Процессор 80486 и Новые разработки компаний Intel и AMD на период 2005 года

Министерство Образования  Республики Беларусь

“ Витебский Государственный технологический  колледж”

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

На тему : Процессор 80486 и Новые разработки компаний Intel и AMD на период 2005 года

 

 

 

 

 

                                                                                 Выполнил

                                                                                                         Учащийся 12-о группы

                                                                                                 Жодик Александр

 

 

Витебск 2012

 

Оглавление:

1.Процессор 80486

2.Процессор i486SX

3. Новые разработки компаний Intel и AMD на период 2005 года

a)Двуядерный процессор

b) Платформы AMD

c) Платформа Intel

d) Технологии создания процессора со сдвоенным ядром

 

 

1.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 Мгерц гарантируют высокую производительность системы даже с недорогими дисками (DRAM). Новые возможности расширяют многозадачность систем. Новые операции увеличивают скорость работы с семафорами в памяти. Оборудование на микросхеме гарантирует непротиворечивость кэш-памяти и поддерживает средства для реализации многоуровневого кэширования. Встроенная система тестирования проверяет микросхемную логику, кэш-память и микросхемное постраничное преобразование адресов памяти. Возможности отладки включают в себя установку ловушек контрольных точек в выполняемом коде и при доступе к данным. Процессор i486 имеет встроенный в микросхему внутренний кэш для хранения 8Кбайт команд и данных. Кэш увеличивает быстродействие системы, отвечая на внутренние запросы чтения быстрее, чем при выполнении цикла чтения оперативной памяти по шине. Это средство уменьшает также использование процессором внешней шины. Внутренний кэш прозрачен для работающих программ. Процессор i486 может использовать внешний кэш второго уровня вне микросхемы процессора. Обычно внешний кэш позволяет увеличить быстродействие и уменьшить полосу пропускания шины, требуемую процессором i486.

2.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.

3.Новые разработки компаний Intel и AMD на период 2005 года

a)Двуядерный процессор

Классический критерий производительности в виде мегагерцев был заменён  параллелизмом, когда два ядра в  одном чипе позволяют увеличить  производительность, поделив между  собой нагрузку.

Однако многие приложения не оптимизированы и не могут получить преимущество от дву- или многоядерных окружений. Чтобы использовать несколько процессоров, программное обеспечение должно разбиваться на несколько параллельных потоков. Такой подход позволяет распределить нагрузки по всем доступным вычислительным ядрам, снижая время вычислений сильнее, чем это можно было сделать с помощью одной тактовой частоты. Впрочем, большинство программ сегодня не умеют использовать возможности двуядерных или многоядерных чипов.

Двуядерные процессоры, являются лучшим выбором для тех пользователей, кто желает собрать систему, максимально защищённую по инвестициям на будущее. Но эра одноядерных процессоров в многопроцессорных конфигурациях ещё не закончилась. В качестве примера можно привести цену разумного двухпроцессорного компьютера с одноядерными процессорами с системой, оснащённой передовым двуядерным процессором.

Популярные двуядерные процессоры AMD и Intel стоят около $1000 - примерно столько стоит целый  готовый компьютер. В то же время, одноядерные процессоры, работающие на такой же тактовой частоте, обойдутся  всего в $300-$350.

Для нашего сравнения  были взяты процессоры профессионального уровня, а именно: AMD Opteron и Intel Xeon. AMD просит около $1100 за двуядерный Opteron 275 (2,2 ГГц), в то время как пара одноядерных Opteron 248 обойдётся всего в $700.

Если посмотреть на Intel, то здесь ситуация аналогична. Двуядерный Xeon на 2,8 ГГц стоит около $1100, а два сравнимых 2,8-ГГц одноядерных Xeon обойдутся примерно в $550. Два 3,2-ГГц Xeon стоят около $700.

b)Платформы AMD

Однопроцессорная система, один двуядерный CPU .Двухпроцессорная система, один двуядерный CPU Двухпроцессорная система, два одноядерных CPU

Платформа Socket 939 Socket 940 Socket 940

Процессоры Athlon 64 X2 4400+ (2,2 ГГц)

$520 Opteron 275 (2,2 ГГц)

$1100 2x Opteron 248 (2,2 ГГц)

$700

Материнская плата $200 $280 $280

Память 2x 1 Гбайт DDR400

$200 2x 1 Гбайт DDR400 ECC регистровая

$250 4x 512 Мбайт DDR400

ECC регистровая

$250

Общая цена $920 $1630 $1230

Комментарии Нельзя модернизировать  Можно добавить второй двуядерный процессор  Одноядерные процессоры можно заменить двуядерными чипами

Каждый процессор использует собственную память

В этом исследовании использовались комплектующие среднего класса стоимости. Ориентир был взят на чипсет nVidia nForce4 Professional. Цена двухпроцессорных материнских  плат для Socket 940 подразумевает, что каждый процессор оснащается выделенной памятью. Выбирались самые доступные модули памяти от популярных производителей, которые можно было установить в наши материнские платы (4x 512 Мбайт для двухпроцессорной конфигурации против 2x 1 Гбайт для двуядерных конфигураций с одним CPU).

c)Платформа Intel

Платформа Intel Однопроцессорная система, один двуядерный CPU Двухпроцессорная система, один двуядерный CPU Двухпроцессорная система, два одноядерных CPU

Платформа Socket 775 Socket 604 Socket 604

Процессоры Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 (3,2 ГГц)

$1000 Intel Xeon Dual Core Processor 2,8 ГГц

$1100 2x Intel Xeon Processor 3,2 ГГц (2 Мбайт кэша)

$700

Материнская плата $200 $280 $280

Память 2x 1 Гбайт DDR2-667

$250 2x 1 Гбайт DDR2-400

ECC регистровая

$250 2x 1 Гбайт DDR2-400

ECC регистровая

$250

Суммарная цена: $1450 $1630 $1230 .

Комментарии: нельзя модернизировать.

Pentium D 840 даёт примерно такую  же производительность, хотя стоит  на $500 меньше. Но он не поддерживает Hyper-Threading. Можно добавить второй двуядерный процессор

Два ядра и четыре потока благодаря Hyper-Threading. Одноядерные процессоры можно заменить двуядерными чипами.

Два процессора и четыре потока благодаря Hyper-Threading.

У Intel, популярные двуядерные чипы приводят к суммарной цене, существенно превышающей одноядерные двухпроцессорные машины.

d)Технологии создания процессора со сдвоенным ядром

Сегодня существует три возможных  способа создавать двуядерные чипы. Первый заключается в создании тесно  связанных двух ядер на едином кристалле. Второй способ - сочетать два обычных ядра на едином кристалле. Третий вариант - разместить два ядра на разных кристаллах в одной упаковке. Первый подход тесно связанных ядер позволяет разработчикам связать между собой отдельные блоки процессора, что потенциально даёт возможность увеличения производительности, в то время как два других решения менее дорогие в разработке и производстве.

Последний вариант, является самым  дешёвым способом вступления в двуядерную эру, поскольку он позволяет получить максимально высокий уровень выхода годных кристаллов. При этом каждое ядро можно протестировать и отсеять по тем или иным дефектам.

У размещения двух, в целом, независимых  ядер в одну упаковку есть существенный недостаток. Каждый раз, когда одно ядро пожелает получить данные, с которыми работает второе ядро, необходим доступ к системной шине. Несложно представить, что на шину в данном случае ляжет двойная нагрузка. И это характерно не только для 65-нм чипов Presler со сдвоенным ядром, но и для 90-нм двуядерных Smithfield, у которых два ядра находятся на едином кристалле. С другой стороны, дизайн с общим кэшем приводит к проблеме распределения кэша между двумя ядрами.

Intel анонсировала появление общего  кэша L2 только в новой микро-архитектуре,  которая появится во второй половине 2006 года: процессоры Woodcrest для серверов, Conroe для настольных ПК и Merom для мобильных компьютеров. Вероятно, AMD пойдёт на такой же шаг с выпуском процессоров для Socket M2: Windsor (двуядерный) и Orleans Athlon 64 (версия Revision F).