Корпорация Intel

Вид материала

Документы

Содержание 90% процессоров, 80-85 1.1Поколения процессоров Intel 16-разрядные регистры, 16-разрядная шина данных, 134 тыс. транзисторов, 6-12МГц, 1-2 млн. опер/сек 1.2Шестое поколение процессоров Intel Klamath), появившиеся весной 1997 Slot 2 не предназначен для замены Slot 1, а планируется для установки на рабочих станциях и серверах высшего уровня В результате AMD, Cyrix и Centaur не могут производить процессоры 1.2.3Pentium III 1.3Последние модели Кэш 3-го уровня 7 - Merced 1.3.1Операционные системы для Merced Digital UNIX 1.4Планы Intel 6 - Корпорация AMD 3DNow!, говоря человеческим языком, - это улучшенный процесс вычислений, ускоряющий обсчитывание сцены для 3D графики Кэш 3-го уровня разгон процессора 1.5Опасность разгона

Подобный материал:

• Всесвітній конкурс науково-технічної творчості школярів Intel, 67.77kb.
• Микропроцессоры семейства Intel, 288.88kb.
• «Научно-производственная корпорация «Иркут», 287.17kb.
• Оао «Корпорация всмпо-ависма» положение, 113.98kb.
• С 2000 года Конференция является ассоциированным членом Всемирного смотра научного, 180.64kb.
• Современные микропроцессоры. Содержание, 635.39kb.
• State Circuits Conference, которая пройдет с 8 по 12 февраля в Сан-Франциско, корпорация, 291.29kb.
• Компании Cisco Systems, Intel и landesk Software, в лице своего представителя в России, 84.58kb.
• Программа набора молодых специалистов в компании Intel, 17.25kb.
• Всеукраїнський конкурс "Intel-Еко Україна-2012" (далі Конкурс) є національним етапом, 45.89kb.

5. Корпорация Intel

Корпорация Intel была основана в середине июня 1968 г. Робертом Нойсом (Robert Noyce) и Гордоном Муром (Gordon Moore). Практически, сразу после основания компании к ним присоединился нынешний председатель совета директоров – Эндрю Гроув (Andrew Grove). В 1974 г. в корпорацию пришел ее будущий президент и главный управляющий Крейг Барретт (Craig Barrett) и уже с тех пор Intel превратилась в крупнейшего в мире производителя микропроцессоров с числом сотрудников, превысившим 64 тысячи, и годовым доходом свыше 25 миллиардов долларов (по данным на конец 1997 г.).

В настоящее время корпорация имеет производственные мощности во многих странах мира (США, Германия, Англия, Ирландия, Австралия, Гонконг, Филиппины, Япония, Малайзия, Индия).

Без сомнения, Intel частично установила контроль над архитектурой РС. Действительно, важнейшими компонентами РС являются процессор, системный чипсет, графический контроллер, микросхемы памяти и материнская плата.

Intel производит около 90% процессоров, 80-85% системных чипсетов, и является крупнейшим производителем материнских плат. Компании также принадлежит часть акций Rambus - компании, которая имеет хороший шанс установить новые стандарты для микросхем памяти. Intel и Rambus представляют Rambus DRAM (RDRAM) как следующий шаг после синхронной DRAM (SDRAM).

1.1Поколения процессоров Intel

Процессоры Intel делятся на поколения, принципиально отличающиеся друг от друга скоростями и возможностями:

• Началом всего было появление в 1971 году микропроцессора Intel 4004 и программируемого постоянного запоминающего устройства ППЗУ Intel ROM. Процессор Intel 4004 стал технологическим триумфом корпорации: устройство размером с палец, стоило 200 долларов и было сравнимо по своей вычислительной мощи с первой ЭВМ ENIAC, созданной в 1946 г. и занимавшей пространство объемом в 85 куб. метров.
  

