КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ПРИМОРСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
Курсовая работа
Дисциплина: архитектура аппаратных средств
Тема: Комплектация системного блока компьютера на основе процессора Intel Core 2 Quad на сумм в пределах 27000 рублей
Студента(ки) 2 курса:
Группа №: 1221
ф.и.о. Лукьяненко С.С
Допуск к защите:
Оценка:
Преподаватель: Пушкин А.А
Владивосток
2013
Оглавление
Введение 3
Основная часть 9
Заключение 27
Список литературы 28
Введение
Функциональные возможности компьютера зависят от слаженной и эффективной работы всех его компонентов. Причем главную роль в этом своеобразном оркестре играет центральный процессор (ЦП). Именно он выполняет команды системных и прикладных программ. От скорости их обработки, определяющей производительность ЦП, в значительной степени зависят возможности всей системы.
Уже несколько лет повышение производительности процессоров осуществляется в основном за счет увеличения числа ядер, а также совершенствования их полупроводниковых технологий и внутренней микроархитектуры. Это касается всех типов массовых компьютерных систем: настольных, мобильных и серверов. По такому пути пошли все компании-изготовители, включая Intel, которая является одним из лидеров в области компьютерных и полупроводниковых технологий.
В разработке и производстве своих изделий Intel использует стратегию, получившую наименование Tick-Tock и предусматривающую поэтапное внедрение нового техпроцесса, а затем и новой архитектуры. Перед началом массового выпуска каждая микроархитектура отрабатывается на текущем техпроцессе, а потом уже новый техпроцесс отлаживается на зрелой микроархитектуре процессорных ядер.
В соответствии с этой стратегией в 2006 году были представлены процессоры с микроархитектурой Core. На ее основе изготовлены линейки процессоров Merom, созданных по технологии 65 нм, и Penryn — по 45 нм. В дальнейшем по микроархитектуре с кодовым именем Nehalem появились линейки Nehalem (45 нм) и Westmere (32 нм).
Каждая из разработок обладала своими особенностями, однако именно начиная с моделей линейки Westmere процессоры получили не только встроенный контроллер памяти, но и интегрированную графику. А это означает перенос функций северного моста чипсета непосредственно в процессор и, соответственно, переход от трехчиповой архитектуры компьютерных систем, предусматривающей использование с процессором еще и двух специализированных микросхем (микросхемы чипсета), к двухчиповой — с применением процессора и лишь одной микросхемы чипсета.
Процессоры, созданные на основе указанных разработок, вышли на рынок под именами Intel® Core™ i7, Intel® Core™ i5, Intel® Core™ i3, а также Intel® Pentium® и Intel® Celeron®.
В дальнейшем компания Intel существенно переработала архитектуру процессорных ядер. В результате для настольных и мобильных систем были предложены изделия с кодовым именем SandyBridge, созданные на основе новой, одноименной микроархитектуры и известные как процессоры Intel® Core™ 2-го поколения.
Но прогресс не стоит на месте, и компания продолжила совершенствование данной разработки, внедрив перспективную полупроводниковую технологию с масштабом 22 нм.
А, как известно, каждый переход на очередной техпроцесс обеспечивает уменьшение размеров полупроводниковых элементов. Это сопровождается улучшением их частотных свойств, что предполагает создание более производительные процессоры. Кроме того, при сохранении числа транзисторов существенно уменьшается площадь кристалла и снижается себестоимость процессоров. А при сохранении той же площади кристалла удается разместить на нем гораздо больше транзисторов, что позволяет расширять возможности процессоров.
К сожалению, процесс уменьшения масштаба очень трудоемок и не бесконечен, хотя разработчикам уже ни один десяток лет удавалось отодвигать границы возможного.
Решая в очередной раз проблемы уменьшения масштаба, инженеры Intel внедрили новую технологию, предусматривающую использование транзисторов с трехмерной структурой затвора — 3-D Tri-GateTransistor.
