Архитектура и характеристики процессора

Архитектура ПЭВМ определяется основными компонентами устанавливаемыми на системной плате ЭВМ.

Основные компоненты:

1. Центральный процессор

2. Оперативная память

3. Системные устройства и интерфейсные средства, управляющие системные ресурсами ПЭВМ и связывающие между собой центральный процессор, память и остальные компоненты. Сюда входят генератор тактовых импульсов, системный таймер, системная память МОС часы реального времени RTC, DMA-контроллер, контроллер прерываний, контроллеры периферийных устройств (жесткий диск, клавиатура, аудио), контроллеры интерфейсов для подключения периферийных устройств (IDE, SATA, USB) и разъемы шин расширения.

Основные характеристики процессора:

1) Быстродействие – количество операций в секунду (MIPS). Зависит от количества тактов затрачиваемых на 1 машинный цикл.

2) Тактовая частота – количество тактов в секунду (Гц).

3) Частота системной шины (фронтальная шина)

4) Разрядность (шины адреса и шины данных).

5) Объем адресуемой памяти

Разрядность	Процессор	Шина данных	Шина адреса	Адресная память	Частота	быстродействие
IA – 4	I40 04	4	12	4КБ	740 КГц	0,06
IA – 8	I80 08	8	14	16КБ	500КГц	0,05
	I8080	8	16	64КБ	2 МГц	0,64
Разрядность	Процессор	Шина данных	Шина адреса	Адресная память	Частота	быстродействие
IA – 16	I8086	16	20	1 Мб	5…10 МГц	0,33…0,75
	I80286	16	24	16Мб	6МГц	0,9
IA – 32	I 80389	32	32	4Гб	16…32МГц	5-6…11,4
	Ш80486	32	32	4Гб	25…50МГц	20…41
IA – 64	itanium	64	64	16Эб	733МГц	до 6-ти инструкций за такт
	Intel Xeon

2⁶⁰-Эксби= 10¹⁸ экса

Для всех процессоров семейства х86 (применяемых в IBM PC совместимых компьютерах) характерна принадлежность к единой архитектурной линии IA (Intel Arhitecrura) в которой процессоры следующих моделей вбирают в себя практически все инструкции и свойства предыдущих (принцип обратной совместимости).

Архитектура процессора – это его программная модель (программно видимые свойства)

Микроархитектура процессора (внутренняя реализация программной модели). Различные микроархитектурные реализации направлены на повышение быстродействия (производительности):

• применение RISC-ядра для исполнения микрокоманд

• конвейеризация выполнения инструкций

• распараллеливание выполнения инструкций (суперскалярный процессор – этот тот которые имеет более одного конвейера)

• предсказание переходов и на его основе спекулятивное исполнение