Центральный процессор персонального компьютера

Автор: Пользователь скрыл имя, 04 Апреля 2011 в 01:25, курсовая работа

Краткое описание

Целью данной курсовой работы является изучение архитектуры, функционирования и основных характеристик центрального процессора.

Для реализации поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:

Изучить архитектуру центрального процессора
Исследовать функционирование центрального процессора
Провести сравнительный анализ основных характеристик процессоров.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 2
1. ОБЩАЯ АРХИТЕКТУРА ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРОЦЕССОРА 3
2.ПРИНЦИП РАБОТЫ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРОЦЕССОРА 10
3.ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕНТРАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ 18
3.1. Процессоры семейства AMD Phenom II 18
3.2. Процессоры семейства Intel Core i7 20
3.3. Сравнительная характеристика Core i7 920, Phenom II X4 920, Phenom X4 9950 23
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 30

Файлы: 1 файл

Центральный процессор.doc

— 633.50 Кб (Скачать)

     Оп - операция;

     MOV - "проход", введено для сокращения, каждый MOV означает 5 соответствующих шагов:

     1.  БРА := А1;

     2.  БРАЗУ := БРА;

     3.  БРДЗУ := [БРАЗУ];

     4. БРД := БРДЗУ;

     5. [А2] := БРД.

     - то, что стоит в кв. скобках  [] означает, что берется не А2, а значение по адресу А2;

     - индексы i-1, i-2, i-3 и т.д. означают, что берется предыдущая команда; предпредыдущая и т.п. (которая уже прошла обработку на предыдущем блоке);

     -шаги  алгоритма 16.1, 16.2, 16.3 и 16.4 выполняются  ПАРАЛЛЕЛЬНО

 

3.ОСНОВНЫЕ  ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕНТРАЛЬНЫХ  ПРОЦЕССОВ

3.1. Процессоры семейства AMD Phenom II

     Главное отличие новых процессоров семейства AMD Phenom II от процессоров семейства AMD Phenom заключается в том, что они выполнены по 45-нм техпроцессу с применением технологии S0I, в то время как процессоры семейства AMD Phenom выполняются по 65-нм техпроцессу.

     Точно так же, как и процессоры семейства AMD Phenom, они представляют собой истинно многоядерные процессоры, то есть все ядра процессора выполнены на одном кристалле.

     Среди нововведений, реализованных в новых  процессорах AMD Phenom II, можно также отметить усовершенствованную технологию AMD Cool'&'Quiet 3.0. Она объединяет в себе ряд функций, позволяющих снизить энергопотребление процессора в те моменты, когда он недозагружен, а также предотвратить перегрев процессора.

     При анонсе нового процессора семейства  AMD Phenom IIХ4 компания AMD указывала и на другие преимущества в сравнении с предыдущим семейством. В частности, отмечалось, что новые процессоры выполняют больше инструкций за такт (Instruction Per Clock, IPC).

     Семейство процессоров AMD Phenom II в настоящее время включает три серии: AMD Phenom II Х4 900, AMD Phenom II Х4 800 и AMD Phenom II ХЗ 700.

     Процессоры  серии AMD Phenom II Х4 900

     Сейчас  в 900-ю серию процессоров входят две четырехъядерные модели: AMD Phenom II Х4 940 и AMD Phenom IIХ4 920. Каждое ядро процессора AMD Phenom IIХ4 900-й серии имеет выделенный L-2-кэш размером 512 Кбайт и разделяемый между всеми ядрами L3-кэш размером 6 Мбайт.

     Процессор AMD Phenom II Х4 940 имеет тактовую частоту 3,0 ГГц, а процессор AMD Phenom II Х4 920 — 2,8 ГГц. Эти процессоры оснащены интегрированным двухканальным контроллером памяти DDR2 и поддерживают память DDR2 667/800/1066.

     Процессоры  AMD Phenom II Х4 940 и AMD Phenom IIХ4 920 совместимы с разъемами Socke АМ2+/АМ2 и поддерживают шину HyperTransport 3.0 на скорости до 3600 МГц (двусторонняя) пропускной способностью до 16 Гбайт/с. Оба процессора имеют TDP 125 Вт.

     Разница между моделями процессоров AMD Phenom IIХ4 940 и AMD Phenom IIХ4 920 заключается не только в тактовой частоте, но еще и том, что процессор AMD Phenom II Х4 940 имеет разблокированный множитель, что позволяет реализовывать его эффективный разгон. Вообще, если говорить о разгонном потенциал процессора AMD Phenom II Х4 940, то, по сообщениям независимых источников в Интернете, он достаточно большой. Так, есть данные что применение жидкого азота для охлаждения процессора позволило достичь рекордной тактовой частоты в 6 ГГц, а посредством обычного воздушного охлаждения этот процессор легко разгоняется до 4 ГГц.

