ყველა სხვა ტიპის მეხსიერებისთვის და ნაკლები მოვალეობისთვის. ინახავს ინფორმაციას, რომელიც სწრაფად ინახება, როგორც ეს შეიძლება იყოს მოკლე პროგრამის ციკლების დროს.

სხვა დონის ნაღდი ფული (ლ2 ქეში). ის ასევე მდებარეობს პროცესორის შუაში. მასში შენახული ინფორმაცია უფრო იშვიათად ინახება, ვიდრე ინფორმაცია, რომელიც ინახება პირველი დონის ქეშ მეხსიერებაში, შემდეგ კი მეხსიერება უფრო ხშირად ინახება. ასევე, პროცესორებს აქვთ მესამე დონის ქეში.

ძირითადი მეხსიერება.არის მეტი მეხსიერება, ნაკლები ქეში მეხსიერება და, შესაბამისად, ნაკლები სიჩქარე.

ფართომასშტაბიანი ქეში მეხსიერება საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ ყველაზე პროდუქტიული მიკროპროცესორები ძირითადი დინამიური მეხსიერების სიჩქარეზე. ასე რომ, თუ მთავარ მეხსიერებაზე წვდომის საათს 30%-ით შეამცირებთ, კარგად შემუშავებული ქეში მეხსიერების პროდუქტიულობა 10-15%-ით გაიზრდება. ქეშ მეხსიერებას, როგორც ჩანს, შეუძლია მნიშვნელოვანი გავლენა მოახდინოს პროცესორის პროდუქტიულობაზე, შესრულებული ოპერაციის ტიპის მიხედვით, ამიტომ მისი გაუმჯობესება სულაც არ მოიტანს პროცესორის მთლიანი პროდუქტიულობის ზრდას. ყველაფერი დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენად არის პროგრამა ოპტიმიზირებული ამ სტრუქტურისთვის და vikory ქეშისთვის, ასევე იმაზე, რომ პროგრამის სხვადასხვა სეგმენტები მოთავსებულია ქეშში ან ნაყარად ან ნაყარად.

ქეში მეხსიერება არა მხოლოდ გადააქვს მიკროპროცესორის სიჩქარეს წაკითხვის დროს მეხსიერებიდან, არამედ მას შეუძლია შეინახოს პროცესორის მიერ დაწერილი მნიშვნელობები მთავარ მეხსიერებაში; ეს მნიშვნელობები შეიძლება მოგვიანებით დაიწეროს, თუ ძირითადი მეხსიერება არ არის დაკავებული. ამ ქეშ მეხსიერებას ეწოდება ჩაწერის უკან ქეში. მისი შესაძლებლობები და ოპერაციული პრინციპები მნიშვნელოვნად განსხვავდება ქეშის საშუალებით ჩაწერის მახასიათებლებზე, რომელიც მონაწილეობს მეხსიერებიდან წაკითხვის ოპერაციაში.

საბურავი- ეს არის მონაცემთა გადაცემის არხი, სისტემის სრულიად განსხვავებული ბლოკების ვიკორიზაცია. ავტობუსი შეიძლება იყოს მავთულის ხაზების კომპლექტი სხვა დაფებიდან, შედუღებული კონექტორებზე, რომლებიც ათავსებენ სხვა დაფებს, ან ბრტყელი კაბელი. ინფორმაცია გადაიცემა ავტობუსით, როგორც ბრძოლების ჯგუფი. ერთი ხაზი (პარალელური ავტობუსი) შეიძლება გადავიდეს ავტობუსის საწყობში ერთი სიტყვის სქელი ბიტისთვის, ან ყველა ფრაგმენტი შეიძლება თანმიმდევრულად გაიაროს ერთი ხაზი საათში (სერიული ავტობუსი). ბევრი მნიშვნელოვანი მოწყობილობა - მოწყობილობა - შესაძლებელია ავტობუსთან დაკავშირება. ავტობუსზე მონაცემები მხოლოდ ერთ მათგანს ენიჭება. შესაბამისი და მისამართების სიგნალების შეერთება ნიშნავს ვისთვის. ძირითადი ლოგიკა ამუშავებს სპეციალურ სტრობ სიგნალებს, რათა მიუთითოს მომხმარებლისთვის მონაცემების მიღებისას. გადამზიდავი და გამგზავნი შეიძლება იყოს ცალმხრივი (გადაცემის ან მიღების გასაკეთებლად) ან ორმაგი მიმართულების (ორივეს გასაკეთებლად). თუმცა, ამჟამინდელი პროცესორის ავტობუსი დიდად არ დაგვეხმარება, რადგან მეხსიერებას არ შეუძლია მონაცემთა მაღალი სიჩქარით მიწოდება.

საბურავების ტიპები:

ხარკის საბურავი.ემსახურება მონაცემთა გადაცემას პროცესორსა და მეხსიერებას ან პროცესორსა და შეყვან-გამომავალ მოწყობილობებს შორის. ეს მონაცემები შეიძლება იყოს მიკროპროცესორის ბრძანებები ან ინფორმაცია, რომელსაც ის აგზავნის I/O პორტში ან იღებს შეყვანას.

ავტობუსის მისამართი. CPU გამოიყენება საჭირო მეხსიერების ან შეყვანა-გამომავალი მოწყობილობის შესარჩევად ავტობუსზე კონკრეტული მისამართის დაყენებით, რომელიც წარმოადგენს სისტემაში შემავალ ერთ-ერთ მეხსიერებას ან ერთ-ერთ შეყვან-გამომავალ ელემენტს.

საბურავი კეროვანია.ის გადასცემს სიგნალებს, რომლებიც დაკავშირებულია მეხსიერებასთან და შეყვან-გამომავალ მოწყობილობებთან. ეს სიგნალები მიუთითებს მონაცემთა გადაცემის მიმართულებაზე (პროცესორზე ან სხვა რამეზე).

BTB (ფილიალის სამიზნე ბუფერი)- ბუფერი დასუფთავების მიზნით. ეს ცხრილი შეიცავს ყველა მისამართს, რომლებზეც მიდიხართ ან შეგიძლიათ. Athlon პროცესორები ასევე იყენებენ ფილიალის ისტორიის ცხრილს (BHT) იმ მისამართების დასადგენად, რომლებიც უკვე შეფერხებულია.

რეესტრი- ეს არის პროცესორის შიდა მეხსიერება. და რიგი სპეციალიზებული დამატებითი მეხსიერების ერთეული, ასევე შიდა მიკროპროცესორული ინფორმაციის მატარებლები. რეესტრი არის მოწყობილობა მონაცემთა საათობრივად შესანახად, რიცხვები და ბრძანებები მუშავდება არითმეტიკული, ლოგიკური და გადაცემის ოპერაციების ხელშემწყობი მეთოდით. გარკვეული რეგისტრების ნაცვლად სპეციალური ელექტრონული სქემების მანიპულირება შესაძლებელია. მაგალითად, „გადახედეთ“ ბრძანების სხვა ნაწილებს სიმღერების შემდგომი რედაქტირებისთვის ან შეერთებისთვის არითმეტიკული ოპერაციებიციფრებზე მეტი. რეესტრის მთავარი ელემენტია ელექტრონული წრე, რომელსაც ეწოდება ტრიგერი , როგორ შეინახოთ ერთი ორნიშნა ( გამონადენი). რეესტრი არის ტრიგერების კრებული, ნაქსოვი მეგობარიერთი სასიმღერო რიტუალით, კერუვანიას ზაგალის სისტემით. არსებობს მრავალი სახის რეესტრი, რომლებიც კლასიფიცირებულია ჩართული ოპერაციების ტიპის მიხედვით.

ზოგიერთ მნიშვნელოვან რეესტრს აქვს საკუთარი სახელები, მაგალითად:

სუმატორი- ALU-ს რეესტრი, რომელიც მონაწილეობს ვიკონური კანის ოპერაციებში.

გუნდის მკურნალი- CU რეგისტრი, რომლის ნაცვლად მიუთითებს სამიზნე ბრძანების მისამართი, რომელიც ემატება; ემსახურება უახლესი მეხსიერებიდან პროგრამების ავტომატურ შერჩევას.

ბრძანების რეესტრი- CU რეგისტრი ბრძანების კოდის შესანახად მისი შესრულებისთვის საჭირო დროის განმავლობაში. ზოგიერთი ციფრი ინახება ოპერაციული კოდის შენახვით, ზოგი კი ინახება ოპერანდების მისამართის კოდებით.

მიმდინარე მიკროპროცესორების განვითარების ისტორია

თანამედროვე მიკროპროცესორების განვითარების ისტორია იწყება ტრანზისტორის გამოშვებით 1948 წელს, ძველი ელექტრონული მილების მსგავსად. თავისთავად, ტრანზისტორი არ არის ძალიან მძლავრი: ან გადაიტანოს ღერო თავისთავად, ან გადაკეტოს მისი გზა შუბით. თქვენ ყოველთვის შეგიძლიათ წვდომა სხვადასხვა სპეციალურ მასალებზე - "სახელმძღვანელო". ერთ ტრანზისტორს შეუძლია 40 ელექტრონული მილის შეცვლა. 1955 წ. Bell Laboratories-მა შექმნა ახალი თაობის პირველი ტრანზისტორი კომპიუტერი. 1960 წ. DEC კომპანიამ ამავე დროს გამოუშვა "მინი" კომპიუტერი, რომელიც შეიძლება მოთავსდეს პატარა ოთახში - PDP-1. მაგრამ ევოლუცია აქ არ შეჩერებულა და 60-იან წლებამდე დაიწყო ინტეგრირებული სქემების წარმოება. პირველი მათგანი შეიცავდა მხოლოდ 6 ტრანზისტორს, მოგვიანებით მათი რიცხვი გეომეტრიული პროგრესიით გაიზარდა. ტრანზისტორების რაოდენობა ინტეგრირებულ წრეზე აჭარბებს ათეულ მილიონს.

