Функции микропроцессоров

Содержание

Введение

1. Функции, параметры и производительность микропроцессоров

Параметры микропроцессоров

Производительность микропроцессоров

2. Сравнительные характеристики

3. Поколения процессоров Intel

Заключение

Библиографический список

Введение

Важнейший компонент любого персонального компьютера - это его микропроцессор. Данный элемент в большей степени определяет возможности вычислительной системы и, образно выражаясь, является его сердцем. До настоящего времени безусловным лидером в создании современных микропроцессоров остаётся фирма Intel.

Микропроцессор, как правило, представляет из себя сверхбольшую интегральную схему, реализованную в едином полупроводниковом кристалле и способную выполнять функции центрального процессора. Степень интеграции определяется размерами кристалла и количеством реализованных в нём транзисторов. Часто интегральными микросхемы называют чипами (chips).

К обязательным компонентам микропроцессора относятся арифметико-логическое (исполнительное) устройство и блок управления. Они характеризуются скоростью (тактовой частотой), разрядностью или длинной слова (внутренней и внешней), архитектурой и набором команд. Архитектура микропроцессора определяет необходимые регистры, стеки, систему адресации, а также типы обрабатываемых процессором данных. Обычно используются следующие типы данных: бит (один разряд), байт (8 бит), слово (16 бит), двойное слово (32 бита). Выполняемые микропроцессором команды предусматривают, как правило, арифметические действия, логические операции, передачу управления (условную и безусловную) и перемещение данных (между регистрами, памятью, портами ввода-вывода).

Под конвейерным режимом понимают такой вид обработки, при котором интервал времени, требуемый для выполнения процесса в функциональном узле (например, в арифметико-логическом устройстве) микропроцессора, продолжительнее, чем интервалы, через которые данные могут вводится в этот узел. Предполагается, что функциональный узел выполняет процесс в несколько этапов, то есть когда первый этап завершается, результаты передаются на второй этап, на котором используются другие аппаратные средства. Разумеется, что устройство, используемое на первом этапе, оказывается свободным для начала новой обработки данных. Как известно, можно выделить четыре этапа обработки команды микропроцессора: выборка, декодирование, выполнение и запись результата. Иными словами, в ряде случаев пока первая команда выполняется, вторая может декодироваться, а третья выбираться.

С внешними устройствами микропроцессор может «общаться» благодаря шинам адреса, данных и управления, выведенных на специальные контакты корпуса микросхемы. Стоит отметить, что разрядность внутренних регистров микропроцессора может не совпадать с количеством внешних выводов для линий данных. Иначе говоря, микропроцессор с 32-разрядными регистрами может иметь, например только 16 линий внешних данных. Объём физически адресуемой микропроцессорной памяти однозначно определяется разрядностью внешней шины адреса как 2 в степени N, где N - количество адресных линий. Любое внешнее устройство, совершающее по отношению к микропроцессору операции ввода-вывода, можно назвать периферийным.

Регистр представляет собой совокупность бистабильных устройств ( то есть имеющих два устойчивых состояния), предназначенных для хранения информации и быстрого доступа к ней. В качестве таких устройств в интегральных схемах используют триггеры. Триггер в свою очередь выполнен на транзисторных переключателях (электронных ключах). В регистре из N триггеров можно запомнить слово из N бит информации.

Порт - это некая схема сопряжения, обычно включающая в себя один или несколько регистров ввода-вывода и позволяющая подключить, например периферийное устройство к внешним шинам микропроцессора. Практически каждая микросхема использует для различных целей несколько портов ввода-вывода. Каждый порт персональном компьютере имеет свой уникальный номер. Заметим, что номера порта - это, по сути, адрес регистра ввода-вывода, причём адресные пространства основной памяти и портов ввода-вывода не пересекаются.

Под прерыванием понимается сигнал, по которому процессор узнаёт совершении некоторого асинхронного события. При этом исполнение текущей последовательности команд приостанавливается (прерывается), а в место неё начинает выполнятся другая последовательность, соответствующая данному прерыванию. Прерывания можно классифицировать как аппаратные, логические и программные. Аппаратные прерывания обычно связаны с запросами от периферийных устройств (например, нажатие клавиши клавиатуры), логические возникают при работе самого микропроцессора (деление на ноль), а программные инициализируются выполняемой программой и используются для вызова специальных подпрограмм. Кроме того, прерывания могут быть маскируемыми, то есть при определённых условиях (например, запрете на определение прерывания) микропроцессор не обращает на них внимание, и немаскируемыми. В последнем случае, как правило, должны обрабатываться почти катастрофические события (падение напряжения питания или ошибка памяти).

