1 Основные направления применения микропроцессорных систем 1
Скачать 44.9 Mb.
|
440.Доминирующее положение Intel на рынке 586х (Pentium) процессоров способствовало тому, что тактовая частота, используемая Pentium, фактически легла в основу классификации производительности всех процессоров того времени. 49 441.В этой ситуации IBM, Cyrix и AMD совместно разработали стандарт для измерения реальной производительности процессоров независимо от изготовителя, тактовой частоты или архитектуры. 49 442.Эта концепция, получившая название "Р-рейтинг" (Performance Rating - PR), исходит из того, что пользователю в конечном счете важна полезная практическая мощность. Она базируется на тесте Winstone. Этот системный эталонный тест размером в 60 Мбайт состоит из 13 прикладных программ, представляющих наиболее важные сектора рынка. 49 443.Итак, Р-рейтинг любого процессора равен величине тактовой частоты процессора Intel Pentium, показавшего такой же или менее высокий результат при тестировании Winstone в абсолютно идентичной конфигурации ПК. 49 444.Таким образом, каждому кристаллу AMD-K5 или 6x86 присуждается Р-рейтинг, который не случайно совпадает с величиной тактовой частоты соответствующего процессора Pentium. 49 445.Некоторые особенности К5: встроенный cache 24 Кб; технология изготовления - 0,35 микрон; количество транзисторов " 4,3 млн. 49 446.Процессоры CYRIX (и идентичные им с лейблом IBM) имеют официальное название 6x86 Р120 +, 6x86 Р133+, 6x86 Р150+, 6x86 Р166+, 6x86 Р200+. 49 447.Дело в том, что при использовании не 16-разрядных, а 32-разрядных тестов процессоры К5 и 6x86 примерно на 11% превосходят аналогичный Pentium. Для Cyrix это обстоятельство послужило поводом для того, чтобы снабжать все значения Р-рейтингов своих процессоров дополнительным знаком "+", показывающим, что на самом деле они «лучше», чем соответствующие кристаллы Pentium. 49 448.Особенности 6x86: встроенный cache 16 Кб, дополненный 256 б cache-памяти команд; технология изготовления - 0,5 микрон (0,65 для Р120 + ); количество транзисторов ~ 3 млн. 49 449.В конце 1995 г. фирма Intel выпустила в продажу процессор Pentium Pro (P6) и вплоть до начала 1997 г. он оставался самым мощным и дорогим процессором. Pentium Pro выпускался со следующими тактовыми частотами: 150, 166, 180 и 200 МГц. 49 450.Некоторые особенности Pentium Pro: встроенный cache первого уровня 16 Кб, второго уровня 256 или 512 Кб; технология изготовления - 0, 35 микрон; внутренняя шина 300 бит; количество транзисторов ~ 5,5 млн. 49 451.Одним из самых значительных отличий от предыдущих процессоров процессоров является включение в сам кристалл процессора Р6 большой кэш-памяти второго уровня, традиционно осуществляемой производителями персональных компьютеров на системной плате. Процессорная кэш-память первого уровня осталась 16 Кб, как и у процессора Pentium. 49 452.Процессор Pentium Pro (P6) был ориентирован в основном для применения в серверах и рабочих станциях. 49 453.Высокие стоимость и энергопотребление, а также отсутствие ощутимого прироста производительности при работе с DOS и Windows делали нецелесообразным использование Pentium Pro в ПК массового спроса. 49 4.3. Современные универсальные микропроцессоры 49 4.3.1. Микропроцессоры фирмы Intel 49 454.В отличие от Intel Celeron процессоры Intel Pentium III предназначены для использования в высокопроизводительных настольных компьютерах, рабочих станциях и серверах. 49 455.