Co sprawia, że \u200b\u200bprocesor w komputerze. Procesor i jego elementy

Opis i powołanie procesorów

Definicja 1.

procesor (CPU) - główny składnik komputera, który wykonuje operacje arytmetyczne i logiczne, określony program.Zarządza procesem obliczeń i koordynuje działanie wszystkich urządzeń PC.

Im bardziej potężny procesor, tym wyższa prędkość komputera.

Komentarz

Centralny procesor jest często określany jako procesor proste, procesor (centralny zespół procesora) lub procesora (jednostka centralna), mniej często - kryształ, kamień, procesor gospodarza.

Nowoczesne procesory są mikroprocesorami.

Mikroprocesor ma typ zintegrowanego obwodu - Cienka płyta z krystalicznego krzemu prostokątnego kształtu z kilkoma milimetrów kwadratowych, na których schematy z miliardami tranzystorów i kanałów są umieszczane, aby przekazać sygnały. Płyta kryształowa jest umieszczona w obudowie z tworzywa sztucznego lub ceramicznego i jest połączona przez złote okablowanie z metalowymi kołkami, aby połączyć się z płytą systemową PC.

Rysunek 1. Mikroprocesor Intel 4004 (1971)

Rysunek 2. Mikroprocesor Intel Pentium IV (2001). Widok z lewej: Widok prawny - widok z dołu

CPU został zaprojektowany, aby automatycznie wykonać program.

Urządzenie procesorowe.

Głównymi składnikami procesora to:

• arytmetyczne urządzenie logiczne. (Allu) wykonuje podstawowe operacje matematyczne i logiczne;
• urządzenie do zarządzania. (Uyu), na których zależy spójność pracy komponentów CPU i jego relacji z innymi urządzeniami;
• opony danych i opony docelowe;
• rejestryktóre tymczasowo przechowuje bieżące dane poleceń, źródła, pośrednie i końcowe (wyniki obliczeń allu);
• zespoły liczników;
• pamięć podręczna Sklepy często używane dane i polecenia. Apel do pamięci podręcznej jest znacznie szybszy niż w pamięci RAM, co jest bardziej, tym wyższa prędkość procesora.

Rysunek 3. Uproszczony diagram procesora

Zasady pracy procesora

CPU prowadzi program w pamięci RAM.

ALU odbiera dane i wykonuje określoną pracę, nagrywanie wyniku w jednym z bezpłatnych rejestrów.

Obecne polecenie znajduje się w specjalnym rejestrze poleceń. Podczas pracy z bieżącym poleceniem wartość tzw. Wzrasta licznik poleceń, który następnie wskazuje następujące polecenie (tylko polecenie przejścia może być wyjątkiem).

Polecenie składa się z nagrywania operacji (które chcesz wykonać), adresy komórek danych źródłowych i wynik. Zgodnie z adresem określonym w poleceniu, wymaga danych i są umieszczane w zwykłych rejestrach (w sensie, a nie do rejestracji poleceń), wynikowy wynik jest również najpierw umieszczony w rejestrze i tylko następnie przenosi się do swojego adresu określonego w zespół.

Charakterystyka procesora

Częstotliwość zegara wskazuje częstotliwość, na której działa procesor. Za 1 $ TACT, wykonywane jest kilka operacji. Im wyższa częstotliwość, tym większa prędkość komputera. Częstotliwość zegara nowoczesnych procesorów mierzy się w Gigahertach (GHZ): 1 $ GHz \u003d 1 $ miliarda zegarów na sekundę.

Aby zwiększyć wydajność CPU zaczął używać kilku jąder, z których każdy jest w rzeczywistości oddzielnym procesorem. Im więcej jąder, tym wyższa wydajność komputera.

Procesor jest związany z innymi urządzeniami (na przykład z ROS RAM) za pośrednictwem magistrali danych, adresów i elementów sterujących. Chint Chins Phart 8 (ponieważ zajmując się bajtami) i jest inny różne modele.A także różne dla opon autobusów danych i autobusów.

Bit magistrali danych wskazuje ilość informacji (w bajtach), które mogą być przesyłane za 1 $ $ (za 1 $ takt). Maksymalna ilość pamięci RAM zależy od momentu magistrali adresowej, z którą może pracować procesor.

Od częstotliwości opony systemu, ilość danych, które są przesyłane przez czas, zależy od długości czasu. Dla nowoczesnych komputerów za 1 $, możliwe jest przeniesienie kilku bitów. Przepustowość opony jest również ważna równa częstotliwości magistrali systemowej pomnożonej przez liczbę bitów, które mogą być przesyłane za 1 $. Jeśli częstotliwość opony systemowej wynosi 100 $ MHz, a 2 $ bit jest przekazywany za 1 $ $ 1 $, przepustowość wynosi 200 $ Mbps.

Przepustowość nowoczesnych komputerów jest obliczana w Gigabit (lub dziesiątki Gigabit) na sekundę. Im wyższy ten wskaźnik, tym lepiej. Pojemność CPU wpływa również na ilość pamięci pamięci podręcznej.

Dane dotyczące działania procesora pochodzi z pamięci RAM, ale dlatego Pamięć jest wolniejsza niż CPU, często może się zastraszyć. Aby uniknąć tego pomiędzy procesorem i pamięci RAM, umieszczono pamięć podręczną, która jest szybsza niż operacyjna. Działa jak bufor. Dane z pamięci RAM są wysyłane do pamięci podręcznej, a następnie do CPU. Gdy procesor wymaga tego następujący, jeśli jest w obecności go w pamięci podręcznej, zostanie ono pobierane, w przeciwnym razie jest dostęp do pamięci RAM. Jeśli program jest wykonywany w kolei jednej serii Jedno po drugim, a następnie podczas wykonywania jednego polecenia, następujące polecenia są ładowane z pamięci RAM do pamięci podręcznej. To znacznie przyspiesza pracę, ponieważ Czekanie na procesor jest zmniejszony.

Notatka 1.

Istnieją 3 podręczniki gatunkowe:

• Pamięć pieniężna w wysokości 1 $ - do poziomu jest najszybsza, znajduje się w rdzeniu procesora, dlatego ma niewielki rozmiar (8-128 $ KB).
• Pamięć pieniężna 2 $ -A- do poziomu jest w procesorze, ale nie w jądrze. Jest szybszy niż RAM, ale wolniejszy niż pamięć gotówkowa o poziomie $ 1 $ -go. Rozmiar od 128 $ KB do kilku MB.
• Pamięć gotówkowa 3 $ $-poziom jest szybszy niż RAM, ale wolniejszy niż pamięć gotówkowa w wysokości 2 $ -go -go -go.

Prędkość procesora i komputera, odpowiednio zależy od głośności tych pamięci.

CPU może utrzymać tylko określony typ pamięci RAM: $ DDR $, $ DDR2 $ lub $ DDR3 $. Im szybciej działa baranIm wyższa wydajność procesora.

Poniższa funkcja jest gniazdem (złączem), w którym włożono procesor. Jeśli procesor został zaprojektowany dla określonego typu gniazda, nie można go zainstalować w innym. Tymczasem na płycie głównej znajduje się tylko jedno gniazdo do procesora i musi odpowiadać rodzajowi procesora.