В режиме прямого доступа (DMA, Direct Memory Access) периферийное устройство связано с оперативной памятью непосредственно, минуя внутренние регистры микропроцессора. Наиболее эффективна такая передача данных в ситуациях, когда требуется высокая скорость обмена при передаче большого количества информации (например, при загрузке данных в память с внешнего накопителя).

Довольно часто для адресов, номеров портов, прерываний и т.д. используется шестнадцатеричная система счисления. В этом случае после соответствующего числа стоит буква ‘h’ (hexadecimal).

1. Функции, параметры и производительность микропроцессоров

Наиболее важными компонентами любого компьютера, обусловливающими его основные характеристики, являются микропроцессоры, системные платы и интерфейсы.

Микропроцессор (МП), или Central Processing Unit (CPU) -функционально законченное программно управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших (БИС) или сверхбольших (СБИС) интегральных схем.

Функции микропроцессоров

Микропроцессор выполняет следующие функции:

вычисление адресов команд и операндов;

выборку и дешифрацию команд из основной памяти (ОП);

выборку данных из ОП, регистров МПП и регистров адаптеров внешних устройств (ВУ);

прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание ВУ;

обработку данных и их запись в ОП, регистры МПП и регистры адаптеров ВУ;

выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков ПК;

переход к следующей команде.

Параметры микропроцессоров

Основными параметрами микропроцессоров являются:

разрядность;

рабочая тактовая частота;

размер кэш-памяти;

состав инструкций;

конструктив;

рабочее напряжение и т. д.

Разрядность шины данных микропроцессора определяет количество разрядов, над которыми одновременно могут выполняться операции; разрядность шины адреса МП определяет его адресное пространство.

Адресное пространство - это максимальное количество ячеек основной памяти, которое может быть непосредственно адресовано микропроцессором.

Рабочая тактовая частота МП во многом определяет его внутреннее быстродействие, поскольку каждая команда выполняется за определенное количество тактов. Быстродействие (производительность) ПК зависит также и от тактовой частоты шины системной платы, с которой работает (может работать) МП.

Кэш-память, устанавливаемая на плате МП, имеет два уровня:

L1 - память 1-го уровня, находящаяся внутри основной микросхемы (ядра) МП и работающая всегда на полной частоте МП (впервые кэш L1 был введен в МП i486 и в МП i386SLC);

L2 - память 2-го уровня, кристалл, размещаемый на плате МП и связанный с ядром внутренней микропроцессорной шиной (впервые введен в МП Pentium II). Память L2 может работать на полной или половинной частоте МП. Эффективность этой кэш-памяти зависит и от пропускной способности микропроцессорной шины.

Состав инструкций - перечень, вид и тип команд, автоматически исполняемых МП. От типа команд зависит классификационная группа МП (CISC, RISC, VLIW и т. д.). Перечень и вид команд определяют непосредственно те процедуры, которые могут выполняться над данными в МП, и те категории данных, над которыми могут применяться эти процедуры. Дополнительные инструкции в небольших количествах вводились во многих МП (286, 486, Pentium Pro и т. д.). Но существенное изменение состава инструкций произошло в МП i386 (этот состав далее принят за базовый), Pentium MMX, Pentium III, Pentium 4.

Конструктив подразумевает те физические разъемные соединения, в которые устанавливается МП и которые определяют пригодность материнской платы для установки МП. Разные разъемы имеют разную конструкцию (Slot - щелевой разъем, Socket - разъем-гнездо), разное количество контактов, на которые подаются различные сигналы и рабочие напряжения.

Рабочее напряжение также является фактором пригодности материнской платы для установки МП.

Первый микропроцессор был выпущен в 1971 году фирмой Intel (США) - МП 4004. В настоящее время разными фирмами выпускается много десятков различных микропроцессоров, но наиболее популярными и распространенными являются микропроцессоры фирмы Intel и Intel-подобные.

Производительность процессора

До недавнишнего времени основной мерой производительности микропроцессоров (да и компьютеров) считалась их тактовая частота работы, и это было, вообще говоря, справедливо. Однако по мере усложнения архитектуры микропроцессоров (RISC - ядро, встроенная кэш-память, технология внутреннего умножения тактовой частоты) данный параметр работы устройств, хотя и остаётся важным показателем их производительности, уже не является определяющим. Именно этим можно объяснить, например, тот факт, что микропроцессор i486SX-25 производительнее i386DX-33.