     Добавим также, что в скором времени ожидается появление процессора AMD Phenom IIХ4 910 которым будет иметь тактовую частоту 2,6 ГГц.

     Процессоры  серии AMD Phenom II Х4 800

     На  данный момент 800-я серия процессоров включает всего одну модель четырехъядерного процессора —AMD Phenom II Х4 810. Однако в скором времени ожидается появление еще одной модели AMD Phenom IIХ4 805.

     Отличие процессоров 800-й серии от процессоров 900-й серии заключается в урезанном размере кэша L3 и в том, что в процессорах 800-й серии реализован контроллер памяти, поддерживающий память как DDR2, так и DDR3. Кроме того, процессоры 800-й серии совместимы как с разъемам Socket AM2+/AM2 так и с разъемом Socket AM3.

     Каждое  ядро процессора AMD Phenom IIX4 810 имеет выделенный L2-кэш размером 512 Кбайт и разделяемый между всеми ядрами L3-кэш размером 4 Мбайт. Процессор AMD Phenom II Х4 810 работает с тактовой частотой 2,6 ГГц. Он оснащен интегрированным двухканальным контроллером памяти DDR2 (поддерживается память DDR2-667/800/1066) и контроллером памяти DDR3 (поддерживается память DDR3-800/1066/1333). TDP процессора составляет 95 Вт.

     Процессоры  серии AMD Phenom II ХЗ 700

     В настоящее время в 700-ю серию  процессоров входят две модели: AMD Phenom II ХЗ 720 и AMD Phenom II ХЗ 710. Все процессоры 700-й серии являются трехъядерными. Каждое ядро процессора AMD Phenom II Х3 720 и AMD Phenom II ХЗ 710 имеет выделенный L2-кэш размером 512 Кбайт, а разделяемый между всеми ядрами L3-кэш имеет размер 6 Мбайт.

     Как и процессоры 800-й серии, процессоры 700-й серии имеют интегрированный  двухканальный контроллер памяти DDR2 (поддерживается память DDR2-667/800/1066) и контроллер памяти DDR3 (поддерживается память DDR3-800/1066/1333).

     Процессор AMD Phenom II ХЗ 720 работает на тактовой частоте 2,8 ГГц, а процессор AMD Phenom II ХЗ 710 — на тактовой частоте 2,6 ГГц. Еще одно различие между AMD Phenom II ХЗ 720 и AMD Phenom II ХЗ 710 заключается в том, что в модели AMD Phenom II ХЗ 720 разблокирован множитель, а следовательно, его можно легко разгонять.

3.2. Процессоры семейства Intel Core i7

 

     

     Рис.3.1. процессор Core i7-965 

     Процессоры  семейства Nehalem, как и полагается первопроходцам новой платформы, будут представлены на рынке высокоуровневыми четырехъядерными решениями на базе ядра Bloomfield, а уже через год пополнятся доступными моделями, которые займут место прежних Core 2 Duo.

     Процессор Nehalem

     Новые процессоры, получившие название Core i7, изготовляются по технологическим  нормам 45 нм с применением high-k диэлектрика  и металлического затвора транзисторов, но в отличие от своих предшественников все четыре ядра расположены на одном  кристалле. Если помните, Core 2 Quad состоит из двух ядер Core 2 Duo, объединенных в одном корпусе. Кроме того, процессоры Nehalem содержат кэш-память третьего уровня объемом 8 МБ, встроенный трехканальный контроллер памяти DDR3 и контроллер шины Quick Path Interconnect (QPI), которые потребовали значительное увеличение контактов – до 1366, из-за чего размеры CPU нового поколения стали больше и по форме он уже напоминает прямоугольник, а не квадрат как у Core 2. Естественно, ни о какой совместимости разъемов речи не идет.

     Кстати, в название Core i7 отражено поколение  процессоров, использующих архитектуру P6. Всего на данный момент доступно три модели новых CPU: Core i7-965 Extreme Edition, Core i7-940 и Core i7-920. Главное отличие  между ними заключается в рабочей частоте ядер и шины QPI, которая пришла на смену "старушке" FSB, аналогично технологии HyperTransport от AMD. Естественно, экстремальная версия ориентирована на энтузиастов и оверклокеров, имеет более высокую частоту и разблокированный на повышение множитель. Также для Core i7-965 Extreme Edition характерно большее количество множителей для памяти, частота которой формируется путем их умножения на частоту тактового генератора (опорной частоты шины QPI или QPI bclk), равную в номинале 133 МГц. Частоты ядер, шины QPI и кэша L3 также формируются путем умножения определенных коэффициентов на опорную частоту. Если же разгонять процессор методом поднятия QPI bclk, то частоты всех блоков и памяти поднимутся в зависимости от их множителей. Обычные Intel Core i7 будут уже не столь дружелюбны к оверклокерам, но, возможно, со временем данную проблему все-таки решат.