Rodzaje procesorów

Główna firma produkująca CPU na PC jest Intel. Pierwszy procesor PC był procesor 8086 $. Następny model był 80286 $, a następnie 80,0386 USD, z czasem liczba $ 80 $ zaczął pominąć, a procesor zaczął nazywać się trzema numerami: 286 $, 386 $ $, itd. Generowanie procesorów jest często nazywane rodziną rodziny X86 $. Wyprodukowane są inne modele procesorów, na przykład, Alpha, Power PC i inne rodziny. Producenci CPU są również AMD, Cyrix, IBM, Texas Instruments.

W imię procesora jest często możliwe, aby spełnić symbole X2 $, $ X3 $, $ x4 $, co oznacza liczbę rdzeni. Na przykład w tytule Phenom $ X3 $ 8,600 $, X3 $ znaki wskazują na obecność trzech rdzeni.

Tak więc główne typy procesora wynoszą 8086 USD, 80286 $, $ 80386 $, 80486 $, Pentium, Pentium Pro, Pentium MMX, Pentium II, Pentium III i Pentium IV. Celeron jest przycięta wersja procesora Pentium. Po nazwisku częstotliwość zegara CPU jest zwykle wskazana. Na przykład Celeron $ 450 oznacza typ CELERON CPU i jego częstotliwość zegara - 450 $ MHz.

Procesor musi być zainstalowany na płycie głównej z odpowiednim procesorem częstotliwości opon systemu.

W najnowszych modelach procesora jest wdrażana ogólny mechanizm ochrony, tj. CPU o zwiększeniu temperatury powyżej krytycznego przełączania na zmniejszoną częstotliwość zegara, w której zużywa się mniej energii elektrycznej.

Definicja 2.

Jeśli w systemie obliczeniowym jest kilka równoległych procesorów, to takie systemy są nazywane multiprocesor. .

Procesor jest bez wątpienia głównym elementem dowolnego komputera. Jest to mały kawałek krzemu, wielkość kilkudziesięciu mrózów wykonuje wszystkie te złożone zadania, które umieszczane przed komputerem. System operacyjny jest tutaj wykonywany, a także wszystkie programy. Ale jak to wszystko to działa? Spróbujemy zdemontować to pytanie w naszym obecnym artykule.

Procesor zarządza dane na komputerze i wykonywać miliony instrukcji na sekundę. A zgodnie z procesorem Słowo, mam na myśli dokładnie, co rzeczywiście oznacza - mały żeton krzemu, który faktycznie wykonuje wszystkie operacje na komputerze. Przed przystąpieniem do rozważenia, jak działa procesor, musisz najpierw zastanowić się, co jest i co składa się z.

Po pierwsze, spójrzmy na to, co jest procesorem. CPU lub centralna jednostka przetwarzania (urządzenie centralne) - co jest mikrą ogromna liczba Tranzystory wykonane na krysztale krzemu. Pierwszy procesor na świecie został opracowany przez Intel Corporation w 1971 roku. Wszystko zaczęło się od modelu Intel 4004. Mógł wykonywać operacje obliczeniowe i może przetworzyć tylko 4 bajtów danych. Następny model wyszedł w 1974 r. - Intel 8080 i obsługuje 8 bitów informacji. Potem było 80286, 80386, 80486. Z tych procesorów nazwa architektury.

Częstotliwość zegara procesora 8088 wynosiła 5 MHz, a liczba operacji na sekundę zaledwie 330 000, co jest znacznie mniej niż w nowoczesnych procesorach. Nowoczesne urządzenia mają częstotliwość do 10 GHz i kilka milionów operacji na sekundę.

Nie uwzględnimy tranzystorów, przejdziemy do powyższego poziomu. Każdy procesor składa się z takich składników:

• Rdzeń - wszystkie przetwarzanie informacji i operacji matematycznych są tutaj wykonywane, jądra mogą być kilka;
• Dekrety Decifraks. - Ten składnik odnosi się do jądra, konwertuje polecenia oprogramowania do zestawu sygnałów, które będą wykonywać tranzystory rdzeniowe;
• Pamięć podręczna - obszar ultra-szybkiej pamięci, niewielkiej głośności, w której przechowywane są dane odczytywane z pamięci RAM;
• Rejestry - Są to bardzo szybkie komórki pamięci, w których przetwarzane dane są teraz zapisane. Istnieją tylko kilka z nich i mają ograniczony rozmiar - 8, 16 lub 32 bitów dokładnie z tego zależy od wyładowania procesora;
• Coprocessor. - oddzielny jądro, który jest zoptymalizowany tylko w celu wykonania pewnych operacji, takich jak przetwarzanie wideo lub szyfrowanie danych;
• Adres Autobus. - komunikować się ze wszystkimi podłączonych do płyty głównej za pomocą urządzeń, może mieć szerokość 8, 16 lub 32 bitów;
• Autobusy danych. - komunikować się z pamięci RAM. Używając go, procesor może nagrywać dane w pamięci lub czytać je stamtąd. Autobus pamięci może wynosić 8, 16 i 32 bitów, jest to ilość danych, które mogą być przesyłane na raz;
• Synchronizacja opon - Umożliwia kontrolowanie częstotliwości procesora i zegara roboczego;
• Uruchomienie opon - zresetowanie stanu procesora;

Główny komponent można uznać za urządzenie jądro lub arytmetyczne, a także rejestry procesora. Wszystko inne pomaga pracować z tymi dwoma komponentami. Spójrzmy na to, co rejestry są i jakie mają do celu.

• Rejestruje A, B, C - Zaprojektowany do przechowywania danych podczas przetwarzania, tak, są tylko trzy z nich, ale to jest wystarczająco dużo;
• EIP. - zawiera adres następnej instrukcji programu w pamięci RAM;
• Esp. - adres danych w pamięci RAM;
• Z. - zawiera wynik ostatniej operacji porównawczej;

Oczywiście nie są to wszystkie rejestry pamięci, ale są to najważniejsze i przede wszystkim wykorzystuje procesor podczas wykonywania programów. Cóż, kiedy wiesz, co działa procesor, możesz rozważyć, jak to działa.

Jak działa procesor komputerowy?

Rdzeń obliczeniowy procesora może wykonywać operacje matematyczne, operacje porównawcze i przenoszenie danych między komórkami a pamięci RAM, ale to wystarczy, aby można było grać w gry, oglądać filmy i wyświetlać strony internetowe i wiele więcej.

W rzeczywistości każdy program składa się z takich poleceń: przesuń, składać, pomnożyć, podzielić, różnicować i przejść do instrukcji, jeśli stan porównawczy zostanie wykonany. Oczywiście to nie wszystkie zespoły, istnieją inne, które łączą się wśród siebie wymienione lub upraszczają ich wykorzystanie.

Wszystkie ruchy danych są wykonywane przy użyciu instrukcji Move (MOV), ten ręczny przenosi dane między komórek rejestrowych między rejestrami i szybką pamięcią, między pamięcią a dyskem twardym. W przypadku operacji arytmetycznych istnieją specjalne instrukcje. A instrukcje przejścia są potrzebne do wykonywania warunków, na przykład sprawdzić wartość rejestru A i jeśli nie jest zero, przejdź do instrukcji żądanego adresu. Ponadto, korzystając z instrukcji przejścia, możesz tworzyć cykle.

Wszystko to jest bardzo dobre, ale jak wszystkie te elementy współdziałają ze sobą? I jak tranzystory rozumieją instrukcje? Działanie całego procesora kontroluje dekoder instrukcji. Zmusza każdy komponent do robienia tego, co powinien. Spójrzmy na to, co dzieje się, gdy musisz wykonać program.