• Вторым поколением стал процессор 80286 ( 16-разрядные регистры, 16-разрядная шина данных, 134 тыс. транзисторов, 6-12МГц, 1-2 млн. опер/сек,)
  
• Третье поколение 80386 (32-разрядные регистры, 32-разрядная шина данных, 275 тыс. транзисторов, 16-33МГц, менее 6-12 млн. опер/сек) и здесь Intel впервые встретился с серьезной конкуренцией в лице AMD (Am386), работающий на более высоких тактовых частотах
  

• Поколение 486 (32-разрядные регистры, 32-разрядная шина данных,встроенный матема-тический сопроцессор, 1.2 млн. транзисторов, 25-50МГц, 20-40 млн. опер/сек) стало переломным – Intel перестал быть монополистом.
  

• При выпуске пятого поколения процессоров Intel решил отказаться от привычной нумерации, назвав свой продукт Pentium (чтобы другие фирмы не могли так называть свой продукт). Процессор этого поколения от AMD назывался K5, а от Cyrix – 6x86.
  

1.2Шестое поколение процессоров Intel

Отсчет шестого поколения процессоров начался с Pentium Pro, выпущенного в 1995 году.

1.2.1Pentium II

Сейчас к этому поколению относятся Pentium II (1997 г.), Celeron, Xeon (1998 г.) и, наконец, Pentium III (1999 г.). От предыдущего поколения эти процессоры главным образом отличает применение "динамического исполнения" (изменения порядка исполнения инструкций) и архитектура двойной независимой шины. Здесь вторичному кэшу, введенному в процессор (но не во все модели), выделяется отдельная высокоскоростная магистраль.

В ходе эволюции поколения к системе команд Pentium Pro, расширенной относительно Pentium с целью сокращения условных переходов, было добавлено расширение MMX - так появился Pentium II.

Первые процессоры Pentium II (до выпуска они имели кодовое название Klamath), появившиеся весной 1997 года, насчитывали около 7,5 млн транзисторов только в процессорном ядре и выполнялись по технологии 0,35 мкм. Они имели тактовые частоты ядра 233, 266 и 300 МГц при частоте системной шины 66,6 МГц. При этом вторичный кэш работал на половинной частоте ядра и кэшировал только первые 512 Мбайт пространства памяти. Для этих процессоров был разработан слот 1, по составу сигналов сильно напоминающий сокет 8 для Pentium Pro. Однако слот 1 позволяет объединять лишь пару процессоров для реализации симметричной мультипроцессорной системы либо системы с избыточным контролем функциональности (FRC). Так что этот процессор представляет собой более быстрый Pentium Pro с поддержкой MMX, но с урезанный поддержкой мультипроцессирования.

Следующее поколение Pentium II, имевшее кодовое название Deshutes, появилось в 1998 году и выполнялось уже по технологии 0,25 мкм. Это позволило поднять тактовую частоту (чем мельче элементы, тем меньше они рассеивают мощность, что особенно критично на высоких частотах). Процессор на 333 МГц имеет частоту шины 66,6 МГц, а процессоры на 350 и выше уже имеют частоту системной шины 100 МГц. Для работы на такой частоте эффективна оперативная память на микросхемах SDRAM (синхронная динамическая память), у которой в середине пакетного цикла данные передаются в каждом такте. Эти процессоры также устанавливаются в слот 1 (опять-таки не более двух в системе). Начиная с процессоров 350 МГц объем памяти, кэшируемой на L2, увеличили до 4 Гбайт.

Для "самых простых" компьютеров по той же 0,25 мкм-технологии выпустили облегченный вариант процессора, названный Celeron. Первые процессоры Celeron имели частоты ядра 266 и 300 МГц (частота шины - 66 МГц). Вторичный кэш исключен, что заметно отразилось на производительности (системные платы для слота 1 вторичного кэша, естественно, не имеют). При падении цен на системные платы и дешевизне самого Celeron машина начального уровня оказывается действительно недорогой. Современные процессоры Celeron, начиная с модели Celeron 300A (с частотой 300 МГц), имеют небольшой (128 Кбайт) вторичный кэш, установленный на кристалле ядра и работающий уже на полной частоте ядра. Эти процессоры известны также под названием Mendocino. Кроме широко известных особенностей вторичного кэша (либо его нет, либо 128 К), процессор Celeron от Pentium II имеет следующие отличия:

1. Разрядность шины адреса сокращена с 36 до 32 бит (адресуемая память - 4 Гбайт).
   