Процессы первого поколения этого семейства (Intel Pentium III 450 и Intel Pentium III 500) были анонсированы Intel в конце февраля 1999 года и имели следующие характеристики: 49 технология производства: 0,25 мкм; 49 ядро процессора: Katmai, разработанное на основе Deschutes (поздняя версия ядра процессоров Intel Pentium II) с добавленным SSE-конвейером для обработки 70 новых SSE-инструкций; напряжение питания 2В; 50 L1-кэш: объем — 32 Кбайт (16 Кбайт для данных + 16 Кбайт для инструкций); 50 L2-кэш: объем — 512 Кбайт, тактовая частота— половина тактовой частоты ядра, внешний (не интегрирован на одном кристалле с процессором, а выполнен на отдельных микросхемах, которые расположены на той же процессорной плате, что и микросхема процессора); 50 многопроцессорность: поддерживается до двух процессоров на одной системной шине; 50 идентификация: каждый процессор имеет уникальный 96-битный серийный номер, «прошитый» в нем во время изготовления, который может быть считан программными средствами. В случае нежелания пользователя «разглашать» серийный номер своего процессора возможность считывания его серийного номера может быть заблокирована на уровне BIOS с помощью утилиты Processor Serial Number Control Utility. 50 физический разъем: Slot 1; 50 исполнение: S. Е. С. С. — или S. Е. С. С-2-картридж. 50 456.Заметные и, безусловно, положительные изменения коснулись картриджа Pentium III (SECC2, использовался и в некоторых сериях Pentium II). Фактически, SECC2 — половинка обычного SECC, процессор закрыт им с одной стороны и радиатор охлаждения контактирует непосредственно с корпусом процессора. Лучшее охлаждение — лучшие возможности для разгона. Pentium III отлично разгоняется (увеличением частоты шины до 112 МГц и более) и в большинстве случаев достаточно стандартного напряжение питания ядра. 50 457.Фактически первые процессоры семейства Intel Pentium III на ядре Katmai мало чем отличались от предшествовавших им процессоров Intel Pentium II. Самое значительное отличие заключалось в появлении 70 новых SSE-инструкций, наличие которых, по идее, должно было увеличить производительность системы при обработке графики, аудио и видеопотоков, при работе с 3D-приложениями и программами распознавания речи, а также при просмотре содержимого Web-сайтов. Однако эти возможности не получили широкого распространения. Так что запуск в производство моделей Intel Pentium III 450 и Intel Pentium III 500 — в том виде, как это было сделано, — выглядел, скорее, как маркетинговый прием Intel в борьбе с AMD К6—2, чем как очередное реальное достижение в индустрии производства процессоров. 50 458.«Настоящие» же процессоры Intel Pentium III появились на рынке только 25 октября 1999 года, когда Intel анонсировал сразу 9 новых моделей этого семейства на ядре Coppermine с частотами от 500 до 733 МГц: Intel Pentium III 500Е, 533ЕВ, 550Е, 600Е, 600ЕВ, 650, 667, 700 и 733. В последствии к ним добавились еще Intel Pentium III 750, 800, 800ЕВ, 900 и 1,14 ГГц. Характеристики этих процессоров таковы: 50 технология производства: 0,18 мкм; 28 млн. транзисторов; ядро процессора: Coppermine с SSE-конвейером; 50 L1 кэш: объем — 32 Кбайт (16 Кбайт для данных +16 Кбайт для инструкций); 50 L2-кэш: объем — 256 Кбайт, тактовая частота равна тактовой частоте ядра, интегрирован на одном кристалле с процессором, поддерживает ЕСС-механизм обнаружения и коррекции ошибок при обмене данными с ядром процессора; в терминологии Intel такой 1 -2-кэш называют «Advanced Transfer Cache»; частота системной шины: 100 или 133 МГц, поддерживается ЕСС; напряжение питания ядра процессора: 1,65 В; 50 многопроцессорность: поддерживается до двух процессоров на одной системной шине; 50 идентификация: каждый процессор имеет уникальный 96-битный серийный номер, «прошитый» в нем во время изготовления, возможность чтения которого программными средствами можно контролировать на уровне BIOS с помощью утилиты Processor Serial Number Control Utility; 50 физический разъем / исполнение: Slot 1 / S. Е. С. С-2-картридж или Socket 370 / FC-PGA(Flip Chip Pin Grid Array) — микросхема. 50 459.