W pierwszym etapie, DECRECTOR ładuje adres pierwszej instrukcji programu w pamięci do rejestru kolejnych instrukcji EIP, ponieważ aktywuje kanał czytania i otwiera tranzystor-zatrzask, aby umieścić dane do rejestru EIP.

W drugim cyklu zegara instrukcja Decryktoor konwertuje polecenie do zestawu sygnałów dla tranzystorów jądra obliczeniowego, które ją wykonują i zapisują wynik w jednym z rejestrów, na przykład C.

W trzecim cyklu dekoder zwiększa adres następnego polecenia na jednostkę, dzięki czemu wskazuje następującą instrukcję w pamięci. Następnie dekoder przechodzi do pobrania kolejnego polecenia, więc dopóki program zostanie zakończony.

Każda instrukcja jest już kodowana przez sekwencję tranzystora i przekształcona w sygnały, powoduje, że zmiany fizyczne w procesorze, na przykład, zmieniając pozycję zatrzasku, który umożliwia zapisanie danych do komórki pamięci i tak dalej. Do wykonania różne drużyny Potrzebujesz innej liczby zegarów, na przykład, dla jednego polecenia, możesz potrzebować 5 zegarów, a dla innego, bardziej złożonego do 20. Ale wszystko to zależy od liczby tranzystorów w samym procesorze.

Cóż, wszystko jest z tym jasne, ale wszystko będzie działać tylko wtedy, gdy zostanie wykonany jeden program, a jeśli istnieje kilka z nich i wszystko w tym samym czasie. Można założyć, że procesor ma kilka rdzeni, a następnie oddzielne programy są wykonywane na każdym jądrze. Ale nie, w rzeczywistości nie ma takich ograniczeń.

Jednocześnie można wykonać tylko jeden program. Cały czas procesora jest podzielony między wszystkimi uruchamianie programówKażdy program jest wykonywany kilka zegarów, wówczas procesor jest przesyłany do innego programu, a wszystkie zawartość rejestrów są zapisywane w pamięci RAM. Gdy kontrola jest zwracana do tego programu, wcześniej zapisane wartości są ładowane do rejestrów.

wnioski

W tym artykule, w tym artykule spojrzymaliśmy, jak działa procesor komputerowy, co to jest procesor i co składa się z. Być może jest trochę trudne, ale spojrzeliśmy na wszystko. Mam nadzieję, że teraz stało się bardziej jasne, jak to działa, jest bardzo złożonym urządzeniem.

Aby zakończyć wideo o historii tworzenia procesorów:

Obecnie procesory odgrywają specjalną rolę w reklamie, próbują przekonać wszystkie swoje siły, że procesor w komputerze jest decydującym składnikiem, zwłaszcza takim producentem jak Intel. Pytanie powstaje: Co to jest nowoczesny procesor i rzeczywiście, co jest procesorem?

Przez długi czas i być bardziej dokładny, a następnie do lat 90-tych, wydajność komputera określała procesor. Procesor zdefiniował wszystko, ale dzisiaj tak nie jest.

Nie wszystko jest określone przez centralnego procesora, a procesory z Intel nie są zawsze korzystne niż od AMD. Ostatnio rola innych elementów komputera ostatnio wzrosła, a w procesorach domowych rzadko stają się najbardziej wąskie miejsceAle jak również inne elementy komputera wymagają dodatkowej uwagi, przez fakt, że bez niego nie ma żadnej maszyny komputerowej. Same procesory nie stracili kilku rodzajów komputerów przez długi czas, ponieważ różnorodność komputerów stała się więcej.

Procesor (procesor centralny) - Jest to bardzo złożony kod maszyny do przetwarzania chipów, które jest odpowiedzialny za wykonanie różnych operacji i kontroli urządzeń peryferyjnych komputera.

W przypadku krótkiego oznaczenia centralnego procesora przyjęto skrót - CPU, a także procesor centralny, który jest tłumaczony jako centralny urządzenie do przetwarzania.

Stosowanie mikroprocesorów.

Takie urządzenie, co procesor jest zintegrowany w prawie każdej technologii elektronicznej, która mówi o takich urządzeniach jako telewizor i odtwarzacz wideo, nawet w zabawkach, a sami smartfony są już komputerami, choć różnią się w projekcie.

Wiele jąder. centralny procesor. Może być wykonany zupełnie inne zadania niezależnie od siebie. Jeśli komputer wykonuje tylko jedno zadanie, jego wykonanie jest przyspieszane przez równoległość typowych operacji. Wydajność może kupić raczej wyraźną funkcję.

Współczynnik oburzenia częstotliwości

Sygnały cyrkulacji wewnątrz kryształu procesora mogą być przy wysokiej częstotliwości, chociaż procesory nie mogą być dostępne za pomocą zewnętrznych elementów komputera w tej samej częstotliwości. W tym względzie częstotliwość, na której działa płyta główna, a częstotliwość procesora jest inna, bardziej wysoka.

Częstotliwość, z którego odbiera się procesor płyta główna Można go nazwać wsparciem, z kolei wytwarza mnożenie do wewnętrznego współczynnika, którego wynikiem jest częstotliwość wewnętrzna nazywana wewnętrznym współczynnikiem.

Możliwość współczynnika częstotliwości współczynnika wewnętrznego jest bardzo często używana przeocz, aby zwolnić potencjał przyspieszania procesora.

Procesor pamięci gotówki

Dane dotyczące kolejnej pracy, procesor otrzymuje z pamięci RAM, ale wewnątrz sygnałów układu procesora są przetwarzane z bardzo wysoką częstotliwością, a odwołania do samych modułów RAM z częstotliwością czasami mniej.

Wysoki współczynnik współczynnika częstotliwości wewnętrznej staje się bardziej wydajny, gdy wszystkie informacje znajdują się w niej, w porównaniu, na przykład, niż w pamięci RAM, która jest z zewnętrzną.

W procesorach niektóre komórki do przetwarzania danych, zwane w nich rejestry, zwykle nie przechowuje prawie nic, ale przyspieszyć, jak praca procesora i z nim system komputerowy Technologia buforowania została zintegrowana.

Cashem można nazwać małym zestawem komórek pamięci, z kolei wykonując rolę bufora. Podczas odczytu z pamięci ogólnej kopia pojawia się w pamięci podręcznej procesora miedzianego. Konieczne jest, aby z potrzebą tego samego dostępu do nich była pod ręką, to jest w buforze, co zwiększa prędkość.

Pamięć Kesha w obecnych procesorach ma widok piramidowy:

1. Pamięć Kesha na 1. poziomie jest najmniejsza w objętości, ale jednocześnie najszybsza prędkość jest częścią kryształu procesora. Jest wykonany zgodnie z tymi samymi technologiami, jak rejestry procesora, bardzo drogie, ale kosztuje jego szybkość i niezawodność. Choć mierzy się setki kilobajtów, co jest bardzo małe, ale odgrywa ogromną rolę w szybkości.
2. Pamięć Kesha o drugim poziomie - taka sama jak 1 poziom znajduje się na krysztale procesora i działa z częstotliwością jej jądra. W nowoczesnych procesorach mierzy się z setek kilobajtów do kilku megabajtów.
3. III poziom poziomu poprzedniego poziomu tego typu pamięci jest wolniejszy, ale jest szybki baran, który jest ważny i jest mierzony dziesiątkami megabajtów.

