Микропроцессоры

Потоковые SIMD-расширения SSE3

В SIMD-расширения SSE2 были добавлены 144 инструкции, а в SIMD-расши­рения SSE3 добавлены еще 13 инструкций, улучшающих синхронизацию муль­тимедиа потоков и повышающих производительность при работе с видео- и ау­дио-информацией, в том числе с речью и графикой.

Технология RAID>

Большинство новых микропроцессоров поддерживают технологию Intel RAID (Redundant Array Intensive Disk — массив недорогих дисков с избыточностью). Достоинством этой технологии является простота организации RAID-массивов, то есть поддержка функционирования нескольких параллельно работающих и дублирующих друг друга винчестеров: два диска содержат зеркальную копию информации друг друга, уменьшая таким образом вероятность потери данных и обеспечивая сохранность важной информации. Переключение между дисками выполняется очень быстро и незаметно для пользователя: все заботы по синхро­низации и верификации данных система берет на себя.

Новая маркировка МП фирмы Intel

Начиная с 2004 года фирма Intel вводит новую маркировку своих микропроцес­соров. Вводимый фирмой единый трехзначный номер процессора будет учиты­вать сразу несколько характеристик: базовую архитектуру, тактовую частоту процессора и частоту системной шины, объем кэш-памяти и др.

В частности, базовая архитектура МП отображается старшим разрядом (предла­гается ввести три серии):

□ ЗХХ — процессоры Celeron, Celeron M, Celeron M со сверхнизким энергопо­треблением;

□ 5ХХ — процессоры Pentium 4 для настольных и мобильных ПК (в том числе и с технологией Hyper Treading);

□ 7ХХ — процессоры Pentium M с низким и сверхнизким энергопотреблением.

Микропроцессоры OverDrive

МП Over Drive, по существу, являются своеобразны­ми сопроцессорами, обеспечивающими для МП 80486 режимы работы и эффек­тивное быстродействие, характерные для МП Pentium, а для МП Pentium — увеличение их производительности (в частности, Over Drive 125, 150 и 166, соответственно, для Pentium 75, 90 и 100, увеличивающие их внутреннюю часто­ту до указанных для Over Drive величин).

ПРИМЕЧАНИЕ

В сфере выпуска микропроцессоров с фирмой Intel постоянно конкурирует фирма AMD. Микропроцессоры фирмы AMD выпуска 2003- 2004 годов (Athlon XP, Athlon 64) мало в чем уступают процессорам Pentium 4, а в некоторых режимах работы даже превосходят последние по быстродействию. Но, как и прежде, МП AMD сильнее греются (их штатная температура — 55-80 °С, в то время, как у МП Pentium 30-60 СС), поэтому для них необ­ходим мощный вентилятор и надежная система защиты от катастрофического перегрева. Все МП Pentium такой системой снабжены: у них имеется датчик, который при превыше­нии температуры 120-130 °С мгновенно выключает МП, спасая его от «сгорания». У МП Pentium 4 есть еще более совершенная систем; Thermal Monitor, принудительно замед­ляющая работу микропроцессора при превыше га допустимой температуры Микропро­цессоры AMD подобной системы пока не имеют, в связи с этим их рекомендуется использовать на системных платах, оснащенных надежной системой температурного кон­троля.

Микропроцессоры типа RISC

Микропроцессоры типа RISC содержат только набор простых, чаще всего встре­чающихся в программах команд. При необходимости выполнения более сложных команд в микропроцессоре производится их автоматическая сборка из простых. В этих МП все простые команды имеют одинаковый размер и на выполнение ка­ждой из них тратится один машинный такт (на выполнение даже самой корот­кой команды из системы CISC обычно тратится четыре такта). Один из первых МП типа RISC — ARM (на его основе был создан ПК IBM PC RT): 32-разряд­ный МП, имеющий 118 различных команд. Современные 64-разрядные RISC-микропроцессоры выпускаются многими фирмами: Apple (PowerPC), IBM (PPC), DEC (Alpha), HP (PA), Sun (Ultra SPARC) ит.д. '

