Intel 80386 dx

Первый 32-х разрядный м/п. Уже в PC впервые поддерживается Windows. Работает как в

реальном , так и в защищенном режиме. Поддерживается виртуальный режим м/п 8086 (

если параллельно запущенно несколько задач. то каждая задача обрабат. на м/п 8086

Intel 80386 sx

Уменьшены внешние шины данных с 32 до 16 разрядов, было вызвано совместимостью с

ВУ, которые работали с м/п 80286

Intel 80486 dx

1. Впервые сопроцессор с плавающей точкой был встроен в кристалл м/п. В

предыдущих моделях сопроцессор с плавающей точкой реализован на отдельном кристалле и заканчивался на 7. Сопроцессор стал работать на тактовой частоте основного процессора и произошло увеличение производительности в 2 раза.

2. Внутрь самого кристалла был встроен КЭШ 1-го уровня, его емкость 8 Кбайт.

КЭШ 2-го уровня располагалась отдельно на материнской плате и его объем

256Кбайт и 512Кбайт. Впервые КЭШ на материнской плате стал использоваться совместно с 80386 микропроцессором.

3. Был усовершенствован механизм обработки команд, используется 5-ти ступенчатый конвейер, в среднем обеспечивается обработка 1-й команды за 1 такт.

DX2 – удвоение тактовой частоты

DX4 – утроение тактовой частоты

_{PENTIUM АЛУ с фиксированной точкой}

КЭШ

_{команда}

Схема предсказ.

переходов

64р

Буфер предвыборки

32р 32р

АЛУ АЛУ

Блок регистров

Конвейерн. блок с плав. точкой

умножение сумма деление

80р

КЭШ

данных

1. Впервые появился отдельно КЭШ команд и КЭШ данных, каждый по 8Кбайт.

2. Впервые появляется суперскалярная обработка команд. В структуре имеется 2

АЛУ, которые параллельно обрабатывают независимые команды.

3. Впервые аппаратно реализован блок предсказания переходов.

4. Операции с плавающей точкой обрабатываются в конвертном режиме.

5.

PENTIUM PRO

1. В кристалле встроен КЭШ 1-го уровня на 16 Кбайт и КЭШ 2-го уровня либо на

256Кбайт либо на 512Кбайт. КЭШ 2-го уровня работает на тактовой частоте самого м/п, т.к встроена в кристалл.

2. В следующей модели Intel отказался от встроенной КЭШ 2-го уровня в кристалле,

т.к. увеличился процент брака.

3. В Pentium Pro используют 14-ступенчатый конвейер.

4. В Pentium Pro (c него начинается серия Р6) используется конвейер с изменяемой последовательностью команд. Зависимая команда, поступающая на вход конвейера , не сдерживает выполнение следующей за ней независимой команды в окне просмотра. В предыдущих моделях зависимая команда блокировала выполнение всех следующих за ней команд.

PENTIUM MMX

Структура соответствует Pentium, однако увеличен КЭШ 1-го уровня до 32Кбайт (16

КЭШ команд +16 КЭШ данных)

Добавлено 57 новых команд для обработки видео изображения.

PENTIUM 2

Это есть Pentium Pro + Pentium MMX. Однако КЭШ 2-го уровня вынесен из кристалла

и помещен на подложку в одном корпусе с основным кристаллом, работал на 0.5

тактовой частоте.

CELERON

Из подложки удален КЭШ 2-го уровня. Резко падает производительность системы.

Начиная с модели 300А и выше, встраивается КЭШ внутрь кристалла на 128 Кбайт,

которая работает на частоте ЦП.

PENTIUM III

Структура Pentium 2 , добавлены команды для обработки видео изображения.

_{PENTIUM 4}

Pentium 4 2000 1300-2800 86млн +55млн ----//---- (КЭШ)

В последующих моделях Pentium III КЭШ встраивается в кристалл на 256 Кбайт. Все

Pentium 4 : КЭШ в кристалле.

1. КЭШ 1-го уровня включает в младших моделях 8Кбайт данных, 12 Кбайт

КЭШ, которая хранит микрокоманды. КЭШ 2-го уровня встроен в кристалл

2. Число ступеней конвейера 20.(гиперконвейерная обработка) В КЭШ 1-го уровня поступают декодированные команды( хранится в КЭШ 1-го уровня микропрограмма), и за 1 такт декодирует одновременно 3 команды. В КЭШ хранится несколько цепочек микрокоманд. Если направление перехода выбрано не

верно, происходит обращение в КЭШ 1-го уровня и выбирается другая цепочка микрокоманд.