Rozmiar pierwszego i drugiego KESH i 2 poziomy wpływają zarówno na wyniki, jak i koszt procesora. Trzeci poziom pamięci podręcznej jest rodzajem bonusu w komputerze, ale nie jeden z producentów mikroprocesorów, aby pominąć ich w pośpiechu. Czwarta pamięć podręczna istnieje i usprawiedliwia się Lisha w systemach wieloprocesorowych, dlatego nie będzie w stanie go znaleźć na zwykłym komputerze.

Złącze instalacji procesora (SOKET)

Zrozumienie, że nowoczesne technologie nie są tak bardzo zaawansowane, że procesor będzie mógł otrzymywać informacje na odległość, nie należy go dołączyć, dołączony do płyty głównej, do zainstalowania i interakcji z nim. To miejsce nazywa się Soket i odpowiednie tylko dla niektórych rodziny typu lub procesora, które różnych producentów Również inny.

Co to jest procesor: architektura i proces technologiczny

Architektura procesora jest jego wewnętrzna organizacjaInna lokalizacja elementów określa również jego cechy. Sama architektura jest nieodłączna w całej rodzinie procesorów, a zmiany wprowadzone i mające na celu poprawę lub korygowanie błędów.

Proces technologiczny określa rozmiar składników samego procesora i mierzy się w nanometrach (NM), a mniejsze wymiary tranzystorów określają mniejszy rozmiar samego procesora, dla którego skierowany jest rozwój przyszłych procesorów.

Zużycie energii i rozpraszanie ciepła

Sama zużycie energii zależy bezpośrednio od technologii, dla których produkowane są procesory. Mniejsze rozmiary i podwyższone częstotliwości bezpośrednio powodują pobór mocy i rozpraszanie ciepła.

Aby obniżyć zużycie energii i rozpraszanie ciepła, energooszczędny system automatyczny do regulacji obciążenia na procesorze jest odpowiednio, w przypadku braku wykonania dowolnej potrzeby. Obowiązkowe są komputery o wysokiej wydajności dobry system. Procesor chłodzący.

Podsumowując materiał artykułu - odpowiedź na pytanie jest tym, co jest procesor:

Procesory naszych dni mają możliwość operacji wielokanałowej z RAM, pojawiają się nowe instrukcje, z kolei, dzięki czemu jego poziom funkcjonalny wzrasta. Możliwość przetwarzania grafiki przez sam procesor zapewnia spadek kosztów, zarówno na samych procesorów, jak i dzięki nim za biuro i budowę komputerów. Wirtualne jądra pojawiają się na bardziej praktyczny rozkład wydajności, rozwoju technologów i z nimi komputer i własny komponent jako centralny procesor.

Jest teraz pełen informacji w Internecie na temat procesorów, można znaleźć kilka artykułów na temat tego, jak działa, gdzie rejestry, taktyki, przerwanie itp są głównie odwołują się do ... ale osoba nie jest znana Ze wszystkimi tymi warunkami i pojęciami jest wystarczająco trudne. Lataj ", aby zrozumieć proces zrozumienia i musisz zacząć od małego - mianowicie z podstawowego zrozumienia jak procesor jest ułożony i z których główne części składają się.

Więc, co będzie w mikroprocesorze, jeśli zdemontujesz:

figura 1 jest oznaczona metalową powierzchnią (pokrywa) mikroprocesora, która służy do usuwania ciepła i ochrony przed uszkodzenie mechaniczne Co jest za tym pokrywką (jem w samym procesorze).

W numerze 2 - sam kryształ znajduje się na tym, że jest najważniejszy i drogi w produkcji części mikroprocesora. Dzięki temu kryształowi pojawią się wszystkie obliczenia (i jest to główna funkcja procesora) i co jest trudniejsze niż idealne - tym potężniejsze jest procesor, a tym droższe. Kryształ wykonany jest z krzemu. W rzeczywistości proces produkcyjny jest bardzo złożony i zawiera dziesiątki kroków, więcej w tym filmie:

Figura 3 - Specjalne podłoże Textolitowe, do którego podłączone są wszystkie inne części procesora, a także odgrywa rolę witryny kontaktowej - na nim tył brzeg Istnieje duża liczba złotych "punktów" - są to kontakty (na rysunku jest niewiele widoczne). Dzięki studka kontaktowa (podłoże) jest zapewniona ścisłą interakcję z kryształem, dla bezpośrednio przynajmniej w jakiś sposób wpływa na kryształ nie jest możliwy.

Pokrywa (1) jest przymocowana do podłoża (3) za pomocą wysokiego kleju odpornego na temperaturę. Nie ma luki powietrznej między kryształem (2) a pokrywą, jego miejsce jest zajmowane przez pastę termiczną, gdy zamrożono z niego, okazuje się "most" między kryształem procesora a pokrywką, co zapewnia bardzo dobry odpływ ciepła.

Kryształ jest podłączony do podłoża za pomocą lutowania i uszczelniacza, styki podłoża są podłączone do kryształowych styków. Na tym rysunku wyraźnie pokazano jako podłączenie styków kryształu ze stykami podłoża za pomocą bardzo cienkiego okablowania (na zdjęciu 170x Wzrost):

Ogólnie rzecz biorąc, urządzenie procesorowe różnych producentów, a nawet modele jednego producenta może się znacznie różnić. Jednak koncepcja pracy pozostaje taka sama - każdy ma podłoże kontaktowe, kryształ (lub kilka znajdujących się w jednym przypadku) i metalową osłonę do usuwania ciepła.

Tak więc na przykład podłoże kontaktowe procesora Intel Pentium 4 (procesor obróci):

Forma kontaktów i struktura ich lokalizacji zależy od procesora i płyty komputera komputera (gniazda muszą się pokryć). Na przykład na rysunku tuż nad kontaktami z procesora bez "kołków", ponieważ szpilki są bezpośrednio w gnieździe płyty głównej.

A druga sytuacja polega na tym, gdzie styki "kołki" trzymają bezpośrednio z podłoża kontaktowego. Ta funkcja jest charakterystyczna głównie dla procesorów AMD:

Jak wspomniano powyżej, urządzenie różnych modeli przetwórców jednego producenta może się różnić, zanim nas jest jasny przykład - procesor czterordzeniowy Intel Core. 2 Quad, który jest zasadniczo 2 Dual-Core 2 Duo Line Processor, w połączeniu w jednym przypadku:

Ważny! Liczba kryształów wewnątrz procesora i liczba rdzeni procesorów nie jest taka sama.

W nowoczesne modele. Procesory Intel są karmione na raz 2 kryształów (Chip). Drugi układ jest rdzeń graficzny procesora, w istocie odgrywa rolę wbudowaną do procesora karty wideo, nawet jeśli w systemie nie ma karty graficznej, rdzeń graficzny będzie przyjąć rolę karty wideo i całkiem potężne ( W niektórych modelach procesorów, moc obliczeniowa rdzeni graficznych pozwala odtwarzać nowoczesne gry na średnie ustawienia graficzne).

To wszystko urządzenie centralnego mikroprocesoraNa krótko oczywiście.

Klasyfikacja i rodzaje procesorów. Charakterystyka CPU

PROCESOR.

