Процессоры персональных компьютеров
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ УКРАИНЫ
ЛУГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ВНУТРЕННИХ ДЕЛ им. Э. А. ДИДОРЕНКО
КАФЕДРА ИНФОРМАТИКИ, СПЕЦТЕХНИКИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНОВ ВНУТРЕННИХ ДЕЛ
РЕФЕРАТ
на тему:
«ПРОЦЕССОРЫ ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ»
Подготовил:
Студент 1-го курса
113 группы
Бессонов Дмитрий
Проверил:
Воронов А.И.
Луганск
2012
План:
Введение 4
Теоретическая часть 5
Основные характеристики микропроцессоров 6
Процессор и его составляющие 10
Обзор крупнейших фирм производителей микропроцессоров 12
Обзор микропроцессоров фирм Intel 13
Список литературы: 34
Введение
Компьютеры
появились достаточно давно в
нашем мире, но только в последнее
время их начали так усиленно
использовать во многих
Основным
компонентом любого ПК
Теоретическая часть
Самым главным
элементом в компьютере, его "мозгом",
является микропроцессор - небольшая
(в несколько сантиметров)
Каждый
микропроцессор имеет
В арифметико-логическое
устройство производится
Структуры
различных типов
1.1 Основные характеристики микропроцессоров
Микропроцессоры
отличаются друг от друга
Тактовая
частота указывает, сколько
У специалистов
существует своя система
Если взять
за точку отсчета изделия «
После выпуска Pentium 4, по мнению обозревателей, Intel едва не упустила рынок настольных компьютеров: в своей линейке Athlon и Sempron AMD удалось добиться большей производительности и впервые выпустить многоядерный и 64-разрядный процессор. Поступивший на рынок в 2005 году Pentium D конкурировать с ними не мог. Несмотря на это, в 2005 году важной вехой стал переход на процессоры Intel компьютеров Apple, ранее использовавших процессоры PowerPC. Вновь стать лидером в производстве процессоров Intel удалось благодаря выпуску в 2006 году серии Core, которая стала прорывом в производительности за счет многоядерности, причем это сочеталось с уменьшением частоты. AMD уже не смогли сравняться по производительности с этими двухъядерными, а затем и четырехъядерными процессорами
В каждом
поколении имеются модификации,
В пределах
одного поколения все ясно: чем
больше тактовая частота, тем
быстрее процессор. А как же
быть, если на рынке имеются
два процессора разных
Форм-фактор – тип исполнения процессора, его внешности и способа подключения к материнской плате.
Как правило,
все элементы процессора
Последний
технологический параметр
Частота
системной шины прямо связана
и с частотой самого
Большинство дорогих моделей процессором Intel как раз и работает на частотах системной шины 100 и 133 МГц. А частота для старых моделей Celeron, была искусственно снижена до 66 МГц. На такой частоте медленнее работает не только процессор, но и вся система. Правда, в конце 2000 года на рынке появились новые модели Celeron (от 800 МГц), поддерживающие частоту системной шины в 100 МГц. Но и Pentium 4 к этому времени перешел на новую частоту системной шины — 133 МГц, так что отставание дешевых процессоров от дорогих сохранилось.
Схожая
ситуация наблюдается и у
Процессор и его составляющие
Но время неумолимо шло и сегодняшние процессоры от Intel быстрее своего прародителя более чем в десять тысяч раз! А любой домашний компьютер обладает мощностью и «сообразительностью» во много раз большей, чем компьютер, управлявший полетом космического корабля «Аполлон» к Луне.
Перейдём к самому процессору и его компоненты:
1. Процессор,
главное вычислительное
2. Сопроцессор
— специальный блок для
3. Кэш-память.
Кэш-памяти в процессоре имеется двух видов.
Самая быстрая — кэш-память первого уровня (32 Кбайт у процессоров Intel и до 64 Кбайт — в последних моделях AMD). Существует еще чуть менее быстрая, но зато — более объемная кэш-память второго уровня — и именно ее объемом различаются различные модификации процессоров. Так, в семействе Intel самый «богатый» кэш-памятью — мощный Xeon (2 Мбайт). У Pentium размер кэша второго уровня почти в 10 раз меньше — 256 Кбайт, ну a Celeron вынужден обходиться всего 128 Кбайт! А значит, при работе с программами, требовательными к объему кэш-памяти, «домашний» процессор будет работать чуть медленнее. Зато и стоимость его в два-три раза ниже: кэш-память — самый дорогой элемент в процессоре, и с увеличением ее объема стоимость кристалла возрастает в геометрической прогрессии!