2. Процессоры предназначены только для одиночных конфигураций: для функционально-избыточного контроля не хватает сигнала FRCERR#, а из сигналов запроса шины остался только BR0#, что не позволяет использовать симметричные двухпроцессорные конфигурации. Правда, умельцы нашли сигнал BR1# и на кристалла ядра в упаковке SEPP, и в корпусе PPGA (здесь его достать совсем просто), что позволяет использовать Celeron в двухпроцессорных системах.
   

Для мощных компьютеров предназначено семейство Xeon. Для них ввели новый слот 2, который (вместе с интерфейсом нового процессора) позволяет строить как избыточные системы с FRC, так и симметричные 1-, 2-, 4- и даже 8-процессорные системы. Частота шины - 100 МГц, частота ядра - 400 МГц и выше, вторичный кэш, как и в Pentium Pro, работает на частоте ядра. Объем вторичного кэша - 512 Кбайт, 1 или 2 Мбайт при кэшировании до 64 Гбайт (все адресное пространство при 36-битной адресации). Процессоры Xeon отличаются не только большей мощностью, но и большими размерами - 15,2 x 12,7 x 1,9 см. Процессоры Xeon имеют новые средства хранения системной информации. Постоянная (только для чтения) память процессорной информации PIROM (Processor Information ROM) хранит такие данные, как электрические спецификации ядра процессора и кэш-памяти (диапазоны частот и питающих напряжений), S-спецификацию и серийный 64-битный номер процессора.

Теперь идею MMX - одновременное исполнение одной инструкции над группой операндов -распространили и на инструкции с плавающей точкой: SSE (Streaming SIMD Extensions) - основной козырь Pentium III. Правда, несколько раньше то же самое (но в меньшем объеме) было сделано фирмой AMD - расширение 3DNow! было реализовано уже в процессорах K6-2 для сокета 7.

CPU	SpecInt_95	SpecFp_95	CISC/RISC
Pentium II 400 MHz 512K cache	15.8	12.4	C

1.2.2Интерфейсы

Одновременно с P6 был разработан новый интерфейс – Socket 8. Это заставило конкурентов Intel чувствовать себя достаточно неуютно. Индустрия РС-совместимых компьютеров оказалась разбита на 2 лагеря, борющихся между собой за право определять будущую архитектуру РС. Как и всегда, под огнём оказались прежде всего пользователи.

Socket 8 имеет 387 контактов и несовместим с Socket 7 - стандартным ZIF (Zero Input Force) - разъёмом с 296 контактами, использующимся всеми процессорами класса Р5 - Intel Pentium, AMD K5 и K6, Cyrix 6x86 и 6x86MX и Centaur Technology IDT-C6.

В мае 1997 года Intel представила другой процессор класса Р6 - Pentium II и новый интерфейс - Slot 1. С точки зрения электрической схемы Slot 1 идентичен Socket 8, но с точки зрения физической реализации Slot 1 существенно отличается от предыдущих стандартов. Вместо того, чтобы помещать процессор в небольшой керамический корпус с ножками-контактами, Intel вложила Pentium II в существенно больший по размерам пластмассовый картридж, который назвала Single Edge Contact (SEC) cartridge. Он представляет собой дочернюю плату (daughtercard) в защитном корпусе и требует наличия на материнской плате разъёма Slot 1 с 242 контактами.

Однако Intel не остановилась и на этом! В середине 1998 года компания представляет новый процессор Pentium II под именем Deshutes и … новый интерфейс для настольных систем - Slot 2.

Slot 2 - новый разъём для дочерних карт, предназначенный для установки процессора Pentium II в картридже большего размера. Slot 2 не предназначен для замены Slot 1, а планируется для установки на рабочих станциях и серверах высшего уровня. На материнской плате могут быть установлены до 4 таких разъёмов, а при использовании специальных чипсетов и больше. Дополнительный объём картриджа используется для установки чипов SRAM. Процессоры, устанавливаемые в Slot 2, поддерживают размер кэшируемой памяти до 64 GB. С использованием дорогостоящей пакетной (burst) SRAM кэш L2 может работать на частоте процессора. Частота внешней шины - не менее 100 MHz.

