Ibm power5
2004 — IBM POWER5 — технология SMT (Simultaneous MultiThreading):
0,13 мкм;
276 млн. тран.;
1,65 ГГц;
64 разряда;
L2 — 1,85 Мбайт;
L3 — 36 Мбайт;
два ядра на кристалле с общим L2;
поддержка 64-процессорных конфигураций максимум.
SMT реализована для каждого ядра кристалла. Таким образом, один кристалл может выполнять четыре потока.
Pentium 4 Prescott
Pentium 4 Prescott (2004):
90 нм;
число транзисторов увеличено с 54 до 125 млн., площадь кристалла уменьшена с 145 до 112 кв. мм;
тактовая частота до 3,4 ГГц;
частота системной шины до 800 МГц (C в обозначении — 800 МГц, A — 533 МГц);
число слоев медных межсоединений на поверхности кремниевого кристалла увеличено с шести до семи, применены механически напряженный кремний, характеризующийся повышенной подвижностью носителей, новый межслойный изолятор с низким коэффициентом диэлектрической проницаемости;
L1 16 Кбайт;
L2 — 1 Мбайт;
улучшена схема предсказания ветвлений, увеличено число ступеней конвейера, модернизирована схема управления исполнительными блоками в режиме HT;
13 новых инструкций SSE3 (пять операций с комплексными числами, пять потоковых операций над числами с плавающей запятой с использованием формата AOS, две команды для синхронизации потоков и одна команда для кодирования видео);
корпус mPGA-478, дополнительный сигнал для защиты стабилизатора напряжения "Не могу обеспечить нужную мощность", заставляющий процессор пропускать такты и соответственно снижать эффективную частоту.
Cell
В 2005 альянсом STI (Sony, Toshiba, IBM) был выпущен процессор Cell. Его характеристики таковы:
технология 90 нм;
площадь кристалла 235 кв. мм;
число транзисторов 234 млн.;
рассеиваемая мощность 50-80 Вт (греется в основном PPE, одно SPE при частоте 4 ГГц выделяет 4 Вт);
тактовая частота при напряжении 0,9 В — 3 ГГц, 1,2 В — 4 ГГц, 1,4 В — 4,6 ГГц;
производительность при частоте 4,6 ГГц на одно SPE — 36,8 ГФлопс, на весь процессор — 294,4 ГФлопс + (36,8 (Altivec/VMX) + 9,2 (FPU)) ГФлопс.
Cell имеет девять ядер. Одно из ядер — PPE (Primary Processing Entity) — является управляющим. Оно имеет 64-разрядную архитектуру PowerPC без подсистемы переупорядочивания команд, поддержкой технологии SMT (Simultaneous MultiThreading), раздельным кэшем L1 32 Кбайт + 32 Кбайт и L2 512 Кбайт. Восемь остальных ядер называются SPE (Synergistic Processing Elements). Каждое ядро SPE состоит из двух частей: процессорного ядра (SPU, Synergistic Processing Unit) и программно адресуемой статической памяти (LS, Local Store) объемом 256 Кбайт, организованной в 128-разрядные слова. SPU включает 128 128-разрядных регистров данных, а также девять логических исполнительных блоков, обслуживаемых двумя очередями команд. Сначала SPE должно было основываться на архитектуре VLIW, но потом от нее отказались, отдав предпочтение проверенной архитектуре SIMD-процессора Altivec/VMX. Помимо девяти ядер в состав процессора Cell входят контроллеры интерфейса внешней оперативной памяти (MIC) типа Rambus и шины (BIC). Все компоненты процессора между собой соединяет внутренняя шина EIB (Element Interface Bus), которая представляет собой четыре однонаправленных 128-разрядных кольца (два передают данные в одном направлении, два — в противоположном). Каждый элемент Cell имеет доступ ко всем кольцам.
Niagara
В том же 2005 компанией Sun был выпущен 8-ядерный процессор Niagara семейства UltraSPARC.
PhysX
В том же 2005 компанией AGEIA Technology (www.ageia.com) был выпущен PhysX — физический процессор (PPU, Physics Processing Unit), поддерживающий физические расчеты в играх.
Основные характеристики PhysX:
технология 130 нм;
тип данных — 32-разрядные числа с плавающей точкой;
число транзисторов — 125 млн.;
размер кристалла — 182 кв. мм;
потребляемая мощность — 20-25 Вт;
интерфейс — PCI, PCI Express x1;
память GDDR3 128 MB.
Создание программ, использующих возможности этого процессора, поддерживает комплект разработки NovodeX Physics SDK с соответствующим API.
Позднее PhysX вместе с AGEIA Technology был приобретен компанией Nvidia.
Pentium 4 Extreme Edition
Pentium 4 Extreme Edition 955 (2005):
тип корпуса — PLGA-775;
тактовая частота 3,73 ГГц;
частота шины 1066 МГц;
чипсет i925/915 Express;
Производительность 15 ГФлопс;
L2 — 2Мбайт;
HT;
EM64T (Extended Memory 64 Technology) — гибкость, поддержка и 32- и 64-разрядных приложений;
XBT (Execute Disable Bit).
Технология XBT позволяет ограничить возможность выполнения того или иного кода для более надежной защиты от вирусов. Она заключается в следующем. В адресных регистрах процессора имеется бит NX (No eXecution), который определяет возможность выполнения команд из данной области памяти. В случае передачи управления на "запрещенную" область происходит аппаратное прерывание. Технологию XBT поддерживает Windows XP SP2. Для программ, модифицирующих свой код при распаковке, предусмотрен "белый список", который доступен из панели управления (раздел System Properties/Advanced/Performance, закладка Data Execution Prevention). Такая защита эффективна от той части вирусов, которые распространяются через Интернет и используют системные буферы для загрузки своего кода, передавая управление на него, например, перезаписью адреса возврата в стеке.
