Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
arkhitektura.docx
Скачиваний:
2
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
1.89 Mб
Скачать

21. Процессор. История создания. Общая структурная схема микропроцессора. Технологии изготовления. Процессоры Pentium и их поколения.

Центральный процессор — электронный блок либо микросхема — исполнитель машинных инструкций (кода программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера. Иногда называют микропроцессором или просто процессором. Главными характеристиками ЦПУ являются: тактовая частота, производительность, энергопотребление, нормы литографического процесса используемого при производстве (для микропроцессоров) и архитектура.

История.1 этап(с 40-х по конец 50-х г)- создание процессоров с использованием электромеханических реле, ферритовых сердечников (устройств памяти) и вакуумных ламп. Устанавливались в специальные разъёмы на модулях, собранных в стойки. Большое количество таких стоек, соединённых проводниками, в сумме представляли процессор. Особенность-низкая надёжность, низкое быстродействие и большое тепловыделение.2этап(сер.50-х-сер. 60-х)-внедрение транзисторов. Транзисторы монтировались уже на близкие к современным по виду платам, устанавливаемым в стойки. Процессор состоял из нескольких таких стоек. Возросло быстродействие, повысилась надёжность, уменьшилось энергопотребление.3этап(сер60-х)- использование микросхем. Первоначально использовались микросхемы низкой степени интеграции, содержащие простые транзисторные и резисторные сборки, затем стали использоваться микросхемы, реализующие отдельные элементы цифровой схемотехники, позднее появились микросхемы, содержащие микропрограммное устройство, арифметико-логическое устройство, регистры, устройства работы с шинами данных и команд.4этап(начале 70-х г)-создание микросхемы, на кристалле которой физически были расположены все основные элементы и блоки процессора. Фирма Intel в 1971 году создала первый в мире 4-х разрядный микропроцессор 4004, для использования в микрокалькуляторах. Постепенно практически все процессоры стали выпускаться в формате микропроцессоров. Постепенно эти процессоры также начинают изготавливаться в формате микропроцессора. Сейчас слова микропроцессор и процессор практически стали синонимами, но тогда это было не так, потому что обычные (большие) и микропроцессорные ЭВМ мирно сосуществовали ещё по крайней мере 10-15 лет, и только в начале 1980-х годов микропроцессоры вытеснили своих старших собратьев. Процессоры Pentium фирмы Intel представляют пятое поколение процессоров семейства х86. По базовой регистровой архитектуре и системе команд они совместимы с вышеописанными 32-битными процессорами, но имеют 64-битную шину данных, благодаря чему их иногда ошибочно называют 64-разрядными. По сравнению с предыдущими поколениями процессоры Pentium имеют следующие качественные отличия:

• Суперскалярная архитектура: процессор имеет два параллельно работающих конвейера обработки, благодаря чему он способен одновременно выполнять две инструкции

• Применение технологии динамического предсказания ветвлений совместно с выделенным внутренним кэшем команд объемом 8 Кбайт, обеспечивает максимальную загрузку конвейеров.

• Внутренний (Level 1) кэш данных объемом к Кбайт в отличие от 486-го работает с отложенной (до освобождения внешней шины) записью и настраивается на режим сквозной или обратной записи, поддерживая протокол MESI.

• Внешняя шина данных ради повышения производительности имеет разрядность 64 бит, что требует соответствующей организации памяти.

• Встроенный сопроцессор за счет архитектурных улучшений (конвейеризации) в 2-10 раз превосходит FPU-486 по производительности.

Современные микропроцессоры – это самые быстрые и умные микросхемы в мире. Они могут совершать до 4 млрд. операций в секунду и производятся с использованием множества различных технологий. С начала 90-х годов 20 века, когда процессоры пошли в массовое использование они пережили несколько ступеней развития. Апогеем развития микпроцессорных структур, использующих существующие технологии микпроцессоров 6-го поколения, стал 2002 год, когда стало доступным использование всех основных свойств кремния для получения больших частот при наименьших потерях при производстве и создании логических схем. Сейчас же эффективность новых процессоров несколько падает несмотря на постоянный рост частоты работы кристаллов, поскольку кремниевые технологии близятся к пределу своих возможностей.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]