Однако даже такое количество новых интерфейсов ещё не проблема. Проблема - по мнению конкурентов компании Intel - состоит в том, что все эти новые интерфейсы являются собственностью Intel, которая разрешила их использовать производителям материнских плат, но не хочет предоставлять лицензии на их использование конкурирующим производителям процессоров, совместимых с архитектурой х86.

В результате AMD, Cyrix и Centaur не могут производить процессоры, которые работали бы на материнских платах с разъёмом Slot 1, производители чипсетов могут поддерживать Slot 1 только если они получили лицензию от Intel. Производители материнских плат не могут выпустить платы, поддерживающие любой процессор класса Р6, как это было с разъёмом Socket 7 и процессорами класса Р5. Они не могут также производить платы с разъёмом Socket 7 на новых чипсетах от Intel, поскольку те его уже не поддерживают, и существенно ограничены в выборе чипсетов для плат с разъёмом Slot 1, поскольку некоторые возможные поставщики не получили доступа к технологии Intel.

1.2.3Pentium III

Новинка 1999 года - процессоры Pentium III - являются дальнейшим развитием Pentium II. Их главным отличием является расширение набора SIMD-инструкций - SSE (Streaming SIMD Extensions), основанное на новом блоке 128-разрядных регистров. Кроме того, у них расширена инструкция CPUID, по коророй теперь можно получить и уникальный 64-битный идентификатор процессора (тот, что у Xeon можно было прочесть по SMBus). "Простые" Pentium III устанавливаются в слот 1, Pentium III Xeon - в слот 2.

Несмотря на свое название, Pentium III не является процессором принципиально нового поколения, как это было с Pentium и Pentium II. Эти кристаллы знаменовали собой фундаментальные изменения в технологиях обработки данных, кэширования и взаимодействия с системной шиной. Процессор Pentium III по большей части напоминает Pentium II: те же вынесенный за пределы кристалла 512-Кбайт кэш второго уровня и 100-МГц системная шина. Так зачем было давать новое название? Маркетинг!!!

От своих предшественников Pentium III отличается наличием 70 новых инструкций, которые Intel называет расширением Streaming SIMD. Они предназначены для решения задач, требующих интенсивной работы процессора, — фильтрации графических изображений, геометрических 3D-вычислений и волнового анализа, которые перегружали даже быстрый процессор Pentium II. Это изменение напоминает добавление инструкций MMX в процессоры Pentium пару лет назад. Аналогичная ситуация и с ПО: чтобы воспользоваться преимуществами инструкций MMX, разработчикам нужно было переписывать свои программы. Точно так же и сейчас им придется переписывать или обновлять приложения, чтобы получить пользу от расширения SIMD. При равной тактовой частоте процессоров, скажем 450 МГц, обычные программы будут выполняться с одинаковой скоростью и на Pentium III, и на Pentium II.

У нового процессора есть еще одна заметная особенность: каждому кристаллу Pentium III присваивается уникальный аппаратно-зашитый идентификационный номер. В январе Intel объявила о введении этих номеров как удобном средстве контроля оборудования и ведения электронной коммерции, что вызвало волну протестов.

1.3Последние модели

Процессор	Кэш 2-го уровня	Кэш 3-го уровня	Примечания
Pentium III-500	512 Кбайт, вне кристалла	Нет	Самый быстрый процессор Intel для настольных ПК. По большей части это Pentium II, дополненный новыми инструкциями SIMD для 3D-изображений
Pentium III-450	512 Кбайт, вне кристалла	Нет	Менее дорогой, слегка уступающий по производительности Pentium III, использующий те же инструкции SIMD, что и Pentium III-500
Celeron-433	128 Кбайт, в кристалле	Нет	Новый член семейства недорогих процессоров Intel, обеспечивающий несколько более высокое быстродействие, чем Celeron-400

7 - Merced

Merced - название 64-разрядного микропроцессора общего назначения, разрабатываемого в настоящее время фирмой Intel. Его выпуск начнется в середине 2000 года по 0.18-микронной технологии. Опытное производство - в 1999 году. Merced станет первым процессором нового семейства IA-64.