Аналогичная технология в процессорах AMD называется EVP (Enhanced Virus Protection).
Pentium Extreme Edition
Pentium Extreme Edition 955 (2005):
технологический процесс — 65 нм;
тип корпуса — LGA-775;
L2 кэш — 2x2Мбайт;
тактовая частота 3,46 ГГц;
частота шины 1066 МГц;
чипсеты: i955X Express, i975X Express;
количество ядер — 2;
HT;
VT (Virtualization Technology, технология виртуализации), позволяет одной аппаратной платформе функционировать как множество виртуальных платформ, что повышает управляемость, сокращает вынужденное простаивание, предоставляет возможность одновременного использования своего окружения для каждого пользователя;
EM64T;
XBT (Execute Disable Bit).
Чипсет Intel 955X Express
Состав чипсета i955X Express (рис.):
i82955X MCH (Memory Controller/Hub, контроллер-концентратор памяти), тип корпуса — 1202 Flip Chip Ball Grid Array (FCBGA).
i82801GB/82801GR ICH7 (Input/Output Controller/Hub, контроллер-концентратор ввода-вывода), тип корпуса — 652 Micro Ball Grid Array (MBGA).
Рис. Структурная схема системы на чипсете i955X
Pentium D
Pentium D (2005):
тактовая частота 3,2 ГГц;
чипсет i945 Express;
количество ядер — 2;
Core 2 Duo
В 2006 году появился Core 2 Duo с новой микроархитектурой Intel Core:
65 нм;
291 млн. тран.;
FSB 1066 МГц;
Smart Cache L2;
Wide Dynamic Execution (внеочередное исполнение микроопераций) — до 4 команд за такт на ядро;
SSE4 (47 команд);
Чипсет Intel 965 Express
Один из чипсетов, поддерживающих процессоры Core 2 Duo, Pentium 4, Pentium D, Celeron D — Intel 965 Express.
Cостав Intel 965 Express (рис.):
i82Q965 (i82Q963, i82G965, i82P965) GMCH (Graphics Memory Controller/Hub, контроллер-концентратор памяти и графической (кроме i82P965) подсистемы), тип корпуса — 1226 Flip Chip Ball Grid Array (FCBGA).
i82801 ICH8 (Input/Output Controller/Hub, контроллер-концентратор ввода-вывода), тип корпуса — 652 Micro Ball Grid Array (mBGA).
Свойства i82965:
процессоры Intel Core2 Duo, Pentium 4, Pentium D, Celeron D;
533/800/1066 MT/s (133/200/266 MHz) FSB (Front Side Bus);
Hyper-Threading Technology (HT Technology);
DDR2-800/667/533, 8 GB максимум, до 12.8 GB/s;
x16 PCI Express;
x1 PCI Express 1.25 GHz — 2.5 Gb/s в обоих направлениях;
Intel Matrix Storage Technology (поддержка RAID);
Serial ATA (SATA) 3 Gb/s.
Рис. Структурная схема системы на чипсете Q965/G965 Express
Здесь:
ADD — Advanced Digital Display Card;
ADD2 — Advanced Digital Display Card – 2nd Generation;
MEC — Media Expansion Card;
DMI — Direct Media Interface;
SPI — Serial Peripheral Interface;
LPC — Low Pin Count;
GPIO — General Purpose Input Output.
Core 2 Extreme
Core 2 Extreme QX6700 (2006):
2,66 ГГц;
4 ядра.
AMD Stream
AMD Stream (2006) — воплощение синергетического эффекта слияния AMD и ATI. Его характеристики:
600 МГц;
основа — AMD R580 GPU: 48 shader processors, память GDDR3 1 Гбайт, 512-bit ring bus memory controller, 32-bit floating point precision, 360 Гфлопс, интерфейс с CPU — CTM (compute runtime driver);
плата PCI Express x16;
цена — $2600.
Несмотря на то, что Stream нигде не продавался (ко крайней мере в широкой продаже его не было), это был хороший задел для создания последующих графических процессоров AMD-ATI, которые уже в 2009 году достигли терабайтной производительности и при этом были доступны в широкой продаже.
Семейство VIA Eden ULV
Компания VIA Technologies, осмыслив результаты неудачной политики выпуска дешевых аналогов процессоров Intel x86, заняла перспективную нишу выпуска процессоров той же архитектуры, но с очень низким энергопотреблением.
Первым в этом ряду является семейство Eden ULV. Процессоры этого семейства работают с переменной тактовой частотой и не требуют применения систем активного охлаждения. Такая технология называется VIA PowerSaver. Она позволяет процессору менять тактовую частоту от 400 МГц до максимального значения в зависимости от потребностей за один такт.
Другие характеристики процессоров VIA Eden ULV:
корпус nanoBGA;
ядро Esther с технологией VIA CoolStream;
частота от 400 МГц до 1,5 ГГц в зависимости от модификации;
техпроцесс 90 нм;
рассеиваемая мощность при частоте 400 МГц — 2,5 Вт, 1 ГГц — 3,5 Вт, 1,5 ГГц — 7,5 Вт;
архитектура x86;
16-ступенчатый конвейер;
FPU, MMX, SSE2, SSE3;
кэш L1 и L2 по 128 Кбайт;
набор инструментов VIA PadLock Security Engine для обеспечения защиты информации;
защита от исполнения вредоносного кода (NX).
В конце августа 2007 года был выпущен процессор VIA Eden ULV с частотой 500 МГц и потребляемой мощностью 1 Вт.