Трудно
поверить, что все эти устройства
размещаются на кристалле
Обзор крупнейших
фирм производителей
Как не трудно догадаться не единым Intel жив процессорный мир. Спору нет, Intel — флагман современного процессоростроения, бесспорный лидер.
AMD — большая головная боль Intel, ее вечный антагонист и конкурент. Еще недавно процессоры этой фирмы занимали не более 20% рынка — однако в 1999 году, после выхода процессора Athlon, AMD стремительно стала «набирать очки» в глазах пользователя и сегодня конкурирует с Intel на равных.
Изюминка AMD — не только более низкая цена (на 10-20 % ниже, чем у сравнимого по скорости Pentium). Именно в процессорах AMD была впервые реализована уникальная система инструкций для поддержки обработки мультимедиа-данных и трехмерной графики 3DNow!, которая, в отличие от Intel технологии SSI, охотно поддерживается ныне большинством производителей игр.
Именно процессоры AMD выбирают сегодня самые отчаянные экспериментаторы. Осторожные консерваторы, как правило, делают выбор в пользу проверенной временем марки Intel.
Чей фирмы
процессор выбрать спросите вы?
Каждый пользователь решает
Обзор микропроцессоров фирм Intel
Не секрет что первые процессоры были созданы фирмой Intel, и поэтому мы проведем обзор процессоров именно этой фирмы.
Процессор 8086/88.
В 1979 г. фирма Intel первой выпустила 16-битный микропроцессор 8086, возможности которого были близки к возможностям процессоров миникомпьютеров 70-х годов. Микропроцессор 8086 оказался "прародителем" целого семейства, которое называют семейством 80x86 или х86.
Несколько
позже появился микропроцессор 8088,
архитектурно повторяющий
Процессор 80186/88.
В 1981 г.
появились микропроцессоры
Процессор 80286.
Следующим
крупным шагом в разработке
новых идей стал микропроцессор
80286, появившийся в 1982 году. При
разработке были учтены
Процессор 80386.
При разработке 32-битного процессора 80386 потребовалось решить две основные задачи - совместимость и производительность. Первая из них была решена с помощью эмуляции микропроцессора 8086 - режим реального адреса (Real Adress Mode) или R-режим.
В Р – режиме процессор 80386 может выполнять 16-битные программы (код) процессора 80286 без каких-либо дополнительных модификаций. Вместе с тем, в этом же режиме он может выполнять свои "естественные" 32-битные программы, что обеспечивает повышение производительности системы. Именно в этом режиме реализуются все новые возможности и средства процессора 80386, среди которых можно отметить масштабированную индексную адресацию памяти, ортогональное использование регистров общего назначения, новые команды, средства отладки. Адресное пространство памяти в этом режиме составляет 4 Гбайт.
Микропроцессор
80386 разделен внутри на 6 автономно
и параллельно работающих
Процессор 80486.
В 1989 г. Intel представила первого представителя семейства 80х86, содержащего более миллиона (а точнее, 1,2 миллиона) транзисторов в чипе. Этот чип во многом сходен с 80386. Он на 100% программно совместим с микропроцессорами 386(ТМ) DX & SX. Один миллион транзисторов объединенной кэш-памяти (сверхбыстрой оперативной памяти), вместе с аппаратурой для выполнения операций с плавающей запятой и управлением памяти на одной микросхеме, тем не менее поддерживают программную совместимость с предыдущими членами семейства процессоров архитектуры 86. Часто используемые операции выполняются за один цикл, что сравнимо со скоростью выполнения RISC-команд. Восьмикилобайтный унифицированный кэш для кода и данных, соединенный с шиной пакетного обмена данными со скоростью 80/106 Мбайт/сек при частоте 25/33 Мегагерц гарантируют высокую производительность системы даже с недорогими дисками (DRAM).
