Автор: Пользователь скрыл имя, 06 Ноября 2014 в 18:02, курсовая работа
В современном мире, где информационные технологии так прочно вошли в жизнь человека, мы не можем представить ни одной области деятельности людей без компьютера. Дома, на работе, на учебе – сфера использования компьютеров необъятна и безгранична, она постоянно расширяется, существенно влияя на жизнь всего общества в целом и развитие его производственных сил. С развитием общества развивается и компьютер, изменяются в лучшую сторону его технические характеристики, такие как быстродействие, удобство в работе, стоимость, размеры, количество потребляемой электроэнергии.
Введение 3
1 Процессоры ПК 5
1.1 Понятие и основные характеристики процессоров 5
1.2 Понятие прерывания и основные виды прерываний 10
1.3 Архитектура процессора 16
2 Обзор современных процессоров ПК 27
2.1 Процессоры семейства Intel 27
2.2 Процессоры семейства AMD 34
Заключение 36
Список использованной литературы 37
Важно отметить, что в процессорах Bloomfield и Lynnfield режим Intel Turbo Boost реализован немного по-разному.
В процессорах Bloomfield семейства Intel Core i7 9xx режим Intel Turbo Boost реализован следующим образом. Если активны четыре, три или два ядра процессора, то в режиме Intel Turbo Boost их тактовая частота (если энергопотребление процессора не превышает 130 Вт) может быть повышена на одну ступень (133 МГц). Если же активно только одно ядро процессора и его энергопотребление не превышает 130 Вт, то тактовая частота этого ядра может быть повышена на две ступени (266 МГц).
В процессорах Lynnfield 8-й серии (Core i7 870/860) реализация режима Intel Turbo Boost следующая. Если активны четыре или три ядра процессора, то в режиме Intel Turbo Boost их тактовая частота может быть повышена на две ступени (266 МГц), но только при условии, что энергопотребление процессора не превышает 95 Вт (TDP всех процессоров Lynnfield составляет 95 Вт). Если активны только два ядра процессора и его энергопотребление не превышает 95 Вт, то их тактовая частота может быть увеличена на четыре ступени (533 МГц). Если же активно только одно ядро процессора и его энергопотребление не превышает 95 Вт, то тактовая частота этого ядра может быть увеличена на пять ступеней (667 МГц).
Именно поэтому для процессора Intel Core i7 870, чья номинальная тактовая частота составляет 2,93 ГГц, указывают также тактовую частоту в режиме Intel Turbo Boost, равную 3,6 ГГц. Но еще раз подчеркнем, что частота 3,6 ГГц относится к случаю, когда активно только одно ядро процессора.
Аналогично для процессора Intel Core i7 860 с номинальной тактовой частотой 2,79 ГГц максимальная тактовая частота в режиме Intel Turbo Boost составляет 3,33 ГГц.
В процессоре Intel Core i5 750 c номинальной тактовой частотой 2,66 ГГц реализация режима Intel Turbo Boost немного иная. Если активны четыре или три ядра и энергопотребление процессора не превышает 95 Вт, то в режиме Intel Turbo Boost их тактовая частота может быть повышена на одну ступень, то есть до 2,8 ГГц. Если же активны одно или два ядра и энергопотребление процессора не превышает 95 Вт, то в режиме Intel Turbo Boost их тактовая частота может быть повышена на четыре ступени, то есть до 3,2 ГГц.
Несмотря на то что в процессорах Bloomfield и Lynnfield много общего, различий в них тоже достаточно. В частности, процессоры Bloomfield ориентированы на использование двухчипового набора микросхем Intel X58 Express и для связи с чипсетом применяют высокоскоростную шину QPI (QuickPath Interconnect), которая пришла на смену шине FSB. Шина QPI увеличивает скорость передачи данных в 4-8 раз по сравнению с шиной FSB. Соответственно на кристалле процессора располагается и контроллер шины QPI.
QPI является последовательной
Процессоры Lynnfield ориентированы на использование одночипового чипсета Intel P55 Express (он называется PCH — Platform Controller Hub), и в них отсутствует шина QPI. Дело в том, что во всех процессорах Lynnfield интегрирован контроллер PCI Express 2.0 (данный интерфейс отсутствует в процессорах Bloomfield). Все процессоры Lynnfield поддерживают 16 линий PCI Express 2.0, которые могут быть реализованы как один порт PCI Express 2.0 x16 или два порта PCI Express 2.0 x8 для установки видеокарт. То есть если в процессорах Bloomfield взаимодействие между процессором и видеокартой происходит через северный мост чипсета по высокоскоростной шине QPI, то в процессорах Lynnfield оно осуществляется напрямую, минуя чипсет. Ну а поскольку контроллер памяти также интегрирован непосредственно в процессор, то необходимость в высокоскоростной шине для взаимодействия с чипсетом у процессоров Lynnfield просто отсутствует. Соответственно все процессоры Lynnfield не поддерживают шины QPI для связи с чипсетом. В процессорах Lynnfield вместо шины QPI применяется хорошо известная двунаправленная (full duplex) шина DMI (Direct Media Interface) с пропускной способностью 20 Гбит/с (по 10 Гбит/с в каждую сторону), которая ранее использовалась для связи северного и южного мостов чипсетов. Отметим, что пропускной способности шины QPI в ряде случаев может оказаться недостаточно. Дело в том, что чипсет Intel P55 Express поддерживает восемь линий PCI Express 2.0, а пропускная способность каждой линии составляет 5 Гбит/с (по 2,5 Гбит/с в каждом направлении). Соответственно, если предположить, что используются все восемь линий PCI Express 2.0, то пиковая нагрузка составит 40 Гбит/с, а пропускная способность шины DMII — только 20 Гбит/с. В данной ситуации именно шина DMI станет тем самым узким местом в системе, в которое упрется производительность. Именно поэтому на платах с чипсетом Intel P55 Express не рекомендуется задействовать все свободные слоты PCI Express 2.0, несмотря на их наличие.
