Процессорды жобалау

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 22 бет
Таңдаулыға:

Тақырыбы: ПРОЦЕССОРДЫ ЖОБАЛАУ

КІРІСПЕ

Қазіргі кездегі дербес компютердің ең негізгі құрылғыларының бірі орталық процессор болып табылады. Бір қарағанда арнаулы технология бойынша өсірілген кремий кристалы. Дегенмен бұл кристал құрамында көптеген бөлек элементтер бар олар-транзисторлар, бұлардың жиыны негізінен компютердің “ойлау” қабілетін қазтамассыз етеді.

Микропроцессорларды шығару тарихы 50-ші жылдары басталды. Бұл кезде электрондық лампаларды кішкене “электрондық ажыратқыштар”-тразисторлар ауыстырды, кейін-интегралдық схемалар келді, олар бір кремний кристалында жүздеген кішкене транзисторларды біріктіру технологиясы қолданылды. Бірақ компютерлік дәуірдің жылсанауы, ең алғаш микропроцессордың пайда болу кезінен, яғни 1971 жылдан басталды.

Осы күннен бастап, үш онжылдық ішінде микропроцессорлар қарқынды дамуға ұшырады. Қазіргі кездегі микропроцессор тек тразисторлардың жиынтығы ғана емес, ол көптеген негізгі құрылғылардан тұратын бүтін жүйе.

1 ПРОЦЕССОРДЫ ЖОБАЛАУ

1. 1 Процессодың даму тарихы

Қазіргі кезде дербес компютерлерге (ДК) арналған процессорларды шығаратын көптеген фирмалар бар. Оларды атап өтсек: Intel, AMD, Cyrix, VTA, Centauer/IDT, NexGen және тағы басқалары. Бірақ солардың ішіндегі ДК-ге ең көп қолданы латыны Intel мен AMD.

Процессор - дегеніміз негізгі платаның «Жүрегі» (Central Processing Unit, CPU) . Олар тек ДК-де ғана қолданылып қоймай көптеген басқа да техникада кеңінен пайдаланылады. Процессор негізінен жұмыс процессін басқарады, қадағалайды және ыңғайластырады. Әрине негізгі платада тек қана процессор ғана орналаспай, ДК іске қосылып тұрғанда ол басқа да элементтермен байланысып жұмыс істейді. Алдемен процессорларды өндіру технологиясына, тарихына үңілмей тұрып, оны сипаттайтын кейбір терминдерге сипаттама берелік.

Тактылық жиілік-бұл процессордың жұмыс істеу жылдамдығы, яғни 1 секунд ішінде орындайтын операциялар саны.

Ұрпақ- процессорлардың ұрпақтары бір-бірінен жұмыс істеу жылдамдығымен, архитиктурасымен, орындалуымен және сыртқы көрінісімен айрықшаланады. Егер де Intel корпорациясының процессорларының ұрпағына тоқталатын болсақ, онда олардың саны 8(8088, 286, 386, 486, Pentium, Pentium ІI, Pentium ІІІ, Pentium ІV) .

Модификация- алдыңғы қатардағы және әрқашан бәсекелестікте болған Intel және AMD корпорацияларының процессорлары екі модификацияға ие болды. Intel фирмасында Pentium және Celeron, Ал AMD фирмасында Athlon және Duron.

Өндіру технологиясы- бұл сипаттама процессрдағы элементердің минималды саны түсіндіріледі. Осылайша 1999 жылы аталған фирмалар жаңа, 0, 13-микрондық технологияға көшті.

Бірінші деңгейлі кэш-жадысы. Ол кішкене (бірнеше ондық килобайт), өте жоғары жылдамдықты жады. Ол есептеу нәтижелерінің аралық мәндерін есте сақтайды.

Екінші деңгейлі кэш-жады. Бұл жады біраз жайлау жүреді, бірақ оның сиымдылығы 128-ден 516 килобайтқа дейін жетеді.