Merced станет в 2000 году пеpвым 64-pазpядным микропроцессором pазpаботки фиpмы Intel. Первый 64-разрядный микропроцессор общего назначения MIPS R4000 появился в 1992 году. Ныне MIPS широко используется в суперкомпьютерах, серверах, рабочих станциях и даже в игровых приставках (Nintendo и Sony). Также уже в течение нескольких лет шиpоко используются 64-pазpядные микропроцессоры общего назначения DEC Alpha (1992 год), PowerPC-620 (1994 год), Sun UltraSPARC (1995 год), HP PA-RISC 2.0 (1996 год). Более того, в процессоре UltraSPARC присутсвуют 128-разрядные регистры.

• IA-64 - аббревиатура от Intel 64-bit Architecture - 64-разрядная Архитектура Intel.
  
• IA-64 воплощает концепцию EPIC (аббревиатура от Explicitly Parallel Instruction Computing - Вычисления с Явным Параллелизмом Команд). Концепция EPIC разработана совместно фирмами Intel и Hewlett-Packard, по их заявлениям, EPIC - концепция той же значимости, что CISC и RISC.
  
• В IA-64 используется новый 64-разрядный набор команд, разработанный также совместно фирмами Intel и HP (для него в официальных сообщениях Intel и HP вводится аббревиатура 64-bit ISA - 64-bit Instruction Set Architecture).
  
• Вдобавок, Merced будет полностью совместим с семейством x86 (В официальных сообщениях Intel семейство x86 обозначают аббревиатурой IA-32 - Intel 32-bit Architecture - 32-разрядная Архитектура Intel).
  

Особенности EPIC:

• Большое количество регистров.
  
• Масштабируемость архитектуры до большого количества функциональных устройств. Это свойство представители фирм Intel и HP называют "наследственно масштабируемый набор команд" (inherently scaleable instruction set)
  
• Явный параллелизм в машинном коде. Поиск зависимостей между командами производит не процессор, а компилятор.
  
• Предикация (Predication). Команды из разных ветвей услового ветвления снабжаются предикатными полями и запускаются параллельно.
  
• Загрузка по предположению (Speculative loading). Данные из медленной основной памяти загружаются заранее.
  

Представители Intel и HP назывют EPIC концепцией следующего поколения и противопоставляют ее CISC и RISC. По мнению Intel, традиц. архитектуры имеют фундаментальные свойства, ограничивающие производительность. Производители RISC процессоров не разделяют подобного пессимизма.

Регистры IA-64:

• 128 64-разрядных регистров общего назначения (целочисленных)
  
• 128 80-разрядных регистров вещественной арифметики.
  
• 64 1-pазpядных пpедикатных pегистpов.
  

Напомним, что наличие большого числа регистров названо John Crawford в числе основных черт EPIC. Действительно, 128 - много по сравнению с 8 регистрами общего назначения семейства x86. Но, например, MIPS R10000 содержит 64 целых и 64 вещественных 64-разрядных регистров.

Формат команды IA-64:

• идентификатор команды,
  
• три 7-разрядных поля операндов - 1 приемник и 2 источника (операндами могут быть только регистры, а их - 128=27)
  
• особые поля для вещественной и целой арифметики
  
• 6-разрядное предикатное поле (64=26)
  

Команды IA-64 упаковываются (группируются) компилятором в "связку" длиною в 128 pазpядов. Связка содеpжит 3 команды и шаблон, в котоpом будут указаны зависимости между командами (можно ли с командой к1 запустить параллельно к2, или же к2 должна выполниться только после к1) , а также между другими связками (можно ли с командой к3 из связки с1 запустить параллельно команду к4 из связки с2).