70-იანი წლების დასაწყისი აღინიშნა ახლის დაბადებით და, როგორც გაირკვა, უშუალოდ განვითარებისგან პერსპექტიული და უპრეცედენტო მემკვიდრეობის მიღება. გამოთვლითი ტექნოლოგია- 1971 წ. გამოვიდა მსოფლიოში პირველი მიკროპროცესორი. ეს არის ერთჩიპიანი მიკროპროცესორი სახელად 4004 (4-ბიტიანი მონაცემთა ავტობუსი და 16-პინიანი პაკეტი). Intel 4004 პროცესორი გახდა კორპორაციის ტექნოლოგიური ტრიუმფი: თითის ზომის მოწყობილობა, 200 დოლარი ღირდა და მისი გამოთვლითი სიმძლავრით უტოლდებოდა 1946 წელს შექმნილ პირველ EOM ENIAC-ს და დაიკავა მთლიანი სივრცე 85 კუბური მეტრი. მეტრი ახალმა ტექნოლოგიამ მაშინვე საფუძველი ჩაუყარა დაპროგრამებული კალკულატორების შექმნას დიდი რაოდენობით შემთხვევითი წვდომის მეხსიერებით (4-დან 64 კილობაიტამდე), რამაც მათ დიდი რაოდენობით მონაცემების დამუშავების საშუალება მისცა. 4004 პროცესორს თავდაპირველად აწარმოებდა იაპონური კომპანია Busicom. თუმცა, ფინანსური სიძნელეების გამო, იაპონელები წახალისდნენ ამ პროექტზე და განვითარება გადავიდა Intel-ის ხელში. მიკროპროცესორის გამოჩენამ შეცვალა მთელი მიკროელექტრონული ბაზარი და ასევე იმ კომპიუტერების გამოჩენამ, რომლებზეც დღეს ვმუშაობთ.

ეს არ იქნებოდა პარადოქსული, მაგრამ 4004 პროცესორის გამოჩენისთანავე Intel-მა დაკარგა ლიდერობა ბაზარზე. ჩვენამდე 70-იან წლებში პროცესორების ბაზარზე ლიდერები იყვნენ კომპანიები ZILOG და MOTOROLA. ალე ინტელმა ყველაფერი გააკეთა ახალი პროცესორი, რომელიც გახდა თანამედროვე პერსონალური კომპიუტერის პროცესორების პროტოტიპი, რვა ბიტიანი პროცესორი i8008 (1972 წ.). i8080 იყო მსოფლიოში პირველი პერსონალური კომპიუტერის Altair-ის საფუძველი. ყველა x86 პროცესორი დაფუძნებულია i8080-ზე. მიუხედავად მისი დიდი ღირებულებისა და დიდი გაყიდვების ძალისა, ამ პროცესორმა გვერდი აუწია Zilog-80-ს ბაზარზე, რომელიც, თავის მხრივ, პასუხისმგებელი იყო i8080-ის ასეთ პოპულარობაზე. Z-80 პროცესორი შეიქმნა ინჟინრების ჯგუფის მიერ, რომლებიც ადრე მუშაობდნენ Intel-ში და მონაწილეობდნენ i8080-ის შემუშავებაში.

1980-იან წლებში Intel-მა დაიწყო მაღალი პროდუქტიული დესკტოპის კომპიუტერის ფლობის ეპოქა. დაიბადა 1982 წელს ყველაზე აქტუალური, იმ დროისთვის, მიკროპროცესორი i286, რომელსაც ასევე, უპრეცედენტო პროდუქტიულობის გარდა, როგორც ჩანს, აქვს უნარი უზრუნველყოს მდიდარი დავალების რეჟიმი და დაცული რეჟიმი (დაცული რეჟიმი). იგი ასევე მხარს უჭერს მეხსიერებას გაფართოებადი მეხსიერების (EMS), 8 მბ-მდე. 1985 წ. გამოჩნდა i386 მიკროპროცესორი. i386 MAV პროცესორს აქვს მრავალფუნქციური რეჟიმის მხარდაჭერის სრული სისტემა, სეგმენტის დაცვის მექანიზმი და შეუძლია 64 მბ-მდე ოპერატიული მეხსიერება.

გაუმჯობესებულმა მიკროპროცესორულმა ტექნოლოგიამ შესაძლებელი გახადა მათი საათის სიხშირის მნიშვნელოვნად გაზრდა. ახალი თაობის პროცესორებს აქვთ დაბალი სამუშაო ძაბვა და ნაკლები ნაკადი, რაც შთანთქავს მათ მიერ დანახულ სითბოს ცვლილებას. მაგრამ ყველაზე მნიშვნელოვანი მიღწევები არის ის, რომ შეცვლილი ტექნოლოგიური პროცესის სტანდარტებით, შესაძლებელია მნიშვნელოვნად გაიზარდოს ტრანზისტორების რაოდენობა ერთ ჩიპზე. ტრანზისტორების დიდი რაოდენობა, რომლებიც შედიან პროცესორის საცავში, საშუალებას აძლევს პროცესორის არქიტექტურის დახვეწას უფრო მეტი პროდუქტიულობის მისაღწევად. ახლა პროცესორების სიმძლავრე მნიშვნელოვნად გაიზარდა პირველი პროცესორის 4-დან i386 პროცესორში 32-მდე.

მნიშვნელოვანი ეტაპი პერსონალური კომპიუტერის პროცესორების არქიტექტურის განვითარებაში (ეშმაკის რევოლუცია) იყო i486 პროცესორის გამოჩენა. იმ დროისთვის ტექნოლოგიურმა პროცესმა მიაღწია 1 მიკრონის ნიშნულს, რის გამოც შესაძლებელი გახდა პროცესორის ბირთვში 1,5 მილიონი ტრანზისტორის დამატება, რაც თითქმის 6-ჯერ აღემატებოდა უახლესი 386-ე თაობის CPU-ს. Vіn bv 1500-ჯერ swidshe მისი "დიდი ბაბუისთვის" i4004. პერსონალური კომპიუტერის პროცესორის არქიტექტურაში პირველად გამოჩნდა ხუთი ეტაპის კონვეიერი. კონვეიერის გამოთვლები, რა თქმა უნდა, პერსონალური კომპიუტერების გამოჩენამდე დიდი ხნით ადრე იყო, მაგრამ ინტეგრაციის მაღალმა დონემ ახლა პროცესის სტაგნაციის საშუალება მისცა. ეფექტური მეთოდიგამოთვალეთ თქვენს პერსონალურ კომპიუტერზე. ერთ ჩიპზე Intel-მა მოათავსა როგორც პროცესორი, ასევე მათემატიკური გამოთვლითი პროცესორი და L1 ქეში მეხსიერება, რომლებიც ადრე იყო განაწილებული სხვა მიკროსქემებში. ეს რევოლუცია მოხდა პირველი მიკროპროცესორის გამოჩენიდან 20 წლის შემდეგ, 1989 წელს. 486-ე მიკროპროცესორს აქვს საკმარისი სიჩქარის კოდი იმ დროისთვის. პროცესორის საათის სიხშირე უსწრებს სისტემის ავტობუსის საათის სიხშირეს.

486 პროცესორის გამოშვების შემდეგ მიკროპროცესორის განვითარების ტექნოლოგიური პროცესი სწრაფი ტემპით დაიწყო განვითარება. პენტიუმის ეპოქა 90-იან წლებში დაიწყო. ბოლო დროს Intel-მა გამოუშვა უფრო დახვეწილი მიკროპროცესორები. p align="justify"> Pentium პროცესორი არის რევოლუცია პერსონალური კომპიუტერების კომპიუტერული ინდუსტრიაში. მიკროპროცესორების პროდუქტიულობა დაიწყო კლება, შემდეგ კი კომპიუტერი ხელმისაწვდომი გახდა მოსახლეობის ყველა ვერსიისთვის. კომპიუტერი მართლაც პერსონალური გახდა. ეს ნიშნავს უბრალო კორისტუვაჩზე ფოკუსირებას, რომელსაც ღრმა ცოდნა აქვს ამ გალუზიაზე.

მიკროპროცესორულ და კომპიუტერულ ინდუსტრიაში ასეთი სწრაფი პროგრესისთვის სავსებით შესაძლებელია 2011 წლამდე. მიკროპროცესორები მუშაობენ 10 გჰც-მდე საათის სიჩქარით. ამ შემთხვევაში კანის პროცესორში ტრანზისტორების რაოდენობა 1 მილიარდს აღწევს, გამოთვლილი ინტენსივობა კი არის 100 მილიარდი ოპერაცია წამში. მიკროპროცესორული კომპანია Intel pentium

მიმდინარე მიკროპროცესორული ბაზრის სტრუქტურა

უნივერსალური მიკროპროცესორების ბაზარზე დომინანტური პოზიცია უკავია მიკროპროცესორებს x86 ინსტრუქციების ნაკრებით. მთავარი მწარმოებლები არიან Intel, AMD და VIA. ასეთი მიკროპროცესორების წარმოება მალე 10-15%-ით გაიზრდება. ზოგიერთი სხვა მიკროპროცესორი RISC არქიტექტურით ხდება ბაზრის 20%-თან ახლოს.

ამჟამად მიმდინარეობს თანამედროვე არქიტექტურის მიკროპროცესორებზე დაფუძნებული გამოთვლითი სისტემების ვიბრაცია და განვითარება. (ცხრილი 1)

ცხრილი 1. ყველაზე მოწინავე მიკროპროცესორული არქიტექტურები.

ისტორიულად, x86 არქიტექტურის მქონე მიკროპროცესორები დომინირებენ პერსონალურ კომპიუტერებზე, ხოლო RISC პროცესორები დომინირებენ სამუშაო სადგურებზე, მაღალი ხარისხის სერვერებზე და სუპერკომპიუტერებზე. ამ მომენტში, x86 არქიტექტურის მქონე პროცესორებმა მნიშვნელოვნად გააუქმეს RISC პროცესორები თავიანთ ტრადიციულ სტაგნაციაში, იმავდროულად, სამუშაო სადგურების მრავალი მწარმოებელი, როგორიცაა SUN, ცდილობს შევიდეს პერსონალურ EOM ბაზარზე თავისი პროცესორებით.

დღეს მიკროპროცესორების მთავარი მწარმოებლები თითქმის თანაბარი არიან ტექნოლოგიურ შესაძლებლობებში, ამიტომ „სიჩქარისთვის ბრძოლაში“ არქიტექტურული ფაქტორი პირველ ადგილზეა. მიკროპროცესორების არქიტექტურა რამდენიმე წლის განმავლობაში ვითარდებოდა ორი ძირითადი მიმართულებით. კანის საზღვრებზე პირდაპირ, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, გამოიყენება პროდუქტიულობის გაზრდის ადრე განხილული არქიტექტურული მეთოდები, ისევე როგორც ენერგიის პრიორიტეტები.