Процессорлар, басқа да электрлік схемалар сияқты, әртүрлі типтерге бөлінеді. ДК үшін процессордың белгіленуі 80-нен басталып, одан кейін тағы 2 немесе 3 сан жазылады. Оларды толықтыру үшін кей кезде тағы сан не болмаса әріппен белгілейді, олардың мақсаты тактылық жиілігін сипаттау үшін қолданылады. Процессордың типін белгілеу алдында қысқарған сөздер кездеседі, олар осы элементті өндіруші жөнінде хабар береді. Мысалы, і80486DX-50 белгіленуі 50МГц тактылық жиілікте, Intel фирмасымен шығарылған 80486 процессор типін көрсетеді. AMD фирмасының микросхемалары AMD прифексімен белгіленсе, ал Cyrix процессорлары-СХ деп белгіленеді. ДК жұмысқа қосылғанда бұл әріптер экранында процессор типі номерінің алдында көрсетіледі.

1. 2 Процессорлардың негізгі сипаттамалары

Процессор-өнімділігін келесі негігі параметрлермен сипаттауға болады:

Интеграцилау деңгейі
Өңделетін мәліметтің ішкі және сырқы разряттылығы
Тактылық жиілік
Процессорды мекендей алатын жады.
Кэш-жадысының берілген көлемі.

Сонымен қатар процессорды өндіру технологиясымен, қоректену кернеуімен, форм-факторымен және тағы басқаларымен сипаттауға болады.

Қазіргі процессорлар, әрине Pentium процессорларынан бастап, кэш-жадысының екіші, үшінші деңгейімен және тактылық жиілігімен, оның функцияналдығымен, процессор өнімділігін арттыруға арналған әртүрлі технологияны қолдануымен, әртүрлі тактылы жиілігі бар жүйелік шиналарымен айыруға болады. Процессорлардың бұндай сипаттамалары 1, 2, 3-кестеде көрсетілген.

1-кесте

Intel корпорациясы процессорларының негізгі сипаттамалары:

Ата-луы

Рынокта пайда болған жылы

Раз-ряд-тылығы,

бит

Такты-лық жиілігі,

МГц

Кэш

(мәлімет/

коман-далар)

Кбайт

Қоректе-

ну

Кернеуі,

Жаслу

техно-

логия-

сы, мкм

Крис-

тал

көле-

мі,

мм ²

Тран-

зис-

тор-

лар

саны,

млн

Ата-луы:

4004

8008

8080

8085

8086

8088

80286

i386DX

i386SX

i486DX

i486SX

i486DX2

i486DX4

P54C

P54CQS

P54CS

P55C(MMX)

P6(PentiumPro)

Pentium II

(Klamath)

Pentium II

(Deschutes)

Celeron

(Covington)

Pentium II Xeon

(Deschutes)

Pentium III

(Katmai)

Pentium III

MMX2

(Coppermine)

Celeron

(Mendocino)

Pentium III

Xeon MMX2

(Tanner)

Pentium III

Xeon MMX2

(Cascades)

Celeron

(Coppermine)

Рынокта пайда болған жылы:

1971

1972

1974

1976

1978

1979

1982

1985

1988

1989

1991

1992

1994

1993

1994

1995

1997

1995

1997

1998

1999

1998

1999

2000

Раз-ряд-тылығы,бит:

Такты-лық жиілігі,МГц:

0, 108

0, 2

5- 8

6-12

16-33

25-50

16-33

50-66

75-100

60-75

90-100

120

133-200

166-266

150-200

233-300

333-450

266-400

400-450

450-600

500-733

300A-400

500-550

600-733

533-600

Кэш(мәлімет/коман-далар)Кбайт:

8/8

16/16

8/8

16/16

Қоректе-нуКернеуі,В:

12, 0

5, 0

5. 0

3. 3

5. 0

3. 3

3. 3-3. 45

2. 8

3. 1-3. 3

2. 8

2. 0

1. 5

Жаслутехно-логия-сы, мкм:

10, 0

3, 0

3. 0

1. 5

1. 5-1

1-0. 8

0. 8

0. 6

0. 8-0. 6

0. 6

0. 35

0. 25

0. 18

0. 25

0. 18

Крис-талкөле-мі,мм2:

345

296

148

141

306

203

131

Тран-зис-тор-ларсаны,млн:

0, 0023

0, 0035

0, 006

0, 0063

0, 029

0. 029

0. 134

0. 275

1. 2

1. 185

1. 2

1. 6

3. 1

3. 3

4. 5

5. 5

7. 5

7. 5-19

7. 5

9. 5-0. 25

0. 28

9. 5

2-кесте

Cyrix/IBM корпорациясы процессорларының негізгі сипаттамалары:

