work out (Процессоры), страница 2

9433 - выпущен на 33 рабочей неделе 1994 года;

DPD - шифр серии (wafer number);

2.5.2. Версия процессора.

Просите данные о версии процессора. Сравните версию процес­сора, который Вам предлагают с процессорами Intel 800-468-3548 или AMD 800-222-9323, так как более ранние версии процессоров имеют ошибки и различные дефекты.

2.5.3. Demo-образцы.

Никогда не платите полную цену за demo-образцы. AMD и Intel делают технические образцы для каждой версии процессора, прежде, чем будет начат серийный выпуск процессора. Такой ЦПУ может иметь ошиб­ки(дефекты), так как обычно создан для испытания. Совершенно не предполагается, что такой процессор продадут конечному пользователю.

Hапример:

Нормальная версия (normal version): i486DX-33:

Разработка образцов (engineering samples): i486DX-33 E

2.5.4. Перемаркированные процессоры.

Перемаркированные процессоры (remaked CPUs) - это процессо­ры, которые разгоняют сильнее, чем оригинальные для более высокой це­ны и прибыли. Эти действия считаются незаконными. Использование та­кого ЦПУ всегда рискованно. Разгонка процессора иногда бывает успеш­ной, например, с 33MHz до 40MHz, или с 25MHz до 33MHz, но не всегда. Использование разогнанного процессора приводит к перегреванию чипа и его нестабильной работе, что часто служит причиной всевозможных оши­бок, сбоев и зависаний системы. Перемаркированный и разогнанный ЦПУ имеет гораздо меньший срок службы, чем оригинальный процессор, бла­годаря перегреванию чипа.

3. Процессоры фирмы Intel.

3.1. Современная микропроцессорная технология фирмы Intel.

Достижения фирмы Intel в искусстве проектирования и произ­водства полупроводников делают возможным производить мощные микроп­роцессоры в все более малых корпусах. Разработчики микропроцессоров в настоящее время работают с комплиментарным технологическим процессом метал – оксид полупроводник (CMOS) с разрешением менее, чем микрон.

Использование субмикронной технологии позволяет разработчи­кам фирмы Intel располагать больше транзисторов на каждой подложке. Это сделало возможным увеличение количества транзисторов для се­мейства X86 от 29,000 в 8086 процессоре до 1,2 миллионов в процессо­ре Intel486 DX2, с наивысшим достижением в Pentium процессоре. Вы­полненный по 0.8 микронной BiCMOS технологии, он содержит 3.1 мил­лиона транзисторов. Технология BiCMOS объединяет преимущества двух технологий: биполярной (скорость) и CMOS ( малое энергопотребление ). С помощью более, чем в два раза большего количества транзисторов Pentium процессора по сравнению с Intel486, разработчики поместили на подложке компоненты, ранее располагавшимися снаружи процессора. Наличие компонентов внутри уменьшает время доступа, что существенно увеличивает производительность. 0.8 микронная технология фирмы Intel использует трехслойный металл и имеет уровень, более высокий по сравнению с оригинальной 1.0 микронной технологией двухслойного ме­талла, используемой в процессоре Intel486.

3.2. Первые процессоры фирмы Intel.

За 20-летнюю историю развития микропроцессорной техники, ве­дущие позиции в этой области занимает американская фирма Intel (INTegral ELectronics). До того как фирма Intel начала выпускать микрокомпьютеры, она разрабатывала и производила другие виды интег­ральных микросхем. Главной ее продукцией были микросхемы для кальку­ляторов. В 1971 г. она разработала и выпустила первый в мире 4-бит­ный микропроцессор 4004. Фирма первоначально продавала его в качес­тве встроенного контроллера (что-то вроде средства управления улич­ным светофором или микроволновой печью). 4004 был четырехбитовым, т.е. он мог хранить, обрабатывать и записывать в память или считы­вать из нее четырехбитовые числа. После чипа 4004 появился 4040, но 4040 поддерживал внешние прерывания. Оба чипа имели фиксированное число внутренних индексных регистров. Это означало, что выполняемые программы были ограничены числом вложений подпрограмм до 7.

В 1972 г., т.е. спустя год после появления 4004, Intel вы­пустила очередной процессор 8008, но подлинный успех ей принес 8-битный микропроцессор 8080, который был объявлен в 1973 г. Этот микропроцессор получил очень широкое распространение во всем мире. Сейчас в нашей стране его аналог - микропроцессор KP580ИК80 приме­няется во многих бытовых персональных компьютерах и разнообразных контроллерах. С чипом 8080 также связано появление стека внешней па­мяти, что позволило использовать программы любой вложенности.

Процессор 8080 был основной частью первого небольшого ком­пьютера, который получил широкое распространение в деловом мире. Операционная система для него была создана фирмой Digital Research и называлась Control Program for Microcomputers (CP/M).

3.3. Процессор 8086/88.

В 1979 г. фирма Intel первой выпустила 16-битный микропро­цессор 8086, возможности которого были близки к возможностям процес­соров миникомпьютеров 70-х годов. Микропроцессор 8086 оказался "пра­родителем" целого семейства, которое называют семейством 80x86 или х86.