     Еще одним новшеством семейства Nehalem стало  использование технологии Hyper-Threading (или Simultaneous Multithreading – SMT, технология "одновременной мультипоточности"), от которой отказались при переходе на архитектуру Core. Теперь же каждый процессор Core i7 определяется как восемь логических ядер, что может существенно повысить быстродействие оптимизированных под многопоточность приложений.

     Несмотря на перенос части северного моста в CPU, уровень TDP не превышает 130 Вт, что даже ниже чем у 45-нм Intel Core 2 Extreme QX9770 на недавно вышедшем степпинге C0. Связано это как с монолитностью кристалла, так и с меньшим объемом кэша – у QX9770 он составляет 12 МБ, тогда как Core i7 довольствуется кэш-памятью общим объемом в 9 МБ. Но даже с таким уровнем TDP, системы охлаждения для новых процессоров немного выросли в размерах, а монтажные отверстия в материнских платах не совпадают с креплениями от кулеров под Socket LGA775. Учитывая, что сейчас процессоры в большинстве случаев поставляются в коробочном исполнении, то вряд ли стоит переживать на этот счет. Для разгона, конечно, придется подыскать кулер поэффективнее или крепление для старой, но мощной системы охлаждения.

     Все основные характеристики процессоров Core i7 занесены в табл. 3.1, представленную ниже. 
 
 

     Таблица 3.1

     Характеристики  процессоров Core i7

Модель Intel Core i7-965 Extreme Edition Intel Core i7-940 Intel Core i7-920
Разъём LGA1366 LGA1366 LGA1366
Техпроцесс 45-нм, с применением  high-k диэлектриков 45-нм, с применением  high-k диэлектриков 45-нм, с применением  high-k диэлектриков
Число ядер 4 (8 потоков) 4 (8 потоков) 4 (8 потоков)
Частота 3,20 ГГц 2,93 ГГц 2,66 ГГц
L1 кэш 4 x 32+32 КБ 4 x 32+32 КБ 4 x 32+32 КБ
L2 кэш 4 x 256 КБ 4 x 256 КБ 4 x 256 КБ
L3 кэш 8 МБ 8 МБ 8 МБ
Напряжение 1,20 В 1,20 В 1,20 В
TDP 130 Вт 130 Вт 130 Вт

3.3. Сравнительная характеристика Core i7 920, Phenom II X4 920, Phenom X4 9950

     Сравнительная характеристика процессоров Core i7 920, Phenom II X4 920, Phenom X4 9950 представлена в табл. 3.2. 

     Таблица .3.2.

     Характеристики  процессоров Core i7 920, Phenom II X4 920, Phenom X4 9950

  Core i7 920 Phenom II X4 920 Phenom X4 9950
Ядро Bloomfield Deneb Agena
Микроархитектура Nehalem Stars Stars
Техпроцесс, нм 45 45 65
Кол-во транзисторов, млн. шт. 731 758 450
Площадь кристалла, кв. мм. 263 258 285
Тактовая  частота, МГц 2660 2800 2600
Кэш L1, Кбайт 4 x 32+32 4 x 64+64 4 x 64+64
Кэш L2, Кбайт 4 x 256 4 x 512 4 x 512
Кэш L3, Мбайт 8 6 2
Тепловыделение, Вт 130 125 125
Цена, $ 302 249 200
 

     Не  секрет, что желающие заиметь в  составе домашнего ПК Core i7 вместе с процессором вынуждены в  довесок обновлять материнскую  плату и память. Совершенно не факт, что приживутся старые модули: камни под LGA1366 не выносят высоких напряжений на оперативке. Даже после падения цен, покупка такой системы влетает в копеечку. Материнские платы дешевле двухсот долларов найти сложно, а цены на младший Core i7 начинаются от 274$ (не забываем про выросший курс). Правда, цены на память значительно снизились – раньше двухгигабайтный комплект стоил почти 200$, сейчас эта цифра упала почти до 50$. Итого мы получаем около 580$ за базовый комплект на iCore7 (и это если не потребуется менять, например, блок питания или корпус).

Информация о работе Центральный процессор персонального компьютера