Сучасні мікропроцесори компанії АМD

Успішну конкуренцію микропроцессорам Intel становить продукція компанії AMD. З показників мікропроцесори цієї компанії займають лідируючу позицію. Окремі цікаві архитектурно-технические рішення, вперше застосовані в мікропроцесорах AMD, згодом набули поширення в виробах інших виробників, зокрема й у мікропроцесорах компанії Intel.

Микропроцессор К5

Протягом кількох років AMD, відстаючи від Intel по крайнього заходу одне покоління мікропроцесорів, покладалася здебільшого ліцензований технологію і виникає вносила незначні конструктивні зміни у випущені мікропроцесори. Поява мікропроцесора Pentium створило лля AMD пряму загрозу витіснення з ринку, що стимулювало компанію до інтенсифікації робіт зі створення нового сімейства х86-совместимых мікропроцесорів. Роботи над К5 розпочато, коли ще було відомі подробиці про процесорі Pentium. Інженерам AMD довелося розробляти власну микроархитектуру, забезпечуючи у своїй сумісність до існуючого програмним забезпеченням для процесорів х86.

Спочатку AMD планувала розпочати поставки свого мікропроцесора з тактовою частотою 100—120 МГц в 1995 року, однак було випущено лише кілька тисяч таких процесорів, які тактова частота становила всього 75 МГц. Основні поставки К5 почалися першому кварталі 1996 року, коли компанія перейшла на 0,35 мкм технологію, розроблену що з Hewlett-Packard. Це й дозволило довести число транзисторів до 4,2 млн на кристалі площею 167 мм².

К5 ]68] — це перший мікропроцесор AMD, під час створення якого використовувалася ніяка інтелектуальну власність Intel (крім микрокода), до того ж час, він має кращої проти процесорами Intel продуктивністю. Багато докладання, такі як Microsoft Excel, Word, CorelDRAW, працювали на процесорах серії К5 на 30% швидше, ніж Pentium з тією ж тактовою частотою. Така продуктивність досягалася переважно з допомогою збільшеного обсягу кеш-пам'яті і більше прогресивної суперскалярной архітектури. Використовувана в мікропроцесорах AMD архітектура RISC86 .

Як відомо, команди х86 відрізняє змінна довжина і складна структура, що утрудняють їх декодування і аналіз існуючих залежностей між інструкціями за даними. У запропонованій AMD архітектурі декодер, являє собою найскладніше для неї частина мікропроцесора, раз бивает довгі CISC-инструкции на невеликі RISC-подобные комгюнен ти, звані ROP (RISC-операции).

ROP нагадують команди микрокода мікропроцесорів х86. Перші мікропроцесори з архітектурою х86 виконували свій складний набір микрокоманд, вибираючи з внутрішньої постійної пам'яті микрокод. У світлі останніх мікропроцесорах х86 використання микрокода зведено до мінімуму шляхом застосування простих команд та його апаратної реалізації.

На відміну від Pentium, замість двох конвеєрів для паралельного виконання двох цілочислових операцій, К5 має шість паралельно функціонуючих блоків. Поруч із целочисленными операціями можуть виконуватися інструкції з плаваючою точкою, загрузки/сохранения чи переходу. Блок загрузки/сохранения може один цикл вибирати з пам'яті дві інструкції. Іншим відзнакою від Pentium і те, що К5 може змінювати послідовність виконуваних команд.

Блок операцій з плаваючою точкою (FPU) відповідає стандартам х86, проте за продуктивності кілька поступається FPU процесора Pentium.

Використане в архітектурі К5 поєднання принципів CISC і RISC дозволило подолати обмеження набору команд х86. Ціною збільшення складності процесора AMD вдалося підвищити його продуктивність, зберігши сумісність і системи команд х86. Останнє дуже важлива з урахуванням широкої поширеності програмного забезпечення з цією мікропроцесорної архітектури.

Микропроцессор К6

Микропроцессор К6 був выпушен 1997 року за технологією КМОП 0,35 мкм з пятислойной металізацією, містив 8,8 млн транзисторів на кристалі площею 162 мм², працювали з тактовими частотами 166, 200 і 233 МГц і встановлювався в розняття Socket 7.