Процессоры Intel Pentium III на ядре Coppermine существенно отличаются от ранних моделей на ядре Katmai – тут и производство по более совершенной 0,18-микронной технологии, и интегрированный кэш с уменьшенным в два раза объемом и возросшей в два раза тактовой частотой, и поддержка системной шины 133 МГц. 50 460.Судя по результатам тестов, которые приводит компания Intel, Coppermine процентов на двадцать быстрее первых Pentium III при той же тактовой частоте (что позволяет ему конкурировать в производительности с AMD Athlon). Этому способствуют несколько факторов. Во-первых, вышеупомянутая интегрированная кэш-память второго уровня объемом 256 Кбайт, работает на той же частоте, что и процессор. За счет этого она обеспечивает большую производительность, чем 512 Кбайт выделенного кэша в предыдущих моделях Pentium II/III, работающего на половинной частоте процессора. 50 461.Во-вторых, Intel наладила производство Coppermine уже по новой, 0,18-микронной технологии. Более совершенный технологический процесс позволяет уменьшить площадь кристалла, сократить тепловыделение и снизить себестоимость за счет того, что на одной кремниевой заготовке теперь размещается больше чипов. Кстати, задержки выпуска Coppermine и были, по словам Intel, обусловлены трудностями освоения 0,18-микронного процесса. Технологическая новизна Coppermine заключается также в том, что на кристалле появился дополнительный, шестой слой разводки проводников. Это усложняет производство, но позволяет сделать путь к каждому полупроводниковому элементу короче - тоже выигрыш. И, наконец, для эффективной работы на шине с частотой 133 МГц Intel усовершенствовала систему буферизации данных, поступающих в процессор, и внесла ряд других улучшений. 51 462.Чтобы не запутаться в многообразии процессоров Intel, можно запомнить, что 66 МГц внешней частоты — это параметр, присущий, пожалуй, только процессорам Celeron. И не важно, что на «разгоне» они выдерживают куда более высокие тактовые частоты по внешнему фронту— Intel намеренно занижает планку для Celeron, чтобы повысить привлекательность более дорогих Pentium III. 51 463.Новое поколение Celeron по привычке называют Coppermine 128 К, так как он основан на ядре Pentium III (Coppermine) и содержит 128 Кбайт кэш-памяти второго уровня; интегрированной на кристалле. 51 464.Единственным существенным отличием Celeron (Coppermine 128 К) от Pentium III остается «урезанный» размер кэша L2: 128 Кбайт против 256 Кбайт у Pentium III (Coppermine). Второе значимое приобретение Celeron на ядре Coppermine — это улучшенная логика кэша - Advanced Transfer Cache. 51 465.На ядро Celeron 600 МГц подается напряжение всего лишь 1,5 В, что на 0,1 В меньше, чем у Pentium III. 51 466.Как и у современных версий Pentium III (Coppermine) магистраль между кэшем L2 и ядром процессора у новых Celeron является 256-битной, а не 64-разрядной, как у более ранних версий Celeron. Такая разрядность обеспечивает пропускную способность 9,6 Гбайт/с на тактовой частоте 600 МГц. 51 467.Помимо переноса на Celeron большинства полезных характеристик Pentium III разработчики попытались исправить наиболее громкие тактические ошибки прошлых лет. И для начала избавились от серийного номера — заблокировали на аппаратном уровне. Объяснение такое: серийный номер может быть полезен в бизнес-приложениях, а для ПК начального уровня на базе Celeron оставлять его незачем. 51 468.Из-за применения 0,18–микронной технологии процессоры Coppermine отличаются от Celeron целым рядом характеристик — напряжением питания ядра, требованиям к стабильности питания и т. д. При использовании в "старой" (разработанной более чем полгода назад) плате нового процессора, в нем началась бы необратимая деградация изолирующего оксида кремния. Чтобы предотвратить такие последствия, у сокетных Pentium III и была сделана иная разводка ножек. Теперь они просто не запустятся в "старом" гнезде. 51 469.