В 1992 году фирма Intel предложила индекс для оценки производительности своих микропроцессоров - iCOMP (Intel Comparative Microprocessor Performance). Сам индекс представляет из себя число, которое отражает относительную производительность данного устройства по сравнению с другими микросхема семейства х86 и Pentium. Производительность процессора 486SX-25 принимается за 100. Заметим, что новый индекс не заменяет известные тестовые программы (benchmark) уже хотя бы потому, что измеряет относительную производительность микропроцессора, а не системы в целом. Кстати говоря, при вычислении индекса iCOMP учитываются операции со следующими «взвешенными» компонентами (числами): 16-разрядные целые (67%),16-разрядные действительные (3%), 32-разрядные целые (25%), 32-разрядные действительные (5%). К слову, именно величина производительности с индексом iCOMP использовалась фирмой Intel в новой системе маркировки процессоров Pentium, например 735\90 и 815\100 для тактовой частоты 90 и 100 МГц. Следует, однако, учитывать, что в реальных системах может наблюдаться другое соотношение производительности процессоров. Связанно это как с особенностями конкретных системных плат, так и, в случае с Pentium, с тем, что для достижения максимальной производительности требуется оптимизация программных кодов.

2. Сравнительные характеристики микропроцессоров

В таблице 1 приведено сравнение характеристик современных микропроцессоров. Таблица составлена по данным, опубликованным на веб-серверах производителей, по состоянию на ноябрь 2003 года.

* FLOP = операций с плавающей точкой за такт.

** Лучшие результаты тестов SPECint2000 и SPECfp2000 для однопроцессорных конфигураций. Результаты были взяты с сервера www.spec.org

*** Максимальное потребление электроэнергии.

Таблица 1 – Сравнительная характеристика современных микропроцессоров

Процессор	Тактовая частота	FLOP *	Кэш данных	Кэш команд	Кэш-память L2	Частота системной шины	SPECint **	SPECfp **	Ватт ***
Intel Pentium 4	1.3-3.2 ГГц	2	8 КБ	12 КБ	256-512 КБ на чипе	400-800 МГц	1620	1494	82 Вт
Intel Itanium	733, 800 МГц	4	16 КБ	16 КБ	96 КБ	266 МГц	365	701	116-130 Вт
AMD Athlon XP	1.333-2.2 ГГц	3	64 КБ	64 КБ	512 КБ на чипе	400 МГц	1080	982	60-68 Вт
AMD Athlon MP	0.85-2.133 ГГц	3	64 КБ	64 КБ	256 КБ на чипе	266 МГц	781	656	46.1-54.7 Вт
Sun UltraSPARC III	600-1200 МГц	2	64 КБ	32 КБ	до 16 МБ внешней	150 МГц	722	1118	70 Вт @ 750 МГц
IBM PowerPC 750FX	0.9-1 ГГц	1	32 КБ	32 КБ	512 КБ на чипе	200 МГц			5.7 Вт @ 900 МГц
SandCraft SR71000	500-800 МГц	2	32 КБ	32 КБ	512 КБ на чипе	133 МГц			4 Вт @ 600 МГц
Alpha 21264	0.5-1 ГГц	2	64 КБ	64 КБ	до 8 МБ	200 МГц	679	960	90 Вт @ 750 МГц
IBM Power 4	1.1-1.3 ГГц	4	32 КБ	64 КБ	от 0.5 до 16 МБ	400 МГц	814	1169
HP PA-8700	650, 750 МГц	4	0.75 МБ	1.5 МБ	нет		569	581	12.5 Вт
SPARC64 GP	400-675 МГц	2	128 КБ	128 КБ	8 МБ внешней		478	509
AMD Opteron	1.4-2 ГГц	2	64 КБ	64 КБ	1 МБ		1335	1339	84.7 Вт
Intel Xeon	1.4-2 ГГц		8 КБ	20 КБ	1 МБ	400-533 МГц	1243	1152	110 Вт
Intel Itanium 2	1.3-1.5 ГГц	4	32 КБ - общий для данных и команд	256 КБ	400 МГц	1322	2119
Alpha 21364	1.15-1.77 ГГц	4	64 КБ	64 КБ	1.75 МБ		877	1482	155 Вт
Crusoe	667-1000 МГц		64 КБ	64 КБ	512 КБ				7.5 Вт
Intel Pentium M	900-1700 МГц		64 КБ	64 КБ	1 МБ	400 МГц			т