პირველმა პირდაპირ უარყო სახელი Speed ​​​​Daemon. მას ახასიათებს მაღალი პროდუქტიულობის მიღწევის მცდელობები მიკროპროცესორის განსაზღვრული შიდა სტრუქტურული ორგანიზაციისთვის მაღალ საათის სიხშირეზე ფოკუსირებით.

კიდევ ერთი პირდაპირი გზა - Drainiac - დაკავშირებულია მაღალი პროდუქტიულობის მიღწევებთან დაგეგმვის ლოგიკის სირთულისა და პროცესორის შიდა სტრუქტურისთვის. კოჟენი პირდაპირ მიუთითებს თავის ოპონენტებსა და მომხრეებზე და, ცხადია, დაარსების დეკლარაციაზე.

კომპანიებმა, რომლებიც ავითარებენ RISC პროცესორებს, შექმნეს და აქტიურად განავითარეს თავიანთი მიკროპროცესორული არქიტექტურა, რაც უზრუნველყოფს პროგრამული უზრუნველყოფის გადაცემას იმავე ოჯახის მიკროპროცესორების თაობებს შორის, ცვლის წარმოების ტექნოლოგიურ სტანდარტებს და ზრდის პროდუქტიულობას.

RISC მიკროპროცესორების უმრავლესობის უნიკალური თვისებაა 64-ბიტიანი ფიქსირებული და მცურავი წერტილიანი ოპერანდების მაღალსიჩქარიანი დამუშავება. ასეთი მიკროპროცესორების ფუნქციური კვანძების შექმნას დასჭირდება დასაკეცი მიკროსქემის გადაწყვეტილებები, რაც ნიშნავს, რომ პროცესორის ლოგიკურ წრეებში არის ტრანზისტორების დიდი რაოდენობა და მათი დიდი რაოდენობა; მეტალიზაციის ბურთები ურთიერთკავშირების შესაქმნელად.

მაქსიმალური პროდუქტიულობის მიღწევის გზების ძიებაში, RISC არქიტექტურის მქონე მიკროპროცესორების შემქმნელები სულ უფრო მეტად აძლევენ თავს უფლებას გასცდნენ კანონიკურ პრინციპებს. ამავდროულად, CISC არქიტექტურის მიკროპროცესორებში, რომელთა ყველაზე აშკარა წარმომადგენლები არიან H8B ოჯახი, ინერგება RISC პროცესორების შემუშავებით შემუშავებული გადაწყვეტილებები.

ამ განყოფილებაში, სხვადასხვა მწარმოებელი კომპანიის მიკროპროცესორების კონდახებზე, განიხილება ძირითადი არქიტექტურული და ტექნიკური გადაწყვეტილებები, რომლებიც ამჟამად მუშავდება მიკროპროცესორების შემუშავებაში.

დღევანდელი INTEL პროცესორები

Intel არის მიმდინარე მიკროპროცესორების ერთ-ერთი წამყვანი მწარმოებელი. კომპანია დააარსეს რობერტ ნოისმა და გორდონ მურმა, დაბადებულებმა 1968 წელს. ინტელიინგლისურიდან ითარგმნა როგორც "ინტეგრირებული ელექტრონიკა". კომპანიის ბიზნეს გეგმას რობერტ ნოისი დრუკარსკის მანქანაზე გაავრცელებს და მხოლოდ ერთ მხარეს დაიკავებს. ბანკისთვის გადაცემის შემდეგ, ახლადშექმნილმა კომპანიამ 2,5 მილიონი დოლარის სესხი აიღო.

კომპანია წარმატებული გახდა 1971 წელს, როდესაც Intel-მა იაპონურ კომპანია Busicom-თან პარტნიორობა დადო. Intel-მა გადაწყვიტა თორმეტი სპეციალიზებული მიკროსქემის შექმნა და ინჟინერ ტედ ჰოფის წინადადებით კომპანიამ შექმნა ერთი უნივერსალური მიკროპროცესორი Intel 4004. ამ პროცესორის პროდუქტიულობა უტოლდებოდა იმდროინდელი სხვა პროცესორების, კომპიუტერების პროდუქტიულობას. ახლა Intel 8008 გაიყო.

1990-იან წლებში კომპანია გახდა სახლის პერსონალური კომპიუტერების უმსხვილესი მწარმოებელი. Pentium და Celeron პროცესორების სერიები ყველაზე მოწინავეა.

მიკროპროცესორი Pentium M

Intel-ის ერთ-ერთი დარჩენილი მიღწევა, ჩვენ მოვუწოდებთ მომხმარებელს ახალი შესაძლებლობების მიცემას მობილური რობოტები, Centrino ტექნოლოგიის განვითარება დაიწყო. ეს ტექნოლოგია ენერგიას გადასცემს ახალი Pentium M მიკროპროცესორების კომპიუტერს (დამუშავების ეტაპზე მიკროპროცესორს აქვს კოდის სახელი Banias), ახალ Intel 855 ჩიპსეტს და იძლევა წვდომის საშუალებას. ისრის გარეშე ზომებიმონაცემთა გადაცემა 802.11 ოჯახის სტანდარტებიდან.

Centrino ტექნოლოგიაზე დაფუძნებული სისტემების მთავარი უპირატესობებია: ენერგიის დაბალი მოხმარება, რაც უზრუნველყოფილია მიკროპროცესორის ბირთვის სიხშირის კონტროლისთვის და ძაბვის მიწოდების "ინტელექტუალური" სისტემით - გაძლიერებული SpeedStep, მცირე წონის მახასიათებლები განხორციელების რეჟიმისთვის მეტი სისტემა. ფუნქციონირებს მაღალი ხარისხის ჩიპსეტში, ისევე როგორც გაზრდილი საკომუნიკაციო შესაძლებლობები, ჩაშენებული რადიო Ethernet კონტროლერის არსებობა.

Pentium M მიკროპროცესორი, რომელიც არის Centrino ტექნოლოგიის მთავარი ელემენტი, შეიცავს უამრავ ახალ გადაწყვეტილებას, რომელიც გააუმჯობესებს Pentium III და Pentium 4 მიკროპროცესორების მობილურ ვერსიებს.

უფრო დეტალური პროგნოზი. Pentium M მიკროპროცესორი ერთდროულად იყენებს სამ განსხვავებულ ალგორითმს მონაცემთა გადაცემისთვის, რის შედეგადაც ხდება ინტელექტუალური და გიჟური გადასვლების, ციკლების, ასევე პროგრამის შესრულების ისტორიის ანალიზი. შექებული გადაწყვეტილებით გროვდება ყველაზე ზუსტი პროგნოზის შედეგები;

მიკროოპერაციებთან ერთად. მიკროპროცესორი აერთიანებს მიკროოპერაციებს სხვადასხვა ფუნქციური ბლოკების ერთსაათიანი შესრულებისთვის პროდუქტთან CISC ბრძანებების დეკოდირებისთვის. რიგი მიკროოპერაციების პარალელურად განხორციელება ეფექტურად უწყობს ხელს პროდუქტიულობას/ენერგოეფექტურობას;

საფუძვლიანად keruvannya დასტის. სტეკის მენეჯმენტი ხორციელდება მიკროოპერაციების დონეზე, რაც საშუალებას იძლევა ეს პროცესი განხორციელდეს ნაკლები ენერგიის მოხმარებით;

გაუმჯობესებულია SpeedStep ენერგიის მართვის ტექნოლოგია. გარდა ამ ტექნოლოგიის უახლესი ვერსიისა, რომელიც მხარს უჭერს სიჩქარის/ძაბვის ორ თანაფარდობას, Pentium M აღჭურვილია მეტი სიჩქარით თქვენი მოთხოვნილებების დასაკმაყოფილებლად. ასევე, დამატებითი პროდუქტიულობისთვის მინიმალური ენერგიის მოხმარებით. თქვენ ასევე უნდა გაითვალისწინოთ ენერგიის დაზოგვა სისტემის ავტობუსზე მუშაობის საათში (პროცესორის მონაცემების კითხვა გააქტიურებულია ჩიპსეტზე ბრძანების შემდეგ, სანამ მონაცემები მიიღება) და ქეში მეხსიერება (ქეშის ფრაგმენტი, რომელიც ამჟამად გაშვებულია, გააქტიურებულია). არის სისასტიკის აფეთქება).

მიკროპროცესორი შეიცავს ვექტორული ოპერაციების ბლოკს SSE2, ცალკე ბრძანება და მონაცემთა ქეში პირველი დონის 32 KB ზომის და ცალკე ქეში მეხსიერება მეორე დონის 1 MB ზომის. პროცესორის ავტობუსის ეფექტური სიხშირეა 400 MHz, ხოლო პროცესორის ბირთვის სიხშირე 0.9-დან 1.6 GHz-მდე. მიკროპროცესორის მიერ გამომუშავებული სიმძლავრე 1,6 გჰც სიხშირეზე ხდება 24,5 ვტ.

პროცესორი ბრუნავს 0,13 მიკრონი ტექნოლოგიის გამოყენებით და შეიცავს 77 მილიონ ტრანზისტორს ჩიპზე.

პროდუქტიულობის თვალსაზრისით, Pentium M 1.7 GHz საათის სიხშირით შეიძლება ტოლი იყოს Pentium 4 - 2.5 GHz. მიკროპროცესორის საშუალო სიმძლავრე შეიძლება იყოს 1-დან 7 ვტ-მდე, ხოლო მაქსიმალური სიმძლავრე არ აღემატება 25 ვტ-ს.

Core 2 Duo - x86-crazy პროცესორი. მიჰყევით Intel Core 2 პროცესორების ოჯახს.

Core 2 Duo და Core 2 Extreme, დაყოფილია ინტელის საფუძვლები Pentium M (Pentium Pro არქიტექტურა), გამდიდრებულია ყველაზე მოწინავე NetBurst არქიტექტურით და ახალი ტექნოლოგიების მასივით:

Intel Wide Dynamic Execution არის ტექნოლოგია, რომელიც აწვდის უფრო მეტ ბრძანებებს საათის ციკლზე, რაც აუმჯობესებს აპლიკაციების ეფექტურობას და აუმჯობესებს ენერგოეფექტურობას. პროცესორის კანის ბირთვს შეუძლია 4-მდე ინსტრუქციის დამუშავება ერთდროულად 14-საფეხურიანი კონვეიერის გამოყენებით.

