Поколения процессоров.

Наиболее распространено следующее деление на поколения:

1. первое поколение. Родоначальником семейства x86 был 16-разрядный процессор Intel 8086,выпущен в июне 1978г. Тактовая частота 5МГц, скорость выполнения операций 0,33 млн. операций/c. Количество транзисторов на кристалле 29000. Технологии 3 мкм. Максимальный объем доступной ОП-1МБ.В дальнейшем выпускались процессоры Intel 80186 (160-разрядные процессоры для стран третьего мира в качестве применения в различных контроллерах периферийных устройств.).

2. второе поколение. Intel 80286(286). 16-разрядный процессор, выпущенный в феврале 1982г. Выпускался с тактовыми частотами 6, 10, 12 МГц, что обеспечивало скорость выполнения операций 0,9 1,5 и 2, 66 млн. оп/с.Количество транзисторов – 134000. данных характеристик удалось достигнуть за счет технологии 1,5 мкм. Максимальный объем доступной ОП-16МБ.

3. третье поколение. Intel 80386(386) (17.10 1985г.) 32-разрядный процессор. Выпускались в самых разных версиях. Последняя имела примерно такие характеристики. Тактовая частота 33 МГц, (производительность – 11,4 млн. опер./с.), количество транзисторов – 275000. Технология – 1 мкм. Впервые на процессорах этой модели была размещена небольшая кэш-память для временного хранения инструкций и промежуточных результатов(кэш-память первого уровня. Основной кэш (уровень 2) располагался на системной плате). Первая версия этого процессора содержала ошибку, касающуюся выполнения 32-разрядных арифметических операций. ( Чтобы у потребителей была возможность правильно пользоваться ПК, на корпуса этих процессоров наносилась надпись 16 bit operation only. Таким образом, установить Windows 95 на ПК с таким процессором не удастся.)

4. Четвертое поколение

Intel 80486(486) с модификациями – 32-разрядные процессоры:

1. Апрель 1989г. Intel 486 DX. Первые: тактовая частота 25 МГц, 20 млн. опер./с. 1990: тактовая частота 33 МГц, количество опер./ с. – 27. 1991: тактовая частота 50 МГц(41 млн. опер.c., количество транзисторов – 1 200 000, технология 0,8 мкм.). Размер адресуемой памяти – 4Гб. Разделение внутренней архитектуры процессора на ядро и периферийные блоки позволило организовать работу ядра на повышенной частоте. Т.е. интерфейс процессора работал на тактовой частоте, которую поддерживала системная плата, а ядро могло функционировать на более высокой, например, на удвоенной или на утроенной тактовой частоте.

2. 1991 – упрощенный вариант 486 DX – 486 SX. Отсутствовал математический сопроцессор. Выпускался с тактовыми частотами 16 МГц (13 млн. опер./ с.), 20 МГц (16,5), 25 МГц (20), 33 МГц(27). Количество транзисторов на кристалле – 1 185 000(технология 1мкм) и 900 000(0,8 мкм).

3. Ноябрь 1992 г. Intel 486 SL – для ноутбуков. 33 МГц (25 млн. опер./с. Количество транзисторов – 1,4 млн. (технология 0,8 мкм). Объем ОП-64 Мб.

4. Март 1992г. Intel 486 DX2. Цифра 2 означала, что ядро работает на удвоенной частоте. Для первой модели, которая работала на тактовой частоте 50 МГц(41 млн. опер./с.) на системной плате нужно было установить специальными перемычками частоту 25МГц, а коэффициент умножения 2. Следующая модель с тактовой частотой 66 МГц(54 млн. опер./с.) появилась в августе 1992г. Количество транзисторов в процессорах Intel 486 DX – 1,2 млн. (технология 0,8 мкм). Intel DX2 – стал водоразделом между микросхемами процессоров, которые не требовали охлаждений корпуса и с современными процессорами. Intel 486 DX2-50 – последняя модель процессора для ПК, которому для охлаждения хватало естественной циркуляции воздуха. Радиатор на его корпус приклеивался на заводе. Все остальные процессоры выпускались с гладким корпусом, приспособленным для установки радиатора с вентилятором для принудительного охлаждения.

5. 1994г. Intel 486 DX4. Коэффициент умножения тактовой частоты оказался не 4, а 3. Выпускались 2 модели этого процессора: c тактовой частотой 75 МГц (53 млн. опер./с.) и 100 МГц (70,7 млн. опер./c.) . Количество транзисторов – 1,6 млн. (технология 0,6 мкм).

Процессоры, совместимые с Intel 486.

1. Процессоры фирмы AMD. AMD 486 отличался от Intel 486 пониженным питанием (такая технология была внедрена Intel только в Pentium II). Тактовая частота 133 МГц, при коэффициенте умножения, равном 4. Но из-за возможностей системных плат процессор работал на частоте 100 МГц и 200 МГц.

2. Процессоры фирмы Cyrix. Для них справедливо, все что сказано о процессорах AMD плюс их математический сопроцессор был более эффективен, чем у других фирм.

5. пятое поколение –

Процессоры корпорации Intel

1. Pentium (586). Первый вариант этого процессора носит маркировку Pentium P54. Второй, он же классический – Pentium P54C. Последний – Pentium P55 или Pentium MMX. Тактовая частота 60Мгц(100млн. опер./с.) и 66МГц (112). Умножение частоты для ядра не использовалось – «первое поколение Pentium»

Особенности процессоров Pentium.

1. Новшество, примененное в процессорах Pentium – использование механизма предсказывания. Процессор Pentium в тех случаях, когда данные для выполнения текущей операции еще не готовы, продолжает вычисления, обрабатывая дальнейшие инструкции ( инструкция, данные для которой еще не готовы, не выполняется, а сохраняется в стеке.) Когда будет выполняться инструкция, данные для которой поступили с опозданием, процессор уже обсчитает множество последующих команд. Блок предсказаний предугадываете наиболее вероятное направление дальнейших вычислений. В том случае, если выбор правильный, все выполненные к этому моменту команды будут считаться правильными и процессор продолжит дальнейшие вычисления. Если же предсказывание было неверным (в 20% случаев) – процессор начнет обрабатывать инструкции, идущие за такой командой заново.

2. Суперскалярная архитектура – для повышения производительности процессоров. В процессоре имеются два параллельно работающих конвейера (очередь команд) для обработки команд программы. Основной U-конвейер (аналогичен 486 процессору) и V-конвейер – работает с сокращенным количеством команд. Т.о. эти процессоры могут одновременно выполнять в один и тот же момент времени сразу две разные инструкции.

3. 64-разрядная шина данных, хотя они работают с 32-разрядной арифметикой. Эти процессоры принадлежат к поколению 32-разрядных процессоров.

Так как Pentium P54 выпускались достаточно долго корпорация Intel предложила потребителям процессоры Pentium OverDrive, которые поставлялись уже с намертво закрепленной на корпусе системой принудительного охлаждения.

2. Pentium MMX. Январь 1997г. Тактовая частота 166Мгц и 200 Мгц. Количество транзисторов на кристалле 4,5(технология 0,35 мкм) – «процессоры второго поколения Pentium».

Технология MMX – ускорение 2D и 3D-графики – игр и видео в среде ОС Windows 95.

Процессоры корпорации AMD

1. AMD K5. 1996г. По техническим характеристикам эти процессоры были примерно аналогичны первому поколению Pentium. Архитектура была более эффективной за счет лучшей работы КЭШа, но математический сопроцессор оставлял желать лучшего. Плюсом была для пользователей цена, но не все системные платы поддерживали установку этого процессора.