В мире
Самое читаемое на сайте
Последние новости
Новости: 19.02.18Выбор и выгодный заказ могильной плиты 30.11.17 Когда необходим проект ПНООЛР? 11.09.17 Преимущества использования тепловентиляторов 14.08.17 Посредничество в получении кредита 17.06.17 Немного об автобусных турах 17.05.17 Как ухаживать за робот-пылесосом? 04.05.17 Печать рекламы на пакетах: достоинства 29.04.17 Профлист: особенности и достоинства 26.04.17 Запчасти редуктора по привлекательным ценам 17.04.17 Чистый воздух в собственном доме Календарь новостей
|
ВНИМАНИЕ!!!
УВАЖАЕМЫЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛИ!!!
Сайт поменял владельца и на нём грядут большие перемены.
Убедительная просьба не пользоваться покупкой рефератов через смс.
ДАННЫЙ СЕРВИС БОЛЬШЕ НЕ РАБОТАЕТ
Стоит вопрос об его удалении, дабы сделать рефераты бесплатными. Извините за неудобство и спасибо за понимание
Поиск реферата
Реферат, курсовая, контрольная, доклад на тему: Процессор пентиум2Содержание Вступление 2 Два кристалла в одном корпусе 3 Pentium как точка отсчета 4 Основная проблема на пути повышения производительности 5 Решение принятое в P6 6 Архитектура P6 7 1. Устройство выборки/декодирования 7 2. Устройство диспетчирования/выполнения 8 3. Устройство отката 9 4. Интерфейс шины 10 5. Вывод 11 P6 как платформа для построения мощных серверов 12 Системы на основе P6 13 Следующее поколение процессоров 14 Заключение 17 Приложения 18 Литература 22 . 2 - ш1.1 2Вступление Все IBM-совместимые персональные компьютеры укомплектованы Intel-
совместимыми процессорами. История развития микропроцессо-ров семейства Через три года фирма Intel выпустила процессор 8080, который мог выполнять уже 16-битные арифметические операции, имел 1б-раз- рядную адресную шину и, следовательно, мог адресовать до 64 Кбайт памяти (2 516 0=65536). 1978 год ознаменовался выпуском процессора 8086 с размером слова в 16 бит (два байта), 20-разрядной шиной и мог оперировать уже с 1 Мбайт памяти (2 520 0=1048576, или 1024 Кбайт), разделенной на блоки (сегменты) по 64 Кбайт каждый. Про- цессором 8086 комплектовались компьютеры, совместимые с IBM PC и IBM PC/XT. Следующим крупным шагом в разработке новых микропро- цессоров стал появившийся в 1982 году процессор 8028б. Он обладал 24-разрядной адресной шиной, мог распоряжаться 16 мегабайтами ад- ресного пространства и ставился на компьютеры, совместимые с IBM PC/AT. В октябре 1985 года был выпущен 80386DX с 32- разрядной шиной адреса (максимальное адресное пространство - 4 Гбайт), а в июне 1988 года - 80386SX, более дешевый по сравнению с 80386DX и обладавший 24-разрядной адресной шиной. Затем в апреле 1989 года появляется микропроцессор 80486DX, а в мае 1993 - первый вариант процессора Pentium (оба с 32-разрядной шиной адреса). В мае 1995 года в Москве на международной выставке Комтек-95 фирма Intel представила новый процессор - P6. Одной из важнейших целей, поставленных при разработке P6, было удвоение производительности по сравнению с процессором Pen- tium. При этом производство первых версий P6 будет осуществляться по уже отлаженной «Intel» и используемой при производстве послед- них версий Pentium полупроводниковой технологии (О,6 мкм, З,З В). Использование того же самого процесса производства дает гарантию того, что массовое производство P6 будет налажено без серьезных проблем. Вместе с тем это означает, что удвоение производитель- ности достигается только за счет всестороннего улучшения микроар- хитектуры процессора. При разработке микроархитектуры P6 исполь- зовалась тщательно продуманная и настроенная комбинация различных архитектурных методов. Часть из них была ранее опробована в про- цессорах «больших» компьютеров, часть предложена академическими институтами, оставшиеся разработаны инженерами фирмы «Intel». Эта уникальная комбинация архитектурных особенностей, которую в «In- tel» определяют словами «динамическое выполнение», позволила пер- вым кристаллам P6 превзойти первоначально планировавшийся уровень производительности. При сравнении с альтернативными «Intel» процессорами семейс- тва х86 выясняется, что микроархитектура Р6 имеет много общего с микроархитектурой процессоров Nx586 фирмы NexGen и K5 фирмы AMD, и, хотя и в меньшей степени, с M1 фирмы «Cyrix». Эта общность . 3 - объясняется тем, что инженеры четырех компаний решали одну и ту же задачу: внедрение элементов RISC-технологии при сохранении совместимости с CISC-архитектурой Intel х86.
