Процессоры ЭВМ

Автор: Пользователь скрыл имя, 29 Марта 2011 в 02:57, реферат

Краткое описание

За время существования электронная промышленность пережила немало потрясений и революций. Коренной перелом - создание электронных микросхем на кремниевых кристаллах, которые заменили транзисторы и которые назвали интегральными схемами. Со времени своего появления интегральные схемы делились на: малые, средние, большие и ультра большие (МИС, СИС, БИС и УБИС соответственно). Все больше и больше транзисторов удавалось поместить на всё меньших и меньших по размерам кристаллах. Следовательно, ультра большая интегральная схема оказывалась не такой уж большой по размеру и огромной по своим возможностям.

Оглавление

1. Введение
2. Микропроцессор
0. Общая структура микропроцессора
0. Характеристики микропроцессоров
0. Сопроцессоры
0. Наиболее важные параметры микропроцессоров
0. Команды микропроцессора
0. Основной алгоритм работы процессора
3. БИС микропроцессоров
4. Направления в производстве микропроцессоров
0. Микропроцессоры с архитектурой RISC
0. Микропроцессоры с архитектурой СISC
5. Обзор некоторых 16- и 32 разрядных микропроцессоров
1. Процессоры фирмы Intel
5.1.1 Первые процессоры фирмы Intel
5.1.2 Процессор 80286
5.1.3 Процессор 80386
5.1.4 Процессор 80486
5.1.5 Обзор последующих процессоров фирмы Intel
2. Процессоры фирмы AMD

Файлы: 1 файл

реферат.doc

— 301.50 Кб (Скачать)

      Dixon - следующий пункт в истории Celeron. Недорогой процессор в первую очередь ориентированный на применение в ноутбуках. Изготавливается по 0.25 микронной технологии. Объем кэш памяти первого уровня - 32 Кбайта. Как и в Mendocino, кэш второго уровня расположен на чипе, однако его объем увеличен до 256 Кбайт. Тактовая частота - от 300 МГц (Celeron 3090A) и до 500 МГц, частота системной шины - 66 МГц. Официальная классификация - мобильный Pentium II. Выпускался и по 0,18 мкм процессу

      Coppermine - Pentium III, сделанный на базе 0.18 мкм техпроцесса, с интегрированными на чип 256 Кбайт кэша L2. Частота - от 533 МГц и выше. Наряду с FSB133 версиями продаются и FSB100 варианты (например, 667/650 МГц). Максимальная достигнутая скорость - 1 ГГц. Форм-фактор - Slot-1. Последний Slot-1 процессор.

      Coppermine (FC-PGA 370) - более дешевый вариант Coppermine в форм-факторе FlipChip PGA 370, рассчитанный на использование с Socket-370 материнскими платами (хотя с форм-фактором PPGA, используемым Celeron Socket-370 эти процессоры не совместимы) и частоту системной шины 100 и 133 МГц. FC-PGA Coppermine ниже 600 МГц официально не поддерживают режим мультипроцессорности - SMP. Тактовая частота начинается с 500 МГц, дальнейшее увеличение скорости происходит в рамках всей линейки Coppermine до 1.13 ГГц. Питание - 1.65 В. В течение первой половины 2000 года существует совместно со Slot1 вариантом процессора, потом предполагается вытеснение Slot1.

      Coppermine 128К - новый этап развития линейки Celeron. Начиная с частоты 533 МГц, Celeron обзавелся новым процессорным ядром - Coppermine с урезанным до 128 Кбайт кэшем L2. Соответственно, по своим характеристикам процессор максимально близок к Pentium III, построенным на базе Coppermine, в том числе впервые для Celeron включает поддержку SSE. Ожидается рост частот до 900 МГц и выше, переход на 0.13 мкм и частоту системной шины 100 МГц (уже осуществлен в моделях с частотами 800 и 850 МГц).

      Tualatin-256K - Socket-370 Pentium III, сделанный по 0.13 мкм техпроцессу. Последний Pentium III. Тактовая частота - 1,13, 1,2, 1,3 и 1.26 ГГц, системная шина - 133 МГц.

      Tualatin-512K - этот процессор будет содержать ядро Tualatin, но иметь 512 Кбайт кэша. Это изначально процессор для мобильных применений. Desktop-версии его не будет чтоб не конкурировать с Pentium 4.