Etapy rozwoju centralnych procesorów komputerów osobistych. Nowoczesna technologia i rozwiązania architektoniczne. RISC i technologia CISC. Główne parametry procesorów. 32 i 64 procesory rozładowania. 32-cyfrowe procesory producentów podstawowych: Intel, AMD, VIA. Analiza porównawcza cech współczesnych procesorów. Główne trendy i perspektywy rozwoju.

Student powinien wiedzieć:

• główne cechy procesorów;
• o etapach rozwoju procesora;
• rodzaje procesorów;
• główne nowoczesne modele procesorów;

Student musi być w stanie:

• określić główne cechy procesora za pomocą programów testowych;

Cele:

• - Przedstaw uczniów głównymi składnikami procesora systemu.
• - Zbadaj rodzaje procesorów i ich charakterystykę.
• - Edukacja kultura informacyjna Uczniowie, opieka, dokładność, dyscyplina, doskonałość.
• - Rozwój interesów poznawczych, umiejętności samokontroli, zdolność do zarysowania.

Zawód konstrukcyjny:

Część teoretyczna.

"Mózg" komputera osobistego jest mikroprocesor lub centralny procesor - CPU (jednostka centralna). Mikroprocesor wykonuje obliczenia i przetwarzanie danych (z wyjątkiem niektórych operacji matematycznych przeprowadzonych w komputerach mający koprocesor) i, co do zasady, jest najdroższym mikroukładem komputera. Wszystkie komputery kompatybilne z komputerem Korzystają z procesorów, które obsługują rodzinę Intel Chip, ale są produkowane i przewidywane przez sam Intel, ale także przez AMD, Cyrix, IDT i Rise Technologies.

Obecnie Intel dominuje rynek procesora, ale nie zawsze. Intel jest mocno związany z wynalezieniem pierwszego procesora i jego wyglądu na rynku. Intel i Microsoft Star Hour zakończył się w 1981 r., Kiedy IBM wydał pierwszy komputer osobisty IBM PC z procesorem Intel 8088 (4,77 MHz) i działa system Microsoft. DYSK. System operacyjny (DOS) w wersji 1.0. Od teraz prawie wszystko komputery osobiste Procesory Intel są zainstalowane i oS. Microsoft.

• Parametry procesora.

Opisując parametry i urządzenia procesora, często występuje zamieszanie. Rozważ niektóre cechy procesorów, w tym dane magistrali danych i autobusu adresowego, a także prędkości.

Procesory można sklasyfikować przez dwa główne parametry: bit i prędkość. Prędkość procesora jest dość prostym parametrem. Jest mierzony w Megahercie (MHz); jeden MHZ Raven. Milion zegarów na sekundę. Im wyższa prędkość, tym lepiej (szybszy procesor). Bit CPU - parametr jest bardziej złożony. Procesor zawiera trzy ważne urządzenia, główna cecha to bit:

• magistrala wejściowa i wyjściowa;
• rejestry wewnętrzne;
• autobus do pamięci.

Procesory z częstotliwością zegara nie mniej niż 16 MHz nie mają wbudowanej pamięci podręcznej. W systemach do 486. procesora zainstalowano szybką pamięć podręczną na płycie głównej. Począwszy od procesorów 486, pamięć podręczna pierwszego poziomu została zainstalowana bezpośrednio w obudowie i pracuje na częstotliwości procesora. I pamięć podręczna płyta główna zaczął dzwonić do pamięci podręcznej drugiego poziomu. Pracowała już na częstotliwościach wspieranych przez płytę główną.

W procesorach Pentium Pro i Pentium II pamięć podręczna drugi jest zainstalowana w obudowie i jest fizycznie przedstawia oddzielny układ. Najczęściej, taka pamięć działa na pół (Procesory Pentium II / III i AMD) lub nawet mniejsze (dwie piąte lub trzecie) częstotliwości rdzenia procesora.

W procesorach Pentium Pro, Pentium III / III Xeon, nowoczesne modele Pentium III, Celeron, K6-3, Athlon (Model 4), pamięć Cache Duron działa w częstotliwości rdzenia. Powodem, dla którego pamięć podręczna drugiego poziomu działała na mniejszej częstotliwości w porównaniu z rdzeniem jest dość prosta: istniejące mikrociąki pamięci podręcznej nie spełniają warunków rynkowych. Intel został stworzony przez MICOCRICUIT MICOICUIT MICOCRICUIT MICOILUICUIT dla procesora Xeon, którego koszt był bardzo wysoki. Jednak pojawienie się nowych technologii do produkcji procesorów umożliwiło stosowanie pamięci podręcznej działającego w częstotliwości rdzeniowej oraz w tanich procesorów drugiej generacji Celeron. Projekt ten został wypożyczony przez drugą pokolenie Intel Pentium III, a także procesorów K6 3-3, Athlon i Duron Company AMD. Taka architektura, obecnie używana w prawie wszystkich rozwojach Intel i AMD, jest jedynym mniejszym lub mniejszym sposobem zastosowania szybkiej pamięci podręcznej drugiego poziomu.

Szybkość procesora

Prędkość jest jedną z charakterystyki procesora, która jest często interpretowana na różne sposoby. W tej sekcji można dowiedzieć się o szybkości procesorów w szczególności procesorów ogólnych i Intel.

Prędkość komputera zależy w dużej mierze od częstotliwości zegara, zwykle mierzona w Megahercie (MHz). Jest on określany przez parametry rezonatora kwarcowego, który jest kryształ kwarcowy zamknięty w małym pojemniku cyny. Pod wpływem napięcie elektryczne. W krysztale kwarcu znajdują się oscylacje prąd elektryczny Z częstotliwością określoną przez formę i rozmiar kryształu. Częstotliwość tego prąd przemienny i zwana częstotliwością zegara. Konwencjonalne mikroczipy działają na częstotliwości kilku milionów Hertz. (Hertz jest jedną oscylacją na sekundę.) Prędkość mierzy się w Megahercie, tj. W milionach cykli na sekundę. Na rys. 1 przedstawia wykres sygnału sinusoidalnego.

Figa. 1. Częstotliwość koncepcji reprezentacji graficznej

Najmniejsza jednostka pomiaru czasu (kwantowa) dla procesora jako urządzenia logicznego jest okresem częstotliwości zegara lub tylko zegar. Każda operacja spędza przynajmniej jeden rytm. Na przykład wymiana danych z procesorem pamięci Pentium II wykonuje trzy taktowe plus kilka cykli oczekiwania. (Cykl oczekiwania jest rytmem, w którym nic się nie dzieje; konieczne jest, aby procesor "uciekł" do przodu od mniej szybkich węzłów komputerowych.)

Czas spędzony na wykonanie poleceń jest inny.

8086 i 8088 . W tych procesorach odbywa się około 12 zegarów do wykonania jednego polecenia.

286 i 386 . Te procesory zmniejszają czas na wykonanie poleceń około 4,5 cykli.

Procesor 486 i większość kompatybilnych procesorów czwartej generacji Intel, takich jak AMD 5 × 86, zmniejszono ten parametr do 2 zegarów.

Pentium, K6 Series. Architektura procesorów Pentium i innych procesorów piątej generacji Intel tworzących w AMD i Cyrix, który obejmuje podwójne przenośniki poleceń i innych ulepszeń, zapewniły wykonanie jednego lub dwóch poleceń dla jednego taktu.

