ЗМІСТ

Вступ………………………………………………………………………………

1. Основні функціональні компоненти процесора…………………………

2. Архітектурний розвиток…………………………………………………….

3. Процесор Pentіum……………………………………………………………

   1. Pentium ……………………………………………………………………

      1. P5……………………………………………………………………………

      2. P54C………………………………………………………………………..

      3. P54CS………………………………………………………………………

      4. P55C (ММХ)………………………………………………………………..

      5. Pentium Pro…………………………………………………………………

      6. Порівняльна характеристика сімейства процесорів Pentium …….

   2. Pentium II……………………………………………………………………

      1. Klamath……………………………………………………………………..

      2. Deschutes…………………………………………………………………..

      3. Порівняльна характеристика сімейства процесорів Pentium ІІ……

   3. Pentium ІІІ…………………………………………………………………..

      1. Katmai……………………………………………………………………….

      2. Coppermine…………………………………………………………………

      3. Tualatin………………………………………………………………………

      4. Порівняльна характеристика сімейства процесорів Pentium ІІІ…..

   4. Pentіum 4……………………………………………………………………

      1. Willamette…………………………………………………………………...

      2. Northwood……………………………………………………………………

      3. Prescott………………………………………………………………………

      4. Порівняльна характеристика сімейства процесорів Pentium 4…….

   5. Pentium Extreme Edition …………………………………………………..

3.5.1. Gallatin та Prescott 2M …………………..………………………………..

3.5.2. Порівняльна характеристика сімейства процесорів Pentium

Extreme Edition……………………………………………………………..

3.6. Intel Celeron …………………………………………………………………

3.6.1. Covington ……………………………………………………………………

3.6.2. Mendocino ………………………………………………………………….

3.6.3. Coppermine-128 ……………………………………………………………

3.6.4. Tualatin ……………………………………………………………………..

3.6.5. Willamette-128 ……………………………………………………………..

3.6.6. Northwood-128 …………………………………………………………….

3.6.7. Prescott-256 ……………………………………………………………….

3.6.8. Порівняльна характеристика сімейства процесорів Intel Celeron

3.7. Pentium D……………………………………………………………………

8. Intel Core, Intel Core Duo та Intel Core 2 Duo………………………….

   1. Загальна характеристика ядер Yonah та Merom…………………….

   2. Переваги та недоліки Intel Core та Intel Core 2 Duo у порівнянні з попередниками…………………………………………………………….

ВСТУП

Intel — американська корпорація, яка виробляє широкий спектр електронних пристроїв та комп’ютерних компонентів, включаючи напівпровідники, мікропроцесори, чіпсети та ін. Одним із найпоширеніших видів продукції фірми Intel є процесори.

Центральний процесор (CPU, Central Processing Unit) - це основний електронний модуль на материнській платі, який виконує обчислювальну роботу, управляє обміном даними з оперативною пам’яттю і пристроями вводу-виводу. Центральний процесор, являється апаратним центром інформаційно-обчислювальної системи, відповідає за характеристику продуктивності ПК.

Центральний процесор працює циклічно і спрощену його роботу можна описати наступним чином. Спочатку позачергового циклу процесор зчитує із оперативної пам’яті команду, розшифровує її і реалізує вказані у ній дії. Після того цикл повторюється: зчитується чергова команда (або команда, адреса якої вказана у попередній команді), виконуються вказані в ній дії. Центральний процесор оперує цілочисленними даними.

Сучасні процесори - це високотехнологічні електронні пристрої. В виготовленні процесорів задіяні технологічні процеси, які практично повністю протікають під управлінням робототехніки, операції, які при цьому виконуються відрізняються високою точністю і гарантують відсутність в кристалі мікросхеми недоліків та дефектів, не передбачених в документаціях технологічного процесу.

Одним із основних параметрів, визначених головної характеристики процесора, являється показник конструктивних технологічних норм. Конструктивні проектні норми виражаються в мікронах і нанометрах і показують, які мінімально допустимі розміри елементів топології мікросхем.

Усі процесори персональних комп'ютерів засновані на оригінальному дизайні Іntel, а на їх основі існують так звані клони.

Клонами прийнято називати комп’ютери та їх компоненти, розроблені сторонніми фірмами в відповідності з характеристиками і параметрами фірм - стандартизаторів. Вироби - клони можуть повністю імітувати оригінальні продукти і навіть перевищувати їх по ряду показників.

Найбільш популярні мікросхеми процесорів клонів Intel корпорації AMD (Advanced Micro Devices). Багато процесорів AMD перевищують характеристики деяких Intel - прототипів.

1. Основні функціональні компоненти процесора на прикладі intel pentium

Основними функціональними компонентами сучасного процесора Pentіum є (рисунок 1):

1. ядро;

2. провісник розгалужень;

3. блок плаваючої точки;

4. первинний кеш;

5. шинний інтерфейс.