Процессор i486SX.
Появление нового микропроцессора i486SX фирмы Intel вполне можно считать одним из важнейших событий 1991 года. Уже предварительные испытания показали, что компьютеры на базе i486SX с тактовой частотой 20 МГц работают быстрее (примерно на 40%) компьютеров, основанных на i80386DX с тактовой частотой 33 МГц. Микропроцессор i486SX, подобно оригинальному i486DX, содержит на кристалле и кэш-память, а вот математический сопроцессор у него заблокирован. Значительная экономия (благодаря исключению затрат на тестирование сопроцессора) позволила фирме Intel существенно снизить цены на новый микропроцессор. Надо сказать, что если микропроцессор i486DX был ориентирован на применение в сетевых серверах и рабочих станциях, то i486SX послужил отправной точкой для создания мощных настольных компьютеров. Вообще говоря, в семействе микропроцессоров i486 предусматривается несколько новых возможностей для построения мультипроцессорных систем: соответствующие команды поддерживают механизм семафоров памяти, аппаратно - реализованное выявление недостоверности строки кэш-памяти обеспечивает согласованность между несколькими модулями кэш-памяти и т.д. Для микропроцессоров семейства i486 допускается адресация физической памяти размером 64 Тбайт
Процессор Pentium.
В то время, когда Винод Дэм делал первые наброски, начав в июне 1989 года разработку Pentium процессора, он и не подозревал, что именно этот продукт будет одним из главных достижений фирмы Intel. Как только выполнялся очередной этап проекта, сразу начинался процесс всеобъемлющего тестирования. Для тестирования была разработана специальная технология, позволившая имитировать функционирование Pentium процессора с использованием программируемых устройств, объединенных на 14 платах с помощью кабелей. Только когда были обнаружены все ошибки, процессор смог работать в реальной системе. В дополнение ко всему, в процессе разработки и тестирования Pentium процессора принимали активное участие все основные разработчики персональных компьютеров и программного обеспечения, что немало способствовало общему успеху проекта. В конце 1991 года, когда была завершен макет процессора, инженеры смогли запустить на нем программное обеспечение. Проектировщики начали изучать под микроскопом разводку и прохождение сигналов по подложке с целью оптимизации топологии и повышения эффективности работы. Проектирование в основном было завершено в феврале 1992 года. Началось всеобъемлющее тестирование опытной партии процессоров, в течение которого испытаниям подвергались все блоки и узлы. В апреле 1992 года было принято решение, что пора начинать промышленное освоение Pentium процессора. Объединяя более, чем 3.1 миллион транзисторов на одной кремниевой подложке, 32-разрядный Pentium процессор характеризуется высокой производительностью с тактовой частотой 60 и 66 МГц. Его суперскалярная архитектура использует усовершенствованные способы проектирования, которые позволяют выполнять более, чем одну команду за один период тактовой частоты, в результате чего Pentium в состоянии выполнять огромное количество PC-совместимого программного обеспечения быстрее, чем любой другой микропроцессор.
Cуперскалярная архитектура Pentium процессора представляет собой совместимую только с Intel двухконвейерную индустриальную архитектуру, позволяющую процессору достигать новых уровней производительности посредством выполнения более, чем одной команды за один период тактовой частоты. Термин "суперскалярная" обозначает микропроцессорную архитектуру, которая содержит более одного вычислительного блока. Эти вычислительные блоки, или конвейеры, являются узлами, где происходят все основные процессы обработки данных и команд.
Появление суперскалярной архитектуры Pentium процессора представляет собой естественное развитие предыдущего семейства процессоров с 32-битовой архитектурой фирмы Intel. Например, процессор Intel486 способен выполнять несколько своих команд за один период тактовой частоты, однако предыдущие семейства процессоров фирмы Intel требовали множество циклов тактовой частоты для выполнения одной команды.
