Реферат: Современные процессоры Intel и AMD

<img src="/cache/referats/27862/image002.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1051">Министерство Образования и Науки Российской Федерации

ФедеральноеАгентство по Образованию Государственное Общеобразовательное Учреждение ВысшегоПрофиля

ТаганрогскийГосударственный Радиотехнический Университет

Реферат

на тему

Современные процессоры Intel и AMD.

Выполнил:

Волощенко А.П., гр. Э-25

Проверил:

ВишневецкийВ. Ю.

Таганрог 2005 г

ОГЛАВЛЕНИЕ

TOC o «1-3» h z u ВВЕДЕНИЕ…

PAGEREF _Toc122426690 h 2

Функции и строениепроцессора.

PAGEREF _Toc122426691 h 3

Особенности и различияпроцессоров Intel

и AMD… PAGEREF _Toc122426692 h 9

64-разрядныепроцессоры AMD и Intel

PAGEREF _Toc122426693 h 9

Отличия процессоровPentium и Celeron, Athlon и Duron.

PAGEREF _Toc122426694 h 12

Основные недостаткипроцессоров фирм AMD

и Intel PAGEREF _Toc122426695 h 12

Новые разработкикомпаний Intel

и AMD… PAGEREF _Toc122426696 h 13

Двуядерный процессор.

PAGEREF _Toc122426697 h 13

Технологии созданияпроцессора со сдвоенным ядром…

PAGEREF _Toc122426698 h 17

Сравнение

процессоров AMD Athlon 64 и Pentium 4 Extreme Edition. PAGEREF _Toc122426699 h 18

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…

PAGEREF _Toc122426700 h 21

Список литературы…

PAGEREF _Toc122426701 h 21

TOC o «1-3» h z u

ВВЕДЕНИЕ

Процессоры персональныхкомпьютеров отвечают единому стандарту, который задан фирмой Intel, мировым лидером в производствепроцессоров для ПК. В старых компьютерах мы можем найти процессоры типов PentiumII, PentiumIII, в новейших — Pentium4. Фирма AMDвыпускает процессоры, в общеманалогичные интеловским, но называются они немного иначе: K6 (пентиум второй), К7 или Athlon(пентиум третий). Поэтому AMD приходитсяпредугадывать будущее индустрии, иногда опережая Intel с ее полумиллиарднымидоходами. Предсказуемо появление новых идей у отстающей компании — для нее этоспособ выжить. Но неожиданно то, что иногда эти идеи принимает на вооружение иIntel. Речь идет о IBM-совместимых персональных компьютерах. На нашем рынке, как,впрочем, и в мире, их подавляющее большинство. В расчёте именно на этотстандарт пишутся игры, программы и прочее.

В основе любой ПЭВМ лежитиспользование микропроцессоров. Он является одним из самых важнейших устройствв компьютере, которым привычно характеризуют уровень производительности ПК.Микропроцессор является «мозгом» и «сердцем» компьютера. Он осуществляет выполнениепрограмм, работающих на компьютере, и управляет работой остальных устройствкомпьютера. Когда выбирают себе компьютер, первым делом выбирают себемикропроцессор, который будет соответствовать требованиям, тех или иных людей.От процессора зависит, как быстро будут запускаться программы, и даже насколькобыстро будет происходить процесс архивации данных в WinRAR, не говоря уже о создании трёхмернойанимации в 3DMAXStudio. Из всего выше сказанного, я считаю, что моя тема оченьактуальна и значима на сегодняшний день.

Цель моей работы состоитв том, чтобы провести сравнение нескольких самых популярных, на сегодняшнийдень, процессоров и выявить лидера среди них.