Микропроцессоры PowerPC (Performance Optimized With Enhanced PC) весьма перспективны и уже сейчас широко применяются в машинах-серверах и в ПК типа Macintosh. Микропроцессоры PowerPC имеют тактовую частоту до 800 МГц, а микропроцессоры Alpha — тактовую частоту 1800 МГц. Микропроцессоры типа RISC характеризуются очень высоким быстродействием, но они программно не совместимы с CISC-процессорами: при выполнении программ, разработанных для ПК типа IBM PC, они могут лишь эмулировать (моделировать, имитиро­вать) МП типа CISC на программном уровне, что приводит к резкому уменьше­нию их эффективной производительности.

Микропроцессоры типа VLIW

Это сравнительно новый и весьма перспективный тип МП. Микропроцессоры типа VLIW в 2004 году выпускают фирмы:

□ Transmeta — это микропроцессор Crusoe моделей ТМ3120, ТМ5400, ТМ5600 (технология 0,18 мкм, тактовые частоты до 700 МГц);

□ Intel — модель Mersed (торговая марка Itanium, 800 МГц);

□ Hewlett-Packard (HP) — модель McKinley.

Следует заметить, что при более глубоком анализе технология EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing — вычисления с явной параллельностью инструк­ций), которой придерживаются фирмы Intel и HP, незначительно отличается от технологии VLIW, принятой за основу фирмой Transmeta. Но эти отличия несу­щественны, поэтому микропроцессоры VLIW и EPIC можно отнести к одной группе.

МП Merced — первый процессор, использующий полный набор 64-битовых ин­струкций (Intel Architecture-64, IA-64; именно эта технология называется EPIC). Микропроцессор с тактовой частотой 1200 МГц изготавливается по техноло­гическим нормам 0,18 мкм. К VLIW-типу можно отнести и ожидавшийся в 2002 году МП Elbrus 2000 — Е2К, разработанный российской компанией «Эль­брус». И хотя Е2К пока существует в виде компьютерной модели, этот процес­сор оставил «российский след» в американских проектах — о схожести опреде­ленных черт Е2К и процессора Crusoe компании Transmeta, а также архитектуры IA-64 (Intel и HP) много писалось в прессе.

Программисты доступа к внутренним VLIW-командам не имеют: все програм­мы (даже операционная система) работают поверх специального низкоуровневого программного обеспечения (Code Morphing), которое ответственно за трансля­цию команд CISC-микропроцессоров в команды VLIW. МП типа VLIW вместо сложной схемной логики, обеспечивающей в современных суперскалярных мик­ропроцессорах параллельное исполнение команд, опираются на программное обеспечение. Упрощение аппаратуры позволило уменьшить габариты МП и по­требление энергии (эти МП иногда называют «холодными»).

Архитектура CISC появилась в 1978 году. Тогда процессоры представляли собой скалярные устройства (то есть могли в каждый момент времени выполнять толь­ко одну команду), при этом конвейеров практически не было. Процессоры со­держали десятки тысяч транзисторов. МП RISC были разработаны в 1986 году, когда технология суперскалярных конвейеров только начала развиваться. Про­цессоры содержали сотни тысяч транзисторов. В конце 90-х наиболее совершенные процессоры уже содержат миллионы, десятки миллионов транзисторов. Первые МП архитектуры IA-64 содержат десятки миллионов транзисторов. В дальней­ших модификациях их число, вероятно, увеличится до сотен миллионов.

 Скачать реферат

Страница:  1  2  3  4  5  6 

Другие рефераты на тему «Программирование, компьютеры и кибернетика»:

• Анализ технологий совершения компьютерных преступлений
• Программы для обработки звуковой информации
• Проектирование компилятора
• Моделирование компьютерных сетей
• История и принципы работы всемирной сети Интернет