Ата-луы

Рынокта пайда болған жылы

Разряд-тылығы,

бит

Такты-лық жиілігі,

МГц

Кэш

(мәлімет/

коман-далар)

Кбайт

Қоректе-

ну

Кернеуі,

Жаслу

техно-

логия-

сы, мкм

Крис-

тал

көле-

мі,

мм ²

Тран-

зис-

тор-

лар

саны,

млн

Ата-луы:

486DX4

5x86

(M1sc)

5gx86

(MediaGX)

6x86(M1)

6x86(M1R)

6x86MX

(MII)

MXi(M3)

Рынокта пайда болған жылы:

1993

1995

1996-98

1995

1996

1997-98

1998

Разряд-тылығы,бит:

Такты-лық жиілігі,МГц:

100

100-120

120-233

100-120

100-150

150-250

250

Кэш(мәлімет/коман-далар)Кбайт:

Қоректе-нуКернеуі,В:

3. 0

3. 4

3. 3

3. 3/2. 8

2. 9

Жаслутехно-логия-сы, мкм:

0. 65

0. 6-0. 5

0. 65

0. 5

0. 3

0. 25

Крис-талкөле-мі,мм2:

196

144

160

394

169

197

~90

Тран-зис-тор-ларсаны,млн:

1. 1

2. 0

2. 4

3. 0

6. 0

3-кесте

AMD корпорациясы процессорларының негізгі сипаттамалары:

Ата-луы

Рынокта пайда болған жылы

Раз

ряд-тылы

ғы,

бит

Такты-

лық

жиілігі,

МГц

Кэш

(мәлімет/

коман-далар)

Кбайт

Қорек-те-ну

Кер

неуі,

Жаслу

техно-

логия-

сы, мкм

Крис-

тал

көле-

мі,

мм ²

Тран-

зис-

тор-

лар

саны,

млн

Ата-луы:

NX586

Am486

Am5x86

Am5k86

K6-2

K6-3

(Athlon)

(Duron)

(Thun

derbird)

Рынокта пайда болған жылы:

1995

1995-96

1996-97

1997-98

1998-99

1998

1999-00

2000

Разряд-тылығы,бит:

Такты-лықжиілігі,МГц:

93-133

120

133

75-100

90-120

166-300

266-450

400-450

500-1000

600-700

1100

Кэш(мәлімет/коман-далар)Кбайт:

16/16

16/8

32/32

Қорек-те-нуКернеуі,В:

4-3. 6

3. 6

3. 5

2. 9-3. 2

2. 2

1. 6-1. 8

1. 8

Жаслутехно-логия-сы, мкм:

0. 5-0. 44

0. 5

0. 35

0. 35-0. 25

0. 25

0. 22-0. 18

0. 18

Крис-талкөле-мі,мм2:

199-118

118

161

162-68

135

184

100

Тран-зис-тор-ларсаны,млн:

3. 5

4. 3

8. 8

9. 3

21. 3

1. 3 Интеграцилау деңгейі

Микросхеманың (чиптің) интеграция деңгейі- дегеніміз оған қаншалықты транзисторлардың сиятындығын көрсетеді. Мысалы, Intel-дің Pentium(80586) процессоры үшін -ол 3, 5 см ² ауданға орналастырылған шамамен 3 млн. Транзисторлар, ал Athlon процессоры үшін, ол- 22 млн.

Intel корпорациясының мамандарының айтуы бойынша, егер микропроцес-сорлар индустриясының дамуы осындай жылдамдыңпен дамыса, онда 2011 жылға жуық Intel микропроцессорлары 10 МГц тактылық жиілікте жұмыс істеп, құрамына 1 млрд. транзистор кіретін болады.

1. 4 Ішкі мәліметтердің разрядтылығы

Процессорлардың негізгі сипаттамаларының бірі болып бит саны саналады, ол осы процессор ішінде орындалатын арифметикалық командалардың бір уақытта қанша бит мәліметтің өңделетінін сипаттайды. Бұл разрядтықтарды атап өтсек, ол: 16, 32, 64, қазіргі кезде 128 немесе 256 дейін жетеді.