Другое
важнейшее революционное
Pentium процессор позволяет выполнять математические вычисления на более высоком уровне благодаря использованию усовершенствованного встроенного блока вычислений с плавающей запятой, который включает восьмитактовый конвейер и аппаратно реализованные основные математические функции. Четырехтактовые конвейерные команды вычислений с плавающей запятой дополняют четырехтактовую целочисленную конвейеризацию. Большая часть команд вычислений с плавающей запятой могут выполняться в одном целочисленном конвейере, после чего подаются в конвейер вычислений с плавающей запятой. Обычные функции вычислений с плавающей запятой, такие как сложение, умножение и деление, реализованы аппаратно с целью ускорения вычислений.
В результате этих инноваций, Pentium процессор выполняет команды вычислений с плавающей запятой в пять раз быстрее, чем 33-МГц Intel486 DX, оптимизируя их для высокоскоростных численных вычислений, являющихся неотъемлемой частью таких усовершенствованных видео приложений, как CAD и 3D-графика.
Практическая часть
Ускорение процессоров десять лет назад.
Разгон процессора
– это увеличение скорости
его работы без внесения, каких
либо изменений в его
Как ускорить процессор?
Самым безопасным
способом является простое
Но! Фирма Intel уже довольно давно имеет привычку намертво фиксировать множитель вверх (а в последнее время – и вниз), так что этот вариант может не сработать. Ничего страшного – переходим ко второму способу увеличения быстродействия – разгона шиной.
Этот способ
гораздо эффективнее первого,
т.к. вместе с процессором
Частота процессора
составляет 300 МГц, и получается
она, как 66 МГц шины, умноженные
на 4.5. Разгонять множителем этот
процессор – дело
Если у вас
материнская плата на ЕХ или
LX, то больше, чем 373 МГц из этого
зверя выжать не удастся.
На чипсетах
ВХ и ZX (а также свежих i810, i810Е
и i820) при частоте шины 100 МГц
шина PCI получается как 100, деленые
на 3. Т.е. при 100 МГц имеем стандартные
33.3 МГц, которые любое устройство
воспримет, как родные. Открываем
корпус, переставляем перемычки
частоты шины на 100 МГц (или
на 83, если у вас LX или ЕХ), а
если у вас материнская плата
с софт-меню, что встречается все
чаще и чаще, то просто меняем
значение в одном из пунктов
BIOS. По идее, все должно работать.
Но есть такой нюанс:
Первым тестом является первое же включение компьютера. Если все проходит нормально, и Windows или Linux загрузились, то шансы того, что все будет хорошо, достаточно велики. Если же при включении раздаются писки и треск, если экран остается черным, если во время загрузки система виснет, если… Короче, при любом непривычном поведении компьютера его надо выключить и снизить частоту процессора до чуть менее высокой. Или… об этом чуть позже.
Итак, все загрузилось
и вроде бы даже работает. Очень
часто можно слышать от
Я советую использовать следующий тест: берутся файлы общим объемом 700 Мб, и пакуются архиваторами Zip или RAR на максимальном уровне сжатия. На Celeron 464A это занимало около 35 минут. Если эти самые 35 минут процессор проработает стабильно (не забывайте, что при этом достигается непрерывный 99% уровень его загрузки), то потом с ним проблем не будет.
А самый лучший
тест – это время. Если вы
поработаете за компьютером
Главный компонент
хорошего разгона – это
На материнских
платах изменение питания
Но! Помните, что
именно таким способом и можно
сжечь процессор «до основанья»
Ускорение процессоров в современное время.
Итак, сегодня разогнать процессор предельно просто, для этого всего лишь нужно увеличить частоту, на которой он работает. Существует множество программ, с помощью которых можно разгонять прямо из Windows, например ClockGen.
[pic]
Имеется несколько
различных версий утилиты,

- Процессоры семейства Intel Core
- Процессоры. Технические характеристики
- Процессоры фирмы Intel
- Процессоры ЭВМ
- Процессоры электронных таблиц
- Процесс осаждения частиц под действием электрического тока
- Процесс осуществления управленя организацией
- Процессоры AMD седьмого поколения (K7)
- Процессоры CISC и RISC
- Процессоры Intel Core 2 Duo E8400 и Intel Core i7-3770K. Их характеристики и сравнение
- Процессоры PC. Эволюция 1971-2012
- Процессоры Pentium, Celeron
- Процессоры: классификация, сферы использования, характеристики
- Процессоры. Назначение. Основные характеристики