Як і К5, в К6 застосували суперскалярная архітектура RISC86 з роздільним декодированием/исполнением команд, забезпечує наступність із системою команд х86 і досягнення високої продуктивності, властивої микропроцессорам шостого покоління. К6 оснащено мультимедійним розширенням системи команд— ММХ. За продуктивністю К6 при одному й тому ж тактовою частоті істотно перевершував Pentium ММХ і він порівняти з Pentium Pro. На відміну від Pentium Pro, К6 однаково успішно працював, як з 32-разрядными, і з 16-разрядными додатками.

Висока продуктивність процесора забезпечувалася завдяки ряду нових архітектурних і технологічні рішення.

· У процесорі виконується преддекодирование команд х86 за її вибірці в кеш-пам'яті. Кожна команда в кеш-пам'яті першого рівня постачається бітами преддекодирования, указывающими усунення початку наступного команди у кеш-пам'яті (від I до 15 байт).

· К6 містить внутрішню роздільне кеш-пам'ять першого рівня по 32 Кбайт для даних, і команд.

· У процесорі реалізований високопродуктивну блок обчислень з плаваючою точкою.

· Є високопродуктивну блок мультимедійних операцій стандарту ММХ.

· Використовується множинне декодування х86-инструкций в однотактовые RISC-операции (ROP).

· Процесор містить паралельні дешифраторы, централізований планувальник операцій та сім виконавчих блоків, що забезпечують суперскалярное виконання інструкцій в шестиступенчатом конвеєрі.

· У процесорі використовується спекулятивне виконання зі зміною послідовності команд, попередня посилка даних, перейменування регістрів.

На початку 1998 року було випущені варіанти процесора за технологією 0,25 мкм з п'ятьма верствами металізації для тактових частот 266 МГц і 300 МГц.

Микропроцессор К7

Микропроцессор для наступного покоління — К7 (кодове ім'я Athlon) був випущений у червні 1999 року . К7 містить понад 22 млн транзисторів на кристалі площею 184 мм² і відпочатку проведено за технології 0,25 мкм із шостої верствами металізації* для тактових частот 500, 550, 600 і 650 МГц. Згодом, із переходом технологію 0,18 мкм, частота було збільшено до 1 ГГц і від. Напруга харчування мікропроцесора становить 1,6 У.

Процесор размешен в картридже і сполучається з платою через Slot А, розроблений AMD. Athlon і Slot А використовують шинний протокол Digital Alpha EV6, який має низку переваг проти GTL+, що використовуються Intel. Так, EV6 передбачає зокрема можливість використання топології "point to point" для мультипроцессорных систем. Крім цього, EV6 працює за переднього і задньому фронту тактирующего сигналу, що з частоті 100 МГц дає ефективну частоту передачі 200 МГц і пропускну спроможність інтерфейсу 1,6 Гбайт/с. У наступних моделях процесора частота роботи шини (ефективна частота) досягла значень 133 (266), та був і 200 (400) МГц.

Архітектура, реалізована в Athlon, отримав назву QuantiSpeed™, вона визначає суперскалярное, суперконвейерное виконання команд, конвеєрний блок обчислень з плаваючою точкою, апаратну предвыборку даних в кеш-пам'ять і удосконалену технологію передбачення розгалужень.

Athlon має дев'ять виконавчих блоків: три в обробці цілочислових даних (IEU), три для обчислення адреси (AGU) і трьох блоку для обчислень з плаваючою точкою і методи обробки мультимедійних даних (один для загрузки/сохранения даних із плаваючою точкою (FSTORE) і двоє конвеєрних блоку виспівати команд FPU/MMX/3DNOW).

Athlon може декодировать три команди х86 о шостій RISC-операций. Після декодування ROP потрапляють у буфер, де чекають своєї черги виконання у одному з функціональних блоків процесора. Буфер К7 містить 72 операції (втричі більшу, ніж Кб) видає 9 ROP для 9 виконавчих пристроїв.