3. Поколения процессоров Intel

Таблица 2 – Развитие микропроцессоров

Процессоры Intel
Исторические	до x86	4004 • 4040 • 8008 • 8080 • 8085
x86 (16-бит)	8086 • 8088 • 80186 • 80188 • 80286
x86-32/IA-32 (32-бит)	80386 • 80486 • Pentium • Pentium Pro • Pentium II • Pentium III • Pentium 4 • Pentium M • Celeron M • Celeron D • Core • A100
x86-64/EM64T (64-бит)	Pentium 4 (некоторые) • Pentium D • Pentium Extreme Edition • Celeron D (некоторые)
IA-64 (64-бит)	Itanium
Другие	iAPX 432 • RISC: (i860 • i960 • StrongARM • XScale)
Современные	Celeron • Pentium Dual-Core • Core 2 (Solo • Duo • Quad) • Atom • Xeon • Itanium 2 • Pentium G • Core i3 • Core i5 • Core i7

Celeron — большое семейство бюджетных x86-совместимых процессоров компании Intel. Процессоры Celeron изначально позиционировались как low-end процессоры и предназначались для расширения доли рынка компании Intel за счёт недорогих компьютеров для дома и офиса. Одной из причин невысокой цены является их более низкая по сравнению со старшими моделями производительность, что достигается двумя основными методами: искусственным снижением частоты шины процессора и блокировкой части кеш-памяти второго уровня (L2).

Первый процессор семейства Celeron был анонсирован 15 апреля 1998 года и был построен на основе Pentium II. Позже вышли процессоры, основанные на Pentium III, Pentium 4, Pentium M и Core 2 Duo.

Pentium Dual-Core — семейство бюджетных двухъядерных процессоров Intel, предназначенных для недорогих домашних систем и основанных на микроархитектуре Intel Core.

На данный момент процессоры выпускаются с тактовыми частотами от 1,6 до 2,8 ГГц. Все модификации серии E2xxx имеют одинаковую частоту шины 800 МГц и 1 Мб кэша 2 уровня. Объём кеша второго уровня моделей E5200, Е5300 и E5400 составляет 2 Мб. Объём L2 кеша модели E6300 составляет 2 Мб, частота системной шины - 1066 МГц.

Процессоры, как и их «старшие братья» Core 2 Duo, изготавливаются в ставшей уже традиционной компоновке FC-LGA (разъём LGA775). Могут быть установлены на все материнские платы, поддерживающие процессоры на ядре Conroe (чипсеты Intel 945, 965,P31,G33, P35,P45 и аналогичные им).

Процессоры серии E2xxx основываются на ядре Allendale, абсолютно идентичном оригинальному Conroe, но имеющем урезанный объём кэш-памяти 2-го уровня и частоту системной шины, сниженную с 1066 до 800 МГц, и используемом в младшем семействе Core 2 Duo, производятся по 65-нанометровой технологии, при этом, в отличие от базовой версии их кэш-память второго уровня снижена с 2 до 1 Мб (как правило, это - следствие брака в определённом количестве транзисторов, что является частым явлением в производстве микроэлектроники). Модели E5ххх основываются на ядре Wolfdale-2М (технология 45нм) и имеют 2 Мб кэш. Модели Е6ххх имеют частоту системной шины 1066 МГц.

Как и во всех процессорах Intel Core 2, кэш L2 является общим для обоих ядер, в отличие от процессоров Athlon 64 X2, в которых каждое ядро имеет отдельный независимый кэш.

На данный момент существуют следующие модификации процессора:

E2140 - 1,60 ГГц

E2160 - 1,80 ГГц

Обе первые модификации были выпущены одновременно в мае 2007 года.

E2180 - 2,00 ГГц - анонсирована в августе 2007.

E2200 - 2,20 ГГц - середина декабря 2007.

E2220 - 2,40 ГГц

Процессоры серии E2xxx построены на ядре Allendale и отличаются друг от друга только частотами.

Серия E5xxx появилась в 2008 году. Она построена на ядре следующего поколения — Wolfdale — и имеет 2 Мб кэша L2.

E5200 - 2,50 ГГц - сентябрь 2008.

E5300 - 2,60 ГГц - ноябрь 2008.

E5400 - 2,70 ГГц

Серия E6xxx появилась в мае 2009 года и была представлена процессором Е6300 - 2,8 ГГц. В августе 2009 года к нему прибавился и E6500 - 2.93 Ггц. Процессоры имеют ядра Wolfdale-2M и частоту системной шины 1066 МГц, а также поддерживает Intel® Virtualization Technology. Эта технология также была добавлена в некоторые процессоры E5300(спецификация SLGTL).