Главное преимущество и уникальная особенность Р6 - размещен-ная в одном корпусе с процессором вторичная статическая кэш-па-мять размером 256 кб, соединенная с процессором специально выде-ленной шиной. Такая конструкция должна существенно упростить про-ектирование систем на базе Р6. Р6 - первый предназначенный для массового производства микропроцессор, содержащий два чипа в од-ном корпусе. Кристалл ЦПУ в Р6 содержит 5,5 миллионов транзисторов; крис- талл кэш-памяти второго уровня - 15,5 миллионов. Для сравнения, последняя модель Pentium включала около 3,3 миллиона транзисто- ров, а кэш-память второго уровня реализовывалась с помощью внеш- него набора кристаллов памяти. Столь большое число транзисторов в кэше объясняется его ста- тической природой. Статическая память в P6 использует шесть тран- зисторов для запоминания одного бита, в то время как динамической памяти было бы достаточно одного транзистора на бит. Статическая память быстрее, но дороже. Хотя число транзисторов на кристалле с вторичным кэшем втрое больше, чем на кристалле процессора, физические размеры кэша меньше: 202 квадратных миллиметра против 306 у процессора. Оба кристалла вместе заключены в керамический корпус с 387 контактами (“dual cavity pin-drid array”). Оба кристалла производятся с при- менением одной и той же технологии (0,6 мкм, 4- слойная ме- талл-БиКМОП, 2,9 В). Предполагаемое максимальное потребление энергии: 20 Вт при частоте 133 МГц. Первая причина объединения процессора и вторичного кэша в одном корпусе - облегчение проектирования и производства высокоп- роизводительных систем на базе Р6. Производительность вычисли- тельной системы, построенной на быстром процессоре, очень сильно зависит от точной настройки микросхем окружения процессора, в частности вторичного кэша. Далеко не все фирмы-производители компьютеров могут позволить себе соответствующие исследования. В Р6 вторичный кэш уже настроен на процессор оптимальным образом, что облегчает проектирование материнской платы. Вторая причина объединения - повышение производительности. Кзш второго уровня связан с процессором специально выделенной ши- ной шириной 64 бита и работает на той же тактовой частоте, что и процессор. Первые процессоры Рentium с тактовой частотой 60 и 66 МГц обращались к вторичному кэшу по 64-разрядной шине с той же такто- вой частотой. Однако с ростом тактовой частоты Pentium для проек- тировщиков стало слишком сложно и дорого поддерживать такую час- тоту на материнской плате. Поэтому стали применяться делители частоты. Например, у 100 МГц Pentium внешняя шина работает на частоте 66 МГц (у 90 МГц Pentium - соответственно 60 МГц). Penti- um использует эту шину как для обращений к вторичному кэшу, так и . 4 - для обращения к основной памяти и другим устройствам, например к набору чипов PCI. Использование специально выделенной шины для доступа к вто- ричному кэшу улучшает производительность вычислительной системы. Во-первых, при этом достигается полная синхронизация скоростей процессора и шины; во-вторых, исключается конкуренция с другими операциями ввода-вывода и связанные с этим задержки. Шина кэша второго уровня полностью отделена от внешней шины, через которую происходит доступ к памяти и внешним устройствам. 64-битовая внешняя шина может работать со скоростью, равной половине, одной третьей или одной четвертой от скорости процессора, при этом шина вторичного кэша работает независимо на полной скорости. Объединение процессора и вторичного кэша в одном корпусе и их связь через выделенную шину является шагом по направлению к методам повышения производительности, используемым в наиболее мощных RISC-процессорах. Так, в процессоре Alpha 21164 фирмы «Di- gital» кэш второго уровня размером 96 кб размещен в ядре процес- сора, как и первичный кэш. Это обеспечивает очень высокую произ- водительность кэша за счет увеличения числа транзисторов на крис- талле до 9,3 миллиона. Производительность Alpha 21164 составляет 330 SPECint92 при тактовой частоте 300 МГц. Производительность Р6 ниже (по оценкам «Intel» - 200 SPECint92 при тактовой частоте 133 МГц), однако Р6 обеспечивает лучшее соотношение стоимость/произ- водительность для своего потенциального рынка. При оценке соотношения стоимость/производительность следует учитывать, что, хотя Р6 может оказаться дороже своих конкурентов, большая часть других процессоров должна быть окружена дополни- тельным набором чипов памяти и контроллером кэша. Кроме того, для достижения сравнимой производительности работы с кэшом, другие процессоры должны будут использовать кэш большего, чем 256 кб размера. «Intel», как правило, предлагает многочисленные вариации своих процессоров. Это делается с целью удовлетворить разнообраз- ным требованиям проектировщиков систем и оставить меньше прост- ранства для моделей конкурентов. Поэтому можно предположить, что вскоре после начала выпуска Р6 появятся как модификации с увели- ченным объемом вторичной кэш-памяти, так и более дешевые модифи- кации с внешним расположением вторичного кэша, но при сохраненной выделенной шине между вторичным кэшом и процессором.
Процессор Pentium со своей конвейерной и суперскалярной ар-хитектурой достиг впечатляющего уровня производительности. Pentium содержит два 5-стадийных конвейера, которые могут работать параллельно и выполнять две целочисленные команды за ма- шинный такт. При этом параллельно может выполняться только пара команд, следующих в программе друг за другом и удовлетворяющих определенным правилам, например, отсутствие регистровых зависи- мостей типа «запись после чтения». В P6 для увеличения пропускной способности осуществлен пере- ход к одному 12-стадийному конвейеру. Увеличение числа стадий . 5 - приводит к уменьшению выполняемой на каждой стадии работы и, как следствие, к уменьшению времени нахождения команды на каждой ста- дии на 33 процента по сравнению с Pentium. Это означает, что ис- пользование при производстве P6 той же технологии, что и при про- изводстве 100 МГц Pentium, приведет к получению P6 с тактовой частотой 133 МГц. Возможности суперскалярной архитектуры Pentium, с ее способ- ностью к выполнению двух команд за такт, было бы трудно превзойти без совершенно нового подхода. Примененный в P6 новый подход уст- раняет жесткую зависимость между традиционными фазами «выборки» и «выполнения», когда последовательность прохождения команд через эти две фазы соответствует последовательности команд в программе. Новый подход связан с использованием так называемого пула команд и с новыми эффективными методами предвидения будущего поведения программы. При этом традиционная фаза «выполнение» заменяется на две: «диспетчирование/выполнение» и «откат». В результате команды могут начинать выполняться в произвольном порядке, но завершают свое выполнение всегда в соответствии с их исходным порядком в программе. Ядро P6 реализовано как три независимых устройства, взаимодействующих через пул команд (рис. 1). 2Основная проблема на пути повышения 2производительности Решение об организации P6 как трех независимых и взаимодейс-твующих через
пул команд устройств было принято после тщательного анализа факторов,
ограничивающих производительность современных микропроцессоров. r1
Рекомендуем
|
Поиск по сайту
Рекомендуем
Подписка на новости
Нас считают
Онлайн
Ваш IP: 34.226.208.185
Сейчас на сайте
![]() ![]() |