Intelligent Power Capability არის ტექნოლოგია, რომელიც საშუალებას აძლევს ჩიპის მიმდებარე კვანძების მუშაობას საჭიროების შემთხვევაში გააქტიურდეს, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს მთლიანად სისტემის ენერგიის მოხმარებას.

Intel Advanced Smart Cache არის მაღალი მოცულობის ტექნოლოგია L2 ქეში მეხსიერების ყველა ბირთვისთვის, რომელიც ამცირებს დახარჯული ენერგიის მოხმარებას და აუმჯობესებს პროდუქტიულობას, შესაბამისად, საჭიროების შემთხვევაში, პროცესორის ერთ-ერთ ბირთვს შეუძლია გამოიყენოს მთელი ქეში მეხსიერება - მეხსიერება, როდესაც სხვა ბირთვი დინამიურად არის დაკავშირებული.

Intel Smart Memory Access არის ტექნოლოგია, რომელიც ოპტიმიზებს მეხსიერების ქვესისტემის მუშაობას, რაც აჩქარებს დამუშავების დროს და ზრდის მეხსიერების ქვესისტემის გამტარუნარიანობას.

Intel Advanced Digital Media Boost არის ტექნოლოგია 128-ბიტიანი SSE, SSE2 და SSE3 ბრძანებების დასამუშავებლად, რომელიც ფართოდ გამოიყენება მულტიმედიასა და გრაფიკულ აპლიკაციებში, ერთი საათის ციკლში.

ყველა Core 2 Duo პროცესორი მუშაობს წინა გვერდითი ავტობუსის (FSB) საათის სიჩქარით 266 MHz, ხოლო Pentium 4 და Pentium D მოდელების უმეტესობა იყენებს 200 MHz ავტობუსს. პროცესორების ბრალის მიღმა კობის ვაზი, ყველა მოდელი აღჭურვილია 4 MB L2 ქეშით, რომელიც გამოიყენება პროცესორის ბირთვის დასაცავად. ყველა პროცესორს აქვს 64-ბიტიანი Intel გაფართოებების მხარდაჭერა (EM64T), მულტიმედიური ინსტრუქციები (SSE2 და SSE3), ვირტუალიზაციის ტექნოლოგია (VT) და ვირტუალიზაციის ტექნოლოგია (XD). ამ ფუნქციების გარდა, ყველა მოდელი მხარს უჭერს ენერგიის მართვის უახლეს ტექნოლოგიებს: თერმული მონიტორი 2 (TM2), გაძლიერებული გაჩერების მდგომარეობა (C1E) და გაძლიერებული სიჩქარის ნაბიჯი (EIST).

ამ დროისთვის, ამ ახალი პროცესორის არქიტექტურა კიდევ უფრო რთულია მდიდარი მხარდამჭერების პრობლემების გადაჭრა.

Intel Core 2 Quad

ინტელიბირთვი 2 ოთხკუთხედი- Intel-ის ახალი ოთხბირთვიანი პროცესორების ოჯახი, რომელიც აერთიანებს ორ ორბირთვიან ჩიპს ერთ პლატფორმაზე. პროცესორის წარმოებისთვის გამოყენებული იყო ინოვაციური 45 ნმ ტექნოლოგიური პროცესი. მიუხედავად იმისა, რომ ამ პროცესორებს აქვთ ფართოდ გაფართოებული Core მიკროარქიტექტურის ვარიანტები, ისინი დიდ ინტერესს იწვევს. მარჯვნივ, Quad არ არის წინა ბოლო 65 ნმ პროცესორის ბირთვების ახალი წარმოების ტექნოლოგიაზე გადაცემის მარტივი შედეგი. Intel-ის ინჟინრებმა განახორციელეს დაბალი გაუმჯობესების ინვესტიციები გაზრდილი პროდუქტიულობისთვის, რომლის მიღწევაც შესაძლებელია საათის სიჩქარის გაზრდის გარეშე. იგი ეფუძნება Wolfdale-ის ორ ორბირთვიან დირიჟორ კრისტალს, რომლებიც შეფუთულია ერთი პროცესორის პაკეტში.

45 ნმ ტექნოლოგიური პროცესის დასაუფლებლად კომპანიამ ჩაატარა ვრცელი სამეცნიერო კვლევა კლასიკური დიელექტრიკული მასალების გამოყენებით (ზოკრემა, სილიციუმის ოქსიდი), რომლებიც წარმოებისთვის დაფუძნებულია გასული საუკუნის 60-იან წლებში. ინტეგრირებული სქემები, შეიცვალა ფუნდამენტურად ახლით (რომელიც აერთიანებს იშვიათი დედამიწის ლითონის ჰაფნიუმს). ახალი 45 ნმ ტრანზისტორები იყენებენ მეტალის კარიბჭეს პოლიკრისტალური სილიკონის კარიბჭის ნაცვლად, ასევე დიელექტრიკს მაღალი დიელექტრიკული შეღწევადობით (high-k) - ჰაფნიუმის სილიციდი.

დირიჟორის ელემენტების დიზაინის შეცვლით შესაძლებელია წნევის წერტილების რაოდენობის ცვალებადობა. ახალი ტექნოლოგიური პროცესი 45 ნმ სტანდარტებით თითქმის აორმაგებს ტრანზისტორების სისქეს ჩიპზე და გარდა ამისა, ზრდის ურთიერთდაკავშირების სიჩქარეს დაახლოებით 20%-ით და ამცირებს მის საჭიროებას 30%-ით, ვისთვის არის დაძაბვა. როგორც დამატებითი ბონუსი, ახალი მასალები ყოველთვის საჭიროებს ნაკადის მნიშვნელოვან ცვლილებას: შემობრუნების არხში - დაახლოებით ხუთჯერ, და ჩამკეტის დიელექტრიკის მეშვეობით - დაახლოებით სიდიდის ბრძანებით.

ახალი ტექნოლოგიური პროცესით Intel აპირებს გააგრძელოს Core 2 Quad ოჯახის პროცესორების სიხშირის გაზრდა 3.0 გჰც-მდე, ხოლო Core 2 Duo ხაზის - 3.33 გჰც-მდე, რაც მათ აღემატება ძირითადი თერმული ჩარჩოს ფარგლებში. პაკეტები 95 და 65 ვტ, ცხადია. ახალი ტექნოლოგიის კიდევ ერთი უპირატესობა: პროცესორები იყენებენ სხვა დონის ქეშ მეხსიერებას საერთო მოცულობით 12 მბ: 6 მბ თითოეულ ორ ბირთვზე.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ახალი ტექნოლოგიური პროცესის დანერგვის გამო, ყოველდღიური პროცესორების ყოველდღიურ ცვლილებებზე გავლენას არ მოახდენს ბირთვების რაოდენობა. ბირთვების წყვილი ასევე ნაწილდება სხვადასხვა კრისტალებზე და ცვლის მონაცემებს სისტემის ავტობუსის და ოპერატიული მეხსიერების მეშვეობით. თუმცა, პრაქტიკაში ქეში მეხსიერების შეყოვნების ცვალებადობა გვიჩვენებს, რომ ახალ პროცესორს, მეტი დატვირთვით, მაინც ცოტა მეტი სიმძლავრე აქვს.

ამავდროულად, ახალი პროცესორების ქეში მეხსიერებამ გააუქმა დამატებითი ფუნქცია „გაძლიერებული ქეში ხაზის გაყოფის დატვირთვა“. ეს ინოვაცია იწვევს ქეში მეხსიერებიდან არასწორად დამოწმებული მონაცემების უფრო სწრაფად მოძიებას, რომელთაგან ზოგიერთი შეიძლებოდა მოთავსებულიყო ერთ რიგში, მაგრამ მოიხმარდა ქეშს სხვადასხვა რიგებში. ახალი ფუნქცია საშუალებას გაძლევთ გადაიტანოთ ასეთი მონაცემები და გააკეთოთ მათი შერჩევა დესკტოპის ქეშიდან და ბრაუზერიდან, თითქოს ისინი ერთ რიგში დგანან. თეორიულად, ამ გაუმჯობესებამ შეიძლება დააჩქაროს ტრაქტატების სკანირებასთან დაკავშირებული დანამატების მუშაობა.

Quad პროცესორებს შეუძლიათ გააფართოვონ SIMD ბრძანებების სისტემა. Intel CPU-ების ახალი თაობა მხარს უჭერს SSE4.1 კომპლექტს, რომელიც შედგება 47 ახალი ინსტრუქციისგან. არანაკლებ ახალი ბრძანებები, მიუხედავად მათი დიდი რაოდენობისა, არ არის დაკავშირებული კომპლექტი, SSE4 ნაკრები მოიცავს სხვადასხვა დამატებებს უკვე არსებულ SIMD ინსტრუქციებში. ახალი გუნდები, ტრადიციის მიხედვით, პასუხისმგებელნი იქნებიან ახალი პროცესორების მუშაობის სიჩქარის გაზრდაზე ტრივიალური გრაფიკით, სტრიმინგის ვიდეოთი და სამეცნიერო გამოთვლითი ამოცანების შემცირების მიზნით.

გვინდა აღვნიშნოთ, რომ Intel-მა კარგი ტემპი აიღო ტექნოლოგიური პროცესებისა და პროცესორის არქიტექტურის შეცვლაში. როგორც დაგეგმილი იყო, ახალ მიკროარქიტექტურებს ახლა ინტელი ერთდროულად წარუდგენს და მათი დანერგვისთანავე პროცესორის ბირთვები ახალ ტექნოლოგიურ პროცესზე გადაინაცვლებს მათში რამდენიმე მცირე გაუმჯობესებით. ამ გეგმასთან ერთად, შეტევის დასასრულთან უფრო ახლოს, სუსტრიხი ფუნდამენტურად ახალი არქიტექტურით გაჩნდება, რომელიც დღეს ცნობილია კოდური სახელებით Nehalem.