1. 4. 1 Сыртқы мәліметтердің разрядтылығы

Процессор сыртқы кэш-жадысымен, RAM және басқа да құрылғылармен, шина- деп аталатын арнайы жолдармен мәліметтерді алмастырып жүйені басқарады. Шинаның негізгі сипаттамасы болып, оның разрядтылығы ментактылық жиілігі табылады. Өйткені, олар теория жүзінде шина арқылы 1 секунд ішінде өтетін ақпараттың бит санын анықтайды. Оны шинаның өткізү қабілеті деп аиайды. Қазіргі кездегі процессорлардың тактылық жиілігі 300 МГц-тен асып, 1 ГГц-ке жақындап, ал жүйелік шиналардың тактылық жиілігі ереже бойынша тек 66 МГц (соңғы аналық платалардың модельдерінде 100 және 133 мГц ), сондықтан процессор жұмысының өнімділігі үшін жүйелік шинаның разрядтығы өте керекті мәселе.

4-6 кестелерде процессорлардың әртүрлі ұрпақтарының сыртқы мәліметтердің разрядтылығы көрсетілген, сонымен қатар тактылық жиілігі мен жүйелік шинаның өткізү қабілеті көрсетілген.

Ескерту: Процессор сыртқы мәлімет разрядтылығымен анықталмай, ішкі мәліметтер разрядтылығымен анықталады. Мысалы: Pentium процессоры бір уақытта 64 бит мәліметті жіберіп/қабылдап отыра алса да, ол 32 биттік болып табылады, сондықтан ол ьір уақытта тек 32 бит мәліметті өңдей алады.

4-кесте

Процессорлардың 1 және 2 ұрпағының сыртқы мәлімет разрядтылығы мен жүйелік шинаның өткізү қабілеті:

Процессор типі

Сыртқы мәлімет разрядтылығы, бит

Жүйелік шинаның өтнізу қабілеті, Мбайт/с

Жүйелік шинаның тактылық жиілігі, МГц

4, 7 6 8 10 12 16 20

Процессор типі:

8088

8086

80286

Сыртқы мәлімет разрядтылығы, бит:

Жүйелік шинаның өтнізу қабілеті, Мбайт/сЖүйелік шинаның тактылық жиілігі, МГц4, 7 6 8 10 12 16 20:

4, 77 - 8 - -

9, 54 - 16 20 - -

- 12 16 24 32 40

5-кесте

Процессорлардың 3 және 4 ұрпағының сыртқы мәлімет разрядтылығы мен жүйелік шинаның өткізү қабілеті:

Процессор типі

Сыртқы мәлімет разрядтылығы, бит

Жүйелік шинаның өтнізу қабілеті, Мбайт/с

Жүйелік шинаның тактылық жиілігі, МГц

16 20 25 33 40 50

Процессор типі:

80386DX

80386SX

80486DX

80486SX

80486DX2

80486DX4

AMD 5х86

Сyrix 5x86

Сыртқы мәлімет разрядтылығы, бит:

Жүйелік шинаның өтнізу қабілеті, Мбайт/сЖүйелік шинаның тактылық жиілігі, МГц16 20 25 33 40 50:

66 80 100 132 160 -

33 40 50 66 -

- 100 132 - 200

66 80 100 132 -

- 100 132 160 -

- - 132 -

- - 132 160 -

6-кесте

Процессорлардың 5, 6 және 7 ұрпағының сыртқы мәлімет разрядтылығы мен жүйелік шинаның өткізү қабілеті:

Процессор типі

Сыртқы мәлімет разряд

тылығы,

бит

Жүйелік шинаның өтнізу қабілеті, Мбайт/с

Жүйелік шинаның тактылық жиілігі, МГц

50 55 60 66 75 100 133 200

Процессор типі:

Pentium

PentiumMMX

6x86

Pentium PRO

Pentium II/III

6x86MX

K-7

Willamate

Сыртқы мәлімет разрядтылығы,бит:

Жүйелік шинаның өтнізу қабілеті, Мбайт/сЖүйелік шинаның тактылық жиілігі, МГц50 55 60 66 75 100 133 200:

