7. Поколения процессоров

Для того чтобы лучше себе представить, как модели процессоров распределяются по поколениям и для того, чтобы освежить в памяти материал прошлого урока имеет смысл составить некую сводную таблицу, часть содержания которой вам уже известна, а часть станет понятна во время чтения этого урока и следующего урока по теме "Процессоры".

Обращаю ваше внимание на то, что процессоры Cyrix при составлении этой таблицы в рассмотрение принимать не будем из-за того, что, хотя современные процессоры этой фирмы по формальным признакам (например, по тактовой частоте) и сопоставимы с современными процессорами Intel и AMD, на самом деле по быстродействию отстают от них настолько сильно, что не могут составить сколько-нибудь серьезную конкуренцию, особенно если учесть то, что стоимость процессоров Cyrix отнюдь не пропорциональна их производительности.

Данные по старым процессорам до Pentium'а I включительно следует рассматривать лишь как некий справочный материал, в настоящее время интерес представляющий лишь для историков развития вычислительной техники. Процессорные разъемы для поколений до 5-го также не представляют практического интереса, поэтому в таблице они не приведены.

Примечание: обозначение X5 относится только к модели 5x86.

Особенности архитектуры 3-его, 4-го и 5-го поколений процессоров

Прежде чем продолжить рассказ о процессорах, попробуем для лучшего понимания того, как они развивались, перечислить нововведения или изменения в архитектуре различных поколений с краткими пояснениями.

3-е поколение. Защищенный режим работы процессора (правда, впервые он был реализован в 286-ых процессорах, но активно использоваться начал лишь в 386-ых).

4-е поколение. Встроенный сопроцессор (правда, были модели, в которых он был отключен) и конвейер (специальное устройство, реализующее такой метод обработки команд внутри микропроцессора, при котором исполнение команды разбивается на несколько этапов). Конвейер в 486-ом процессоре состоял из следующих 5 этапов: выборки команды из кэш- или оперативной памяти; декодирования команды; генерации адреса, при которой определялись адреса операндов в памяти; выполнения операции с помощью арифметическо-логического устройства; записи результата.

5-е поколение. Два конвейера (суперскалярное исполнение), два встроенных кэша (один - для команд, второй - для обрабатываемых данных), новый набор команд - ММХ (в Pentium MMX) и шина данных вдвое шире, чем в 486-ых, - 64 бита.

8. Разновидности процессоров

9. Cisc-процессоры

Complex instruction set computer — вычисления со сложным набором команд. Процессорная архитектура, основанная на усложнённом наборе команд. Типичными представителями CISC являются микропроцессоры семейства x86 (хотя уже много лет эти процессоры являются CISC только по внешней системе команд: в начале процесса исполнения сложные команды разбиваются на более простые микрооперации (МОП’ы), исполняемые RISC-ядром).

10. Risc-процессоры

Reduced instruction set computer — вычисления с упрощённым набором команд (в литературе слово «reduced» нередко ошибочно переводят как «сокращённый»). Архитектура процессоров, построенная на основе упрощённого набора команд, характеризуется наличием команд фиксированной длины, большого количества регистров, операций типа регистр-регистр, а также отсутствием косвенной адресации. Концепция RISC разработана Джоном Коком (John Cocke) из IBM Research, название придумано Дэвидом Паттерсоном (David Patterson).

Упрощение набора команд призвано сократить конвейер, что позволяет избежать задержек на операциях условных и безусловных переходов. Однородный набор регистров упрощает работу компилятора при оптимизации исполняемого программного кода. Кроме того, RISC-процессоры отличаются меньшим энергопотреблением и тепловыделением.

Среди первых реализаций этой архитектуры были процессоры MIPS, PowerPC, SPARC, Alpha, PA-RISC. В мобильных устройствах широко используются ARM-процессоры.