Способность к разгону. Процессоры прекрасно работают при увеличении частоты системной шины с 200 до 366 MHz (разгон в 1.665 раза). Чаще всего более высоких частот не позволяет достичь искусственное ограничение предельной частоты шины (так называемая FSB Wall). Но некоторые особо удачные экземпляры позволяют достичь частот шины, близких к 400 МГц, что равносильно разгону, близкому к 100%.

Intel Core 2 - восьмое выпущенное корпорацией Intel поколение микропроцессоров архитектуры x86, основанное на совершенно новой процессорной архитектуре, которая называется Intel Core. Это потомок микроархитектуры Intel P6 на которой, начиная с процессора Pentium Pro, построено большинство микропроцессоров Intel, исключая процессоры с архитектурой NetBurst. Введя новый бренд, от названий Pentium и Celeron Intel не отказалась, в 2007 году переведя их также на микроархитектуру Core, и на данный момент доступны процессоры Pentium Dual-Core (не путать с Pentium D) и Core Celeron (400-я серия). Но теперь воссоединились мобильные и настольные серии продуктов (разделившиеся на Pentium M и Pentium 4 в 2003 году).

Первые процессоры Core 2 официально представлены 27 июля 2006 года. Также как и их предшедственники, процессоры Intel Core, они делятся на модели Solo (одноядерные), Duo (двухъядерные), Quad (четырёхъядерные) и Extreme (двух- или четырёхъядерные с повышенной частотой и разблокированным множителем). Процессоры получили следующие кодовые названия — «Conroe» (двухъядерные процессоры для настольного сегмента), «Merom» (для портативных ПК), «Kentsfield» (четырёхъядерный Conroe) и «Penryn» (Merom, выполненный по 45 нанометровому техпроцессу). Хотя процессоры «Woodcrest» также основаны на архитектуре Core, они выпускаются под маркой Xeon. С декабря 2006 года все процессоры Core 2 Duo производятся на 300 миллиметровых листах на заводе Fab 12 в Аризоне, США и на заводе Fab 24-2 в County Kildare, Ирландия.

В отличие от процессоров архитектуры NetBurst (Pentium 4 и Pentium D), в архитектуре Core 2 ставка делается не на повышение тактовой частоты, а на улучшение других параметров процессоров, таких как кэш, эффективность и количество ядер. Рассеиваемая мощность этих процессоров значительно ниже, чем у настольной линейки Pentium. С параметром TDP, равным 65 Вт, процессор Core 2 имеет наименьшую рассеиваемую мощность из всех доступных в продаже настольных чипов, в том числе на ядрах Prescott (в системе кодовых имён Intel) с TDP, равным 130 Вт, и на ядрах San Diego’s (в системе кодовых имён AMD) с TDP, равным 89 Вт.

Особенностями процессоров Intel Core 2 являются EM64T (поддержка архитектуры EM64T), технология поддержки виртуальных x86 машин Vanderpool (en), NX-бит и набор инструкций SSSE3. Кроме того, впервые реализованы следующие технологии: LaGrande Technology, усовершенствованная технология, SpeedStep (EIST) и Active Management Technology (iAMT2).

Intel Atom — x86-совместимый процессор, разработанный Intel. Ранее был известен под кодовыми именами Silverthorne и Diamondville. Микропроцессоры Silverthorne и Diamondville были разработаны для изготовления при помощи технологии КМОП 45 нм и предназначены для применения в ультрамобильных компьютерах, коммуникаторах и других портативных устройствах, для которых важна малая потребляемая мощность.

Для этих процессоров был разработан специальный чипсет SCH, состоящий из одной микросхемы и вобравший в себя функции как «северного», так и «южного моста».

Ещё до анонса ходили слухи, что Silverthorne разрабатывается как ответ Intel на микропроцессор Geode, используемый в проекте One Laptop Per Child, а также для других приложений, где требуется недорогой микропроцессор с архитектурой x86 и низким энергопотреблением. Однако, 15 октября 2007 года Intel заявила о разработке нового процессора для мобильных применений, в частности, для устройств типа OLPC — Diamondville.

Архитектура Atom. Intel Atom может исполнять до двух инструкций за такт (в силу использования конвееров). Производительность одноядерного Atom составляет примерно половину от эквивалентного Pentium M. Например, 1,6 ГГц Atom, применяемый во многих современных нотбуках (Eee PC и др.) обеспечивает производительность 3300 MIPS и 2,1 GFLOPS в стандартных тестах против 7400 MIPS и 3,9 GFLOPS у Pentium M 740 (1,73 ГГц).

Intel Atom является CISC-процессором с архитектурой x86; существует мнение, что CISC-архитектура меньше подходит для реализации процессоров мобильных устройств, нежели RISC (например, процессоры ARM, основанные на архитектуре RISC, широко применяются в современных мобильных устройствах).