მიმდინარე მიკროპროცესორები AMD-დან

Intel-ის მიკროპროცესორების წარმატებული კონკურენცია არის AMD-ის პროდუქტები. რიგი ინდიკატორების მიხედვით, ამ კომპანიების მიკროპროცესორები ლიდერობენ. გარდა ამ არქიტექტურული და ტექნიკური გადაწყვეტილებებისა, რომლებიც პირველად იქნა ნაპოვნი AMD მიკროპროცესორებში, ისინი შემდგომში გაფართოვდნენ სხვა პროცესორებში, მათ შორის Intel-ის მიკროპროცესორებში.

მიკროპროცესორი K5

AMD-ის წარმატებების პარალელურად, Intel-მა და Intel-მა მიიღეს მიკროპროცესორების ერთი თაობა, რომლებიც დიდწილად ეყრდნობოდნენ ლიცენზირებულ ტექნოლოგიას და შეიტანეს მცირე დიზაინის ცვლილებები მათ მიერ გამოშვებულ მიკროპროცესორებში. Pentium მიკროპროცესორის გამოჩენამ შექმნა ბაზრის ზეწოლის პირდაპირი საფრთხე AMD-სთვის, რამაც სტიმული მისცა კომპანიას გაეაქტიურებინა მუშაობა x86-ზე დაფუძნებული მიკროპროცესორების ახალი ოჯახის შექმნაზე. K5-ზე მუშაობა გამოქვეყნდა, თუ დეტალები Pentium პროცესორის შესახებ ჯერ არ იყო ხელმისაწვდომი. AMD-ის ინჟინრებმა შეძლეს შეექმნათ მძლავრი მიკროარქიტექტურა, რომელიც უზრუნველყოფდა x86 პროცესორებისთვის მშობლიური პროგრამული უზრუნველყოფის გაშვების შესაძლებლობას.

მას შემდეგ, რაც AMD გეგმავდა თავისი მიკროპროცესორის მიწოდებას 100-120 MHz სიხშირით 1995 წელს, გამოვიდა ათასზე მეტი ასეთი პროცესორი და მათი საათის სიხშირე მხოლოდ 75 MHz იყო. K5-ის ძირითადი მიწოდება დაიწყო 1996 წლის პირველ კვარტალში, მას შემდეგ რაც კომპანია გადავიდა 0,35 მიკრონი ტექნოლოგიაზე, რომელიც განვითარდა Hewlett-Packard-თან ერთად. ამან შესაძლებელი გახადა ტრანზისტორების რაოდენობის გაზრდა 4,2 მილიონამდე კრისტალზე 167 მმ 2 ფართობით.

K5]68] არის AMD-ის პირველი მიკროპროცესორი, რომელიც არ განიცდიდა ინტელის რაიმე ინტელექტუალურ ძალას (მიკროკოდის გამო), მაგრამ ამავე დროს აქვს ისეთივე პროდუქტიულობა, როგორიც Intel-ის პროცესორებს. უამრავი პროგრამა, ზუსტად ასეთი Microsoft Excel, Word, CorelDRAW, მუშაობდა K5 სერიის პროცესორებზე 30%-ით უფრო სწრაფად, ვიდრე Pentiums-ზე იმავე საათის სიხშირეზე. ეს პროდუქტიულობა მიიღწევა ძირითადად უფრო დიდი ქეში მეხსიერების და უფრო პროგრესული სუპერსკალარული არქიტექტურის გამოყენებით. RISC86 არქიტექტურა, რომელიც გამოიყენება AMD მიკროპროცესორებში.

როგორც ჩანს, x86 ბრძანებებს აქვთ მოქნილი სტრუქტურა და რთული სტრუქტურა, რაც ართულებს მონაცემთა მიღმა არსებულ ინსტრუქციებს შორის არსებითი მნიშვნელობების გაშიფვრას და ანალიზს. AMD-ის არქიტექტურაში, დეკოდერი, რომელიც წარმოადგენს მიკროპროცესორის უდიდეს ნაწილს, არღვევს დიდ CISC ინსტრუქციებს მცირე RISC-ის მსგავს კომპონენტებად, სახელწოდებით ROPs (RISC ოპერაციები).

ROP გამოიცნობს ბრძანებებს x86 მიკროპროცესორების მიკროკოდზე. x86 არქიტექტურის მქონე პირველმა მიკროპროცესორებმა ააშენეს მიკროინსტრუქციების საკუთარი კოლაფსირებადი ნაკრები, ირჩევდნენ მიკროკოდს შიდა არასტაბილური მეხსიერებიდან. სხვა x86 მიკროპროცესორებში მიკროკოდის გამოყენება მინიმუმამდეა დაყვანილი მარტივი ბრძანებების გამოყენებისა და მათი ტექნიკის განხორციელების გამო.

Pentium ჩანაცვლებაში, ორი კონვეიერის ნაცვლად ორი მთლიანი ოპერაციის პარალელურად შესრულებისთვის, K5-ს აქვს ექვსი პარალელური ფუნქციონირების ბლოკი. ამავდროულად, მცურავი წერტილის ინსტრუქციები, შენახვა/შენახვა ან გადასვლის ინსტრუქციები შეიძლება დაემატოს ყველა ოპერაციას. შენახვის/დაზოგვის ერთეულს შეუძლია მეხსიერებიდან ორი ინსტრუქციის არჩევა ერთ ციკლში. Pentium-ისა და K5-ის კიდევ ერთი მახასიათებელია ის, რომ მათ შეუძლიათ შეცვალონ შერწყმული ბრძანებების თანმიმდევრობა.

მცურავი წერტილის ერთეული (FPU) შეესაბამება x86 სტანდარტებს, მაგრამ შესრულების სარგებელი გადაირიცხება Pentium პროცესორის FPU-ზე.

Vikorista K5 არქიტექტურაში აერთიანებს CISC და RISC პრინციპებს, რაც იძლევა x86 ინსტრუქციების ნაკრების უფრო დიდი ურთიერთკავშირის საშუალებას. გაზრდილი სირთულის ფასად AMD პროცესორიმე შევძელი ჩემი პროდუქტიულობის გაზრდა x86 ბრძანების სისტემაზე ფულის დაზოგვისას. ძალიან მნიშვნელოვანია ამ მიკროპროცესორის არქიტექტურის პროგრამული უზრუნველყოფის მხარდაჭერის ფართო გაფართოების უზრუნველყოფა.

მიკროპროცესორი K6

K6 მიკროპროცესორი გამოვიდა 1997 წელს 0,35 მიკრონი CMOS ტექნოლოგიის გამოყენებით ხუთბურთიანი მეტალიზებით, 8,8 მილიონი ტრანზისტორზე განთავსებული ჩიპზე 162 მმ 2 ფართობით, რომელიც მუშაობს საათის სიხშირეზე 166, 200 233 MHz და დამონტაჟებულია სოკეტში. .

K5-ის მსგავსად, K6-ს აქვს სუპერსკალარული RISC86 არქიტექტურა ცალკეული ბრძანების დეკოდირებით/ბრძანებით, რაც უზრუნველყოფს შეტევას x86 ინსტრუქციის სისტემაზე და აღწევს მეექვსე თაობის მიკროპროცესორების მაღალ პროდუქტიულობის სიმძლავრეს. K6 აღჭურვილობა მულტიმედიური გაფართოებული ბრძანების სისტემით - MMX. პროდუქტიულობის თვალსაზრისით, K6 მნიშვნელოვნად აღემატება Pentium MMX-ს და ტოლია Pentium Pro-ს იმავე საათის სიჩქარით. როგორც Pentium Pro, K6 კვლავ წარმატებით ატარებდა 32-ბიტიან და 16-ბიტიან პროგრამებს.

პროცესორის მაღალი პროდუქტიულობა უზრუნველყოფილი იყო ახალი არქიტექტურული და ტექნოლოგიური გადაწყვეტილებების კომბინაციით.

პროცესორი იძულებულია გაშიფროს x86 ბრძანებები მათი არჩევანისთვის ქეში მეხსიერებაში. თითოეული ინსტრუქცია პირველი დონის ქეშში მოწოდებულია წინასწარი დეკოდირების ბიტებით, რაც მიუთითებს, რომ ინსტრუქციის დასაწყისი ინახება ქეშში (15 ბაიტამდე).

K6 შეიცავს შიდა ცალკეულ ქეშ მეხსიერებას პირველი დონის 32 KB მონაცემებისა და ბრძანებების სახით.

პროცესორის დანერგვაში, მაღალი პროდუქტიულობის ბლოკი გამოითვლება იმ წერტილიდან, რომელიც ცურავს.

Є მულტიმედიური ოპერაციების მაღალპროდუქტიული ბლოკი MMX სტანდარტის მიხედვით.

Vikorist ასრულებს x86 ინსტრუქციების მრავალჯერადი გაშიფვრას ერთი ციკლის RISC ოპერაციაში (ROP).

პროცესორი ათავსებს პარალელურ დეკოდერებს, ცენტრალიზებს ოპერაციების განრიგს და იმავე ბლოკებს, რომლებიც უზრუნველყოფენ სუპერსკალარულ ინსტრუქციებს ექვსსაფეხურიან კონვეიერში.

პროცესორი ასრულებს სპეკულაციურ სამუშაოს ბრძანებების თანმიმდევრობის შეცვლით, მონაცემების წინასწარ გაგზავნით და რეგისტრების შეცვლით.

1998 წლის დასაწყისში გამოვიდა პროცესორის ვერსია 0,25 მიკრონიანი ტექნოლოგიის გამოყენებით, ხუთი მეტალიზაციის ბურთით 266 MHz და 300 MHz საათის სიხშირეზე.

მიკროპროცესორი K7

უახლესი თაობის მიკროპროცესორი - K7 (კოდური სახელი Athlon) გამოვიდა 1999 წელს. K7 შეიცავს 22 მილიონ ტრანზისტორს კრისტალზე, რომლის ფართობია 184 მმ 2 და ტრიალებს 0,25 მიკრონიანი ტექნოლოგიის უკან 6 მეტალიზაციის ბურთით 500, 550, 600 და 650 MHz საათის სიხშირეზე. წლის განმავლობაში, 0.18 მიკრონი ტექნოლოგიაზე გადასვლისას, სიხშირე გაიზარდა 1 გჰც-მდე და უფრო მაღალი. დააყენეთ მიკროპროცესორის ძაბვა 1.6 Art-ზე.