400 - 480 528 - -

400 440 480 528 600 - -

400 - 480 528 - -

- 480 528 - -

- - 528 - 800 106 -

- - 528 - -

- 480 528 600 - -

- - - - 1600

- - - 3200 -

1. 5 Тактылық жиілік

Кез-келген қазіргі кездегі ДК құрамында тактылық генератор болады (System Clock), ол оның компонентерінің әртүрлі жұмыстарын синхрондау үшін қажет. Тактылық генератор минималды уақыт аралығын анықтайды және оны «цикл» деп те атайды. Тактылық генератордың (FSB) жұмысының жиілігін МГц-пен өлшейді(1 секундта млн цикл) . Алғашқы ДК-де 8 МГц-пен процессордың, жадының және енгізү/шығару шинасының жұмысын синхрондайтын 1 тактылық генераторы болады. ДК-ң дамуына байланысты бірнеше тактылық генератордың пайдалануында қажеттілік туды. Сондықтан қазіргі ДК әртүрлі жиілікте синхронды жұмыс істейтін 4-5 тактылы генератормен қамтамассыз етілген. Жүйенің тактылық жиілігі -деп, жүйелік шинаның тактылық жиілігін айтады. ДК барлық басқа компоненттерінің тактылық жиілігі, жүйелік шинаның жиілігіне тәуелді болады. 7- кестеде 266 МГц тактылық жиілікте жұмыс істейтін Pentium II процессорымен жүйенің әртүрлі компоненттерінің тактылық жиіліктері көрсетілген.

7- кесте

Жүйенің әртүрлі компоненттерінің тактылық жиіліктері:

Құрал/шина

Тактылық жиілік, МГц

Құрал/шина:

Процессор

Екінші дәрежелі кэш-жады

Жүйелік жина

PCI шинасы

ISA шинасы

Тактылық жиілік, МГц:

266(FSBx4)

133(FSBx2)

66(FSB)

33(FSB/2)

8. 3(FSB/8)

Осылайша бүкіл жүйенің өнімділігі, толық жүйелік шинаның тактылық жиілігіне тәуелді болады.

1. 6 Жадының адрестелуі

Процессор ДК-ң оперативтік жадысымен тікелей байланыста болады. Ол өңдейтін мәліметтер, міндетті түрде уақытша RAM-да орналасуы қажет және де кейінгі өңдеу үшін ол қайтадан жадыдан шақырылуы мүмкін.

Оперативті жадыны кішкене қалашық деп алсақ, ондағы әрбір үй (жады ұяшығы) жеке адреске ие. Бұл кезде почташы мақсатты түрде хат, газеттерді жеткізуі мәлім. Ал жол болып, адрестік шина тұрады. Адрестік шина, жадының кез-келген облысындағы мәліметтердің орналасқан мекеніне ақпаратты жеткізетін өткізгіштер жиыны.

Адрестік шинаның ені- оқу немесе жазу үшін процессорға жолыға алатын ұяшықтар саны. Адрестік шина ені мен мәлімет шинасының екі арасында байланыс жоқ, дегенмен бұл шиналар бірдей тактылық жиілікте жұмыс істейді.

8-кестеде адрестік шина ені және әртүрлі процессорлардың типтері жолыға алатын оперативтік жадының максималды көлемі.

8-кесте

Адрестік шина ені мен адрестелетін жады көлемінің тәуелділігі:

Процессор типі

Адрестік шина ені, бит

Адрестелетін жады көлемінің мах мәні, Мбайт

Процессор типі:

8088, 8086

80286, 80386SX

80386DX, 80486DX, 80486SX

80486DX2, 80486DX4, AMD 5x86,

Cyrix 5x86, Pentium, Pentium MMX, Celeron, 6x86, K5, K6, 6x86MX

Pentium PRO, Pentium II/III

Адрестік шина ені, бит:

Адрестелетін жады көлемінің мах мәні, Мбайт:

1 Mбайт

16 Мбайт

4 Гбайт

64 Гбайт

1. 7 Процессор жұмысының режимдері

Нақты режимі (Real Mode) - 8086/8088 процессорлары мүмкіндіктеріне сәйкес келеді және 1 Мбайттан аспайтын жады адрестеледі. Бұрын шыққан программалармен келісімділігін қолдау үшін 286 және Pentium процессорларының жұмысы MS-DOS операциялық жүйесімен басқарылады, сонымен қатар процессордың минималды мүмкіндігін пайдаланып нақты режимде жұмыс істейді.