Pentium Pro, Pentium II / III / Celeron i Athlon / Duron. Klasa procesorów P6, a także inne szóste procesory wytwarzania utworzone przez AMD i Cyrix, umożliwiają wykonanie co najmniej trzech poleceń dla jednego taktu.

Inna liczba zegarów wymaganych do wykonania poleceń utrudnia porównywanie komputerów na podstawie ich częstotliwości zegara (tj. Liczba zegarów na sekundę). Dlaczego, kiedy jedna i ta sama częstotliwość zegara, jeden procesor działa szybciej niż drugi? Powód leży w wydajności.

Procesor 486 ma większą prędkość w porównaniu z 386, ponieważ polecenie jest wymagane na średniej twicear niż zegary niż 386. A procesor Pentium jest Twicear niż zegary niż 486. Zatem procesor 486 z częstotliwością zegara 133 MHz (typ AMD 5 × 86-133) jest nawet wolniejszy niż Pentium o częstotliwości zegara 75 MHz! Dzieje się tak dlatego, że w tej samej częstotliwości Pentium wykonuje dwa razy więcej poleceń niż procesor 486. Pentium II i Pentium III - około 50% szybciej niż procesor Pentium działający w tej samej częstotliwości, ponieważ mogą one wykonywać znacznie więcej drużyn w obecnej liczbie cykle.

Porównanie względnej skuteczności procesorów można zauważyć, że wydajność Pentium III, działająca na częstotliwości zegara 1000 MHz, jest teoretycznie równa wydajności Pentium działającego na częstotliwości zegara 1 500 MHz, co z kolei, jest teoretycznie równy wydajności procesora 486 działającego na częstotliwości zegara 3000 MHz, a z kolei, jest teoretycznie równa wydajności procesorów 386 lub 286, działających na częstotliwości zegara 6000 MHz lub 8088, działających Częstotliwość zegara 12 000 MHz. Jeśli uznamy, że początkowy komputer z procesorem 8088 pracował na częstotliwości zegara zaledwie 4,77 MHz, to dzisiejsze komputery są większe niż 1,5 tysięcy razy szybciej niż. Dlatego niemożliwe jest porównanie wydajności komputerów, opartych tylko na częstotliwości zegara; Konieczne jest uwzględnienie faktu, że inne czynniki wpływają na wydajność systemu.

Ocena skuteczności centralnego procesora jest dość trudna. Central procesory z różnymi architekturami wewnętrznymi wykonują polecenia na różne sposoby: te same polecenia w różnych procesorach można wykonać szybciej lub wolniej. Aby znaleźć satysfakcjonujący środek do porównania centralnych procesorów o różnych architekturach pracujących w różnych częstotliwościach zegara, Intel wynalazł określoną serię testów odniesienia, które można wykonać na wiórach Intel, aby zmierzyć względną wydajność procesorów. Ten system testowy został niedawno zmodyfikowany, aby można było zmierzyć skuteczność procesorów 32-bitowych; Nazywa się indeksem (lub wskaźnikiem) ICOMP 2.0 (Intel Porównawcza wydajność mikroprocesora - wydajność porównawcza mikroprocesor Intel.). Obecnie używana jest trzecia wersja tego indeksu - ICUM 3.0.

Częstotliwość zegara procesora.

Prawie wszystkie nowoczesne procesory, począwszy od 486dx2, działają na częstotliwości zegara, która jest równa produktowi pewnego mnożnika na częstotliwości zegara płyty głównej. Na przykład procesor Celeron 600 działa na częstotliwości zegara, dziewięć razy większa niż częstotliwość zegara płyty głównej (66 MHz), a Pentium III 1000 znajduje się na częstotliwości zegara, o siedem i półokrotności częstotliwości zegara Płyta główna (133 MHz). Większość płyt systemowych pracował na częstotliwości zegara 66 MHz; Była to taka częstotliwość, że wszystkie procesory Intel były wspierane przed rozpoczęciem 1998 roku, a tylko niedawno firma opracowała procesory i zestawy mikrokiriuchów generacji systemowych, które mogą działać na płytach systemowych przeznaczonych na 100 MHz. Niektóre procesory Cyrix są przeznaczone do płyt systemowych przeznaczonych do 75 MHz, a wiele płyt systemowych przeznaczonych do Pentium może również działać w tej częstotliwości. Zwykle częstotliwość zegara płyty głównej i mnożnik można zainstalować przy użyciu skoczków lub innych procedur konfiguracji płyty systemowej (na przykład, wybierając odpowiednie wartości w programie Ustawienia parametrów BIOS).

Pod koniec 1999 r. Chipsety i płyty systemowe pojawiły się z częstotliwością zegara 133 MHz, wspierając wszystkie nowoczesne wersje procesora Pentium III. W tym samym czasie, AMD wydał płyty główne Athlona i zestawy odcinające z częstotliwością zegara 100 MHz, przy użyciu podwójnej technologii transmisji danych. Umożliwiło to zwiększenie szybkości przesyłania danych między procesorem Athlon a głównym zestawem mikrokiriuchów do 200 MHz.

W 2001 r. Prędkość procesorów AMD Athlon i Intel Intel Itanium wzrosła do 266 MHz, a opony procesorowe Pentium 4 do 400 MHz.

Czasami pojawia się pytanie potężny procesor. Itanium jest używany wolniej w porównaniu z oponą centralnego procesora Pentium 4. To pytanie jest niezwykle istotne! Odpowiedź jest najprawdopodobniej leży w tym, że te składniki zostały stworzone przez zupełnie różne grupy deweloperów z różnymi celami i zadaniami. Procesor Itanium, opracowany w połączeniu z HP (Hewlett Packard), został zaprojektowany, aby użyć pamięci o podwójnej szybkości transferu danych (DDR), który z kolei działa na bardziej odpowiedniego serwera częstotliwości zegara 266 MHz. Korespondencja prędkości opony centralnej procesora i magistrala pamięci umożliwia osiągnięcie największej prędkości, dzięki czemu system przy użyciu DDR SDRAM działa lepiej, jeśli częstotliwość zegara opony CPU (CPU) jest również równa 266 MHz.

Z drugiej strony, Pentium 4 został opracowany w celu użycia Rdram, dlatego prędkość opony systemu odpowiada prędkości Rdram. Należy pamiętać, że prędkość opony, a także każdy procesor intel.W przyszłości może się zmienić.

W nowoczesne komputery. Używany jest generator zmiennej częstotliwości, zwykle znajdujący się na płycie głównej; Generuje częstotliwość odniesienia dla płyty głównej i procesora. W większości płyt systemowych procesory Pentium można zainstalować jedną z trzech lub czterech wartości częstotliwości zegara. Obecnie produkuje się wiele wersji procesorów działających na różnych częstotliwościach, w zależności od częstotliwości zegara określonej płyty systemowej. Na przykład, wydajność większości procesorów Pentium jest kilka razy wyższa niż prędkość płyty głównej.

Wszystkie inne rzeczy są równe (typy procesorów, liczba cykli oczekiwań podczas uzyskiwania dostępu do pamięci i bitów magistrali danych), dwa komputery mogą być porównywane przez ich częstotliwości zegara. Należy jednak to zrobić starannie: szybkość komputera zależy od innych czynników (w szczególności, od tych, których dotknęła funkcje strukturalne pamięci). Na przykład komputer o niższej częstotliwości zegara może działać szybciej niż oczekiwać, a prędkość systemu o wyższej wartości nominalnej częstotliwości zegara będzie niższa niż powinna być. Definiującym czynnikiem jest architektura, projektowanie i podstawa podstawowa systemu systemu.