      Timna - Coppermine 128K с интегрированным на чипе графическим ядром и контроллером SDRAM. То есть, фактически, уже больше чипсет, нежели процессор. Нацелен на сверхдешевые PC и телеприставки. Отменен, в связи с проблемами в MTH и общей ситуацией на рынке. Отменены и вариации на его тему - мобильный Timna и Timna+.

      Xeon - спустя несколько лет Intel решилась на выпуск замены Pentium Pro. Как и в его предшественнике, кэш память второго уровня здесь оперирует на частоте процессора. Правда, если в PPro кэш и ядро были объединены одним корпусом, то в Xeon - одним картриджем. Это первый процессор для Slot 2, и предназначен в первую очередь для мощных серверов и рабочих станций. Способен работать в мультипроцессорных конфигурациях. Построен на ядре Deschutes и выпускается, как и собственный кэш, по 0.25 микронной технологии. Кстати, сам кэш имеет объем 512, 1024, 2048 Кбайт, что во многом определяет высокую стоимость и тепловыделение.

      Tanner - Pentium III Xeon, то есть, от Xeon отличается, примерно также, как Katmai от Deschutes. Предназначен, в первую очередь, для hi-end серверов. Тактовая частота от 500 МГц, частота системной шины 100 МГц, как и положено всем Xeon CSRAM-кэш второго уровня, работающий на частоте процессора, объемом 512, 1024 и 2048 Кбайт. Естественно MMX и SSE, кэш первого уровня все тот же - 32 Кбайта.

      Cascades - Pentium III Xeon на базе 0.18 мкм технологического процесса. Фактически, серверный вариант Coppermine. На чипе содержится кэш L2 256 Кбайт, тактовая частота от 600 МГц, частота системной шины - 133 МГц. Первые варианты работают только в двухпроцессорных конфигурациях и только на частоте системной шины 133 МГц. В конце 2000 года все же обзавелся 2 Мбайт кэша L2 на чипе. Финальная тактовая частота - 900 МГц для полноценной версии, 1 ГГц - для версии с 256 Кбайт L2. Форм-фактор - Slot-2

      Pentium 4 aka Willamette - следующий после Coppermine принципиально новый IA-32 процессор Intel для обычных PC. Использует новую системную шину вместо старой GTL+ - Quad Pumped 100 МГц, с результирующей частотой 400 МГц.. Кэш L1 - 8 Кбайт, L2 - 256 Кбайт, предпринят ряд шагов, направленных на увеличение производительности: добавленные исполнительные модули, декодеры, увеличенный объем буферов, и т.д. Введен новый набор инструкций - SSE2, на который Intel делает большую ставку в плане увеличения производительности нового процессора. Вышел 20 октября 2000 года с тактовой частотой 1.4-1.5 ГГц. В течение 2001 года должен дорасти до 2 ГГц, после чего уступить свое место Northwood. Форм-фактор - Socket-423.

      Northwood - 0.13 мкм вариант Pentium 4. Одновременно происходит переход на новый форм-фактор, Socket-478. Объем кэша увеличится до 512 Кбайт. Именно этот процессор должен стать основным в ассортименте Intel на долгое время, сменив на этом посту линейку Katmai/Coppermine. Исходная тактовая частота - 2.2 ГГц.

      Foster - серверный вариант Willamette. Частота системной шины - 400 МГц. Как и в случае с Cascades, объем кэша L2 остался тем же, что у базовой версии - Willamette. Тактовая частота - от 1.7 ГГц. Предполагаемый срок выхода - конец второго квартала 2001 года. Предполагаемый форм-фактор - Socket-603.

      Prestonia - новый 0.13 мкм IA-32 серверный процессор Intel, продолжение линейки Xeon. По отношению к Foster является тем же самым, чем является Northwood по отношению к Willamette. Выходит в первой половине 2002 года.

      Gallatin - тоже 0,13 мкм Foster. Пока что не очень понятно, чем он будет отличаться от Prestonia. Но что-то подсказывает, что именно размером кэша.