Қауіпсіз режим (Protected Mode) -ең алғаш процессор 80286-да пайда болды. Бұл режимде процессор 16 Мбайт физикалық және 1 Гбайтқа дейін виртуалды жадыны адрестей алды. Егер физикалық жады түгелдей жүктелген болса, онда жадыға сыймай қалған мәліметтер винчестерге жазылады. Осындай әдіспен процессор нақты емес виртуалды адрестермен, әдейі жасалған таблицалардың көмегімен жұмыс істейді. Бұл таблица көмегімен кейін ақпаратты тауып алуға немесе жазуға болады. Бұл жадыны виртуалды жады деп те атайды, өйткені физикалық түрде бұл жады жоқ. Сонымен қатар қауіпсіз режим MultitasKing режимін қолдауы мүмкін. Бұл кезде процессор берілген уақыт квантында әртүрлі программаны орындайды (қолданушы, екі программа бірдей орындалып тұр, деп түсінуі мүмкін) .

Виртуалды режим-процессорлар 386 процессорынан бастап, 8086 (минимум 256) процессорларының жұмысын атқара алады. Сонымен ол көпқолданушы режимін қамтамассыз ете алады. Бұл кезде бір ДК-де бір уақытта бірнеше операциялық жүйені жүктеуге мүмкіндік береді.

1. 8 Көп процессорлық жүйе

Көп процессорлық жүйелер соңғы кезде кең тарау алды, яғни олар бірнеше

процессордың жиынтағы. Оның себебі, мысалы, 2 процессорды қолданып теория жүзінде жүйенің өнімділігін 2 есе арттыруға болады, бірақ практикада олай емес. Бірнеше процессорларды қолдану тек күрделі тапсырмаларды паралелльді түрде шешуде ғана пайдалы.

Көп процессорлы жүйені құрастыру үшін келесі шарттарды орындау қажет:

- Материнский плата бірнеше процессорларды қолдауы қажет, яғни онда қосымша процессорларды орнатуға арналған ұяшықтар мен сәйкес келетін Chipset(мысалы, 440BX, 450GX)

Процессор көп процессорлы жүйе жұмысын қолдап тұруы қажет (Pentium PRO, Pentium II Xeon және т. б. ) .
Операциялық жүйе бірнеше процесорлардың жұмысын қолдауы қажет (Windows NT, UNIX) .

Физикалық көп процессорлық жүйе болғанмен, факті жүзінде-бұл да көп процессорлық жүйе, бірақ виртуалды түрде. Сонымен қатар, егер сәйкес келетін программалық жиын қолданылатын болса, онда көп процессорлық жүйе пайдалы. Бірнеше процессорлардың бір уақытта жұмыс істеу барысында операциялық жүйе тапсырмаларды осы процессорларға жіктеп бөліп отырады. Көп процессорлық жүйе жұмысының екі режимі болады.

Асимметриялық режимдкгі өңдеу кезінде бір процессор тек операциялық жүйе тапсырмасын орындайды, ал басқасы - қолданбалы программаларды.

Симметриялық режимдегі өңдеуде (Symmetric Multi-Processing, SMP) операция-лық жүйе тапсырмалары мен қолданбалы жиындар кез-келген процессормен орындалуы мүмкін, ол оның жіктелуіне байланысты болады. Бұл режим көбіне ыңғайлы, сондықтан да оның өнімділігі де көбірек. Көп процессорлы жүйеде қолданылатын, процессорлар мен Chipset, сәйкесті SMP-мәлімет алмасу протоколын қолдауы қажет, олар APIC деп аталады. Қазіргі кезде Pentium және Pentium II мұндай режимді тек екі процессор қолдайды, ал Intel Pentium PRO- төрт процессор үшін. Ал негізінде негізгі процессор біреу-ақ.

Сурет 1. Көп процессорлық жүйе.

1. 9 Қосалқы процессор

Платадағы микросхемалар арасында ақпараттар алмасуымен қатар процессордың басты арналуы- санау. Негізгі арифметикалық операциялар, мысалы қосу, алу, көбейту және бөлу, онша көп қиындық әкелмейді, дегенмен сандарды түбірден шығару, триганометриялық есептеу немесе қалқымалы нүктелік операциялар өте қиын.