Функции истроение процессора

Микропроцессор — центральное устройство (или комплекс устройств) ЭВМ (или вычислительнойсистемы), которое выполняет арифметические и логические операции, заданныепрограммой преобразования информации, управляет вычислительным процессом икоординирует работу устройств системы (запоминающих, сортировальных, ввода —вывода, подготовки данных и др.). В вычислительной системе может быть несколькопараллельно работающих процессоров; такие системы называют многопроцессорными.Наличие нескольких процессоров ускоряет выполнение одной большой или нескольких(в том числе взаимосвязанных) программ. Основными характеристикамимикропроцессора являются быстродействие и разрядность. Быстродействие — эточисло выполняемых операций в секунду. Разрядность характеризует объёминформации, который микропроцессор обрабатывает за одну операцию: 8-разрядный процессорза одну операцию обрабатывает 8 бит информации, 32-разрядный — 32 бита.Скорость работы микропроцессора вомногом определяет быстродействие компьютера. Он выполняет всю обработку данных,поступающих в компьютер и хранящихся в его памяти, под управлением программы,также хранящейся в памяти. Персональные компьютеры оснащают центральнымипроцессорами различных мощностей.

Функции процессора:

·

обработкаданных по заданной программе путем выполнения арифметических и логическихопераций;

·

программноеуправление работой устройств компьютера.

Модели процессоров включают следующиесовместно работающие устройства:

·

Устройство управления (УУ).Осуществляет координацию работы всехостальных устройств, выполняет функции управления устройствами, управляетвычислениями в компьютере.

·

Арифметико-логическое устройство(АЛУ). Такназывается устройство для целочисленных операций. Арифметические операции,такие как сложение, умножение и деление, а также логические операции (OR, AND,ASL, ROL и др.) обрабатываются при помощи АЛУ. Эти операции составляютподавляющее большинство программного кода в большинстве программ. Все операциив АЛУ производятся в регистрах — специально отведенных ячейках АЛУ. В процессоре может быть несколько АЛУ. Каждоеспособно исполнять арифметические или логические операции независимо от других,что позволяет выполнять несколько операций одновременно. Арифметико-логическоеустройство выполняет арифметические и логическиедействия. Логические операции делятся на две простые операции: «Да» и«Нет» («1» и «0»). Обычно эти два устройствавыделяются чисто условно, конструктивно они не разделены.

·

AGU (Address Generation Unit) — устройство генерации адресов. Этоустройство не менее важное, чем АЛУ, т.к. оно отвечает за корректную адресациюпри загрузке или сохранении данных. Абсолютная адресация в программахиспользуется только в редких исключениях. Как только берутся массивы данных, впрограммном коде используется косвенная адресация, заставляющая работать AGU.

·

Математический сопроцессор (FPU). Процессор может содержать несколькоматематических сопроцессоров. Каждый из них способен выполнять, по меньшеймере, одну операцию с плавающей точкой независимо от того, что делают другиеАЛУ. Метод конвейерной обработки данных позволяет одному математическому сопроцессорувыполнять несколько операций одновременно. Сопроцессор поддерживаетвысокоточные вычисления как целочисленные, так и с плавающей точкой и, крометого, содержит набор полезных констант, ускоряющих вычисления. Сопроцессорработает параллельно с центральным процессором, обеспечивая, таким образом,высокую производительность. Система выполняет команды сопроцессора в томпорядке, в котором они появляются в потоке. Математический сопроцессорперсонального компьютера IBM PCпозволяет ему выполнять скоростные арифметические и логарифмические операции, атакже тригонометрические функции с высокой точностью.

·

Дешифратор инструкций (команд). Анализируетинструкции в целях выделения операндов и адресов, по которым размещаютсярезультаты. Затем следует сообщение другому независимому устройству о том, чтонеобходимо сделать для выполнения инструкции. Дешифратор допускает выполнениенескольких инструкций одновременно для загрузки всех исполняющих устройств.