Hесколько позже появился микропроцессор 8088, архитектурно повторяющий микропроцессор 8086 и имеющий 16-битный внутренние ре­гистры, но его внешняя шина данных составляет 8 бит. Широкой попу­лярности микропроцессора способствовало его применение фирмой IBM в персональных компьютерах PC и PC/XT.

3.4. Процессор 80186/88.

В 1981 г. появились микропроцессоры 80186/80188, которые сохраняли базовую архитектуру микропроцессоров 8086/8088, но содер­жали на кристалле контроллер прямого доступа к памяти, счетчик/тай­мер и контроллер прерываний. Кроме того, была несколько расширена система команд. Однако широкого распространения эти микропроцессоры (как и персональные компьютеры PCjr на их основе), не получили.

3.5. Процессор 80286.

Следующим крупным шагом в разработке новых идей стал микроп­роцессор 80286, появившийся в 1982 году. При разработке были учтены достижения в архитектуре микрокомпьютеров и больших компьютеров. Процессор 80286 может работать в двух режимах: в режиме реального адреса он эмулирует микропроцессор 8086, а в защищенном режиме вир­туального адреса (Protected Virtual Adress Mode) или P-режиме пре­доставляет программисту много новых возможностей и средств. Среди них можно отметить расширенное адресное пространство памяти 16 Мбайт, появление дескрипторов сегментов и дескрипторных таблиц, на­личие защиты по четырем уровням привилегий, поддержку организации виртуальной памяти и мультизадачности. Процессор 80286 применяется в ПК PC/AT и младших моделях PS/2.

3.6. Процессор 80386.

При разработке 32-битного процессора 80386 потребовалось ре­шить две основные задачи - совместимость и производительность. Пер­вая из них была решена с помощью эмуляции микропроцессора 8086 - ре­жим реального адреса (Real Adress Mode) или R-режим.

В Р – режиме процессор 80386 может выполнять 16-битные прог­раммы (код) процессора 80286 без каких-либо дополнительных модифика­ций. Вместе с тем, в этом же режиме он может выполнять свои "естес­твенные" 32-битные программы, что обеспечивает повышение производи­тельности системы. Именно в этом режиме реализуются все новые воз­можности и средства процессора 80386, среди которых можно отметить масштабированную индексную адресацию памяти, ортогональное использо­вание регистров общего назначения, новые команды, средства отладки. Адресное пространство памяти в этом режиме составляет 4 Гбайт.

Микропроцессор 80386 дает разработчику систем большое число новых и эффективных возможностей, включая производительность от 3 до 4 миллион операций в секунду, полную 32-битную архитектуру, 4 гига­битное (2 байт) физическое адресное пространство и внутреннее обес­печение работы со страничной виртуальной памятью.

Несмотря на введение в него последних достижений микропро­цессорной техники, 80386 сохраняет совместимость по объектному коду с программным обеспечением, в большом количестве написанным для его предшественников, 8086 и 80286. Особый интерес представляет такое свойство 80386, как виртуальная машина, которое позволяет 80386 пе­реключаться в выполнении программ, управляемых различными операцион­ными системами, например, UNIX и MS-DOS. Это свойство позволяет производителям оригинальных систем непосредственно вводить приклад­ное программное обеспечение для 16-битных машин в системе на базе 32-битных микропроцессоров. Операционная система P-режима может соз­давать задачу, которая может работать в режиме виртуального процес­сора 8086 (Virtual 8086 Mode) или V-режим. Прикладная программа, ко­торая выполняется в этом режиме, полагает, что она работает на про­цессоре 8086.

32-битная архитектура 80386 обеспечивает программные ресур­сы, необходимые для поддержки "больших " систем, характеризуемых операциями с большими числами, большими структурами данных, больши­ми программами (или большим числом программ) и т.п. Физическое ад­ресное пространство 80386 состоит из 2 байт или 4 Гбайт; его логи­ческое адресное пространство состоит из 2 байт или 64 терабайт (Тбайт). Восемь 32-битных общих регистров 80386 могут быть взаимоза­меняемо использованы как операнды команд и как переменные различных способов адресации. Типы данных включают в себя 8-, 16- или 32-бит­ные целые и порядковые, упакованные и неупакованные десятичные, ука­затели, строки бит, байтов, слов и двойных слов. Микропроцессор 80386 имеет полную систему команд для операций над этими типами дан­ных, а также для управления выполнением программ. Способы адресации 80386 обеспечивают эффективный доступ к элементам стандартных струк­тур данных: массивов, записей, массивов записей и записей, содержа­щих массивы.

Микропроцессор 80386 реализован с помощью технологии фирмы Intel CH MOSIII - технологического процесса, объединяющего в себе возможности высокого быстродействия технологии HMOS с малым потреб­лением технологии кмоп. Использование геометрии 1,5 мкм и слоев ме­таллизации дает 80386 более 275000 транзисторов на кристалле. Сей­час выпускаются оба варианта 80386, работающих на частоте I2 и I6 МГц без состояний ожидания, причем вариант 80386 на 16 МГц обеспечи­вает скорость работы 3-4 миллиона операций в секунду.