Podczas wytwarzania procesorów, badania przeprowadza się przy różnych częstotliwościach zegara, wartości temperatury i ciśnienia. Następnie znakowanie jest stosowane do nich, gdzie maksymalna częstotliwość pracy jest określona w całym zakresie temperatur i ciśnienia, które mogą spełniać w normalnych warunkach. System oznaczeń jest dość prosty, więc możesz to rozgryźć w nim.

• Skuteczność procesorów Cyrix

W znakowaniu procesora Cyrix / IBM 6 × 86, skala PR jest używana (ocena wydajności - ocena wydajności), wartości, na których nie są równe prawdziwej częstotliwości zegara w Megahertz. Na przykład procesor Cyrix 6x86MX / MII-PR366 działa faktycznie na częstotliwości zegara 250 MHz (2.5Ch100 MHz). Częstotliwość zegara płyty systemowej określonego procesora należy ustalić, jak przy instalacji procesora o częstotliwości zegara 250, a nie 366 MHz (jak można założyć przez numer 366 na znakowaniu).

Należy pamiętać, że procesor Cyrix 6x86MX-PR200 może obsługiwać częstotliwości zegara 150, 165, 166 lub 180 MHz, ale nie w częstotliwości 200 MHz. Ocena jakości jest przeznaczona do porównania z oryginalnymi procesorami Intel Pentium (Celeron, Pentium II lub Pentium III w tej ocenie).

Zakłada się, że ocena skuteczności (ocena P) określa szybkość procesora w odniesieniu do Intel Pentium. Należy zauważyć, że procesor porównywalny Cyrix nie zawiera technologii MMX, jej pamięć pamięci podręcznej pierwszego poziomu ma mniejszą głośność, platformę płytową systemową i zestaw żetonów raczej starszej wersji, nie wspominając o wolniejszej pamięci. Z tych powodów skala ratingu P jest nieskuteczna przy porównywaniu procesorów Cyrix z Celeron, Pentium II lub Pentium III, co oznacza, że \u200b\u200blepiej jest ich ocenić do prawidłowej prędkości. Innymi słowy procesor Cyrix 6x86mx / MII-PR366 działa tylko na częstotliwości zegara 250 MHz i może być porównywana z procesorami Intel o podobnej częstotliwości zegara. Wierzę, że MII-366 oznakowanie dla procesora, który faktycznie pracuje z częstotliwością 250 MHz, aby umieścić go lekko, nieco zwodnicze.

• Efektywność procesora AMD.

Podobnie porównuje skuteczność procesorów Seria Amd. K5. Ocena wydajności serii K6 i Athlon wskazuje prawdziwą częstotliwość pracy. W procesorach rodziny Athlon opona działa na podwójnej częstotliwości płyty (200 MHz).

Autobusy danych.

Jeden z najbardziej wspólne cechy Procesor to bit jego autobusu danych i autobusu adresowego. Opona jest zestawem połączeń, dla których jest przesyłany. różne sygnały. Wyobraź sobie kilka przewodów położonych z jednego końca budynku w innym. Jeśli podłączysz generator napięcia do 220 woltów do tych przewodów i rozpowszechniać wylot wzdłuż linii, a następnie się okaże się. Niezależnie od tego, z którego wtyczka jest włożona, do którego zostanie włożona widelca, zawsze otrzymasz ten sam sygnał, w tym przypadku - 220 woltów prądu przemiennego. Każda linia transmisji (lub medium transmisji sygnału) ma więcej niż jeden wyjście, można nazwać autobusem. W przez zwykły komputer Istnieje kilka opon wewnętrznych i zewnętrznych, aw każdym procesorze - dwie główne opony do przesyłania danych i adresów pamięci: magistrali danych i autobus.

Kiedy mówią o magistrali procesora, najczęściej mają w świetle magistrali danych, reprezentowanych jako zestaw połączeń (lub wyjść) do przesyłania lub odbierania danych. Im więcej sygnałów jednocześnie trafia do autobusu, tym bardziej dane są przesyłane w określonym przedziale czasowym, a szybciej działa. Bit opon danych jest podobny do liczby pasków ruchu w silniku szybkiego; Podobnie jak wzrost liczby zespołów umożliwia zwiększenie strumienia maszyn wzdłuż autostrady, wzrost bitów pozwala na zwiększenie wydajności.

Dane w komputerze są przesyłane jako liczby w tym samym przedziałach czasowych. Aby przesłać pojedynczy bit danych do określonego przedziału czasu, wysyłany jest sygnał napięcia wysokiego poziomu (około 5 V) i przesyłanie bitów danych zero - sygnał napięcia niskiego poziomu (około 0 b). Im więcej linii, więcej bitów można przenieść na ten sam czas. W procesorach 286 i 386SX, 16 połączeń służą do przesyłania i odbierania danych binarnych, dzięki czemu są 16-bitową magistrali danych. Na 32-bitowym procesorze, na przykład 486 lub 386DX, takie połączenia są dwa razy więcej, dlatego przesyła dwa razy więcej danych niż 16-bit. Nowoczesne procesory typu Pentium mają 64-bitową zewnętrzną magistralę danych. Oznacza to, że procesory Pentium, w tym oryginalny Pentium, Pentium Pro i Pentium II, mogą być przesyłane do pamięci systemowej (lub odbierania od niego) w tym samym czasie 64 bitów danych.

Wyobraź sobie, że opona jest autostradą z samochodami poruszającymi się wokół niej. Jeśli autostrada ma tylko jeden pas startowy w każdym kierunku, tylko jedna maszyna może jeździć wzdłuż go w jednym kierunku w pewnym momencie. Jeśli chcesz powiększyć wydajność Drogi, na przykład dwa razy, będziesz musiał go rozwinąć, dodając kolejny ruch w każdym kierunku. Tak więc, 8-bitowy układ może być reprezentowany jako autostrada jednopasmowa, ponieważ w każdej chwili czasu przechodzi tylko jeden bajt danych (jeden bajt jest równy ośmiu bitów). Podobnie, 32-bitowy magistrala danych może jednocześnie transmitować cztery bajty informacji i 64-bitowe jak szybki autostrady z ośmioma paskami ruchowymi! Autostrada charakteryzuje się liczbą pasków ruchu, a procesor jest wyładowaniem magistrali danych. Jeśli opis instrukcji lub technicznych mówi o komputerze 32- lub 64-bitowym, to zwykle mowa na uwadze paskar danych procesora. Możliwe jest w przybliżeniu oszacowanie wydajności procesora, a zatem cały komputer.

Bateria magistrali danych procesora określa rozmiar banku pamięci. Oznacza to, że procesor 32-bitowy, na przykład, klasa 486, odczytuje się z pamięci lub zapisuje do 32 bitów w pamięci w tym samym czasie. Procesory klas Pentium, w tym Pentium III i Celeron, czytaj z pamięci lub nagrane w pamięci 64-bitów jednocześnie.

• Pamięć podręczna pierwszego poziomu

We wszystkich procesorach, począwszy od 486., istnieje wbudowany sterownik pamięci podręcznej (pierwszego poziomu) z pamięcią podręczną 8 KB w procesorach 486dx, a także 32, 64 KB i więcej w nowoczesnych modelach. Środki pieniężne jest szybką pamięcią przeznaczoną do tymczasowego przechowywania. kod oprogramowania. i dane. Odwołania do wbudowanej pamięci podręcznej występują bez oczekiwania, ponieważ jego prędkość odpowiada możliwościom procesora, tj. Pamięć podręczna pierwszego poziomu (lub wbudowana pamięć podręczna) działa na częstotliwości procesora.

Zastosowanie pamięci podręcznej zmniejsza tradycyjną wadę komputera, co jest, że RAM działa wolniej niż centralny procesor (tak zwany efekt "szyi"). Dzięki pamięci gotówki procesor nie musi czekać, aż kolejna część kodu programu lub danych pochodzi z stosunkowo wolnej pamięci głównej, która prowadzi do namacalnego wzrostu wydajności.

W nowoczesnych procesorach, wbudowana pamięć podręczna odgrywa jeszcze ważniejszą rolę, ponieważ często jest to jedyny typ pamięci w całym systemie, który może pracować synchronicznie z procesorem. W najnowocześniejszych procesorach stosuje się więc mnożnik częstotliwości zegara, zatem działają przy częstotliwości, kilka razy wyższe niż częstotliwość zegara płyty głównej, do której są podłączone.

• Pamięć podręczna drugiego poziomu.

W celu zmniejszenia namacalnego spowolnienia systemu, który występuje w każdym stanowisku pamięci podręcznej, aktywowano pamięć podręczną drugiego poziomu.

Wtórna pamięć podręczna dla procesorów Pentium znajduje się na płycie systemowej, a do Pentium Pro i Pentium II - wewnątrz obudowy procesora. Przenoszenie wtórnej pamięci podręcznej do procesora, możesz sprawić, że działa z wyższą częstotliwością zegara niż płyta systemowa, jest taka sama jak sam procesor. Wraz ze wzrostem częstotliwości zegara czas cyklu jest zmniejszony.

Do tej pory standardowa częstotliwość zegara płyty głównej jest równa 66, 100 lub 133 MHz, ale niektóre procesory działają na częstotliwości zegara 600 MHz lub wyższej. W nowszych systemach pamięć podręczna na płycie systemowej nie jest używana, ponieważ szybkie moduły SDRAM lub Rdram używane w nowoczesne systemy. Pentium II / Celeron / III może pracować na częstotliwości zegara płyty głównej.

Procesory Celeron o częstotliwości zegara 300 MHz i powyżej, a także procesorów Pentium III, których częstotliwość jest więcej niż 600 MHz, zawiera pamięć podręczną na poziomie drugiego poziomu, której prędkość jest równa częstotliwości rdzenia procesora. Wbudowana pamięć podręczna procesora Duron i ostatnie modele. Athlon działa również z częstotliwością procesora. We wcześniejszych wersjach procesorów Athlon, a także Pentium II i III, zewnętrzna pamięć podręczna jest używana z częstotliwością roboczą równą połowie, dwie piąte lub jedną trzecią częstotliwości zegara procesora. Jak widać, istniejący zakres prędkości pamięci podręcznej, począwszy od pełnej częstotliwości centralnego procesora i kończącym dolną częstotliwość pamięci głównej, umożliwia zminimalizowanie czasu trwania statusu oczekiwań wytrzymywania procesora. Pozwala to procesorowi pracować z częstotliwością najbliższą rzeczywistą prędkością.

• Technologia MMX.

W zależności od kontekstu MMX może oznaczać rozszerzenia multimedialne (rozszerzenia multimedialne) lub rozszerzenia matematyki matrycowej (matrycowe rozszerzenia matematyczne). MMX Technology zastosowano w starszych modelach procesorów Pentium Pentium z piątej generacji (rys. 2) jako rozszerzenie, dzięki czemu kompresja / dekompresja danych wideo, manipulowanie obrazu, szyfrowania i wykonywania operacji we / wy - Prawie wszystkie operacje używane w wielu nowoczesnych programach.

Architektura procesora MMX ma dwie główne ulepszenia.

Pierwszym, fundamentalnym, jest to, że wszystkie żetony MMX mają większą wewnętrzną wbudowaną pamięć podręczną niż ich gratulacje, które nie korzystają z tej technologii. Poprawia wydajność każdego programu i suma oprogramowanie Niezależnie od tego, czy używa rzeczywistych poleceń MMX.

• SSE Technology.

W lutym 1999 r. Intel przedstawił procesor Pentium III do publicznego, który zawiera aktualizację technologii MMX, zwanej SSE (strumieniowe rozszerzenia SIMD - strumieniowe rozszerzenia SIMD). Do tego momentu instrukcje SSE nosili nazwę nowych instrukcji Katmai (KNI), ponieważ zostały one początkowo zawarte w procesorze Pentium III z nazwą kodu Katmai. Procesory Celeron 533A, oparte na jądrze Pentium III, również wspierają instrukcje SSE. Jeszcze wczesne wersje Procesor Pentium II, a także Celeron 533 i poniżej (utworzony na podstawie jądra Pentium II), SSE nie jest obsługiwany.

Nowe technologie SSE umożliwiają skuteczniejsze działanie trójwymiarowa grafika, strumienie danych audio i wideo (odtwarzanie DVD), a także aplikacje rozpoznawania mowy. Ogólnie rzecz biorąc, SSE zapewnia następujące zalety:

• wyższa rozdzielczość / jakość podczas przeglądania i przetwarzania obrazów graficznych;
• poprawiona jakość odtwarzania plików dźwiękowych i wideo w formacie MPEG2 i
• również jednoczesne kodowanie i dekodowanie formatu MPEG2 w zastosowaniach multimedialnych;
• redukcja obciążenia procesora i poprawa wskaźnika dokładności / odpowiedzi
• wykonaj oprogramowanie do rozpoznawania mowy.

Instrukcje SSE i SSE2 są szczególnie skuteczne podczas dekodowania plików formatu MPEG2, który jest standardem kompresji dla danych dźwiękowych i wideo używanych na płytach DVD.

Jedną z głównych zalet SSE w odniesieniu do MMX jest wspieranie operacji SIMD z przecinkiem pływającym, co jest bardzo ważne podczas przetwarzania trójwymiarowych obrazów graficznych. Technologia SIMD, jak MMX, umożliwia wykonywanie kilku operacji jednocześnie po otrzymaniu pojedynczego procesora poleceń.

• 3dnow Technology i ulepszony 3DNOW

Technologia 3DNow została opracowana przez AMD w odpowiedzi na wsparcie wdrażania instrukcji SSE procesory Intel.. Po raz pierwszy (maj 1998) 3DNOW wdrożył procesory AMD. K6, A. dalszy rozwój - Ulepszony 3DNOW - Ta technologia otrzymała w procesorach Athlon i Duron. Podobnie jak SSE, 3DNOW i ulepszona technologia 3DNOW mają na celu przyspieszenie przetwarzania trójwymiarowej grafiki, multimediów i innych intensywnych obliczeń.

Pytania kontrolne.

1. Jakie urządzenia zapewniają minimalną kompozycję PC?
2. Podaj klasyfikację różnych typów pamięci. Jaki jest ich cel?
3. Jakie są główne etapy rozwoju TSI, które znasz?
4. Co jest częścią głównych elementów płyty głównej PC?
5. Jaki jest cel opony PC?
6. Jakie parametry charakteryzują wydajność procesu RA?
7. Jakie są główne cechy chipów pamięci?