Перечислим все варианты составления связки из 3-х команд:

• i1 || i2 || i3 - все команды исполняются паpаллельно
  
• i1 & i2 || i3 - сначала i1, затем исполняются паpаллельно i2 и i3
  
• i1 || i2 & i3 - паpаллельно исполняются i1 и i2, после них - i3
  
• i1 & i2 & i3 - последовательно исполняются i1, i2, i3
  

Одна такая связка, состоящая из трех команд, соответствует набору из трех функциональных устройств процессора. Процессоры IA-64 могут содержать разное количество таких блоков, оставаясь при этом совместимыми по коду. Ведь благодаря тому, что в шаблоне указана зависимость и между связками, процессору с N одинаковыми блоками из трех функциональных устройства будет соответствовать командное слово из N*3 команд ( N связок ). Таким образом должна обеспечиваться масштабируемость IA-64. Несомненно, это красивая концепция.

Предикация

Предикация - способ обработки условных ветвлений. Суть этого способа - компилятор указывает, что обе ветви выполняются на процессоре параллельно. Ведь EPIC процессоры должны иметь много функциональных устройств.

Опишем предикацию более подробно.

Если в исходной программе встречается условное ветвление (по статистике - через каждые 6 команд), то команды из разных ветвей помечаются разными предикатными регистрами (команды имеют для этого предикатные поля), далее они выполняются совместно, но их результаты не записываются, пока значения предикатных регистров неопределены. Когда, наконец, вычисляется условие ветвления, предикатный регистр, соответствующий "правильной" ветви, устанавливается в 1, а другой - в 0. Перед записью результатов процессор будет проверять предикатное поле и записывать результаты только тех команд, предикатное поле которых содержит предикатный регистр, установленный в 1.

Замечание! Современные же процессоры кроме предикации используют предсказание и исполнение по предположению. Кстати, RISC процессоры довольно часто правильно предсказывают ветвь - в 95% случаев

Аналитики из MicroDesign Resources полагают, что производильность Merced с частотой 800 MHz на наборе команд IA-64 не превысит 45 SPECint95 и 70 SPECfp95, а на наборе команд x86 будет соответствовать Pentium с частотой 500 MHz. Производительность Pentium II на 450 MHz равна 17.2 SPECint95 и 12.9 SPECfp95. Получается, что при исполнении на Merced x86-кода производительность ухудшится в 3-5 раз.

1.3.1Операционные системы для Merced

Фирма Sun заключила соглашение с фирмой Intel на разработку Solaris (UNIX-система) для Merced. Фиpмой Sun c 64-pазpядными системами на базе UltraSPARC поставляется Solaris 2.x начиная с 1995 года.

DEC совместно с Sequent переносит Digital UNIX (UNIX-система) на Merced. О комплектовании Digital UNIX своих систем на базе Merced объявили фирмы Tandem Sequent и Compaq. Digital UNIX - пеpвая 64-pазpядная ОС семейства UNIX широкого применения.

Фирма HP переносит на Merced ОС HP-UX (UNIX-система). Напомним, что HP - один из разработчиков EPIC.

Фирма SCO готовит для Merced UnixWare 7. Фирма SCO занимает лидирующие позиции на рынке UNIX-систем для семейства x86.

Фиpма Microsoft объявила, что pазpабатываемая Windows NT 5.0 будет иметь 64-pазpядный ваpиант для Merced. К сожалению, фирма Microsoft пока не имеет опыта в pазpаботке 64-pазpядного ПО. Кстати, первая 32-разрядная операционная ОС фирмы Microsoft появилась лишь по прошествии 8 лет с выхода первого 32-разрядного микропроцессора фирмы Intel - i386.

1.4Планы Intel

2000 год

Merced: первый процессор который будет реализован по IA64 архитектуре; будет иметь кэш трех уровней; технологический процесс -- 0.18 мкм, первая версия будет иметь частоту 800 Мгц; системная шина - 200 МГц; будет рассчитан под Slot M; поддержка MMX и MMX2 (KNI).

