Geum.ru

Реферат по информатике Кафедра информатики сунц урГУ

Вид материалаРеферат
Центральные процессоры: Intel Pentium
Подобный материал:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   27

Центральные процессоры: Intel Pentium


В 1992 г. фирмой Intel было объявлено о том, что новый процессор будет назван вопреки старой системе наименования (x86). Поскольку названия из цифр не защищаются авторским правом и законом о торговых знаках, конкуренты фирмы Intel выпускали собственные процессоры с названиями вроде 386 и 486. «Естественно, Intel это не понравилось. Руководству корпорации хотелось, чтобы люди, думая о 386 и 486 машинах, вспоминали только Intel, а не «какой-то там» AMD.» – пишет П. Нортон в одной из своих книг. Кроме того, фирма Cyrix выпустила собственный процессор, полностью идентичный процессору 80386, но названный Cx486. «Это вносит сумятицу в стройные ряды наших покупателей», – заявила пресс-секретарь фирмы Intel Нэнси Прессел на конференции в июне 1992 г. Позже (в октябре 1992) для нового процессора было выбрано название Pentium, так как он был представителем «пятого поколения» процессоров (8086 – 80286 – 80386 – 486 – Pentium). С тех времён новые процессоры получают словные, а не числовые, названия.

Так как «Pentium» является словом, а не числом, на него могли быть получены авторские права, ограждающие Intel от использования этого названия другими производителями процессоров. Тогда-то и была проведена знаменитая кампания «Ищите Intel inside»: «Процессор выпущен фирмой Intel не тогда, когда он называется 486, а когда на нём написано Intel inside». На все компьютеры с процессорами фирмы Intel также были наклеены наклейки Intel inside, ставшие своеобразным знаком качества. Позже фирмой AMD были выпущены собственные конкурентоспособные процессоры K5 и K6, гораздо более мощные, чем аналогичные процессоры фирмы Intel, и притом более дешёвые. Тогда ажиотаж с процессорами «Intel inside» утих, и теперь наклейки Intel inside можно найти лишь на немногих компьютерах с процессорами фирмы Intel.

Процессор Pentium имел 64-битную шину данных, позволяющую ему вводить и выводить по 8 байт за один такт. При этом АЛУ у него было 32-битным, т.е. процессор Pentium мог одновременно обрабатывать не более 32 бит информации, являясь при этом неким 32-64-битным процессором. Это позволяет эффективно работать и с более старыми 32-битными, и с новыми 64-битными микросхемами памяти. Далее, объём внутренней кэш-памяти процессора был увеличен до 16 Кбайт, как и в процессорах 486DX2/DX4, и была улучшена логика управления этой кэш-памятью. 8 Кбайт этой кэш-памяти используется для хранения наиболее часто используемых команд, а другие 8 Кбайт – для хранения часто используемых данных. Это позволяет оптимизировать выполнение процессором циклов программы, т.к. в них очередь команд если и очищается, то очень быстро заполняется из кэш-памяти команд.

Кроме перечисленных выше усовершенствований, у процессора Pentium есть два независимых конвейера обработки команд, т.е. если две последовательные команды не зависят друг от друга, то они дешифратором команд передаются в различные очереди инструкций и выполняются процессором одновременно. Это позволяет достичь производительности двухпроцессорной системы при установке в неё всего одного процессора. На самом деле, преимущества новой двухконвейерной («сверхмасштабной»)1 архитектуры становятся заметны лишь при использовании соответствующим образом написанных программ. Другое усовершенствование – дополнительный буфер команд, который реализует технологию предсказания ветвлений:2 как только дешифратор команд дешифрует команду перехода (условного или безусловного), этот дополнительный буфер команд заполняется командами по адресу перехода. Если переход выполняется, то очередь команд моментально заполняется командами из буфера, и потери производительности из-за необходимости заполнения очереди команд не происходит. Наконец, в 2 – 10 раз была повышена производительность встроенного в процессор устройства обработки чисел с плавающей точкой.

В более поздних процессорах Pentium дополнительно имеются программируемый контроллер прерываний и средства реализации симметричных двухпроцессорных систем,3 когда схемы арбитража системной шины размещены в самих процессорах. Однако для реализации преимуществ таких двухпроцессорных систем опять же нужны соответствующим образом написанные программы и операционные системы.

Первые процессоры Pentium были выпущены 22 марта 1993 г. Они содержали 3,1 млн транзисторов, работали на тактовых частотах 60 и 66 МГц и имели производительность 100 и 112 млн операций в секунду соответственно. Эти процессоры выпускались в 273-контактных корпусах с сеткой контактов 21x21 и имели напряжение питания 5 В. Более поздние процессоры Pentium, работавшие на тактовых частотах 75 (с октября 1994), 90, 100 (с марта 1994), 120 (с марта 1995), 133 (с июня 1995), 150, 166 (с января 1996) и 200 (с июня 1996) МГц, выпускались также в 296- и 320-контактных корпусах с шахматным расположением контактов4 в сетке 37x37. Эти более новые процессоры Pentium имели напряжение питания 3,3 В, размеры всего 25 см2 и содержали 3,2 – 3,3 млн транзисторов новой 0,35-микронной технологии.

Процессоры Pentium-60/66 МГц назывались также Pentium-1, а с большими тактовыми частотами – Pentium-2. Процессоры Pentium-1 не могли заменяться на процессоры Pentium-2, так как имели другое напряжение питания и другие размеры гнезда (сокета). Процессоры Pentium-2 имели производительность от 126,5 до 219 млн операций в секунду.

Кроме всего перечисленного, процессоры Pentium получили «известность» благодаря ошибке в микрокодах устройства обработки чисел с плавающей точкой в первом тираже процессоров Pentium-1. Хотя фирма Intel бесплатно заменила всем обладателям дефектных микропроцессоров эти экземпляры на новые, доверие к ней было пошатнуто. Это ещё сильнее увеличило популярность микропроцессоров фирм-конкурентов Intel.