Қалқымалы нүктелі арифметикалық операцилардыорындау үшін, арнаулы арифметикалық процессор болады, ол қосалқы процессор деп аталады. Негізгі процессордан айырмашылығы, ол жүйені басқармайды. Оның міндеті арифметикалық есептеуді орындап және нәтиже түзу үшін процессордан команданы күтедә. Intel фирмасының пайымдауы бойынша арифметикалық қосалқы процессор (CPU- мен салыстырғанда) 80% және одан да көп уақытты үнемдейді. Қосалқы процессор -бұл Chip үшін жай атауы. Дұрысы, ол математикалық қосалқы процессор деп аталады. (Numeric Processing Unit-NPU, немесе Floating Point Processing Unit-FPU) . Қосалқы процессор ең алғаш процессорлардың үшінші ұрпағынан бастап қолданылды. Бұл кезде ол негізгі платада орналасқан болатын, 486DX-тен бастап, қосалқы процессор CPU ішінеинтегралданып шығарылды.

2 INTEL ФИРМАСЫ ПРОЦЕССОРЛАРЫНЫҢ АРХИТИКТУРАСЫ

2. 1 Pentium процессоры - Р54

Ол алғаш 1993 ж. шықты. Адрестік шина разрядтылығы-32 бит, осылайша, адрестелетін жадының максималды көлемі 4 Гбайтқа тең болды. Мәліметтер шинасының разрядтылығы - 64 бит.

Суперскалярлық архитиктура-екі параллельді жұмыс істейтін өңдеуші конвейерлері, оларға бір тактіде екі тапсырманы бір уақытта өңдеугемүмкіндік береді. Конвейерлер U және V деп аталады. U-конвейері (U-pipeline) бұл анықтамалық жиыны бар АЛУ, ол бүкіл бүтінсандық анықтамалықтар мен қалқымалы нүктесі бар анықтамалықтарды орындайды. V-конвейері (V-pipeline) -шектелген анықтамалық жиыны бар АЛУ, ол тек қарапайым анықтамалықтарды (бір тактіде орындалатын-MOV, INC, DEC және т. б. ) RISC-архитиктуралы түрлерін орындайды.

Кристалда ассоциативті бірінші деңгейлі кэш интегралданған - L1 16K өлшемімен, ол өз құрамына бөлек командалық және мәліметтік кэштерді ендіреді. Кэш WT(Write-trough) болып түрленуі мүмкін- олтүбегейлі жазбасымен болуы мүмкін немесе кері жазбасымен - WB(Write- back) . Қысқаша WT мен WB жұмысының алгоритімі мынадайкөрініс табады: түбегейлі жазбада WT әрбәр жазба операциясын біруақытта кэш жолына және ОЗУ-ға орындалады. Осылайша цифрлық құрылғы әрбір жазылу операциясын ОЗУ-ға жазылып болғанша дейін күтіп тұруы тиіс. WB алгоритімі негізгі жады шинасындағы жазу операцияларының санын азайтуға мүмкіндік береді. Егер жазба орындалатын жады блогы кэшке де әсер етсе, онда физикалық жазылу алдымен осы нақты кэш жолында көрінеді және кір(birty) немесе модификацияланған, яғни ОЗУ-ға жазылуды талап ететін болып белгіленеді. Тек осы жазылудан кейін жол таза (clean) болады және оны мәліметтердің бүтіндігін жоғалтпайбасқа блоктарды кэштеу үшін қолдануға болады. Өйткені ОЗУ-да мәліметтер тек бүтін жолмен жазылады. Әрбір кэш құрамына 32 байт ұзындықты жолдар енеді және оның құрамында TLB буфері болады - сызықтық адрестерді физикалыққа түрлендіретін буфер. Кэш MESI протоколын қолдайды және оларды анықтайтын түрлерімен аталған: Moolifiet, Exclusive, Shared және Invalid.

M-state - жол тек бір кэште бар және ол модификацияланған. Бұл жолға рұқсат сыртқы циклдің регенирациясысыз берілуі мүмкін (локальдық шинаға қарағанда) .

Е-state - жол тек бір кэште бар, бірақ ол модификацияланбаған. Бұл жолға рұқсат сыртқы циклдің регенирациясысыз берілуі мүмкін. Оған жазу кезінде, ол “М” түріне өтіп кетеді.

S-state - жол бірнеше кэште болуы мүмкін. Оны сыртқы циклдің регенерациясысыз оқуға болады, ал жазба ОЗУ-ға түбегеилі жазба арқылы жазылуы керек, бұл басқа кэштердегі жолдарды анықтауға мүмкіндік береді.

I-state - кэште жол болмайды, оны оқу жолды толтыру циклінің генерациясына әкеп соғады. Ондағы жазба түбегейлі болып сыртқы шинаға шығады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.