Новая топология транзисторов позволяет повысить плотность их размещения на полупроводниковом кристалле при обеспечении их высоких частотных и энергоэффективных параметров, что в конечном счете расширяет возможности процессоров. Новые транзисторы, по мнению конструкторов Intel, способны обеспечить прирост производительности на 37% по сравнению со своими 32-нм аналогами, созданными по традиционной (планарной) технологической схеме.
Итак, новые процессоры созданы по прогрессивному технологическому процессу и улучшенной микроархитектуре. Они унаследовали лучшие характеристики своих предшественников, что нашло отражение в названии: процессоры Intel® Core™ 3-го поколения.
У моделей сохранились привычные наименования Core i7/i5/i3 с использованием соответствующих цифро-буквенных символов.
Новые процессоры получили цифру 3 в цифровом индексе. Как и у предшественников, суффикс «К» указывает на разблокированный множитель, «S» — экономичные модели, «T» — еще более экономичные модели, «М» — мобильная модель, «QМ» обозначает, что в данной мобильной модели 4 вычислительных ядра, «XМ» — экстремальная (ExtremeEdition) мобильная модель, у которой в ущерб тепловыделению достигается максимальный уровень производительности.
Необходимо отметить, что кристалл четырехъядерных моделей новой разработки имеет площадь 160 мм2 — это на 35% меньше площади кристалла предшественника. Причем у моделей Intel® Core™ 3-го поколения существенно больше транзиторов: 1,4 млрд против 995 млн.
В новых процессорах, созданных на основе улучшенной микроархитектуры, по-прежнему по 32 Кбайт кэша инструкций и данных первого уровня (L1) вместе с 256 Кбайт кэша второго уровня (L2) у каждого ядра, как и у предшественников, имеется еще и кэш третьего уровня (L3) очень большой емкости — Smart , достигающий у старших моделей 8 Мбайт.
Конечно, как и прежде, в новых моделях имеются цепи, оптимизирующие процессы кодирования и декодирования, предсказания переходов и т. п., то есть все достижения микроархитектуры Intel® Core™ 2-го поколения, включая все наборы команд.
Для обеспечения высоких уровней производительности создана поддержка технологии Intel® TurboBoost 2.0. Как и впредыдущихразработках, в случае загрузки не всех процессорных ядер, она обеспечивает автоматическое увеличение тактовой частоты работы тех, которые остаются активными. При этом предусматривается кратковременное превышение установленного предела теплообразования. Дело в том, что на практике процессор разогревается не сразу, и чтобы дойти из состояния покоя до ограничения теплового уровня, ему потребуется некоторое время. В тех случаях, когда процессор работает в благоприятных температурных условиях, его энергопотреблению разрешается выходить за границу, задаваемую параметром TDP, связанным с микроархитектурными и конструктивными особенностями процессоров.
И конечно, еще одним способом увеличения производительности является для ряда моделей поддержка технологии Intel® Hyper-Threading, которая позволяет удвоить число одновременно обрабатываемых потоков, что в большинстве случаев воспринимается операционной системой как удвоение числа ядер с соответствующим увеличением производительности. Таким образом, у четырехъядерных ЦП с Intel® Hyper-Threading информация обрабатывается восемью потоками.
Оценивая особенности моделей Intel® Core™ 3-го поколения, необходимо отметить, что все узлы реализованы на едином полупроводниковом кристалле. Для соединения основных элементов процессора, к которым относятся вычислительные ядра, кэш третьего уровня и графические средства, используется специальная разработка — кольцевая шина, существенно сократившая количество внутрипроцессорных соединений, необходимых для маршрутизации сигналов.
В моделях Intel® Core™ 3-го поколения применяется улучшенная версия кольцевой шины RingBus.
Соответствующие изменения коснулись и встроенных видеосредств. В моделях Intel® Core™ 3-го поколения они представлены как Intel® HD Graphics 4000 и Intel® HD Graphics 2500. У первого варианта насчитывается 16 исполнительных блоков, у второго — 6 (у Intel® Core™ 2-го поколения Intel® HD Graphics 3000 — 12, Intel® HD Graphics 2000 — 2).