Микропроцессор 80386 разделен внутри на 6 автономно и парал­лельно работающих блоков с соответствующей синхронизацией. Все внут­ренние шины, соединяющие эти блоки, имеют разрядность 32 бит. Конве­йерная организация функциональных блоков в 80386 допускает времен­ное наложение выполнения различных стадий команды и позволяет однов­ременно выполнять несколько операций. Кроме конвейерной обработки всех команд, в 80386 выполнение ряда важных операций осуществляется специальными аппаратными узлами. Блок умножения/деления 80386 может выполнять 32-битное умножение за 9-41 такт синхронизации, в зависи­мости от числа значащих цифр; он может разделить 32-битные операнды за 38 тактов (в случае чисел без знаков) или за 43 такта (в случае чисел со знаками). Регистр группового сдвига 80386 может за один такт сдвигать от 1 до 64 бит. Обращение к более медленной памяти (и­ли к устройствам ввода/вывода) может производиться с использованием конвейерного формирования адреса для увеличения времени установки данных после адреса до 3 тактов при сохранении двухтактных циклов в процессоре. Вследствие внутреннего конвейерного формирования адреса при исполнении команды, 80386, как правило, вычисляет адрес и опре­деляет следующий магистральный цикл во время текущего магистрально­го цикла. Узел конвейерного формирования адреса передает эту опере­жающую информацию в подсистему памяти, позволяя, тем самым, одному банку памяти дешифрировать следующий магистральный цикл, в то время как другой банк реагирует на текущий магистральный цикл.

3.7. Процессор 80486.

В 1989 г. Intel представила первого представителя семей­ства 80х86, содержащего более миллиона (а точнее, 1,2 миллиона) транзисторов в чипе. Этот чип во многом сходен с 80386. Он на 100% программно совместим с микроп­роцессорами 386(ТМ) DX & SX. Один миллион транзисторов объединенной кэш-памяти (сверхбыстрой оперативной памяти), вместе с аппаратурой для выполнения операций с плавающей запятой и управлением памяти на одной микросхеме, тем не менее поддерживают программную совмести­мость с предыдущими членами семейства процессоров архитектуры 86. Часто используемые операции выполняются за один цикл, что сравнимо со скоростью выполнения RISC-команд. Восьмикилобайтный унифицирован­ный кэш для кода и данных, соединенный с шиной пакетного обмена дан­ными со скоростью 80/106 Мбайт/сек при частоте 25/33 Мгерц гаранти­руют высокую производительность системы даже с недорогими дисками (DRAM). Новые возможности расширяют многозадачность систем. Новые операции увеличивают скорость работы с семафорами в памяти. Оборудо­вание на микросхеме гарантирует непротиворечивость кэш-памяти и под­держивает средства для реализации многоуровневого кэширования. Встроенная система тестирования проверяет микросхемную логику, кэш-память и микросхемное постраничное преобразование адресов памя­ти. Возможности отладки включают в себя установку ловушек кон­трольных точек в выполненяемом коде и при доступе к данным. Процес­сор i486 имеет встроенный в микросхему внутренний кэш для хранения 8Кбайт команд и данных. Кэш увеличивает быстродействие системы, от­вечая на внутренние запросы чтения быстрее, чем при выполнении цик­ла чтения оперативной памяти по шине. Это средство уменьшает также использование процессором внешней шины. Внутренний кэш прозрачен для работающих программ. Процессор i486 может использовать внешний кэш второго уровня вне микросхемы процессора. Обычно внешний кэш позво­ляет увеличить быстродействие и уменьшить полосу пропускания шины, требуемую процессором i486.

3.7.1.Процессор i486SX

Появление нового микропроцессора i486SX фирмы Intel  вполне можно считать одним из важнейших событий 1991 года. Уже

предварительные испытания показали, что компьютеры на базе i486SX с тактовой частотой 20 МГц работают быстрее (примерно на 40%) компьютеров, основанных на i80386DX с тактовой частотой 33 МГц. Микропроцессор i486SX, подобно оригинальному i486DX, содержит на кристалле и кэш-память, а вот математический сопроцессор у него заблокирован. Значительная экономия (благодаря исключению затрат на тестирование сопроцессора) позволила фирме Intel существенно снизить цены на новый микропроцессор. Надо сказать, что если микропроцессор i486DX был ориентирован на применение в сетевых серверах  и рабочих станциях, то i486SX послужил отправной точкой для создания мощных настольных компьютеров. Вообще говоря, в семействе микропроцессоров i486 предусматривается несколько новых возможностей для построения мультипроцессорных систем: соответствующие команды поддерживают механизм семафоров памяти, аппаратно - реализованное выявление недостоверности строки кэш-памяти обеспечивает согласованность между несколькими модулями кэш-памяти и т.д. Для микропроцессоров семейства i486 допускается адресация физической памяти размером 64 Тбайт

3.8. Intel OverDrive процессор.