В настоящее время платформа Atom имеет слишком высокое энергопотребление для применения её в смартфонах, и по этому параметру она пока не может соревноваться с процессорами с архитектурой ARM. Однако запланированная платформа Moorestown, являющаяся наследницей платформы Menlow, будет использовать дизайн «система на кристалле» и потреблять вдвое меньше, чем процессор Silverthorne. Потребление платформы (включая потребление встроенных в процессор контроллеров периферийных устройств) Moorestown будет достаточно низким, что позволит использовать данную платформу в том числе и для смартфонов.

Xeon (произносится: Зион, а в русской транслитерации как Ксеон) — линейка серверных микропроцессоров производства Intel. Название оставалось неизменным среди ряда поколений процессоров. Название ранних моделей состояло из соответствующего названия из ряда настольных процессоров и слова Xeon, современные модели имеют в названии только Xeon. В общих чертах серверная линейка процессоров отличается от настольной увеличенным кэшем и поддержкой больших многопроцессорных систем. Также Pentium II Xeon в отличии от десктопного Pentium II имел кэш второго уровня, работающий на полной частоте ядра, а не на половине его частоты.

Таблица 3 - Микропроцессоры Xeon

Название	Ядро (кодовое имя)	Частота ядра, МГц	Частота шины / теоретическая пропускная способность	Кеш	Разъем	Технология, мкм	Напряжение питания, В	Дополнительные возможности
Pentium II Xeon	Drake	400—450	100 MHz / 800MB/s	16K L1 для информации + 16K L1 для инструкций; 512KB/1MB/2MB L2	Slot 2	0.25	2.0	Поддерживает наборы команд х86 и ММХ
Pentium III Xeon	Tanner	500—550	100 MHz / 800MB/s	16K L1 для информации + 16K L1 для инструкций; 512KB/1MB/2MB L2	Slot 2	0.25	2.0	Поддерживает SSE и введён серийный номер процессора
Pentium III Xeon	Cascades	600—1000	133 MHz / 1066MB/s	16K L1 для информации + 16K L1 для инструкций; 256KB L2	Slot 2	0.18	2.8	Увеличение частоты шины
Pentium III Xeon	Cascades 2MB	700—900	100 MHz / 800MB/s	16K L1 для информации + 16K L1 для инструкций; 2MB L2	Slot 2	0.18	2.8	Увеличен кеш второго уровня, поддержка многопроцессорных систем
Xeon DP	Foster	1400—2000	100 MHz / 3.2GB/s	8K L1 для информации + 12K L1 для инструкций; 256KB L2	Socket 603	0.18	1.75	Поддерживает SSE2 и убран серийный номер процессора
Xeon MP	Foster MP	1400—1600	100 MHz / 3.2GB/s	8K L1 для информации + 12K L1 для инструкций; 256KB L2; 512K/1MB L3	Socket 603	0.18	1.75	Добавлен кеш третьего уровня и поддержка многопроцессорных систем
LV-Xeon DP	Prestonia	1600—2800	100 MHz / 3.2GB/s	8K L1 для информации + 12K L1 для инструкций; 512KB L2	Socket 603	0.13	1.3	Поддержка Hyper-Threading
Xeon DP	Prestonia	2000-3060	133 MHz / 4.2GB/s	8K L1 для информации + 12K L1 для инструкций; 512KB L2	Socket 604	0.13	1.5	Увеличение частоты шины
Xeon MP	Gallatin	3060-3200	133 MHz / 4.2GB/s	8K L1 для информации + 12K L1 для инструкций; 512KB L2; 1MB L3	Socket 604	0.13	1.525	Добавлен кеш третьего уровня
Xeon MP	Gallatin	1500-3000	100 MHz / 3.2GB/s	8K L1 для информации + 12K L1 для инструкций; 512KB L2; 1MB/2MB/4MB L3	Socket 603	0.13	1.525	Поддержка многопроцессорных систем
Xeon DP	Nocona	2800-3600	200 MHz / 6.4GB/s	16K L1 для информации + 12K L1 для инструкций; 1MB L2	Socket 604	0.09	1.325	Увеличен кеш первого уровня, поддержка SSE3, EM64T и NX-бита
Xeon DP	Irwindale	2800-3800	200 MHz / 6.4GB/s	16K L1 для информации + 12K L1 для инструкций; 2MB L2	Socket 604	0.09	1.25-1.388	Увеличен кэш второго уровня, поддержка SSE3, EM64T и NX-бита

Itanium 2 — микропроцессор с архитектурой IA-64 разработанный совместно компаниями Intel и Hewlett-Packard. Впервые представлен 8 июля 2002 года. В ноябре 2007 года Intel переименовала эту серию процессоров обратно в Itanium. В отличие от первого Itanium, процессор Intel Itanium 2 поддержали сразу такие крупные компании как HP, NEC, Hitachi, Bull. Операции x86 не поддерживаются (для этого используется программный эмулятор).