Но в новых, на тот момент, материнских платах и в новых переходниках Slot 1 — Socket 370, как уже говорилось, можно использовать и старые и новые Seleron-ы, а также Pentium III в корпусе FC-PGA, а в некоторых, даже CYRIX III—VIA. 51 470.В начале 2002 г компании удалось перевести Р6 на 0.13 мкм технологический процесс. Таким образом, на рынке появились первые экземпляры Pentium III Tualatin, которые по вполне понятным причинам имеют пониженное напряжение питания, уменьшенное тепловыделение и более высокие частоты: 1.13 ГГц, 1.2 ГГц и выше. 51 471.С выходом Tualatin, Intel смогла интегрировать на ядро процессора 512 Кб кэша второго уровня с улучшенной передачей данных (Advanced Transfer Cache). Pentium III-S поддерживает работу как минимум в двухпроцессорных конфигурациях. Появились и необходимые первые платы на VIA Appolo Pro133Т, например, Tiger 200T/230T от Туаn. 51 472.Практически никаких других серьезных нововведений по сравнению с Coppermine в архитектуру Intel не привнесла. Стоит отметить лишь присутствие реализованной ранее в Pentium 4 и приобретающей все большую популярность технологии Data Prefetch Logic. 51 473.На рынок выпущено всего три модели Celeron с 0.13 микронным ядром Tualatin: 1.2, 1.3, 1.4 ГГц, несмотря на то, что потенциал Tualatin наверняка позволяет работу и на более высоких частотах. С 2003 года линейка процессоров Celeron, основанных на 0.13 мкм ядре Tualatin-256, официально прекратила свое существование - компания Intel объявила о начале программы по прекращению выпуска Celeron с частотой 1.4 ГГц (системная шина - 100 МГц), последней модели в этой линейке. 51 474.Celeron на ядре Northwood, произведенные по 0.13-микронной технологии практически во всем походят на своих предшественников. Объем их кеш-памяти второго уровня останется равным 128 Кбайтам, а частота шины - 400 МГц. Celeron 2 ГГц так и оставался старшей моделью в этой линейке вплоть до конца 2002 года. Только в первом квартале 2003 года Intel выпустила следующий процессор в этом семействе, Celeron 2.1 ГГц. Во втором квартале 2003 года частота Celeron увеличится до 2.2 ГГц. Эти процессоры также будут основываться на ядре Northwood с L2-кешем 128 Кбайт. Важно, что эти Celeron-ы устанавливаются в те же материнские платы, что и Pentium 4 с современным Socket 478. Впоследствии, при удешевлении Pentium 4, можно будет просто заменить на него устаревший Celeron. 51 475.Архитектура Р6 практически изжила себя, и в конце ноября 2000 года Intel представила процессор Pentium 4 (кодовое название Willamette), архитектура NetBurst которого коренным образом отличалась от своей предшественницы Р6. Новый процессор позиционировался как высокопроизводительное настольное решение. На рынке серверов по-прежнему безраздельно царствовал Pentium III Xeon. 52 476.Основным отличием новой архитектуры от Р6 было еще большее увеличение конвейера — до 20 стадий, что позволило сильно нарастить частоту процессора без перехода на более "тонкий" техпроцесс. Pentium 4 Willamette изготовлялся по 0.18 мкм технологии, причем с алюминиевыми межэлементными соединениями, с контактами под Socket 423 (впоследствии появились Pentium 4 Willamette с с контактами и под Socket 478). Тактовая частота двух "первенцев" составляла беспрецедентные по тем временам 1.4 ГГц и 1.5 ГГц. Менее дорогая 1.3 ГГц версия появилась только в начале 2001 года. Затем появился Pentium 4 на новом 0.13-микронном ядре Northwood с контактами под Socket 478. Арифметико-логическое устройство данных процессоров работает на сверхвысоких частотах — они в два раза больше по сравнению с частотой ядра! 52 477.Кроме поддержки ставших традиционными инструкций ММХ и SSE, в Pentium 4 добавили еще 144 команды SSE2, ориентированные, в первую очередь, на работу с потоковыми данными. Подобно Pentium III, они также оперируют со 128-битными регистрами, но уже не только с четверками чисел одинарной точности, но и с любыми другими типами данных, которые умещаются в 128 бит. В результате получился некий симбиоз ММХ и SSE. 52 478.