2001 год

Willamette: первые версии будут иметь частоту 1000 МГц (1 ГГц), 0.13 мкм; Slot1, шина -- 133/200 МГц; кэш L2 -- 1024 Кб. - IA64

Foster: первые версии будут иметь частоту 1000 МГц (1 ГГц), 0.13 мкм; Slot M, шина -- 133/200 МГц; кэш L2 -- 1024 Кб. - IA32

McKinley: первые версии будут иметь частоту 1000 МГц (1 ГГц), 0.13 мкм; Slot M, шина -- 200 МГц; кэш L2 более 1024 Кб. - IA64

6 - Корпорация AMD

AMD предложила 3D Now! - новое расширение команд x86. В современных играх все чаще приходится производить вычисления с плавающей запятой, а существующее для этого устройство FPU (Floating Point Unit) хорошо для научных расчетов, где требуется высокая точность (80 разрядов), и не очень подходит для игр, где точность нужна, как правило, невысокая (достаточно 32 разрядов). Кроме того, система команд MMX спроектирована так, что она практически исключает возможность одновременной работы команд MMX и операций с плавающей запятой, а в современной 3D-графике требуется и то и другое. В этом смысле набор команд 3D Now! представляет довольно большой интерес, тем более что уже объявлена поддержка его команд на уровне операционной системы, а как показывает опыт последних лет, обработка изображения все больше перемещается из прикладной программы в стандартные функции операционной системы (примером может служить API DirectX).

3DNow!, говоря человеческим языком, - это улучшенный процесс вычислений, ускоряющий обсчитывание сцены для 3D графики. Cyrellis уже раньше упоминал, что одним из главных препятствий для ускорителей 3D графики является конфликт между медленным созданием сцены типичным процессором Intel/AMD и возможностями родного процессора 3D карты. Видеокарта должна дождаться, пока CPU завершит свою работу, и только тогда ее 3D-процессор будет в состоянии выжать требуемое нам количество кадров в секунду. 3DNow! обещает изменить такое положение вещей, проносясь сквозь генерацию сцены на максимальной скорости, тем самым значительно повышая производительность. Как вы видите, процессор загружен работой, даже если 3D-ускоритель берет на себя генерацию треугольников, как например это делает чипсет Voodoo2.

На примере набора инструкций 3DNow! от AMD и недавно анонсированного набора инструкций для Katmai (MMX2), мы видим, как производители процессоров пытаются найти им работу, на которую претендует будущее поколение 3D-ускорителей. Например, для чипсета Riva TnT от nVidia вышеприведенная схема уже не работает. Вместо этого TnT берет на себя всю обработку изменений сцены, освещения, генерацию треугольников и отображение точек. Таким образом, процессор должен только следить за процессом игры, искусственным интеллектом и прочими аспектами создания игрового окружения.

Развитие семейства K-6

Новейший кристалл компании AMD — K6-III — сейчас уже должен поставляться в 400-МГц версии, а за ним последует микросхема с тактовой частотой 450 МГц. Лаборатории журнала PC World был предоставлен опытный образец ПК на базе K6-III фирмы CyberMax, который мы протестировали с помощью стандартного набора офисных приложений, не поддерживающих инструкции AMD 3DNow. Система показала заметно более высокую (на 12%) производительность, чем испытывавшиеся ранее машины с процессором K6-2-400. Компания AMD заявляет о превосходстве в скорости своего нового процессора над кристаллом Pentium III-450, однако данная система его не продемонстрировала. Прежде чем вынести окончательный «приговор» K6-III, нам нужно взглянуть на другие машины с этим процессором, особенно с его 450-МГц версией. Но в любом случае уже сейчас ясно, что у этой микросхемы есть будущее.

На уровне битов и байтов K6-III радикально не отличается от своего предшественника K6-2. Важным нововведением стало то, что компания AMD разместила 256 Кбайт кэш-память второго уровня непосредственно на кристалле K6-III. В результате кэш работает на той же частоте, что и ядро процессора, а не на половинной, как это происходит с вынесенным за пределы кристалла кэшем процессоров Pentium II и Pentium III. У K6-2 кэш-память второго уровня функционирует на частоте 100 МГц.

В процессоре K6-III по-прежнему используется набор инструкций 3DNow, ускоряющих специально оптимизированные для них приложения, например игры и графические программы. Инструкции 3DNow пока поддерживаются не слишком большим числом бизнес-приложений, но уверенно завоевывают популярность у разработчиков компьютерных игр.