В архитектуре IA-64 увеличилось число регистров общего (128) и специального назначения. Это сокращает частоту обращения к памяти для загрузки и выборки промежуточных данных.

Intel Core i3 — семейство процессоров x86-64 от Intel. Позиционируются как процессоры начального и среднего уровня цены и производительности. В новом модельном ряду призваны заменить устаревшие Pentium Dual-Core на архитектуре Intel Core 2. По уровню производительности стоят на самой низкой ступени, перед более дорогими и производительными Core i5. Они имеют встроенный контроллер памяти и поддерживают технологию Turbo Boost (автоматический разгон процессора под нагрузкой). Имеют встроенный графический процессор. Как и другие процессоры для разъема LGA 1156, Core i3 соединяются с чипсетом через шину DMI.

Первые Core i3 представлены 7 января 2010 года и используют ядро Clarkdale. Обладают встроенным графическим процессором (в корпусе процессора, но на отдельном кристалле).

Core i3 с ядром Clarkdale (32 нм): 2 ядра (4 потока), L2-кэш 256 КБ/ядро, L3-кэш 4 MБ; двухканальный DDR3 (1333 МГц); разъем LGA 1156.

Таблица 4 – Микропроцессор Core i3

Модель Core i3	Ядро	Тактовая частота, ГГц	Цена	Рассеиваемая мощность, Вт	Частота видеоядра, МГц	Дата выпуска
540	Clarkdale	3,06	$133	73	733	янв. 2010
530	Clarkdale	2,93	$113	73	733	янв. 2010

Intel Core i5 — семейство процессоров x86-64 от Intel. Позиционируется как семейство процессоров среднего уровня цены и производительности, между более дешёвым Intel Core i3 и более дорогим Core i7. Они имеют встроенный контроллер памяти и поддерживают технологию Turbo Boost (автоматический разгон процессора под нагрузкой). Многие имеют встроенный графический процессор. Как и другие процессоры для разъема LGA 1156, Core i5 соединяются с чипсетом через шину DMI.

Первые Core i5 для настольных компьютеров появились в сентябре 2009 года и используют ядро Lynnfield микроархитектуры Nehalem. В 2010 году появились Core i5 с ядром Clarkdale и со встроенным графическим процессором (в корпусе процессора, но на отдельном кристалле). Мобильные версии Core i5 появятся позже и будут использовать ядро Arrandale.

Core i5 с ядром Lynnfield (45 нм): 4 ядра (4 потока[2]), L2-кэш 256 КБ/ядро, L3-кэш 8 MБ; двухканальный DDR3 (1333 МГц); разъем LGA 1156.

Core i5 с ядром Clarkdale (32 нм): 2 ядра (4 потока), L2-кэш 256 КБ/ядро, L3-кэш 4 MБ; двухканальный DDR3 (1333 МГц); разъем LGA 1156.

Таблица 5 - Микропроцессор Core i5

Модель Core i5	Ядро	Тактовая частота, ГГц	Цена	Рассеиваемая мощность, Вт	Частота видеоядра, МГц	Дата выпуска
750	Lynnfield	2,66 (3,2)	$196	95	отсутствует	сен. 2009
670	Clarkdale	3,46 (3,73)	$284	73	733	янв. 2010
661	3,33 (3,6)	$196	87	900	янв. 2010
660	3,33 (3,6)	$196	73	733	янв. 2010
650	3,2 (3,46)	$176	73	733	янв. 2010

Intel Core i7 — семейство процессоров x86-64 от Intel. Это первое семейство, использующее микроархитектуру Intel Nehalem. Также является преемником семейства Intel Core 2. Все три модели процессоров являются 4-х ядерными. Идентификатор Core i7 применяется и к первоначальному семейству процессоров с рабочим названием Bloomfield, запущеных в 2008. Название Core i7 показывает поколение процессора (Core 2 Duo/Quad/Extreme были 6-го поколения) и продолжает использовать успешную серию брендов: Core 2 и Core.