Дополнительно у новых моделей обеспечена поддержка DirectX 11 и OpenCL, что обеспечивает совместимость и повышенную производительность во многих прикладных задачах, включая игры.
Как и раньше, в новинках используется аппаратное ускорение для декодирования видео.
Кроме того, встроенный в модели Intel® Core™ 3-го поколения контроллер интерфейса PCI Express получил поддержку третьей версии этой спецификации. Это означает увеличение пропускной способности шины — до 8 гигатранзакций в секунду, конечно, при использовании соответствующих карт расширения. Поддерживаемые новыми моделями шестнадцать линий PCI Express 3.0 могут дробиться на две или на три части: 8x + 8x или 8x + 4x + 4x.
Что касается других нововведений, среди них следует отметить внедрение нового подхода к управлению тепловыделением, реализацию встроенного аппаратного генератора случайных чисел и защиту ОС от атак типа «повышение привилегий», поддержку более скоростной и низковольтовой памяти.
Основные характеристики процессоров Intel® Core™ 3-го поколения для настольных систем приведены в таблице 1.
Рекомендованные чипсеты Для поддержки процессоров Intel® Core™ 3-го поколения разработчик предлагает однокомпонентные чипсеты линейки седьмой серии, старшим из которых является Intel Z77.
Оценивая все нововведения, реализованные в микроархитектуре процессоров Intel® Core™ 3-го поколения, необходимо отметить, что они отразились и на таком важном явлении, как разгон — способности компонентов, в данном случае процессора, работать на повышенных частотах. Как и у предшественников, из-за дальнейшего усложнения внутренней микроархитектуры разгон через увеличение тактовых частот весьма ограничен.
Для энтузиастов компания приготовила модели, в наименовании которых присутствуют с суффикс «K», — они допускают возможность разгона через изменение множителя, связывающего внешнюю тактовую частоту с частотой работы ядер.
Остается добавить, что согласно официальной информации, модели Intel® Core™ 3-го поколения характеризуются полуторакратным превосходством над предшественниками с точки зрения соотношения производительности на ватт, что значительно снижает нагрузку на источники энергопитания.
Модели Intel® Core™ 3-го поколения, как и модели Intel® Core™ 2-го поколения, поддерживают два канала оперативной памяти DDR3 и используют тот же самый процессорный разъем LGA1155.
В большинстве случаев новые процессоры полностью совместимы с имеющимся парком системных плат, впрочем, может потребоваться обновление кода BIOS. Однако в новом, более совершенном окружении процессоры Intel® Core™ 3-го поколения более полно раскроют свой потенциал.
IntelCore 2 Quad — семейство четырёхъядерных процессоров, в едином корпусе которых встроены два кристалла Core 2 Duo. Модели на двух кристаллах Conroe (технология 65 нм) имеют кодовое название Kentsfield и маркировку Core 2 Quad Q6xxx, модели на кристаллах Wolfdale (технология 45 нм) имеют кодовое название Yorkfield и маркировку Core 2 Quad Q8xxx и Q9xxx.
Процессор появился в январе 2007 года, он был основан на дизайне ядер Kentsfield и носил имя IntelCore 2 Quad Q6600. Затем, в июле 2007 года, вышел процессор IntelCore 2 Quad Q6700, который отличался лишь повышенной с 2400 до 2667 МГц частотой. Но техпроцесс 65 нм недостаточен для четырёхъядерных процессоров, поэтому процессоры на ядре Kentsfield не получили распространения. Картина изменилась лишь в марте 2008 года, когда в продажу поступили процессоры на основе дизайна ядер Yorkfield. Ядро Yorkfield производится с соблюдением норм 45-нм технологического процесса изготовления, поэтому энергопотребление процессоров на основе этого дизайна значительно ниже, что позволило значительно расширить ассортимент семейства IntelCore 2 Quad. Уже в марте 2009 года чипы Kentsfield перестали сходить с конвейера Intel. Производство чипов Yorkfield подошло к концу 7 февраля 2011 года. Процессоры семейства IntelCore 2 Quad - это последнее решение в исполнении LGA775.