·

Кэш-память. Особая высокоскоростная памятьпроцессора. Кэш используется в качестве буфера для ускорения обмена даннымимежду процессором и оперативной памятью, а также для хранения копий инструкцийи данных, которые недавно использовались процессором. Значения из кэш-памятиизвлекаются напрямую, без обращения к основной памяти. При изученииособенностей работы программ было обнаружено, что они обращаются к тем или инымобластям памяти с различной частотой, а именно: ячейки памяти, к которымпрограмма обращалась недавно, скорее всего, будут использованы вновь. Предположим,что микропроцессор способен хранить копии этих инструкций в своей локальнойпамяти. В этом случае процессор сможет каждый раз использовать копию этихинструкций на протяжении всего цикла. Доступ к памяти понадобиться в самомначале. Для хранения этих инструкций необходим совсем небольшой объём памяти.Если инструкции в процессор поступают достаточно быстро, то микропроцессор небудет тратить время на ожидание. Таким образом экономиться время на выполнениеинструкций. Но для самых быстродействующих микропроцессоров этого недостаточно.Решение данной проблемы заключается в улучшении организации памяти. Памятьвнутри микропроцессора может работать со скоростью самого процессора.

1.

Кэш первого уровня (L1 cache).Кэш-память, находящаяся внутри процессора. Она быстрее всехостальных типов памяти, но меньше по объёму. Хранит совсем недавноиспользованную информацию, которая может быть использована при выполнениикоротких программных циклов.

2.

Кэш второго уровня (L2 cache).Такженаходится внутри процессора. Информация, хранящаяся в ней, используется реже,чем информация, хранящаяся в кэш-памяти первого уровня, но зато по объёмупамяти он больше.

3.

Кэш третьего уровня (L3 cache). Находитьсявнутри процессора. По объему больше чем память первого и второго уровней(512Кб-2Мб).Увеличивает пропускную способность памяти.

4.

Основная память.Намного больше по объёму, чем кэш-память, и значительно менеебыстродействующая.

Многоуровневая кэш-памятьпозволяет снизить требования наиболее производительных микропроцессоров к быстродействиюосновной динамической памяти. Так, если сократить время доступа к основнойпамяти на 30%, то производительность хорошо сконструированной кэш-памятиповыситься только на 10-15%. Кэш-память, как известно, может достаточно сильновлиять на производительность процессора в зависимости от типа исполняемыхопераций, однако ее увеличение вовсе не обязательно принесет увеличение общейпроизводительности работы процессора. Все зависит от того, насколько приложениеоптимизировано под данную структуру и использует кэш, а также от того,помещаются ли различные сегменты программы в кэш целиком или кусками.

Кэш-память не только повышаетбыстродействие микропроцессора при операции чтения из памяти, но в ней такжемогут храниться значения, записываемые процессором в основную память; записатьэти значения можно будет позже, когда основная память будет не занята. Такаякэш-память называется кэшем с обратной записью (write back cache). Еёвозможности и принципы работы заметно отличаются от характеристик кэша со сквознойзаписью (write through cache), который участвует только в операции чтения изпамяти.

·

Шина — это канал пересылки данных,используемый совместно различными блоками системы. Шина может представлятьсобой набор проводящих линий в печатной плате, провода, припаянные к выводамразъемов, в которые вставляются печатныеплаты, либо плоский кабель. Информацияпередается по шине в виде групп битов. В состав шины для каждого бита словаможет быть предусмотрена отдельная линия (параллельная шина), или все биты словамогут последовательно во времени использовать одну линию (последовательнаяшина). К шине может быть подключено много приемныхустройств — получателей. Обычно данные на шине предназначаются только дляодного из них. Сочетание управляющих и адресных сигналов, определяет для когоименно. Управляющая логика возбуждает специальные стробирующие сигналы, чтобы указать получателю, когда емуследует принимать данные. Получатели и отправители могут быть однонаправленными (т.е. осуществлять только либо передачу, либоприем) и двунаправленными (осуществлять и то и другое). Однако самая быстраяпроцессорная шина не сильно поможет, если память не сможет доставлять данные ссоответствующей скоростью.

Типы шин:

1.

Шина данных.Служит для пересылки данных между процессором и памятью или процессором иустройствами ввода-вывода. Эти данные могут представлять собой как командымикропроцессора, так и информацию,которую он посылает в порты ввода-вывода или принимает оттуда.

2.

Шина адресов.Используется ЦП для выбора требуемой ячейки памяти или устройства ввода-выводапутем установки на шине конкретного адреса, соответствующего одной из ячеекпамяти или одного из элементов ввода-вывода, входящих в систему.