Данная микроархитектура содержит ряд новых возможностей. Вот лишь некоторые из них, по сравнению с Core 2:

У процессоров для разъема LGA 1366, FSB заменена на QPI (QuickPath). Это означает, что материнская плата должна использовать чипсет, который поддерживает QuickPath. На июль 2009 только чипсет Intel X58 поддерживает эту технологию.

Core i7 не предназначен для многопроцессорных материнских плат, поэтому имеется только один интерфейс QPI.

Core i7 для разъема LGA 1156 использует шину DMI вместо QPI.

Контроллер памяти находится в самом процессоре, не в отдельном чипсете. Таким образом, процессор имеeт прямой доступ к памяти.

Контроллер памяти поддерживает до 3-х каналов памяти, и в каждом может быть один или два блока памяти DDR3 DIMMs. Поэтому материнские платы для Core i7 поддерживают до 6 планок памяти, а не 4, как Core 2.

Поддержка только памяти стандарта DDR3.

Однокристальное устройство: все четыре ядра, контроллер памяти, и кэш находятся на одном кристалле.

Поддержка Hyper-threading, с которым получается восемь виртуальных ядер. Эта возможность была представлена в архитектуре NetBurst, но от неё отказались в Core.

8-мегабайтный кэш L3.

Core i7. Система с одним процессором 2.93 GHz Core i7 940 была иcпользована для запуска программы испытания производительности 3DMark Vantage и дала результат по процессорной подсистеме в 17,966 условных баллов. Один 2.66 GHz Core i7 920 дал 16,294 баллов. А один 2.4 GHz Core 2 Duo E6600 дал 4,300 тех же условных баллов.

AnandTech испытала технологию Intel QuickPath Interconnect (версия 4,8 ГП/с) и оценила пропускную способность копирования с помощью использования памяти частотой 1066 MHz DDR3 в трёхканальном режиме, в 12,0 ГБ/с. А система 3,0 ГГц Core 2 Quad, использующая память 1066 МГц DDR3 в двухканальном режиме, достигла 6,9 ГБ/с.

Оверклокинг (пользовательский разгон) будет возможен во всех вышедших моделях девятисотой серии совокупно с материнскими платами, оснащёнными чипсетом X58.

Intel до сих пор не дал наименований процессорам Lynnfield и Havendale. Поскольку они построены на архитектуре Nehalem, они могут быть названы иначе чем Core i7 (Вероятно Core i5). Эти процессоры будут использовать другой разъём и поддерживать другие чипсеты, которые требуют другого дизайна материнской платы.

Некоторые интернет-ресурсы предполагают, что Core i7 менее производителен в играх (из-за L3 кэша, у которого выше задержки перед L2 кэшем). В проведённых тестах Core i7 940 и QX9770 наблюдается паритет (в 2 играх верх одержал Core i7 940, ещё в двух — QX9770, при небольшой разнице в результатах).

В тесте Super PI 1M процессор Core i7 920, работающий на частоте 2.66 ГГц, прошёл тест за 15.36 секунд, тогда как QX9770 (3.2 ГГц) прошёл его за 14.42 секунды.

Таблица 6 - Микропроцессор Core i7

Модель Core i7	Ядро	Тактовая частота , ГГц	Цена	Рассеиваемая мощность, Вт	Дата выпуска
860	Lynnfield	2,80	$284	95	сен. 2009
870	Lynnfield	2.93	$562	95	сен. 2009

Заключение

Сегодня всё чаще возникают ситуации, в которых 64-разрядные системы становятся незаменимы. Да и преимущества 64-битных систем перед 32-битными очевидны. Главное достоинство новых операционных систем состоит в увеличении оперативной памяти до 18 миллионов терабайт, быстродействии, высокой производительности. Поэтому можно сделать вывод, что переход на 64-битные операционные системы необходим, и это заметно облегчит работу пользователям.

Библиографический список

Сборник статей «64 бита для программистов». http://www.viva64.com/ru/articles/64-bit-development/

Богдан Пенюк, Вячеслав Овсянников. 64 бита – роскошь или необходимость? http://www.epos.kiev.ua/pubs/pr/athlon64.htm

Взгляды Microsoft по поводу 64-битного будущего. http://www.winblog.ru/2007/05/24/news24050701.html

Наступает эра 64-битных систем. http://www.winblog.ru/news/1147765714-kovarsky04080803.html

Сергей Озеров. 64 бита для всех. http://www.computerra.ru/237938/

Стивен Уоррен. Причины медленного развития 64-битной вычислительной техники. http://www.winblog.ru/news/1147765028-15020804.html

Scott Lowe. Прощай, 32-разрядная Windows? Или нет?... http://www.winblog.ru/news/1147765018-news12020804.html