      Merced aka Itanium - первый процессор архитектуры IA-64, аппаратно совместим с архитектурой IA-32, будет включать трехуровневую кэш память объемом 2-4 Мбайт, включая память L0. Производительность будет примерно в три раза выше чем у Tanner. Технология изготовления 0.18 микрон, тактовая частота начиная с 667 МГц, частота системной шины - 266 МГц. Будет превосходить Pentium Pro по операциям FPU в 20 (!!!) раз. Физический интерфейс: Slot M. По умолчанию: MMX, SSE2. Планируемый срок выхода - первая половина 2001 года. В продажу пойдет под названием Itanium.

      Itanium - торговая марка, под которой будет продаваться процессор с кодовым названием Merced.

      McKinley - планируется к выходу в последнем квартале 2001 года, второе поколение процессоров архитектуры IA-64, тактовая частота начиная с 1000 МГц. Предполагается, что производительность, по сравнению с Merced, возрастет вдвое. А также, втрое поднимется пропускная способность шины данных, имеющей результирующую частоту 400 МГц, увеличенный (по сравнению с Merced) объем кэша второго уровня и скорости за 1 ГГц. Интересен и другой показатель - процессор будет потреблять мощность в 150 Вт. Как водится 0.18-ти микронная технология изготовления. Физический интерфейс - Slot M.

      Madison - преемник McKinley, планируется к выходу в 2002 году, другими словами это будет тот же McKinley, но построенный по медной, 0.13-микронной технологии.

      Deerfield - процессор, который ожидается к выходу в 2003 году. Изготовляться будет по 0.13 микронной медной технологии Motorola с использованием изоляции с низким числом k и SOI (HiP7). Является преемником Foster. Как и все новые процессоры, будет рассчитан на Slot M. Позиционируется как недорогой процессор архитектуры IA64 рабочих станций и серверов среднего уровня. 
 

      5.2. Обзор микропроцессоров  фирмы АМD

      K5 - первый процессор AMD, который всерьез предназначался для конкуренции с Pentium. Платформа - Socket 5. Подобно Cyrix 6x86, использовал PR-рейтинг, от 75 до 166 МГц. При этом используемая частота системной шины составляла от 50 до 66 МГц. Кэш L1 - 24 Кбайт (16 Кбайт для инструкций и 8 для данных), кэш L2 на материнской плате, работает на частоте системной шины. Существовало четыре версии процессора: K5-75, 90, 100 (PR-rating соответствовал частоте процессора, технологический процесс 0.6 мкм); процессор K5-100 (0.35 мкм), процессоры K5-PR120, PR133 (PR-рейтинг соответствует частотам 90 и 100 MHz, технологический процесс 0.35 мкм, переработанное ядро) и процессор K5-PR166 (реальная частота 66MHz x 1.75) с нестандартным коэффициентом умножения.

      K6 - начал поставляться с апреля 1997 года (это Model 6), на месяц раньше выхода Pentium II, производился на базе 0.35 мкм (позднее 233 MHz К6 производились с использованием 0.25 мкм процесса) технологического процесса. Процессор работал на частоте от 166 до 233 МГц (причем последний - официально разогнанный вариант - 3.2/3.3В вместо стандартных 2.9/3.3В). Был создан на базе дизайна процессора 686, созданного приобретенной AMD компанией NexGen. По сравнению со своим предшественником, получил модуль MMX, увеличился объем кэша L1 - до 64 Кбайт (по 32 Кбайт для инструкций и данных). Возросшая тактовая частота позволила AMD отказаться от PR-рейтинга. В К6 предлагались решения, которые позволяли добиться большей производительности на той же частоте, а именно исполнение по предположению и внутренняя риск-подобная организация. Все последующие процессоры от AMD унаследовали это свойство. Позднее начались поставки K6 Model 7 (мобильный вариант) с частотами 266 и 300 MГц, технологический процесс 0.25 мкм, FSB 66 MHz.

      K6-2 - следующее поколение K6. Вышел в мае 1998 года, основными усовершенствованиям относительно его предшественника стали поддержка дополнительного набора инструкций 3DNow! и частоты системной шины 100 МГц. Кэш L1 64 Кбайт (по 32 Кбайт для инструкций и данных), кэш L2 находится на материнской плате, и может иметь объем от 512 Кбайт до 2 Мбайт, работая на частоте системной шины. Первоначально был выпущен на частоте 266 МГц, сегодня максимальная тактовая частота составляет 475 МГц, в скором времени должен выйти 500 МГц вариант. Было две модели процессора K6-2: первая, работающая на частотах 266 (66*4), 300 (100*3), 333 (95*3.5), 350 (100*3.5) и 366 (66.*5.5) MГц. И вторая модель AMD, работающая с частотами 200, 233, 350, 380, 400, 450 и 475 MГц. В ней используется новое ядро, такое же, как в K6-III. Главное отличие в новом ядре (CXT) это модифицированный метод работы с кэшем.

      Sharptooth (K6-III) - первый процессор от AMD, имеющий кэш второго уровня объединенный с ядром. Последний их процессор, сделанный под платформу Socket 7. Фактически, представляет из себя просто K6-2 с 256 Кбайт кэша L2 на чипе, работающих на той же частоте, что и процессор. Кэш L1 имеет объем 64 Кбайт (по 32 Кбайт для инструкций и данных), кэш L3 находится на материнской плате, и может иметь объем от 512 Кбайт до 2 Мбайт, работая на частоте системной шины. Был выпущен в феврале 99 года в вариантах 400 и 450 МГц Sharptooth-SC50 - переход на 0.18 мкм.

      K6-2+ - один из последних Socket7 процессоров AMD. И первый Socket7 процессор, сделанный с использованием 0.18 мкм техпроцесса. Должен содержать на чипе 128 Кбайт кэша L2, работающих на частоте процессора. Предполагаемая скорость - от 533 МГц. Естественно, поддержка 3DNow!

      K6-III+ - возможно, несколько позже K6-2+, AMD выпустит и 0.18 мкм вариант K6-III - с 256 Кбайт кэша L2 на чипе.

      K7 (Athlon) - Первый проект AMD, в котором она была вынуждена отойти от даже частичного заимствования архитектур Intel, и предложить рынку абсолютно свой вариант платформы для PC. Процессор имеет непревзойденный для сегодняшних x86 процессоров объем кэша первого уровня - 128 Кбайт (по 64 Кбайт для инструкций и данных). Кэш L2 - 512 Кбайт, работающий на 1/2, 2/5 или 1/3 частоты процессора. Системная шина - EV-6, та же, что и в процессорах Alpha, что потенциально дает возможность создания материнских плат, поддерживающих оба процессора. Частота системной шины - 200 МГц, но имеет потенциал до 400 МГц и выше. Поддерживаемые наборы инструкций - MMX, расширенный по сравнению с K6-III 3DNow!. Форм-фактор - Slot A. Первый процессор AMD, получивший при выходе собственное имя - Athlon. На сегодня доступны модели 500-1000 МГц. Подклассы: K75 - алюминиевые соединения, K76 - медные.

      Magnolia - так в AMD называли 1 ГГц Athlon K76 до его выхода.

      Thunderbird - 0.18 мкм версия Athlon с использованием технологии медных соединений. На чипе интегрированы 256 Кбайт полноскоростного exclusive кэша L2. В качестве переходного выпускался Slot-A вариант, но в массе своей процессор ознаменовал собой переход на Socket-A. Максимально доступная на сегодняшний день тактовая частота - 1.33 ГГц.

      Spitfire aka Duron - вариант Thunderbird с урезанным кэшем L2 - 64 Кбайт. Производится только с использованием алюминиевых соединений на Fab25 в Остине, техасе. Максимально доступная на сегодняшний день тактовая частота - 900 МГц.

      Mustang - серверный вариант Athlon. Кэш L2 объемом 1-2 Мбайт, интегрированный в чип. Процессор рассчитан на использование системной шины 266 МГц и DDR SDRAM памяти. Отменен.

      Corvette - такое кодовое имя сначала имел мобильный вариант ядра Mustang. Переименован в Palomino.

      Palomino - версия Athlon на базе ядра Mustang. Предполагаются незначительные архитектурные изменения с целью улучшения скоростного потенциала процессора. Предполагаемая тактовая частота - от 1.533 ГГц и выше. Срок выхода - третий квартал 2001 года для Desktop версии, конец первого для мобильной и конец второго для серверной.

      Camaro - переименован в Morgan

      Morgan - по отношению к Palomino то же, что Duron по отношению к Thunderbird. Выходит в четвертом квартале 2001 года.

      Thoroughbred - 0.13 мкм версия Athlon. Предполагаемая тактовая частота - в районе 2 ГГц. Срок выхода - конец половина 2001 года.

Информация о работе Процессоры ЭВМ