3.

Шина управления.По ней передаются управляющие сигналы, предназначенные памяти и устройствам ввода-вывода. Эти сигналы указываютнаправление передачи данных (в процессор или из него).

·

BTB(Branch Target Buffer) — буферцелейветвления. В этой таблице находятся все адреса,куда будет или может быть сделан переход. Процессоры Athlon еще используюттаблицу истории ветвлений (BHT — Branch History Table), которая содержитадреса, по которым уже осуществлялись ветвления.

·

Регистры — это внутренняя память процессора.Представляют собой ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, а такжевнутренние носители информации микропроцессора. Регистр является устройствомвременного хранения данных, числа или команды и используется с целью облегченияарифметических, логических и пересылочных операций. Над содержимым некоторых регистровспециальные электронные схемы могут выполнять некоторые манипуляции. Например,«вырезать» отдельные части команды для последующего их использованияили выполнять определенные арифметические операции над числами. Основнымэлементом регистра является электронная схема, называемая триггером,которая способна хранить одну двоичную цифру (разряд). Регистрпредставляет собой совокупность триггеров, связанных друг с другом определённымобразом общей системой управления. Существует несколько типов регистров,отличающихся видом выполняемых операций. Особенностии различия процессоров Intel и AMD64-разрядные процессоры AMD иIntel

Технология

Intel придерживаетсястандартаEPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing). Данная технология создавалась специальнодля крупных серверов и некоторых рабочих станций. Возможности EPICогромны: во-первых, это высокаяскорость выполнения операций с плавающей запятой. Во-вторых, поддержкараспараллеливания. И, в-третьих, благодаря улучшению считывания данных изпамяти, скорость обмена информацией резко возрастает.

AMDизбрал инойпуть к 64-разрядности. Производители прибавили 32 к уже имеющимся разрядам иполучили новую архитектуру x86-64. Новая технология отличается от старой лишь префиксом64. В новом процессоре был сделан ряд улучшений, в первую очередь ядрапроцессора. Это позволило получить новый уровень быстродействия как для 32, таки для 64-разрядных систем.

Итоги: AMDпереходит на новый уровень безприменения новых технологий. Это приводит к полной совместимости как 32, так и64-разрядных приложений. Intelже стремится показать себя лишь в 64 разрядах.

Архитектура

В новых процессорах былисделаны большие изменения, которые повлекли за собой производительность исовместимость со старыми платформами.

В AMDбыли добавлены режимы совместимостии 64-битные адресные регистры. Они позволяют расширить адресуемое пространствооперативной памяти и избавиться от существующего ограничения в 4 Гб, котороесоздает ощутимые трудности при построении систем обработки информации. Дляускорения работы с памятью используется технология NUMA, позволяющая работать напрямую спамятью, минуя системную шину и набор микросхем. Такое нововведение былоназвано HyperTransportи появилось в первом чипсете Golem.

В Intelвсе намного сложнее. Из-заинтенсивного пути развития, компания в корне поменяла архитектуру.

1. Режимы совместимости со старымиплатформами.

2. Уменьшение количества ошибок, таккак против них созданы две независимых технологии. Главной является EMCA, которая позволяет вести контроль ипротоколирование всех ошибок, возникающих во время работы процессора. Ивторостепенная технология ECC, позволяющая предварительно обрабатывать код и вестиконтроль четности.

3. Поддержка многопроцессорности. Таккак компания Intelориентировала свой процессор для крупных серверов, то позаботилась и омультипроцессорности. Процессор был снабжен рядом микросхем, которые позволяютвести быстрый обмен с памятью. Теперь для работы с «мозгами» используютсяметоды чередования, буфериз

еще рефераты

Еще работы по компьютерам и переферийным устройствам

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Переход на 64-битные операционные системы

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Основные и периферийные устройства компьютера

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Архитектура персонального компьютера

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Понятие системного и служебного (сервисного) программного обеспечения. Гибкие мониторы

29 Августа 2013