2.2 Обзор процессоров AMD
Модельный ряд процессоров AMD для настольных ПК более чем разнообразен. Однако если говорить о современных процессорах, на которые имеет смысл ориентироваться, то можно ограничиться рассмотрением лишь процессоров с разъемами Socket AM2+/AM3 семейств Phenom II и Athlon II.
В каждом из семейств, Phenom II и Athlon II, имеются серии четырехъядерных (Phenom II X4, Athlon II X4), трехъядерных (Phenom II X3, Athlon II X3) и двухъядерных (Phenom II X2, Athlon II X2) процессоров. Ну а главное различие между семействами Phenom II и Athlon II заключается в том, что в процессорах семейства Phenom II есть кэш L3, а в процессорах семейства Athlon II он отсутствует.
Каждое ядро процессора AMD Phenom II и Athlon II имеет кэш-память первого уровня (L1) размером 128 Кбайт, которая делится на двухканальный 64-килобайтный кэш данных и двухканальный 64-килобайтный кэш инструкций (размер строки составляет 64 байт). Кроме того, каждое ядро процессора имеет выделенный кэш L2 размером 512 Кбайт. Кэш-память второго уровня (L2) является 16-канальной (размер строки — 64 байт). В процессорах семейства AMD Phenom II присутствует также кэш-память третьего уровня (L3), которая является 48-канальной (размер строки — 64 байт).
Во всех процессорах AMD этих семейств реализована технология AMD 64 (поддержка 64-разрядных вычислений). Кроме того, все процессоры AMD снабжены наборами команд MMX, SSE, SSE2, SSE3 и Extended 3DNow!, технологиями энергосбережения Cool’n’Quiet, защиты от вирусов NX Bit и технологией виртуализации AMD Virtualization.
Также все процессоры семейств AMD Phenom II и Athlon II поддерживают шину HyperTransport 3.0, связывающую процессор с чипсетом.
Понятие частоты шины HyperTransport, пожалуй, нуждается в комментариях. Дело в том, что в приводимых характеристиках нового семейства процессоров частота шины HyperTransport , как правило, часто указывается неверно — это связано с тем, что она имеет несколько параметров, которые часто путают.
Первый из них — это ширина, которая может составлять 2, 4, 8, 16 или 32 бита. Второй — максимальная частота работы. Для ревизии HyperTransport 1.0 (HT 1.0) максимальная частота составляла 800 МГц, для ревизии HT 2.0 (используется в современных процессорах) она равна 1,4 ГГц, для HT 3.0 максимальная частота шины увеличена до 2,6 ГГц, а для HT 3.1 — до 3,2 ГГц.
Шина HyperTransport является двунаправленной, поэтому, кроме частоты работы, ее также часто характеризуют скоростью и пропускной способностью. Скорость шины определяется в гигатрансферах в секунду (GT/s). Пропускная способность шины зависит от ее скорости (частоты) и ширины.
Говоря о максимальной частоте шины, нужно иметь в виду, что шина HyperTransport 3.0 имеет динамическую рабочую частоту, которая зависит от тактовой частоты процессора. Связь между тактовой частотой процессора и частотой шины HyperTransport 3.0 определяется коэффициентом пропорциональности 3/4. К примеру, если тактовая частота процессора составляет 2,0 ГГц, то частота шины HyperTransport 3.0 — 1,5 ГГц, а максимальная частота шины HyperTransport 3.0, равная 2,6 ГГц, должна соответствовать тактовой частоте процессора 3,5 ГГц, но пока таких процессоров просто не существует.
Все процессоры AMD Phenom II и Athlon II используют шину HyperTransport шириной 16 бит в каждую сторону. В спецификациях на процессоры семейства AMD Phenom II указывается, что эти процессоры поддерживают шину HyperTransport со скоростью до 4000 MT/s, или с пропускной способностью 16 Гбайт/с.
Процессоры семейства AMD Athlon II поддерживают шину HyperTransport шириной 16 бит в каждом направлении с частотой 2,0 ГГц.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На данный момент мировая компьютерная индустрия развивается очень стремительно. Мощность процессоров возрастает, а, следовательно, возрастают производительность систем, возрастают возможности обработки больших объёмов данных. Старые модели процессоров не справляются с таким объемом данных. Поэтому актуальность исследования обусловлена потребностью улучшения производительности ПК, путем замены комплектующих компьютера, в частности процессора. А для этого необходимо разобраться с его сущностью, а так же ознакомиться с рынком современных процессоров.
Таким образом, в данной курсовой работе рассмотрены теоретические и практические аспекты современных процессоров: понятие и основные характеристики процессора, архитектуру процессора, тенденции современного рынка процессоров.