კარტრიჯის კორპუსის პროცესორი დაკავშირებულია დაფასთან AMD-ის მიერ შემუშავებული სლოტით. Athlon და Slot იყენებენ Digital Alpha EV6 ავტობუსის პროტოკოლს, რომელსაც აქვს მთელი რიგი უპირატესობები GTL+ ვერსიასთან შედარებით, რომელსაც Intel იყენებს. ამგვარად, EV6 მოაქვს წერტილიდან წერტილამდე ტოპოლოგიის ძალას მრავალპროცესორულ სისტემებში. უფრო მეტიც, EV6 მუშაობს საათის სიგნალის წინა და დაცემის კიდეებზე, რომელიც 100 MHz სიხშირეზე იძლევა მონაცემთა გადაცემის ეფექტურ სიხშირეს 200 MHz და ინტერფეისის გამტარობას 1.6 GB/s. პროცესორის ახალ მოდელებში რობოტის ავტობუსის სიხშირე (ეფექტური სიხშირე) მიაღწია 133 (266), შემდეგ კი 200 (400) MHz.

Athlon-ში განხორციელებული არქიტექტურა, სახელწოდებით QuantiSpeed™, ნიშნავს სუპერსკალარულ, სუპერგადაცემის ინსტრუქციის შესრულებას, მცურავი წერტილის გამოთვლის მილსადენს, ტექნიკის მონაცემების მოძიებას ქეში მეხსიერებიდან და მონაცემთა გადაცემის გაფართოებულ ტექნოლოგიას.

Athlon-ს აქვს ცხრა ძირითადი ერთეული: სამი მთლიანი მონაცემთა დამუშავებისთვის (IEU), სამი მისამართის გამოთვლისთვის (AGU) და სამი ბლოკი მცურავი წერტილის გამოთვლისთვის და მულტიმედიური მონაცემთა დამუშავებისთვის (ერთი მცურავი წერტილის მონაცემების შესანახად/შენახვისთვის (FSTORE) და ორი კონვეიერის ბლოკი. visconnation ბრძანებებისთვის FPU/MMX/3DNOW).

Athlon-ს შეუძლია სამი x86 ინსტრუქციის გაშიფვრა ექვსი RISC ოპერაციით. დეკოდირების შემდეგ, ROP იხარჯება ბუფერიდან, სადაც ის მთავრდება პროცესორის ერთ-ერთ ფუნქციურ ბლოკში. Buffer K7-ს შეუძლია გამართოს 72 ოპერაცია (სამჯერ მეტი KB-ზე) და უზრუნველყოფს 9 ROP-ს 9 ტერმინალური მოწყობილობისთვის.

Athlon-ს აქვს 128 KB პირველი დონის ქეში (64 KB მონაცემებისთვის და 64 KB ინსტრუქციებისთვის). სხვა დონის ქეშ მეხსიერებასთან ურთიერთობისთვის გადადის სპეციალური ავტობუსი (როგორც P6 Intel არქიტექტურაში), სხვა დონის ქეში მეხსიერება 512 KB ზომით მდებარეობს პროცესორის ბირთვში, პროცესორის კარტრიჯში და მუშაობს. ძირითადი სიხშირის ნახევარზე.

მომავალი მიკროპროცესორი K7 არქიტექტურით Thunderbird ბირთვზე გახდება Duron - მიკროპროცესორის ბიუჯეტის ვერსია, ორიენტირებული იაფი კომპიუტერზე. მისი მთავარი მახასიათებელია ის, რომ სხვა დონის ქეში მეხსიერება შეიცვალა 64 კბ-მდე. Duron-ს აქვს 25 მილიონი ტრანზისტორი 100 მმ 2 ჩიპზე და განკუთვნილია 600-დან 1200 MHz-მდე სიხშირეებზე.

ქეშ მეხსიერების ჩიპზე განთავსებამ მომხმარებლებს საშუალება მისცა გამოეყენებინათ ერთი კარტრიჯი და გადაერთოთ სოკეტის ტიპის კონექტორზე (462-პინი სოკეტი A). Athlon და Duron პროცესორებში ქეში მეხსიერება ეფუძნება ალგორითმს, რომელიც უზრუნველყოფს მონაცემთა წარმოდგენის ექსკლუზიურობას ქეშებში (მონაცემები არ არის დუბლირებული პირველი და სხვა რანგის ქეშ მეხსიერებაში), რაც ზრდის ქეშის მოცულობის ეფექტურობას. მათი ხარკი.

K7-ის შედეგად, AMD მიკროპროცესორების ახალმა არქიტექტურულმა და ტექნიკურმა გადაწყვეტილებებმა შეძლეს Pentium III-ის პროდუქტიულობა 7-10%-ით გადააჭარბონ იმავე საათის სიხშირეებზე.

K7 ოჯახში მიკროპროცესორების გენერირების არქიტექტურისა და ტექნოლოგიის შემდგომმა გაუმჯობესებამ განაპირობა Athlon-ის ორი ახალი ვერსიის გამოჩენა: Athlon XP და Athlon MP.

AMD Athlon MP პროცესორისა და AMD Athlon XP-ის ძირითადი ფუნქციონირება - vikoristana ჭკვიანი ტექნოლოგიები MP, რომელიც წარმოადგენს მაღალსიჩქარიანი შეჩერებული სისტემის ავტობუსის და MOESI თანმიმდევრული ქეშის პროტოკოლის ერთობლიობას, რომელიც მართავს მეხსიერების სიჩქარეს, რომელიც აუცილებელია მრავალპროცესორულ სისტემებში პროცესორებს შორის ოპტიმალური ბალანსის მისაღწევად. ავტობუსის გამტარობა დაყენებული უნდა იყოს 2.1 გბ/წმ-ზე კანის პროცესორისთვის.

პროცესორი ხელმისაწვდომია საათის სიხშირით, რომელიც მერყეობს I GHz-დან (0.18 მიკრონი ტექნოლოგია) 2.133 GHz-მდე (0.13 მიკრონი ტექნოლოგია, Thoroughbred core).

ვისნოვოკი

მე-20 საუკუნის ბოლოს კაცობრიობა გზატკეცილზე შევიდა საინფორმაციო პარტნიორობა. მაგრამ ეს წარმატება შეუძლებელია ელექტრონიკის, ინტერნეტის, რადიოსა და ტელევიზიის გარეშე. კომპიუტერების დაძაბვადა მიმდინარე მიკროპროცესორები.

მიკროპროცესორი არის EOM-ის (ან გამოთვლითი სისტემის) ცენტრალური მოწყობილობა (ან მოწყობილობების კომპლექსი), რომელიც ასრულებს არითმეტიკულ და ლოგიკურ ოპერაციებს, ადგენს პროგრამას ინფორმაციის კონვერტაციისთვის, ახორციელებს გამოთვლის პროცესს და კოორდინაციას უწევს სისტემის მოწყობილობებისა და (მეხსიერების, დახარისხება, შეყვანა - გამომავალი, მონაცემების მომზადება და შემოსვლა.) .).

ამ ნაშრომში შეისწავლეს მიკროპროცესორების მოწყობილობები, მათი წარმოების ტექნოლოგიები და მიმდინარე მიკროპროცესორების ტიპები.

ამ რობოტში განთავსებული ამოცანები იყო ვიკონანი. ჩატარდა მიმდინარე მიკროპროცესორების განვითარების ტენდენციების ანალიზი, გამოვლინდა მათი მნიშვნელობა მომავლისთვის და გაკეთდა სავარაუდო პროგნოზები სამომავლო განვითარების შესახებ.

მუშაობის შედეგად გაჩნდა შემდეგი დასკვნები: მსუბუქ ბაზარზე პროცესორების გაყიდვას ორი კომპანია Intel და AMD ხელმძღვანელობს. ისინი, თავისებურად, მუდმივად ეჯიბრებიან ერთმანეთს და ცდილობენ გახდნენ ერთ-ერთი ერთადერთები მსუბუქ ბაზარზე. 2005 წლის დასაწყისში ლიდერი იყო AMD კომპანია, რომლის პროცესორები იყო უფრო პროდუქტიული და იაფი, ოდნავ ნაკლები სითბოს გაფრქვევით. ამავე მიმართულებით Intel-მა გამოუშვა Core 2 Duo პროცესორი, ხოლო 2007 წელს Core 2 Quad პროცესორი, რომელიც გახდა გაყიდვების ლიდერი განათების ბაზარზე. სინამდვილეში, Intel იღებს მის ხელმძღვანელობას. Ale და AMD მუშაობენ უახლეს სამეცნიერო კვლევებზე და შესაძლოა მალე გამოუშვან სრულიად ახალი და დახვეწილი მიკროპროცესორი ბაზარზე.

ცნობების სია

1. http://ua.wikipedia.org/wiki/Intel_Core_2_Quad

2. http://www.fcenter.ru/online.shtml?articles/hardware/processors/22651

გამოქვეყნებულია Allbest.ru-ზე

მსგავსი დოკუმენტები

ციფრული გადაცემის პრინციპები. მიკროპროცესორების განვითარების ისტორია, მათი მოწყობილობები, კლასიფიკაცია, ფუნქციური მახასიათებლები და პრაქტიკული გამოყენების სფეროები. არქიტექტურის სახეები: ცისკ, რისკ. მიკროპროცესორები arm-architecture, vikoristan-ის უპირატესობები.

რეზიუმე, დამატება 12/29/2014


ვირტუალური სამყაროების პირდაპირი ავტომატიზაცია. მიკროპროცესორების სტაგნაცია ვირტუალურ მოწყობილობებში. ციფრული გამოთვლითი კომპლექსი გამოიყენება ციფრული დამუშავების ავტომატიზაციისთვის, რომელიც მიკროპროცესორებს აქვთ საწყობში. კომპონენტების ნომენკლატურა, რომლებიც შედის IVK-ში.

რეზიუმე, დამატება 01/23/2009


პობუდოვას ციფრული ინფორმაციის დამუშავების სისტემა. განხორციელება ბლოკის დიაგრამასპექტრის ანალიზატორი ოთხის ტრანსფორმაციის ალგორითმის საფუძველზე. სხვადასხვა სერიის მიკროპროცესორების შერჩევა, K1802 და K1815 მიკროსქემების ეფექტურობის რეგულარული ანალიზი.