Ядро: Серце сучасного процесора - виконуючий модуль. Pentіum має два паралельних цілочисельні потоки, що дозволяють читати, інтерпретувати, виконувати й відправляти дві інструкції одночасно.

Провісник розгалужень: Модуль попередження розгалужень намагається вгадати, яка послідовність буде виконуватися щораз коли програма містить умовний перехід, так щоб пристрою попередньої вибірки й декодування одержували б інструкції готовими попередньо.

Блок плаваючої точки. Третій виконуючий модуль усередині Pentіum, що виконує нецілочисельні обчислення

Первинний кеш: Pentіum має два внутрішньочіпових кеша по 8kb, по одному для даних та інструкцій, які набагато швидше більшого зовнішнього вторинного кеша.

Шинний інтерфейс: приймає суміш коду й даних в CPU, розділяє їх до готовності до використання, і знову з'єднує, відправляючи назовні.

Усі елементи процесора синхронізуються з використанням частоти, яка визначає швидкість виконання операцій. Перші процесори працювали на частоті 100kHz, сьогодні рядова частота процесора - 200MHz (вже не кажучи про самі потужні 1 та більше GНz), інакше кажучи, таймер працює 200 мільйонів разів у секунду, а кожен “такт” спричиняє виконання багатьох дій. Лічильник Команд - внутрішній покажчик, що містить адреси наступної виконуваної команди. Коли приходить час для її виконання, управляючий модуль поміщає інструкцію з пам'яті в регістр інструкцій (ІR). У той же самий час лічильник команд збільшується, так щоб указувати на наступну інструкцію, а процесор виконує інструкцію в ІR. Деякі інструкції управляють самим керуючим модулем.

Багато інструкцій задіюють арифметико-логічний пристрій (ALU), що працює разом з регістрами загального призначення - місце для тимчасового зберігання, що може завантажувати й вивантажувати дані з пам'яті. Типовою інструкцією ALU може служити додавання вмісту комірки пам'яті до регістра загального призначення. ALU також установлює біти регістра станів (Status regіster - SR) при виконанні інструкцій для зберігання інформації про її результат. Наприклад, SR має біти, що вказують на нульовий результат, переповнення, перенос і так далі.

Рисунок 1 - Основні функціональні компоненти процесора Pentіum

2. Архітектурний розвиток

Відповідно до закону Мура (сформульованим в 1965 році Гордоном Муром (Gordon Moore), одним із творців Іntel), CPU подвоює свою потужність і можливості кожні 18-24 місяців. В останні роки Іntel наполегливо додержувався цього закону, залишаючись лідером на ринку й випускаючи потужні процесори для PC, ніж будь-яка інша компанія. В 1978 році 8086 працював на частоті 4.77MHz і містив менш мільйона транзисторів, на кінець 1995 року їх Pentіum Pro уміщав уже 21 мільйон транзисторів і працював на 200MHz.

Закони фізики обмежують розробників у безпосередньому збільшенню частоти, і хоча частоти ростуть щороку, однак це не може дати того приросту продуктивності, наскільки ми розраховуємо сьогодні. От чому інженери постійно шукають спосіб змусити процесор виконувати більше роботи за кожен такт. Один з напрямків полягає у розширенні шини даних і регістрів. Навіть 4-бітні процесори здатні складати 32-бітні числа, правда виконавши масу інструкцій, - 32-бітні процесори вирішують це завдання в один такт. Усі сьогоднішні процесори мають 32-розрядну архітектуру, а самі сучасні уже 64-розрядну.

Раніше процесор міг обробляти тільки цілі числа. Єдиною можливістю було написання програм, що використовують прості інструкції для обробки дробових чисел, але це повільно. Фактично усі процесори сьогодні мають інструкції для безпосередніх операцій із дробовими числами.

Говорячи, що щось відбувається з кожним тактом, ми недооцінюємо як довго насправді відбувається виконання інструкції. Традиційно, це займало п'ять тактів - один для завантаження інструкції, іншої для її декодування, один для одержання даних, один для виконання й один для запису результату. У цьому випадку очевидно 100MHz процесор міг виконати тільки 20 мільйонів інструкцій у секунду.

Більшість процесорів сьогодні застосовують потокову обробку (pіpelіnіng), що більше схожа на фабричний конвеєр. Одна стадія потоку виділена під кожен крок, необхідний для виконання інструкції, і кожна стадія передає інструкцію наступній, коли вона виконала свою частину. Це значить, що в будь-який момент часу одна інструкція завантажується, інша декодується, доставляються дані для третьої, четверта виконується, і записується результат для п'ятої. При поточній технології одна інструкція за такт може бути успішно виконана.

Більше того, багато процесорів зараз мають суперскалярну архітектуру. Це значить, що схема кожної стадії потоку дублюється, так що багато інструкцій можуть передаватися паралельно. Pentіum Pro, наприклад, може виконувати до п'яти інструкцій за один такт.