3. Память расширена до 16 Кбайт( в последних моделях)

4. Существует 2 параллельно работающих АЛУ. С 2002г. Pentium 4 оснащается специально биосом, который поддерживает гипертрейдинг: т.к. число блоков конвейера велико, то одновременно часть блоков может простаивать. Потому эти свободные блоки загружаются другой задачей.

PRESCOTT

31 ступень конвейера (гиперконвейрная обработка). КЭШ в кристалле увеличена до 1

Мб. КЭШ 3-го уровня 2Мб встроена на материнскую плату. Появляется новая обработка – гипертрейдинг. Чтобы заполнить 20-30 ступеней в КЭШ 1-го уровня находятся трассы микропрограмм. Гипертрейдинг – это псевдомультипрограммный режим, т.е на свободные блоки конвейера запускают вторую задачу, т.е одновременно обрабатываются 2 задачи.

PENTIUM D

На одной подложке (кристалле) взяли 2 ядра Prescott (каждый со своим КЭШ),

отключив гипертрейдинг.

PENTIUM M

КЭШ 1-го уровня увеличена до 64 Кб. (архитектура P6 (продолжение Pentium III) 32Кб

команд, 32Кб данных. КЭШ 2-го уровня 1-2Мб встроен в кристалл. Количество обрабатываемых блоков 9 штук)

CORE 2

КЭШ 1-го уровня увеличен до 2-4 Мб. КЭШ команд 32 Мб, КЭШ данных 32 Кб.

Добавляется четвертый простой декодер. Число обрабатываемых блоков 11 штук :

АЛУ с фиксированной точкой 3 штуки по 64 разряда, 2 шт. АЛУ с плавающей точкой

128р. Команды видеорежима 3 блока 128р. 3блока общения с памятью. Intel впервые в Core и Core 2 для двухъядерных процессоров использовал общую КЭШ 2-го уровня. В Core 2 имеется связь м/д отдельными ядрами.

1. м/п 8086, 80286

_{тактовая частота 5-10, 10-16}

Системные интерфейсы

Проблемы которые решаются системным интерфейсами: связь с ОП и ЦП, связь ядра с

_ВУ.

_{м/п ОП ВУ}

_{8 или 16 разрядов}

_ISA

тактовая частота 5-8 Мгц

пропускная способность 5-10 Мбайт/сек

2. м/п 80386, 30 Мбайт/сек

На материнской плате появляется новые архитектурные решения: Появляется КЭШ, что бы как можно реже обращаться к ОП. Стали использовать несколько структур решений:

_м/п

Контроллер

_{К ОП}

ISA

Локальная шина в 32 р.

_ВУ

2 MCA, 16,32p, = 14 Мбайт/сек

использование в системах PS2 , прекращ. существование

3 EISA, 32p, 33 Мбайт/сек

- расширенная шина ISA, прекращ. существование

3. м/п 80486

тактовая частота 33 Мгц

_{пропускная способность 130 Мбайт/сек}

Быстродейств.

_{дисплей}

м/п

Системный интерфейс

ВУ

_VLB

^К ОП

_ISA

_ВУ

4. Pentium

PCI: 32разряда

133 Мбайт/сек

33 МГц

Медленнодейств.

_М/п

_кэш

К _ОП

_PSI

_ВУ К

_ISA

5. Pentium MMX: поддержка 3-х мерной графики

AGP: 133 МГц

_{633 Мбайт/сек}

_М/п

_кэш

_{Дисплей}

_Д ^AGP

К _ОП

_PSI

_ВУ К

_ISA

6. Pentium II

Системная шина 528-800 Мбайт/сек, 66-110 МГц, AGP - 500 Мбайт/сек

7. Pentium 4

_{м /п}

КЭШ

_{800 МГц, 6Гбайт/сек}

_AGP

Д

^{Северный} _ОП

мост

SATA

_UATA

Южный мост

PCI

_USB

_Биос

_{Классификация вычислительных систем.}

Выделяют четыре класса вычислительных систем:

1. ОКОД (одиночный поток команд, одиночный поток данных)

2. ОКМД (множественный поток команд, множественный поток данных)

3. МКОД

4. МКМД

Под множественным потоком команд понимается случай, когда в вычислительных системах одновременно на разных ЦП-х обрабатываются различные команды.

Под множественным потоком данных понимается случай, когда в вычислительных системах одновременно на разных блоках обрабатываются множество потоков данных. Под потоком команд / данных понимают одновременную обработку нескольких команд или данных в ЦП.

Многообразие вычислительных систем связано с различием в характеристиках обрабатываемых команд.

Классы задач:

_{1. Слабосвязанные задачи, параллелизм независимых задач.}

_{2. Параллелизм независимых ветвей.}

3. Параллелизм независимых объектов.