კურსის მუშაობა, დაამატეთ 01.12.2013წ


Intel Itanium-ის ფუნქციური მახასიათებლები და არქიტექტურა. გამოთვლითი ცენტრის მუშაობა და გადასვლის ინსტრუქციები. სწავლების დონის პარალელიზმი. მხარდაჭერა ოპერატიული სისტემამრავალი მისამართის სივრცის მოდელები გამოყენებული რეესტრების საწყობი.

საკონტროლო რობოტი, დაამატეთ 09.11.2014წ


1940-50-იანი წლების ვიკორისტანის კლდეები. პირველი ინტეგრირებული სქემების გაჩენა. VIC მიკროპროცესორების გამოჩენა 1970-იან წლებში. Rozovyuzhennya არქიტექტურის ინტელი. ლითოროფიის ტექნოლოგიების განვითარება. რთული ტექნიკური პროცესი 2000 წლის წინ.

რეზიუმე, დამატება 03/22/2015


ზაგალნის მახასიათებელიდა Intel-ის მიკროკონტროლერების FUJITSU MB-90 და MCS-196 მონტაჟი. MCS-96 და MB90385 სერიის მიკროკონტროლერების ძირითადი მახასიათებლები. პროცესორების შიდა არქიტექტურა. ბრძანებების სისტემა, რობოტი შიდა და გარე მოწყობილობებით.

კურსის მუშაობა, დაამატეთ 01.12.2010წ


16-ბიტიანი მიკროკონტროლერების ოჯახი Motorola 68HC12, მათი სტრუქტურა და ფუნქციონირება. PWM სიგნალების ფორმირების მოდული. მიკროკონტროლერების 68NS12 დაყენებისა და პროგრამირების მახასიათებლები. INTEL-ის MCS-196 ოჯახის მიკროკონტროლერების მახასიათებლები.

კურსის მუშაობა, დაამატეთ 01/04/2015


მიკროპროცესორებისა და მიკროკონტროლერების გაგება. საკონტროლო განყოფილება და მისი ფუნქციები. მიკროკონტროლერის პორტის გამონადენის სტრუქტურა. შიდა მონაცემთა მეხსიერების სტრუქტურა. მუშაობა გარე მონაცემთა მეხსიერებიდან და გარე მეხსიერების დაკავშირება. ტაიმერის მუშაობის და რეგულირების პრინციპი.

პრეზენტაცია, დამატება 02/06/2012


საინფორმაციო ელექტრონიკის განვითარების ეტაპები. ელექტრო სიგნალების კვების წყარო. სამაუწყებლო საინფორმაციო ტექნოლოგიების განვითარება. ინტეგრირებული ლოგიკური და ანალოგური მიკროსქემები. ელექტრონული მანქანები მეხსიერებიდან. მიკროპროცესორები და მიკროკონტროლერები.

რეზიუმე, დამატება 10/27/2011


აირჩიეთ მეხსიერების ჩიპების ტიპი და მოდულების ზომა. აირჩიეთ დეკოდერის მისამართი. Rozpodil მისამართების სივრცე. პროგრამის მოდულების განყოფილება. მეხსიერების მოდულის დიზაინის ახსნა. მიკროპროცესორული საათის გენერატორი.

დღევანდელი მიკროპროცესორები მსოფლიოში ყველაზე მოწინავე და ინტელექტუალური მიკროსქემებია. მათ შეუძლიათ შეასრულონ 4 მილიარდამდე ოპერაცია წამში და იმუშაონ სხვა ტექნოლოგიის გარეშე. 90-იანი წლების დასაწყისიდან მე-20 საუკუნემდე, როდესაც პროცესორები ფართოდ გავრცელდა, მათ განიცადეს რამდენიმე განვითარება. მიკროპროცესორული სტრუქტურების განვითარების აპოგეა, რომელიც იყენებს მე-6 თაობის მიკროპროცესორების ძირითად ტექნოლოგიებს, აღნიშნავს 2002 წელს, როდესაც შესაძლებელი გახდა სილიკონის ყველა ძირითადი სიმძლავრის ჩანაცვლება უფრო მაღალი სიხშირეების დაჭერისთვის ყველაზე დაბალ ფასად. განვითარებისა და შექმნის დროს. ლოგიკური წრეების. ამავდროულად, ახალი პროცესორების ეფექტურობა კიდევ უფრო მცირდება, მიუხედავად კრისტალების მუშაობის სიხშირის მუდმივი ზრდისა, სილიკონის ტექნოლოგიების ფრაგმენტები უახლოვდება მათი შესაძლებლობების ზღვარს.

ყველა მიმდინარე პროცესორებიგამოიყენეთ საველე ეფექტის ტრანზისტორები. ახალ ტექნიკურ პროცესზე გადასვლა საშუალებას იძლევა შექმნას ტრანზისტორები ურთიერთდაკავშირების უფრო მაღალი სიხშირით, დაბალი დენის ნაკადით, უფრო მცირე ზომის. შემცირებული ზომები საშუალებას გაძლევთ დაუყოვნებლივ შეცვალოთ ბროლის ფართობი და, შესაბამისად, სითბოს გამომუშავება, ხოლო უფრო თხელი ჩამკეტი საშუალებას გაძლევთ მიაწოდოთ ნაკლები ძაბვა ხელახლა ჩართვისთვის, რაც ასევე ამცირებს ენერგიის მოხმარებას და სითბოს გამომუშავებას.

სახლში დამზადებული კრისტუვაჩის პერსპექტივიდან არა ყველა ფუნქციონალური შესაძლებლობებინამდვილად არის საჭირო მეტი პროცესორები. ასე რომ, სახლის გამოყენებისთვის, ვირტუალიზაციის ტექნოლოგია აბსოლუტური უპირატესობაა, ამიტომ თქვენს კომპიუტერში დაინსტალირებული პროცესორისთვის ყურადღების მიქცევას აზრი არ აქვს.

თტექნოლოგია და ბაზარი

რინკზე გასვლისას წიქავას ტენდენცია აყვავდება: ერთ მხარეს ვიბრანტების ვიბრანტები, იაკნაიშვილშეჰ, ახალი ტექნოლოგიის ახალი ტექნოლოგია, სიახლეშია და პროცესორის სიხშირის ნაკადები მოწესრიგებულია. უპირველეს ყოვლისა, არის ნიშნები იმისა, რომ მარკეტოლოგები ჯერ არ არიან მზად იმისთვის, რომ ბაზარი საბოლოოდ შეცვალოს პროცესორების ოჯახი და კომპანიებს ჯერ არ ამოუღიათ საკმარისი მოგება CPU-ს გაყიდვიდან - მარაგი ჯერ არ არის ამოწურული. ცხადია, რომ მზა პროდუქტის ფასის მნიშვნელობა უფრო მნიშვნელოვანი გახდა, ვიდრე საწარმოთა სხვა ინტერესები. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს ნიშნავს ტემპერატურის შემცირებას„სიხშირის ცვლა“ დაკავშირებულია ახალი ტექნოლოგიების პოპულარიზაციის გონივრულ საჭიროებასთან, რაც რეალურად ზრდის პროდუქტიულობას მინიმალური ტექნოლოგიური დანახარჯებით. როგორც მოსალოდნელი იყო, ქარხნების მწარმოებლებს პრობლემები ახალ ტექნიკურ პროცესებზე გადასვლამდე შეექმნათ. მიკროპროცესორული კომპიუტერული პროგრამირება

90 ნმ ტექნოლოგიურ სტანდარტს, როგორც ჩანს, ავსებს სერიოზული ტექნოლოგიური ბარიერი მრავალი ჩიპისთვის. ამას ადასტურებს TSMC, რომელიც აწარმოებს ჩიპებს დიდი ბაზრის გიგანტებისთვის, როგორიცაა AMD, nVidia, ATI, VIA. დიდი ხნის განმავლობაში შეუძლებელი იყო ჩიპების წარმოების გაუმჯობესება 0,09 მიკრონი ტექნოლოგიის გამოყენებით, რამაც განაპირობა დამატებითი კრისტალების დაბალი გამოსავალი. ერთ-ერთი მიზეზის გამო AMD ძალიან დიდი ხანია აჭიანურებს თავისი პროცესორების SOI (Silicon-on-Insulator) ტექნოლოგიით გამოშვებას. დაჩრდილვა განპირობებულია იმით, რომ ელემენტების ამ განზომილებაში ძლიერად დაიწყო ყველა სახის ადრე არც თუ ისე შესამჩნევი უარყოფითი ფაქტორების გამოჩენა: დენის დინება, პარამეტრების დიდი დისპერსია და თერმული გამოსახულების ექსპონენციალური ზრდა. მოდი დავალაგოთ თანმიმდევრობით.

როგორც ჩანს, არსებობს ორი ძაფი: კარიბჭის ძაფი და ქვეზღურბლის ძაფი. ეს გამოწვეულია ელექტრონების ხანმოკლე მოძრაობებით სილიციუმის არხის სუბსტრატსა და პოლისილიკონის კარიბჭეს შორის. მეორე არის ელექტრონების წარმავალი მოძრაობა ტრანზისტორის ბირთვიდან დრენამდე. ეს ეფექტები იწვევს ტრანზისტორში ნაკადის გასაკონტროლებლად ძაბვის ამაღლების აუცილებლობას და ეს უარყოფითად მოქმედებს თერმულ გამოსახულებაზე. ამრიგად, ღერძი, რომელიც ცვლის ტრანზისტორის ზომას, დგება კარიბჭის წინ და სილიციუმის დიოქსიდის ბურთულამდე (SiO2), რომელიც წარმოადგენს ბუნებრივ ბარიერს კარიბჭესა და არხს შორის. ერთის მხრივ, ტრანზისტორის დისპლეის უმნიშვნელო მატებაა (ხელახალი მიკროფიცირების დრო), მეორეს მხრივ კი უფრო დიდი შემობრუნება. მთლიანად დახურული რომ გამოვიდეს. ასე რომ, გადასვლის ღერძი 90 ნმ-მდე ნიშნავს დიოქსიდის ბურთის სიმკვრივის საბოლოო ცვლილებას და ამავდროულად მობრუნების ზრდას. კოჭების წინააღმდეგ ბრძოლა კვლავ ნიშნავს დენის ძაბვის ზრდას და, როგორც ჩანს, თერმული გამოსახულების მნიშვნელოვან ზრდას. ამ ყველაფერმა გამოიწვია ახალი ტექნოლოგიური პროცესის სტაგნაცია მიკროპროცესორების ბაზარზე კონკურენტების - Intel-ისა და AMD-ის მხარეს.