Поскольку процессор вышел и без того достаточно "объемным" — около 42 млн. транзисторов на площади в 217 кв. мм, что почти в два раза больше по сравнению с Athlon или Pentium III — поместить в него удалось далеко не все. Так, жизненно необходимый кэш первого уровня пришлось сильно уменьшить. Теперь он стал использоваться только для данных, а его объем сократился до 8 Кб. Для хранения инструкций появился отдельный L1 кэш (Trace Cache). L2 кэш не претерпел изменений — все те же 256 Кб при 256-битной шине, ведущей к ядру. 52 |
Похожие:
 | Программа дисциплины “Микропроцессорные устройства технических систем” для подготовки инженеров Изучение особенностей применения микропроцессорных устройств в системах автоматики и телеуправления, а также в изделиях электронной... | | Конспект лекций по курсу "Микропроцессоры и микро-эвм в Персональной... Целью настоящего курса является дать понятие о микропроцессорах и однокристальных микро-эвм, области их применения, дать основы функционирования... |
| Методические указания к самостоятельной работе по дисциплине «Микропроцессорные... Цель работы изучение современных однокристальных микроконтроллеров с cisc- и risc- архитектурой, организации их памяти и функционирования,... | | Проектирование микропроцессорных систем методические указания к курсовому проектированию ... |
| Правительство Российской Федерации Московский институт электроники... Целью курса "Микропроцессорные системы" является ознакомление студентов с микропроцессорными средствами и методами проектирования... | | Реферат на тему: «Основы микропроцессорных систем» Эвм, но имеющие несравнимо меньшие размеры. Микропроцессоры относятся к классу микросхем, особенностью которых является возможность... |
| Рабочая программа учебной дисциплины «основы микропроцессорной техники» Изучение дисциплины направлено на освоение принципов построения и функционирования микропроцессорных систем, а также работы в среде... | | Негосударственное Аккредитованное Частное Образовательное Учреждение... Распределенные объектные архитектуры программных систем. Многоуровневые приложения. Основные понятия архитектуры распределенных систем.... |
| Московский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт) Целью дисциплины является изучение физических и математических основ компьютерной и микропроцессорной техники и принципов построения... | | Учебной дисциплины физика (с основами астрономии) для специальности 2201 Изучение дисциплины базируется на знаниях, полученных на уроках по физике и математике в школе, и является базой для изучения цифровой... |
| Рабочая программа учебной дисциплины «электронные промышленные устройства» «Электроника электропривода», «Программные средства пэвм», «Теория автоматического управления», «Основы микропроцессорной техники»... | | Публичный отчёт «сош д. Звягино» в 2010-11 учебном году Основные направления Основные направления, содержание и формы деятельности педагогического коллектива регламентировались нормативными документами |
| Реферат Тема. Парапульпарные штифты Основные вопросы для изучения:... Исходящая информация: необходима для правильного клинического применения парапульпарных штифтов | | Расширенная программа дисциплины “ Экологическая геология Рассматриваются основные направления использования геофизических методов для геолого-экологического мониторинга окружающей среды... |
| Реферат на тему: «Вакансии по специальности экономическая кибернетика» Занимается в области применения информационных систем, решает функциональные задачи, а также управляет информационными, материальными... | | Конспект лекций по дисциплине: теория систем и системный анализ санкт-Петербург... Выбор показателя эффективности, математическая постановка задачи |