Процессор	Кэш 2-го уровня	Кэш 3-го уровня	Примечания
K6-III-450	256 Кбайт, в кристалле	Дополнительно, на системной плате	С c офисными приложениями работает так же быстро, как Pentium III-500, но уступает последнему при решении сложных графических задач. Для работы с 3D-изображениями использует инструкции 3DNow
K6-III-400	256 Кбайт, в кристалле	Дополнительно, на системной плате	Скорость работы с офисными приложениями такая же, как у Pentium III-450

разгон процессора

Для того чтобы понимать теорию разгона, необходимо представлять, как изготавливаются и тестируются процессоры. Модели, создаваемые в одних и тех же технологических рамках (например, 0.25 мкм, напряжение 3.3 В), производятся на одной технологической линии. Затем некоторые образцы серии выборочно тестируются. Тестирование проходит в экстремальных (по напряжению и температуре) условиях. На основании этих тестов на процессор наносится маркировка о номинальной частоте, на которую рассчитан процессор. Учитывая то, что частота берется с некоторым запасом прочности, и что далеко не все кристаллы были протестированы, можно с большой долей вероятности предсказать, что большинство изделий имеют запас мощности по частоте в 10-15%, а то и больше. Кроме того, дополнительный ресурс для разгона можно получить, обеспечив процессору хорошее охлаждение, так как производитель тестирует свои изделия в очень жестких температурных условиях.

Практически все материнские платы для процессоров Pentium и Pentium II рассчитаны на работу не с одним типом кристалла, а с несколькими. Т.е., предоставляют пользователю возможность указать, какой процессор на них установлен. Выбор его тактовой частоты осуществляется путем умножения внешней частоты (той, на которой работает системная шина и оперативная память PC) на один из фиксированных множителей (эти множители обычно кратны 0.5 и находятся в диапазоне 1.5 - 4). Способ установки того или иного умножения и внешней частоты всегда указывается в руководстве к материнской плате и иногда - на самой плате. Возможность выбора внешней частоты и коэффициента умножения внутренней частоты процессора порождает возможность выдать процессор за более быстрый.

Разгон можно осуществлять двумя путями. Во-первых, возможно увеличение множителя внешней частоты процессора (например, с 2.5 до 3), так как в этом случае повышается лишь скорость работы самого процессора, а скорость работы системной шины (памяти) и других устройств не увеличивается. Однако данный способ, хотя и надежен (сбоев можно ждать только от процессора), не дает большого прироста производительности всей системы в целом. Кроме того, в последнее время ведущий производитель процессоров для PC - фирма Intel решила блокировать эту возможность, фиксируя умножение у своих кристаллов.

Второй метод - увеличение внешней частоты без изменения коэффициента или и того и другого (например, с 60 до 66 МГц). Дело в том, что именно от величины внешней тактовой частоты зависит быстродействие таких компонентов компьютера, как кеш второго уровня, оперативная память и шины PCI и ISA (а значит, и все платы расширения). В настоящее время практически все материнские платы поддерживают внешние частоты 50, 55, 60, 66, 75 и 83 МГц. Однако, экспериментируя с внешней частотой, следует помнить, что риск, столкнуться со сбоями в работе системы резко повышается, так как разгоняется не только процессор, но и все остальные компоненты системы. Поэтому, разгоняя систему таким способом, следует быть уверенным в качестве комплектующих (особенно это относится к модулям оперативной памяти).

1.5Опасность разгона

Вопрос, которым задаются многие при разгоне - это вопрос о том, не сгорит ли процессор или другие компоненты системы. Однозначно ответить на этот вопрос нельзя. Однако, случаи сгорания процессора крайне редки. Об этом говорит статистика. Только примерно в 0.1% случаев возможны необратимые проблемы. Особенно опасны в этом смысле процессоры Cyrix/IBM, которые горят чаще всего. Кроме того, если материнская плата оборудована не импульсным (отличаемым наличием тороидальной катушки на плате), а линейным источником питания, то возможно повреждение материнской платы при разгоне процессоров Cyrix и AMD из-за большого потребления тока. При повышении внешней частоты, а, следовательно, и частоты шины PCI, возможна потеря данных на винчестере, но сам жесткий диск при этом остается работоспособен. В любом случае, большинство из описанных проблем можно решить