ერთ-ერთი ალტერნატიული გამოსავალი არის SOI (სილიკონი იზოლატორზე) ტექნოლოგიის სტაგნაცია, რომელიც AMD-მ ცოტა ხნის წინ დანერგა თავის 64-ბიტიან პროცესორებში. თუმცა, მას მრავალი დაკავშირებული სირთულე შეექმნა. თუმცა, თავად ტექნოლოგია იძლევა უამრავ უპირატესობას თანაბრად მცირე ნაკლოვანებებით. ტექნოლოგიის არსი, ზოგადად, სრულიად ლოგიკურია - ტრანზისტორი გამაგრებულია კრემის საფარის ქვეშ იზოლატორის კიდევ ერთი თხელი ბურთით. პლუს - მასა. ელექტრონების მწყურვალი უკონტროლო კოლაფსი ტრანზისტორი არხის ქვეშ, რაც გავლენას ახდენს მის ელექტრულ მახასიათებლებზე - ყოველთვის. კარიბჭეზე დაჭერილი ნაკადის მიწოდების შემდეგ, არხის იონიზაციის საათი სამუშაო ეტაპზე (სანამ სამუშაო ნაკადი ახალ წერტილს მიაღწევს) მცირდება, რაც ნიშნავს, რომ ტრანზისტორი პროდუქტიულობის კიდევ ერთი ძირითადი პარამეტრი, ჩართვის/დახურვის საათია. - გამოდის, მცირდება. ან, იგივე სითხისთვის, შეგიძლიათ უბრალოდ შეამციროთ ნაკადი, რომელიც უბიძგებს - სამივე. ან გაარკვიეთ რა სახის კომპრომისია მუშაობის სიჩქარის გაზრდასა და ძაბვის ცვლილებებს შორის. იმავე დენის დაზოგვით, რომელიც უბიძგებს, ტრანზისტორის პროდუქტიულობის ზრდა შეიძლება შემცირდეს 30% -ით, რადგან მისი სიხშირე მცირდება, ფოკუსირებულია ენერგიის დაზოგვაზე, მაშინ პლუსი შეიძლება იყოს დიდი - 50-მდე. % დაბოლოს, არხის მახასიათებლები უფრო გადამდები ხდება და თავად ტრანზისტორი უფრო მდგრადი ხდება სპორადული ავარიების მიმართ, რომლებიც წყნარია, რადგან ისმის კოსმოსური ნაწილები, რომლებიც არხის სუბსტრატს მიედინება და არ გადადის მაიონებელ ნაწილებზე. ახლა, როდესაც მოთავსებულია უგულებელყოფაში, გაშლილი იზოლატორის ბურთის ქვეშ, სუნი არ ჩანს ტრანზისტორის მუშაობაზე. SOI-ის ერთადერთი ნაკლი არის ის, რომ აუცილებელია ემიტერი/კოლექტორის არეალის სიღრმის შეცვლა, რაც პირდაპირ და დაუყოვნებლივ მიუთითებს უფრო დიდ მხარდაჭერასა და ხანმოკლე სიცოცხლეზე.

და მესამე მიზეზი აღმოჩნდა სიხშირეების გაზრდის ტემპი - ბაზარზე კონკურენტების დაბალი აქტივობის ფასად. შეიძლება ითქვას, რომ კანი თავისი უფლებებით არის დაკავებული. AMD დაკავებულია 64-ბიტიანი პროცესორების ფართო შემუშავებით, ხოლო Intel-ისთვის ეს არის ახალი ტექნოლოგიური პროცესის განახლებისა და ასოცირებული კრისტალების გამომუშავების გაუმჯობესების პერიოდი.

მიკროპროცესორების წარმოების მომავალი ტექნოლოგიები

ნათელია, რომ ორიგინალური CMOS ტრანზისტორები შეიძლება ბევრი იყოს ერთმანეთთან დაკავშირებული და ასევე ადვილია პროცესორის სიხშირის აწევის თავიდან აცილება უახლოეს მომავალში. 2003 წლის ბოლოს ფაჰივცის ტოკიოს კონფერენციაზეინტელმა გააკეთა მნიშვნელოვანი განცხადება უახლოეს მომავალში გამტარი ტრანზისტორებისთვის ახალი მასალების შექმნის შესახებ.

უპირველეს ყოვლისა, მოდით ვისაუბროთ ტრანზისტორი კარიბჭის ახალ დიელექტრიკზე მაღალი დიელექტრიკული შეღწევადობით (ე.წ. „high-k“ მასალა), რომელიც ჩაანაცვლებს სილიციუმის დიოქსიდს (SiO2), რომელიც დღეს მუშავდება და ასევე ახალ მეტა-ზე. მარცხენა შენადნობები, კომბინირებული ახალი ჩამკეტის დიელექტრიკით.

მკვლევარების მიერ შემოთავაზებული გამოსავალი 100-ჯერ ამცირებს ნაკადის სიჩქარეს, რაც შესაძლებელს ხდის უშუალოდ წარმოების პროცესის განხორციელებას 45 ნანომეტრის დიზაინის სიჩქარით. ექსპერტები ამას განიხილავენ, როგორც მცირე რევოლუციას მიკროელექტრონული ტექნოლოგიების სამყაროში. იმის გასაგებად, თუ რა ხდება, ჯერ გადავხედოთ სტანდარტულ MOS ტრანზისტორის (Malyunok 1), რომელიც გამოიყენება CPU-ს შესაქმნელად.

Malyunok 1 - MOSFET ტრანზისტორი

ტრანზისტორის მიერ ტრანზისტორის pervid-in-the-air vidds-ის ჭანჭიკი არის ნედონშიმი (Tovshchina Vosogo 1.2 nm Abo 5 atomiv) კლოვიჩის ბურთით (მასალა, მოიჯარეებთან Vicoristvniy Dylectrik).

დიელექტრიკის ასეთი მცირე რაოდენობა აუცილებელია არა მხოლოდ მთლიანობაში ტრანზისტორის მცირე ზომებისთვის, არამედ მისი მაღალი სიჩქარისთვისაც (დამუხტული ნაწილაკები გადის კარიბჭეში, ასე რომ ასეთი VT შეიძლება გადართვას 10 მ-მდე ლარამდე. წამში). მარტივად რომ ვთქვათ, რაც უფრო ახლოს არის კარიბჭე ტრანზისტორი არხთან (რაც უფრო თხელია დიელექტრიკი), მით უფრო დიდია თხევადი კოდის შემოდინება, რომელიც გამოიყენება ელექტრონიკაზე და ტრანზისტორი არხის ხვრელებს.

თუ მოხვევებს გვიჭირს, მაშინ დიელექტრიკის სისქე უნდა გადაიწიოს 2-3 ნმ-მდე (საოცრად მცირე). ტრანზისტორის გადაჭარბებული სიჩქარის შესანარჩუნებლად (ძაბვის მიწოდება), აუცილებელია დიელექტრიკული მასალის დიელექტრიკული შეღწევადობის პროპორციულად გაზრდა. ვინაიდან სილიციუმის დიოქსიდის მოცულობითი შეღწევა სილიციუმის დიოქსიდში არის 4-მდე (ან ცოტა ნაკლები თხელ სფეროებში), მაშინ ახალი ინტელექტუალური დიელექტრიკის დიელექტრიკული შეღწევის გონივრული მნიშვნელობა შეიძლება მოიძებნოს 10-12 რეგიონში. ასეთი დიელექტრიკული შეღწევადობის მქონე მასალების მიუხედავად (კონდენსატორის კერამიკა ან ერთკრისტალური სილიციუმი), არანაკლებ მნიშვნელოვანია მასალების ტექნოლოგიური სირთულის ფაქტორები. ამიტომ, ახალი მაღალი k-ის მასალისთვის, შეიქმნა მაღალი სიზუსტის გამოყენების პროცესი, რომლის დროსაც ამ მასალის ერთი მოლეკულური ბურთი წარმოიქმნება ერთ ციკლში (Malyunok 2).

Malyunok 2 - ერთი მოლეკულური ბურთის ფორმირება ერთ ციკლში

Baby 2-დან გამოსვლისას შეგიძლიათ ვივარაუდოთ, რომ ახალი მასალა ასევე არის ოქსიდი. უფრო მეტიც, მონოქსიდი, რაც ნიშნავს სხვა ჯგუფის მასალების სტაგნაციას, როგორიცაა მაგნიუმი, თუთია ან სპილენძი.

ალე არ იყო გარშემორტყმული დიელექტრიკით მარჯვნივ. საჭირო იყო თავად ჩამკეტის მასალის შეცვლა - პოლიკრისტალური სილიკონის მსგავსი. მარჯვნივ არის ის, რომ სილიციუმის დიოქსიდის ჩანაცვლება მაღალი k დიელექტრიკით იწვევს პრობლემებს პოლიკრისტალურ სილიკონთან ურთიერთქმედებისას (ტრანზისტორის შემოღობილი ზონის სიგანე მინიმალურია მისი ძაბვისთვის). ამ პრობლემების მოგვარება შესაძლებელია სპეციალური ლითონების გამოყენებით ორივე ტიპის კარიბჭე ტრანზისტორებისთვის სპეციალური ტექნოლოგიური პროცესის გამოყენებით. მასალების ეს კომბინაცია საშუალებას გვაძლევს მივაღწიოთ ტრანზისტორის რეკორდულ პროდუქტიულობას და ცალსახად დაბალი დინების დინებას, 100-ჯერ ნაკლები, უფრო დაბალი სიჩქარით, ვიდრე დაბალი მასალების ღირებულება. ამ სიტუაციაში, აღარ არსებობს არანაირი შეშფოთება ტექნოლოგიის გამოყენების სიმშვიდეზე მარყუჟებთან საბრძოლველად, რაც მე ვაფასებ SOI ტექნოლოგიას, რათა გავუმკლავდე მიკროპროცესორების დიდი პროცესორების მოქმედებებს.