Athlon має 128 Кбайт кеш-пам'яті першого рівня (64 Кбайт для даних, і 64 Кбайт для команд). Для взаємодії з кэш-памятью другого рівня передбачена спеціальна шина (як в архітектури Р6 Intel), Кэш-память другого рівня розміром 512 Кбайт розташована поза процесорного ядра, в процессорном картридже, й працює на половинної частоті ядра.

Наступним мікропроцесором з архітектурою К7 на ядрі Thunderbird став Duron — бюджетний варіант мікропроцесора, орієнтований дешеві ПК. Основним його відзнакою є зменшена до 64 Кбайт кэшпамять другого рівня. Duron містить 25 млн транзисторів на кристалі 100 мм² і вміщує частоти від 600 до 1200 МГц.

Розміщення кеш-пам'яті на кристалі дозволило розробникам відмовитися від використання картриджа і повернутися до розніманню типу soket (462-контактный розняття Socket А). У процесорах Athlon і Duron робота кэшпамяти здійснюється за алгоритму, що забезпечує ексклюзивність уявлення даних в кэшах (дані не дублюються в кеш-пам'яті першого і другого рівнів), що підвищує ефективний обсяг кзширован-ных даних.

Завдяки застосованим в К7 новим архитектурно-техническим рішенням микропроцессорам AMD вдалося 7—10% перевищити продуктивність Pentium III за рівних тактових частотах.

Подальше вдосконалення архітектури та технології виробництва мікропроцесорів у межах сімейства К7 призвело до появи двох нових версій Athlon: Athlon XP і Athlon MP.

Основне відмінність процесора AMD Athlon MP від AMD Athlon XP — використання технології Smart MP, що дає сукупність високошвидкісної подвійний системної шини і протоколу когерентного кешу MOESI, управляючого пропускною спроможністю пам'яті, що необхідне досягнення оптимального балансу роботи процесорів в багатопроцесорних системах. Пропускна здатність шини становить 2,1 Гбайт/с, для кожен процесор.

Процесор випускається з тактовими частотами від I ГГц (технологія 0,18 мкм) до 2,133 ГГц (технологія 0,13 мкм, ядро Thoroughbred).

Укладання

Наприкінці 20 століття людство вступило на шлях інформаційного суспільства. Але це суспільство неможливо уявити без електроніки, Інтернету, радіо та телебачення, потужних комп'ютерів, і сучасних мікропроцесорів.

Микропроцессор - центральне пристрій (чи комплекс пристроїв) ЕОМ (чи обчислювальної системи), яке виконує арифметичні і логічні операції, задані програмою перетворення інформації, управляє обчислювальним процесом і координує роботу пристроїв системи (запам'ятовувальних, сортировальных, введення — виведення, підготовки даних, і ін.).

У цьому курсової роботі було вивчено пристрій мікропроцесорів, його технології виготовлення й було розглянуто види сучасних мікропроцесорів.

Завданням, поставлених даної курсової роботі було виконано. Було зроблено аналіз тенденцій розвитку сучасних мікропроцесорів, виявлено їхню соціальну значимість суспільства і зроблено приблизні прогнози про їхньому політичному майбутньому розвитку.

Через війну виконаної роботи було зроблено такі висновки: на світовому ринку продажу процесорів нині лідирують дві компанії Intel і АMD. Які своєю чергою безупинно конкурують між собою - і намагаються витіснити одне одного зі світового ринку. На початку 2005 року лідером була компанія AMD, чиї процесори були й продуктивнішими, і дешевше, мали менше тепловиділення. Однак у квітні цього року Intel пустила процесор Core 2 Duo, а 2007 Core 2 Quad, котрі почали лідерами з продажу на світовому ринку. Зараз лідерство залишає у себе компанія Intel. Але й AMD веде бурхливі науково-дослідні праці та, можливо, у майбутньому випустить ринку зовсім новий й потужний мікропроцесор.
Список літератури

http://ru.wikipedia.org/wiki/Intel_Core_2_Quad

http://www.fcenter.ru/online.shtml?articles/hardware/processors/22651

Поиск по сайту: