Автор Анна Евкова
Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Процессор персонального компьютера. Назначение , функции, классификация процессора

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ


В настоящее время компьютеры широко применяются в сфере образования и здравоохранения, научных организациях и банках, практически на любой работе и дома. Эти вычислительные средства также являются составной частью информационно-измерительных, медико-диагностических, управляющих, радиоэлектронных, телекоммуникационных и других технических систем.

Понятие «архитектура компьютера» сложилось в процессе эволюции электронных вычислительных машин (ЭВМ), когда их логическая организация достигла определенной сложности и возникла необходимость выделить предметную область знаний для описания наиболее общих первостепенных вопросов их построения.

Под архитектурой компьютера понимается уровень его организации, при котором описываются структура компьютера как совокупность устройств (подсистем), связи и взаимодействие между ними, а также его функции, к которым, в первую очередь, относятся: система машинных операций (команд) и основы их выполнения, форматы команд и данных, режимы их адресации. Для унификации описания многочисленных структурных особенностей компьютера и его подсистем используются такие понятия, как: операционное устройство, процессор, конвейер, основная память, кэш, внешнее устройство, адаптер, интерфейс, шина, канал и другие. Под структурой, или структурной схемой, понимается логическая организация компьютера или какой-либо его подсистемы на уровне аппаратуры (hard – железо), то есть состав его устройств, соединения между ними, характеристики взаимодействия аппаратных модулей в процессе выполнения программ (soft), поддерживающих их функционирование, и, наконец, основные принципы его физической реализации на конкретных наборах микросхем.

Центральный процессор (далее ЦП) – это основное устройство компьютера. Процессор осуществляет выборку команды из памяти и выполняет операцию, указанную в команде, например, сложение, вычитание и т.д. В современных ЭВМ процессор также организует свое взаимодействие с внешними устройствами. ЦП и основная память – это центральные устройства ЭВМ.

Организация центрального процессора определяется архитектурой и принципами работы ЭВМ (состав и форматы команд, представление чисел, способы адресации, общая организация машины и её основные элементы), а также технико-экономическими показателями.

Логическую структуру ЦП представляет ряд функциональных средств: средства обработки, средства управления системой и программой, локальная память, средства управления вводом-выводом и памятью, систем­ные средства.

Существует обязательный (стандартный) минимальный набор функцио­нальных средств для каждого типа центрального процессора. 

Актуальность выбранной темы обусловлена тем, что ЦП, как было отмечено ранее, является центральным устройством ЭВМ, по сути, его «мозг». Без процессора невозможна не просто нормальная работа ПК, но и банальный его запуск. Поэтому важно знать его назначение, функции и виды.

Вопросами касающимися изучения процессора персонального компьютера занимались такие ученые как Барабанов Ю.А., Баула, В. Г., Бройдо, В. Л., Довгий П. С., Поляков В. И., Келим, Ю. М., Локтюхин В.Н., Маликов, К.Б., Партыка, Т. Л., Рудометов Е.А., Тюрин И. В. и др.

Цель работы – рассмотреть назначение, функции и классификацию процессора персонального компьютера.

Объектом исследования является процессор персонального компьютера.

Предметом исследования является назначение, функции и классификация процессора персонального компьютера.

Для достижения поставленной цели, в работе будут решены следующие задачи:

– рассмотреть назначение, функции и основные характеристики процессора;

– изучить внутреннее устройство микропроцессора;

– рассмотреть классификацию процессоров;

– рассмотреть общую характеристику процессоров семейства Intel;

– рассмотреть общую характеристику процессоров семейства AMD;

– обозначить перспективы развития процессоров персонального компьютера.

Структура работы состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованных источников.

1. Общая характеристика процессоров персонального компьютера

1.1. Назначение, функции и основные характеристики процессора

Типовые функциональные узлы цифровой электроники являются основой построения электронных модулей высших уровней конструктивной иерархии – ячеек и блоков. Ячейка представляет собой функциональный узел, выполненный на основе печатного монтажа. Основу ячейки составляют ИМС и другие электронные компоненты [9, с. 64].

Примерами ячеек служат системная плата, видеоадаптер и другие типовые узлы, входящие в состав ЭВМ. К настоящему времени сформировался определённый подход к составу типовых узлов компьютерной техники, которые в зависимости от технических характеристик СВТ, могут иметь различную схемотехническую и практическую реализацию. Так, например, процессор современного персонального компьютера выполнен в микроминиатюрном интегральном исполнении, а процессор суперЭВМ может занимать целый шкаф с размещёнными в нём блоками и ячейками. Поэтому вне зависимости от того, какой вычислительной мощностью и эксплуатационными возможностями обладает то или иное СВТ, состав его основных компонентов и узлов будет одинаковым и соответствовать типовой структуре ЭВМ.

Для лучшего представления о работе ЭВМ в целом и протекающих процессах в её отдельных узлах в частности необходимо хорошо знать работу входящих в её состав компонентов, как по отдельности, так и при их совместном взаимодействии. Поскольку наибольшее распространение сейчас получили персональные компьютеры, то в данной работе описание основных компонентов и узлов СВТ будет проводиться в основном применительно к ПЭВМ как к наиболее яркому и представительному классу современных СВТ.

Под персональным компьютером, или персональной ЭВМ (ПК, или ПЭВМ), понимают настольную ЭВМ, имеющую эксплуатационные характеристики бытового прибора и универсальные функциональные возможности [5].

На рисунке 1 приведена укрупненная структура гипотетической ЭВМ.

Рисунок 1 – Укрупненная структура персонального компьютера [10, с. 8]

В ее состав входят следующие устройства [10, с. 8]:

1. Основная память (ОП) служит для хранения программы в виде последовательности команд, исходных, промежуточных данных и результата в виде двоичных слов. Физически ОП реализуется на основе полупроводниковых больших интегральных схем (БИС) памяти.

2. Устройство ввода необходимо для ввода исходных данных и программы в память ЭВМ.

3. Устройство вывода служит для вывода результата в форме, удобной для восприятия пользователем или управления. Современные компьютеры характеризуется большим многообразием и значительным числом подключаемых к нему устройств вводавывода (УВВ), которые, включая внешнюю память, также называют внешними (ВУ) или периферийными (ПУ) устройствами. К ним относятся клавиатура, дисплей, мышь, принтер, сканер и другие.

4. Центральный процессор – это основное устройство компьютера. Процессор осуществляет выборку команды из памяти и выполняет операцию, указанную в команде, например, сложение, вычитание и т.д. После выборки текущей команды процессор формирует адрес следующей команды. В современных ЭВМ процессор также организует свое взаимодействие с внешними устройствами. ЦП и основная память – это центральные устройства ЭВМ.

Центральный процессор (ЦП, central processing unit – CPU) – это процессор, выполняющий в данной вычислительной машине или системе основные функции по обработке информации и управлению работой других частей вычислительной машины. Другими словами, это главная часть аппаратного обеспечения компьютера, т.е. основной электронный блок или устройство, исполняющее машинные инструкции (код программ). Если центральный процессор реализован в виде одной интегральной микросхемы, то он называется микропроцессором (рис. 2) [18, с. 24].

Рисунок 2 – Процессор Intel Core

Эволюция технологических процессов производства микропроцессоров фирмы Intel представлена в таблице 1 [17, с. 23].

Таблица 1 – Эволюция технологических процессов фирмы Intel

Наименование процесса

F854

Р856

Р858

Рх60

P1262

P1264

P1256

PI 268

PI 270

Внедрение, год

1995

1997

1999

2001

2004

2005

2007

2009

2011

Минимальный топологический размер, им

350

250

180

130

90

65

45

32

22

Диаметр пла­стины Si, мм

200

200

200

200/300

300

300

300

300

300

Межсоединения

Л1

Л1

Л1

Си

Си

Си

Си

Си

Си

Диэлектрик - затвора

Si02

Si02

Si02

Si02

Si02

Si02

High-k

High-k

High-k

Канал

Si

Si

Si

Si

Strained Si

Strained Si

Strained Si

Strained Si

Strained Si

Из нее видно, что начиная с 2004 г. минимальный топологический размер в микропроцессоре стал меньше 100 нм, таким образом, с этого момента можно начинать отсчет эпохи наноэлектроники.

Как уже было сказано, процессор выполняет очень важную функцию в компьютере. От мощности процессора зависит то, насколько хорошо себя проявят остальные компоненты. Если мощности процессора не хватает для того, чтобы стабильно грузить приложение или игру, то видеокарта также не сможет проявить себя.

Далее приведены основные функции центрального процессора [21]:

– выборка (чтение) выполняемых команд;

– ввод (чтение) данных из памяти или устройства ввода/вывода;

– вывод (запись) данных в память или в устройства ввода/вывода;

– обработка данных (операндов), в том числе арифметические операции над ними;

– адресация памяти, то есть задание адреса памяти, с которым будет производиться обмен;

– обработка прерываний и режима прямого доступа.

Это основные функции ЦП. Все эти функции он выполняет каждую секунду своей работы, обеспечивая стабильную работу компьютера.

Характеристики любого центрального процессора оказывают большое влияние на быстродействие как отдельных элементов системы, так и всего комплекса устройств в целом. Среди основных характеристик, влияющих на параметры производительности, выделяют [22]:

1. Тактовая частота. Для обработки одного фрагмента данных, передаваемых внутри ПК, требуется один такт времени. Отсюда следует, что чем выше тактовая частота приобретаемого ЦП, тем быстрее работает устройство обрабатывая за раз большие массивы информации. Измеряется тактовая частота в мегагерцах. Один мегагерц эквивалентен 1 миллиону тактов в секунду. Старые модели имели маленькую частоту, из-за чего скорость работы оставляла желать лучшего. Современные модели имеют большие показатели тактовой частоты, позволяя быстро обрабатывать и выполнять самые сложные наборы команд.

2. Разрядность. Информация, предназначенная для обработки ЦП, попадает в него через внешние шины. От разрядности зависит какой объем данных передается за один раз. Это влияет на быстродействие. Старые модели были 16 разрядными, а современные имеют 32 или 64 разряда. 64 разрядная система на сегодняшний день считается самой продвинутой и под нее разрабатываются современные программные продукты и устройства.

3. Кеш – память. Используется для увеличения работы устройства в компьютере, создавая буферную зону, хранящую копию последнего массива данных, обработанного процессором. Это дает возможность быстро выполнить схожую операцию в случае необходимости, без траты времени на обращение к общей памяти персонального компьютера.

4. Сокет. Вариант крепления устройства к материнской плате. Разные поколения процессоров, как и материнских плат имеют собственный поддерживаемых сокетов. Это стоит учитывать при покупке. У разных производителей сокеты также отличаются друг от друга.

5. Внутренний множитель частоты. Процессор и материнская плата работают на разных частотах и для их синхронизации друг с другом существует множитель частоты. Базовой или опорной считается рабочая частота материнской платы, которая умножается на персональный коэффициент ЦП.

Из побочных характеристик, напрямую не относящихся от технологии производства, выделяют тепловыделение и количество потребляемой во время работы энергии. Мощные устройства выделяют много тепла и требуют большую энергетическую подпитку во время работы. Для их полноценной работы применяются вспомогательные системы охлаждения.

1.2. Внутреннее устройство микропроцессора

Несмотря на значительное различие по классификационным характеристикам и основным параметрам процессоров различных производителей, все они имеют сходную внутреннюю структуру, которую можно упрощённо разделить на операционный и интерфейсный блоки.

Операционный блок, выполняющий функции управления и обработки данных, содержит арифметико-логическое устройство, микропроцессорную память (за исключением сегментных регистров), модуль микропрограммного управления, объединённых в узел обработки данных, и устройство управления. Узел обработки данных предназначен для выполнения команд. Устройство управления обеспечивает синхронизацию работы устройств микропроцессора, выработку управляющих сигналов и сигналов состояния для обмена с другими компонентами, анализ и соответствующую реакцию на сигналы других устройств ЭВМ [19, с. 67].

Интерфейсный блок, или устройство связи с магистралью содержит набор сегментных регистров микропроцессорной памяти, набор регистров команд, представляющих собой регистры памяти для хранения кодов команд, выполняемых в ближайшие такты работы и сумматор адреса. Интерфейсный блок обеспечивает формирование физического адреса памяти и адреса внешнего устройства, выбор команд из памяти, обмен данными с запоминающими устройствами, внешними устройствами, а также другими процессорами по магистрали.

Обобщённая структура типичного микропроцессора представлена на рис. 3.

Рисунок 3 – Обобщённая внутренняя структура микропроцессора [19, с. 69]

Рассмотрим назначение и особенности функционирования входящих в неё блоков:

1. Схема управления выборкой команд выполняет чтение команд из памяти и их дешифрацию. Ранние 8-разрядные микропроцессоры не могли одновременно выполнять текущую команду и осуществлять выборку следующей команды, но уже в 16-разрядных микропроцессорах появляется так называемый конвейер (очередь) команд, позволяющий выбирать несколько следующих команд, пока выполняется предыдущая. Два процесса идут параллельно, что ускоряет работу процессора. Конвейер представляет собой небольшую внутреннюю память процессора, в которую при малейшей возможности (при освобождении внешней шины) записывается несколько команд, следующих за исполняемой. Читаются эти команды процессором в том же порядке, что и записываются в конвейер.

2. Арифметико-логическое устройство предназначено для обработки информации в соответствии с полученной процессором командой. Над какими числами проводится операция, куда помещается её результат – все определяется выполняемой командой. Если команда сводится всего лишь к пересылке данных без их обработки, то АЛУ не участвует в её выполнении. Быстродействие АЛУ во многом определяет производительность процессора. Причём важна не только частота тактового сигнала, которым тактируется АЛУ, но и количество тактов, необходимое для выполнения той или иной команды. В быстродействующих АЛУ время выполнения команды составляет один такт, а сама работа АЛУ осуществляется на максимально достижимой частоте.

3. Регистры процессора представляют собой по сути ячейки очень быстрой памяти и служат для временного хранения различных кодов: данных, адресов и служебных кодов. Операции с этими кодами выполняются предельно быстро, поэтому, чем больше внутренних регистров, тем лучше. Кроме того, на быстродействие процессора сильно влияет разрядность регистров. Именно разрядность регистров и АЛУ называется внутренней разрядностью процессора, которая может не совпадать с внешней разрядностью.

4. Схема управления прерываниями обрабатывает поступающий на микропроцессор запрос прерывания, определяет адрес начала программы обработки прерывания (адрес вектора прерывания), обеспечивает переход к этой программе после выполнения текущей команды и сохранения в памяти текущего состояния регистров микропроцессора. По окончании программы обработки прерывания процессор возвращается к прерванной программе с восстановленными из памяти значениями внутренних регистров.

5. Схема управления прямым доступом к памяти служит для временного отключения микропроцессора от внешних шин и приостановки работы процессора на время предоставления прямого доступа запросившему его устройству.

6. Логика управления организует взаимодействие всех узлов микропроцессора, перенаправляет данные, синхронизирует работу микропроцессора с внешними сигналами, а также реализует процедуры ввода и вывода информации.

Таким образом, в ходе работы микропроцессора схема выборки команд выбирает последовательно команды из памяти, затем эти команды выполняются, причём в случае необходимости обработки данных подключается АЛУ. На входы АЛУ могут подаваться обрабатываемые данные из памяти или из внутренних регистров. Во внутренних регистрах хранятся также коды адресов обрабатываемых данных, расположенных в памяти. Результат обработки в АЛУ изменяет состояние регистра признаков и записывается во внутренний регистр или в память (как источник, так и приёмник данных указывается в составе кода команды). При необходимости информация может переписываться из памяти (или из устройства ввода/вывода) во внутренний регистр или из внутреннего регистра в память (или в устройство ввода/вывода).

Внутренние регистры любого микропроцессора обязательно выполняют две служебные функции:

1) определяют адрес в памяти, где находится выполняемая в данный момент команда (функция счётчика команд или указателя команд);

2) определяют текущий адрес стека (функция указателя стека).

В различных микропроцессорах для каждой из этих функций может отводиться один или два внутренних регистра. Эти два указателя отличаются от других не только своим специфическим – служебным, системным назначением, но и особым способом изменения содержимого. Хранимую в них информацию программы могут изменять только в случае крайней необходимости, так как любая ошибка может вызвать сбой в работе компьютера, выражаемый «зависанием», порчей содержимого памяти, нарушением нормальной работы программного обеспечения. Чтобы микропроцессор мог совершать различные операции над данными, в соответствующие регистры должны быть занесены необходимые значения операндов и код требуемой операции. Управление работой микропроцессора осуществляют с помощью специальных команд.

1.3. Классификация процессоров

Классификацию микропроцессоров обычно осуществляют по семи основным направлениям – физической основе функционирования, назначению, виду обрабатываемой входной информации, количеству одновременно выполняемых программ, полноте и порядку выполнения набора команд, по характеру временной организации работы и числу ИМС, образующих микропроцессорный комплект [19, с. 65].

Так, по физической природе функционирования выделяют микропроцессоры, работа которых основана на различных физических принципах действия: электрических, оптических, оптоэлектрических, пневматических, гидравлических и даже биологических.

По назначению различают универсальные и специализированные микропроцессоры. К универсальным относят такие микропроцессоры, в системе команд которых заложена алгоритмическая универсальность. В таких микропроцессорах выполняемый состав команд позволяет получить преобразование информации в соответствии с любым заданным алгоритмом, что обеспечивает применение универсальных микропроцессоров для решения широкого круга разнообразных задач. Производительность универсальных микропроцессоров слабо зависит от проблемной специфики решаемых задач. Специализированные микропроцессоры предназначены для решения определённого класса задач (иногда даже только одной конкретной задачи). Их существенными особенностями являются простота управления, компактность аппаратных средств, низкая стоимость и малая мощность потребления. Специализация микропроцессора, т.е. его проблемная ориентация на ускоренное выполнение отдельных функций, позволяет резко увеличить его эффективную производительность при решении определённых задач. Среди специализированных микропроцессоров можно выделить микроконтроллеры, ориентированные на выполнение сложных последовательностей логических операций; математические сопроцессоры, предназначенные для повышения производительности при выполнении арифметических операций; микропроцессоры для обработки входных данных в различных областях применений и т.д.

По виду обрабатываемых входных сигналов различают цифровые и аналоговые микропроцессоры. Хотя сами микропроцессоры являются цифровыми устройствами, однако они могут иметь встроенные аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи. Поэтому входные аналоговые сигналы передаются в микропроцессор через АЦП, обрабатываются и после обратного преобразования в ЦАП поступают на выход. С архитектурной точки зрения, такие микропроцессоры представляют собой аналоговые функциональные преобразователи сигналов и называются аналоговыми микропроцессорами. Они выполняют функции любой аналоговой схемы (генераторов колебаний, модуляторов, смесителей, фильтров, кодеров и декодеров сигналов и пр.), заменяя дискретные узлы, состоящие из операционных усилителей, катушек индуктивности, конденсаторов и т.д. [19, с. 66]

Применение аналогового микропроцессора значительно повышает точность обработки аналоговых сигналов, а также расширяет функциональные возможности устройства за счёт программной реализации различных алгоритмов обработки сигналов. Отличительная черта аналоговых микропроцессоров – способность к переработке большого объёма числовых данных, т.е. к выполнению операций сложения и умножения с большой скоростью. Аналоговый сигнал, преобразованный в цифровую форму, обрабатывается в реальном масштабе времени и передаётся на выход обычно в аналоговой форме через ЦАП. При этом согласно теореме Котельникова частота квантования аналогового сигнала должна вдвое превышать верхнюю частоту сигнала. Сравнение цифровых микропроцессоров проводится сопоставлением времени выполнения ими списков операций, а сравнение аналоговых микропроцессоров проводится по количеству эквивалентных звеньев аналого-цифровых фильтров – рекурсивных фильтров второго порядка. Производительность аналогового микропроцессора определяется его способностью быстро выполнять операции умножения: чем быстрее осуществляется умножение, тем больше эквивалентное количество звеньев фильтра в аналоговом преобразователе и тем более сложный алгоритм преобразования цифровых сигналов можно задавать в микропроцессоре. Одним из направлений дальнейшего совершенствования аналоговых микропроцессоров является повышение их универсальности и гибкости.

По количеству одновременно выполняемых программ различают одно- и многопрограммные микропроцессоры. В однопрограммных микропроцессорах в один момент времени может выполняться только одна программа. Переход к выполнению следующей программы происходит только после завершения текущей. В многопрограммных микропроцессорах одновременно может выполняться несколько программ. Организация мультипрограммной работы микропроцессорных систем позволяет осуществить контроль за состоянием и управлением большим числом источников или приёмников информации.

По полноте и порядку выполнения набора команд различают микропроцессоры с полным и сокращённым наборами команд. Микропроцессоры с полным набором команд – CISC (от англ. Complete Instruction Set Computer) имеют неизменную разрядность слова данных и фиксированный набор команд. Каждая команда представляет собой определённую последовательность микрокоманд. На её выполнение может затрачиваться несколько машинных циклов (обращений к внешней памяти), каждый из которых включает в себя от 1 до 12 рабочих тактов. Микропроцессоры с сокращённым набором команд – RISC (от англ. Reduce Instruction Set Computer) имеют небольшой набор часто используемых команд одинакового формата, которые могут быть выполнены за один такт. Более сложные или редко используемые команды реализуются на программном уровне. Тем не менее, за счёт значительного повышения скорости выполнения сокращённого набора команд, средняя производительность RISC-процессоров оказывается выше, чем у процессоров CISC [19, с. 67].

По характеру временной организации работы выделяют синхронные и асинхронные микропроцессоры. К синхронным относят такие микропроцессоры, в которых начало и конец выполнения операций задаются устройством управления (т.е. время выполнения операций не зависит от вида выполняемых команд и величин операндов). Асинхронные микропроцессоры позволяют определить начало выполнения каждой следующей операции по сигналу окончания выполнения предыдущей. Для более эффективного использования каждого компонента микропроцессорной системы в состав асинхронно работающего устройства вводят специальные электронные цепи, обеспечивающие его автономное функционирование. Закончив работу над какой-либо операцией, процессор вырабатывает сигнал запроса, означающий его готовность к выполнению следующей операции.

По числу ИМС в микропроцессорном комплекте различают однокристальные, многокристальные и многокристальные секционные микропроцессоры. Однокристальные микропроцессоры получаются при реализации всех аппаратных средств процессора в виде одной ИМС большой или сверхбольшой степени интеграции. Возможности однокристальных микропроцессоров ограничены технологическими ресурсами полупроводникового кристалла и корпуса. Поэтому более широко распространены многокристальные микропроцессоры, а также многокристальные секционные микропроцессоры. В таком процессоре его логическая структура разбивается на функционально законченные части и реализуется либо в виде нескольких БИС, в совокупности образующих микропроцессорный комплект, либо в виде одной микросборки, объединяющей несколько полупроводниковых кристаллов (процессорных секций). В последние годы появились микропроцессоры, на одном кристалле которых размещаются несколько процессорных секций (ядер).

С момента выхода первого ПК в 1981 г. процессорные технологии развивались в четырёх основных направлениях [12]:

1) увеличение количества активных компонентов и плотности их размещения на кристалле;

2) подъём тактовой частоты;

3) повышение разрядности внутренних регистров;

4) увеличение количества ядер (т.е. процессорных секций) в одной микросхеме.

Далее рассмотрим характеристику современных процессоров и перспективы их развития.

2. Характеристика современных процессоров и перспектив их развития

2.1. Общая характеристика процессоров семейства Intel

Микропроцессоры с архитектурой x86 – это своего рода феномен второй половины XX века. С 1978 года, когда фирма Intel выпустила первый микропроцессор 8086 и затем его упрощенный вариант 8088, уже сменилось восемь поколений таких устройств. В настоящее время практически во всех областях промышленности и компьютерной индустрии доминируют микропроцессоры, в той или иной мере совместимы с архитектурой x86.

В таблице 2 перечислены микропроцессоры (МП) фирмы Intel.

Таблица 2 – Микропроцессоры Intel [6, с. 12]

Исторические

до х86

4004 • 4040 • 8008 • 8080 • 8085

х86 (16-бит)

8086 • 8088 • 80186 • 80188 • 80286

X86-32/IA-32 (32-бит)

80386 • 80486 • Pentium • Pentium Pro • Pentium II • Pentium III • Pentium 4 • Pentium M • Celeron M • Cel­eron D • Core • A100

Х86-64/ЕМ64Т (64-бит)

Pentium 4 (некоторые) • Pentium D • Pentium Extreme Edition • Celeron D (некоторые)

IA-64 (64-бит)

Itanium

Другие

iAPX 432 • RISC: (i860 • i960 • StrongARM • XScale)

Современные

Celeron • Pentium Dual-Core • Core 2 (Solo • Duo • Quad) • Atom • Xeon • Itanium 2 • Pentium G • Core i3 • Core i5 • Core i7

Далее выборочно рассмотрим несколько представителей семейства Intel более подробно [6, с. 12]:

1. Микропроцессор 8008

В 1972 году Intel разработала 8-разрядный микропроцессор для корпорации Computer Terminals. Унаследовав принцип наименования микропроцессора 4004, новый чип получил обозначение 8008. Аналогичным образом в семейство продукции "8ххх" вошли все микросхемы RAM, ROM и EPROM, поддерживающие микропроцессор 8008. Мощность этого МП, по сравнению с его предшественником, возросла вдвое. Известный энтузиаст вычислительных технологий Дон Ланкастер (Don Lancaster) применил МП 8008 в разработке прототипа персонального компьютера - устройства, которое журнал Radio Electronics назвал "гибридом телевизора и пишущей машинки". Использовалось оно в качестве терминала вводавывода. Однако МП 8008, не отличался простотой в эксплуатации, и в 1974 году появился более мощный микропроцессор, известный под названием 8080, основанным на несколько иной комбинации тех же самых цифр.

2. Микропроцессор Intel 486™ DX

В 1989 году бал разработан микропроцессор Intel 486™ DX. Intel 486TM стал первым микропроцессором со встроенным математическим сопроцессором, который существенно ускорил обработку данных, выполняя сложные математические действия вместо центрального процессора. Именно на переходе от 80-х к 90-м г. сформировался альянс Wintel. Когда Intel выпустила микропроцессор 486, производители компьютеров не стали дожидаться примера со стороны IBM или Compaq. Началась гонка, в которую вступили десятки фирм. Но все новые компьютеры были чрезвычайно похожи друг на друга - их роднила совместимость с Windows и микропроцессоры от Intel.

3. Микропроцессор Pentium Следующим шагом в развитии микропроцессорной техники было появление 586-го микропроцессора Pentium в 1993 году. Pentium при полной совместимости с предыдущими моделями имел производительность свыше 100 млн. в секунду, два отдельных кэш-устройства по 8 Кбайт для команд и данных, что позволило снизить число обращений к внешней памяти компьютера и увеличить производительность системы. Разрядность шины увеличилась до 64 разрядов, что позволило за один такт передавать вдвое больше информации. Блок предсказаний ветвлений позволил предсказывать ход выполнения программы. Два параллельных конвейера позволили выполнять одновременно две команды. В сопроцессоре аппаратно были реализованы умножение, деление и сложение, благодаря чему большинство операций с плавающей запятой выполнялись за один акт. Pentium стал работать в 2 раза быстрее, а на задачах с плавающей арифметикой – в 5 раз быстрее, чем 486-ой процессор. МП Pentium® научил компьютеры работать с атрибутами "реального мира" – такими, как звук, голосовая и письменная речь, фотоизображения.

4. Микропроцессор Pentium Pro выпущенный осенью 1995 года, разрабатывался как мощное средство наращивания быстродействия 32-разрядных приложений для серверов и рабочих станций, систем автоматизированного проектирования, программных пакетов, используемых в машиностроении и научной работе. Все процессоры Pentium® Pro оснащаются второй микросхемой кэш-памяти, еще больше увеличивающей быстродействие. Мощнейший процессор Pentium® Pro насчитывает 5,5 миллионов транзисторов.

5. Микропроцессор Pentium II В 1997 появился усовершенствованный МП Pentium® II. Насчитывающий 7,5 миллионов транзисторов, МП Pentium® II использует технологию Intel MMXTM, обеспечивающую эффективную обработку аудио, визуальных и графических данных.

6. Микропроцессоры Pentium III и Pentium III Xeon

В 1999 году появился МП Pentium® III, имеющий 9.5 миллионов транзисторов. Его основными характеристиками являлись 512 КБ кэш-памяти, картридж с односторонним контактом (S.E.C.C. 2) в основе корпуса, системная шина с частотой 100 МГц и разрядностью 64 бит. Процессор обладал адресуемой памятью 64 Гбайт. Pentium® III применялся как для Бизнес-ПК, так и для домашних компьютеров, для одно- и двухпроцессорных серверов и рабочих станций.

7. Микропроцессор Intel Core 2

Intel Core 2 - восьмое выпущенное корпорацией Intel поколение микропроцессоров архитектуры x86, основанное на совершенно новой процессорной архитектуре, которая называется Intel Core. Это потомок микроархитектуры Intel P6 на которой, начиная с процессора Pentium Pro, построено большинство микропроцессоров Intel, исключая процессоры с архитектурой NetBurst. Введя новый бренд, от названий Pentium и Celeron Intel не отказалась, в 2007 году переведя их также на микроархитектуру Core, и на данный момент доступны МП Pentium Dual-Core и Core Celeron. Но теперь воссоединились мобильные и настольные серии продуктов (разделившиеся на Pentium M и Pentium 4 в 2003 году).

8. Микророцессор Intel Core i3

Intel Core i3 – еще одно семейство микропроцессоров x86-64 от Intel. Позиционируются как МП начального и среднего уровня цены и производительности. В новом модельном ряду призваны заменить устаревшие Pentium Dual-Core на архитектуре Intel Core 2. По уровню производительности стоят на самой низкой ступени, перед более дорогими и производительными Core i5. Они имеют встроенный контроллер памяти и поддерживают технологию Turbo Boost (автоматический разгон процессора под нагрузкой). Имеют встроенный графический процессор. Как и другие микропроцессоры для разъема LGA 1156, Core i3 соединяются с чипсетом через шину DMI. Первые Core i3 представлены 7 января 2010 года и используют ядро Clarkdale. Обладают встроенным графическим процессором (в корпусе процессора, но на отдельном кристалле).

9. Микропроцессоры Intel Core i7

Intel Core i7 – первое семейство, использующее микроархитектуру Intel Nehalem. Он также является преемником семейства Intel Core 2. Все три модели микропроцессоров являются четырехъядерными. Идентификатор Core i7 применяется и к первоначальному семейству процессоров с рабочим названием Bloomfield, запущеных в 2008. Название Core i7 показывает поколение процессора (Core 2 Duo/Quad/Extreme были 6-го поколения) и продолжает использовать успешную серию брендов: Core 2 и Core.

С момента появления первого микропроцессора архитектуры x86 различные фирмы во всем мире занимаются совершенствованием совместимых устройств. Такие микропроцессоры, как правило, полностью копируют архитектуру приборов Intel и совместимы с их программным обеспечением. Микропроцессоры-клоны существуют для всех устройств серии x86. Наиболее известны микропроцессоры-клоны: MII (Cyrix, IBM), K6 (AMD), Winchip (IDT) и некоторые другие. Специфика этих микропроцессоров состоит в том, что они предназначены для применения в недорогих компьютерах средней производительности и не претендуют на лидерство в сфере мощных многопроцессорных сверхвысокопроизводительных систем. Поначалу создатели клонов лишь "шли по стопам" Intel, производя устройства, максимально приближенные по своим характеристикам к приборам Intel и не содержащие никаких структурных расширений.

2.2. Общая характеристика процессоров семейства AMD

Изначально, компанией, которая выпускала процессоры для компьютера была Intel. Но правительству США не нравилось, что такая важная для оборонной промышленности и экономики страны деталь выпускается только одной компанией. С другой стороны, были и другие желающие выпускать процессоры.

Была основана компания AMD, Intel поделилась с ними всеми своими наработками и разрешила AMD использовать свою архитектуру для выпуска процессоров. Но продлилось это недолго, спустя несколько лет Intel перестала делиться новыми наработками и AMD пришлось улучшать свои процессоры самим.

Ниже рассмотрены основные поколения архитектуры процессоров A
MD [14]:

1. Первые архитектуры процессоров AMD

Самым первым был AM980, он был полным восьмиразрядного процессора Intel 8080.

Следующим процессором был AMD 8086, клон Intel 8086, который выпускался по контракту с IBM, из-за которого Intel была вынуждена лицензировать эту архитектуру конкуренту. Процессор был 16-ти разрядным, имел частоту 10 МГц, а для его изготовления использовался техпроцесс 3000 нм.

Следующим процессором был клон Intel 80286- AMD AM286, по сравнению с устройством от Intel, он имел большую тактовую частоту, до 20 МГц. Техпроцесс уменьшился до 1500 нм.

Дальше был процессор AMD 80386, клон Intel 80386, Intel была против выпуска этой модели, но компании удалось выиграть иск в суде. Здесь тоже была поднята частота до 40 МГц, тогда как у Intel она была только 32 МГц. Техпроцесс - 1000 нм.

AM486 - последний процессор, выпущенный на основе наработок Intel. Частота процессора была поднята до 120 МГц. Дальше, из-за судебных разбирательств AMD больше не смогла использовать технологии Intel и им пришлось разрабатывать свои процессоры.

2. Пятое поколение К-5 архитектуры процессоров AMD

AMD выпустила свой первый процессор в 1995 году. Он имел новую архитектуру, которая основывалась на ранее разработанной архитектуре RISC. Обычные инструкции перекодировались в микроинструкции, что помогло очень сильно поднять производительность. Процессор имел тактовую частоту 100 МГц, тогда как Intel Pentium уже работал на частоте 133 МГц. Для изготовления процессора использовался техпроцесс 350 нм.

3. Шестое поколение К-6 архитектуры процессоров AMD

AMD не стала разрабатывать новую архитектуру, а решила приобрести компанию NextGen и использовать ее наработки Nx686. Хотя эта архитектура очень отличалась, здесь тоже использовалось преобразование инструкций в RISC, и она тоже не обошла Pentium II. Частота процессора была 350 МГц, потребляемая мощность - 28 Ватт, а техпроцесс 250 нм.

Архитектура K6 имела несколько улучшений в будущем, в K6 II было добавлено несколько наборов дополнительных инструкций, улучшивших производительность, а в K6 III добавлен кэш L2.

4. Седьмое поколение К-7 архитектуры процессоров AMD

В 1999 году появилась новая микроархитектура процессоров AMD Athlon. Здесь была значительно увеличена тактовая частота, до 1 ГГц. Кэш второго уровня был вынесен на отдельный чип и имел размер 512 кб, кэш первого уровня - 64 Кб. Для изготовления использовался техпроцесс 250 нм.

Было выпущено еще несколько процессоров на архитектуре Athlon, в Thunderbird кэш второго уровня вернулся на основную интегральную схему, что позволило увеличить производительность, а техпроцесс был уменьшен до 150 нм.

В 2001 году были выпущены процессоры на основе архитектуры процессоров AMD Athlon Palomino c тактовой частотой 1733 МГц, кэшем L2 256 Мб и техпроцессом 180 нм. Потребляемая мощность достигала 72 Ватт.

Улучшение архитектуры продолжалось и в 2002 году компания выпустила на рынок процессоры Athlon Thoroughbred, которые использовали техпроцесс 130 нм и работали на тактовой частоте 2 ГГц. В следующем улучшении Barton была увеличена тактовая частота до 2,33 ГГц и увеличен в два раза размер кэша L2 [14].

В 2003 году AMD выпустила архитектуру K7 Sempron, которая имела тактовую частоту 2 ГГц тоже с техпроцессом 130 нм, но уже дешевле.

5. Восьмое поколение К-8 архитектуры процессоров AMD

Все предыдущие поколения процессоров были 32 битной разрядности и только архитектура K8 начала поддерживать технологию 64 бит. Архитектура претерпела много изменений, теперь процессоры теоретически могли работать с 1 Тб оперативной памяти, контроллер памяти переместили в процессор, что улучшило производительность по сравнению с K7. Также здесь была добавлена новая технология обмена данными HyperTransport.

Первые процессоры на архитектуре K8 были Sledgehammer и Clawhammer, они имели частоту 2,4-2,6 ГГц и тот же техпроцесс 130 нм. Потребляемая мощность - 89 Вт. Дальше, как и с архитектурой K7 компания выполняла медленное улучшение. В 2006 году были выпущены процессоры Winchester, Venice, San Diego, которые имели тактовую частоту до 2,6 ГГц и техпроцесс 90 нм.

В 2006 году вышли процессоры Orleans и Lima, которые имели тактовую частоту 2,8 ГГц, Последний уже имел два ядра и поддерживал память DDR2.

Наряду с линейкой Athlon, AMD выпустила линейку Semron в 2004 году. Эти процессоры имели меньшую частоту и размер кэша, но были дешевле. Поддерживалась частота до 2,3 ГГц и кэш второго уровня до 512 Кб.

В 2006 году продолжилось развитие линейки Athlon. Были выпущены первые двухъядерные процессоры Athlon X2: Manchester и Brisbane. Они имели тактовую частоту до 3,2 ГГц, техпроцесс 65 нм и потребляемую мощность 125 Вт. В том же году была представлена бюджетная линейка Turion, с тактовой частотой 2,4 ГГц.

6. Десятое поколение К-10 архитектуры процессоров AMD

Следующей архитектурой от AMD была K10, она похожа на K8, но получила много усовершенствований, среди которых увеличение кэша, улучшение контроллера памяти, механизма IPC, а самое главное - это четырехъядерная архитектура.

Первой была линейка Phenom, эти процессоры использовались в качестве серверных, но они имели серьезную проблему, которая приводила к зависанию процессора. Позже AMD исправили ее программно, но это снизило производительность. Также были выпущены процессоры в линейках Athlon и Operon. Процессоры работали на частоте 2,6 ГГц, имели 512 кб кэша второго уровня, 2 Мб кэша третьего уровня и были изготовлены по техпроцессу 65 нм.

Следующим улучшением архитектуры была линейка Phenom II, в которой AMD выполнила переход техпроцесс на 45 нм, чем значительно снизила потребляемую мощность и расход тепла. Четырехъядерные процессоры Phenom II имели частоту до 3,7 ГГц, кэш третьего уровня до 6 Мб. Процессор Deneb уже поддерживал память DDR3. Затем были выпущены двухъядерные и трех ядерные процессоры Phenom II X2 и X3, которые не набрали большой популярности и работали на более низких частотах.

В 2009 году были выпущены бюджетные процессоры AMD Athlon II. Они имели тактовую частоту до 3.0 ГГц, но для уменьшения цены был вырезан кэш третьего уровня. В линейке был четырехъядерный процессор Propus и двухъядерный Regor. В том же году была обновлена линейка продуктов Semton. Они тоже не имели кэша L3 и работали на тактовой частоте 2,9 ГГц.

В 2010 были выпущены шести ядерный Thuban и четырехъядерный Zosma, которые могли работать с тактовой частотой 3,7 ГГц. Частота процессора могла меняться в зависимости от нагрузки.

7. Пятнадцатое поколение К-15 архитектуры процессоров AMD

В октябре 2011 года на замену K10 пришла новая архитектура - Bulldozer. Здесь компания пыталась использовать большое количество ядер и высокую тактовую частоту чтобы опередить Sandy Bridge от Intel. Первый чип Zambezi не смог даже превзойти Phenom II, уже не говоря про Intel.

Через год после выпуска Bulldozer, AMD выпустила улучшенную архитектуру, под кодовым именем Piledriver. Здесь была увеличена тактовая частота и производительность примерно на 15% без увеличения потребляемой мощности. Процессоры имели тактовую частоту до 4,1 ГГц, потребляли до 100 Вт и для их изготовления использовался техпроцесс 32 нм.

Затем была выпущена линейка процессоров FX на этой же архитектуре. Они имели тактовую частоту до 4,7 ГГц (5 ГГц при разгоне), были версии на четыре, шесть и восемь ядер, и потребляли до 125 Вт.

Следующее улучшение Bulldozer - Excavator, вышло в 2015 году. Здесь техпроцесс был уменьшен до 28 нм. Тактовая частота процессора составляет 3,5 ГГц, количество ядер - 4, а потребление энергии - 65 Вт.

8. Шестнадцатое поколение К-16 архитектуры процессоров AMD

Это новое поколение процессоров AMD. Архитектура Zen была разработана компанией с нуля. Процессоры поддерживают память DDR4 и выделяют тепла 95 Ватт энергии. Процессоры имеют до 8 ядер, 16 потоков, работают с тактовой частотой 3,4 ГГц. Также была улучшена эффективность потребления энергии и была заявлена возможность автоматического разгона, когда процессор подстраивается под возможности охлаждения.

2.3. Перспективы развития процессоров персонального компьютера

Главными характеристиками микропроцессора считаются его быстрое действие и разрядность. Разрядность характеризуется размером информации. Быстрое действие характеризуется количеством исполняемых операций в секунду. Разрядность характеризуется размером информации, который МП обрабатывает за 1 операцию [11].

Главные направления становления МП идут по пути неизменного увеличения их продуктивности.

Классическими направленностями считаются поднятие тактовой частоты работы МП и повышение численности одновременно выполняемых команд за счет увеличения числа конвейеров в МП.

Поколения процессоров отличаются друг от друга скоростью работы, архитектурой, исполнением и внешним видом.

Компания «Intel» намерена выпускать процессоры, которые станут содержать большое количество ядер – в каких-то случаях даже несколько сотен. Одним из способов действенного исполнения данных задач является встроенное мини ядро. Мини ядро дополняет программное обеспечение высокого уровня для регулирования проблем многостороннего контроля аппаратным снабжением. Для регулирования всеми данными трудными действиями. К таковым действиям можно отнести: назначение задач ядрам, включение ядер по необходимости, а также их выключение. Немаловажным является: реконфигурация ядра при изменении загрузки и почти всеми иными МП будет нужна порция встроенных интеллектуальных возможностей [4]. Процессор сам сумеет делать некоторое количество вычислений, которые пользователь не видит, процессор делит аппозицию на огромное множество потоков, которые имеют возможность выполняться синхронно.

Для работы МП в будущем необходимо некоторое количество уровней виртуализации. Виртуализация также понимается как, возможность запуска нескольких операционных систем на одном компьютере, станет употребляться для того, чтобы обеспечить управляемость, сохранность и главным образом – безопасность.

К примеру, процессор разрешено поделить на множество виртуальных процессоров, часть из них будут предназначаться для управления и сохранности, а остальные начнут править приложениями. Виртуализация нужна, чтобы скрыть трудную структуру аппаратного снабжения от размещенного выше программного обеспечения. Повышение производительности на 1% вызывает поднятие употребляемой мощности на 3% в настоящих условиях.

Работа компьютера находится в зависимости и от программного обеспечения, поэтому на протяжении последнего десятилетия корпорация Intel тесно сотрудничает с изготовителями операционных систем и приложений в целях оптимизации и усовершенствования многопоточной функциональности их программного обеспечения.

Если увеличение плотности транзисторов станет возрастать сегодняшними темпами, то в отсутствие модернизации управления питанием МП начнут выделять десятки тысяч Вт тепла на см2. Для того чтоб удовлетворить потребности грядущего будущего, нужно значительно уменьшить мощность (N) потребления. Область нанотехнологий включает в себя 4 основных направления [11]:

1. Первым из них является молекулярная электроника (далее МЭ);

2. Вторыми на очереди стоят биохимические и органические решения;

3. Третьим направлением считаются квазимеханические решения на основе нанотрубок (НТ);

4. Четвертым направлением считается квантовые компьютеры.

В МЭ особое внимание уделяется системам на основе молекул. В котором молекулы представляют квантовую структуру, состоящую из отдельно стоящих атомов. В МЭ движение электронов задается квантов химическими законами. На данный момент производится активный отбор теорий совершенствования МЭ и физических закономерностей действий. Ученые в области биофизики выявили более 50 комбинаций, на базе которых возможно будут строиться МП – модели нелинейных задач.

Процессор, имеющий химическое управление называется белковым. В современном мире имеют место для обсуждения решения биохимического, а также органического характера. На основе углеродных нанотрубок создаются электронные устройства нано метрового размера. Предполагается, что в ближайшем будущем они сменят составляющие подобного назначения в компьютерах [1, с. 172].

Инженеры International Business Machines нашли новый действенный метод увеличить продуктивность микропроцессоров. Инновация содержится в том, чтоб изготавливать полупроводники из других материалов и усовершенствовать их структуру. В связи с этим ряд экспертов полагает, что максимальной скорости вычисления интегральная микросхема в ее нынешнем виде добьется уже через 5-10 лет. В Intel понимают, что потребность в платформах, обеспечивающих пользователям лучшую продуктивность и работоспособность, со временем начнет только увеличиваться. В последующие 15 лет запросы, предъявляемые пользователями к ПК, поменяются, как за предыдущие 15 лет. Также возможно, что на основные роли в итоге выйдут улучшенные приложения определения образов и поисковые системы, обеспечивающие эффективную обработку информации и поддерживающие интеллектуальное принятие решений с внедрением баз данных.

По мере популяризации этих и других развивающихся моделей применения компьютеров требования, предъявляемые к вычислительной мощности процессоров, будут возрастать. Одним из важнейших условий обеспечения нужных этим приложениям вычислительных ресурсов является всесторонняя стратегия развития многопоточных технологий, охватывающая технологию Hyper-Threading, двухъядерные процессоры и в конечном счете многоядерные процессоры. Intel продолжает исследовать, производственные и маркетинговые усилия на технологиях, которые помогают создать максимальное удобство работы всем категориям пользователей. Растущий потенциал накопленных данных определяет спрос на быстрые и вместительные модули памяти, а также на новые технологии связи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Под персональным компьютером, или персональной ЭВМ (ПК, или ПЭВМ), понимают настольную ЭВМ, имеющую эксплуатационные характеристики бытового прибора и универсальные функциональные возможности.

В структуру персонального компьютера входит основная память, устройство ввода, устройство вывода и центральный процессор.

Центральный процессор – это процессор, выполняющий в вычислительной машине или системе основные функции по обработке информации и управлению работой других частей вычислительной машины. Другими словами, это главная часть аппаратного обеспечения компьютера, т.е. основной электронный блок или устройство, исполняющее машинные инструкции (код программ).

Эволюция технологических процессов производства микропроцессоров фирмы Intel показала, что начиная с 2004 г. минимальный топологический размер в микропроцессоре стал меньше 100 нм, таким образом, с этого момента можно начинать отсчет эпохи наноэлектроники.

Процессор выполняет следующие основные функции: выборка (чтение) выполняемых команд, ввод (чтение) данных из памяти или устройства ввода/вывода, вывод (запись) данных в память или в устройства ввода/вывода, обработка данных (операндов), в том числе арифметические операции над ними, адресация памяти, то есть задание адреса памяти, с которым будет производиться обмен, обработка прерываний и режима прямого доступа.

Характеристики любого центрального процессора оказывают большое влияние на быстродействие как отдельных элементов системы, так и всего комплекса устройств в целом. Среди основных характеристик, влияющих на параметры производительности, выделяют: тактовая частота, разрядность, кеш – память, сокет, внутренний множитель частоты.

Несмотря на значительное различие по классификационным характеристикам и основным параметрам процессоров различных производителей, все они имеют сходную внутреннюю структуру, которую можно упрощённо разделить на операционный и интерфейсный блоки.

Классификацию микропроцессоров обычно осуществляют по семи основным направлениям – физической основе функционирования, назначению, виду обрабатываемой входной информации, количеству одновременно выполняемых программ, полноте и порядку выполнения набора команд, по характеру временной организации работы и числу ИМС, образующих микропроцессорный комплект.

Микропроцессоры с архитектурой x86 – это своего рода феномен второй половины XX века. С 1978 года, когда фирма Intel выпустила первый микропроцессор 8086 и затем его упрощенный вариант 8088, уже сменилось восемь поколений таких устройств. В настоящее время практически во всех областях промышленности и компьютерной индустрии доминируют микропроцессоры, в той или иной мере совместимы с архитектурой x86.

Изначально, компанией, которая выпускала процессоры для компьютера была Intel. Но правительству США не нравилось, что такая важная для оборонной промышленности и экономики страны деталь выпускается только одной компанией. С другой стороны, были и другие желающие выпускать процессоры. Была основана компания AMD, Intel поделилась с ними всеми своими наработками и разрешила AMD использовать свою архитектуру для выпуска процессоров. Но продлилось это недолго, спустя несколько лет Intel перестала делиться новыми наработками и AMD пришлось улучшать свои процессоры самим. Самым первым был AM980, он был полным восьмиразрядного процессора Intel 8080. AM486 - последний процессор, выпущенный на основе наработок Intel.

Одним из последних разработок компании AMD является шестнадцатое поколение К-16 архитектуры процессоров. Для их изготовления используется техпроцесс 14 нм. Процессоры поддерживают память DDR4 и выделяют тепла 95 Ватт энергии. Процессоры имеют до 8 ядер, 16 потоков, работают с тактовой частотой 3,4 ГГц. Также была улучшена эффективность потребления энергии и была заявлена возможность автоматического разгона, когда процессор подстраивается под возможности охлаждения.

Главные направления становления МП идут по пути неизменного увеличения их продуктивности. Классическими направленностями считаются поднятие тактовой частоты работы МП и повышение численности одновременно выполняемых команд за счет увеличения числа конвейеров в МП. Поколения процессоров отличаются друг от друга скоростью работы, архитектурой, исполнением и внешним видом.

Компания «Intel» намерена выпускать процессоры, которые станут содержать большое количество ядер – в каких-то случаях даже несколько сотен.

Для работы МП в будущем необходимо некоторое количество уровней виртуализации. Виртуализация также понимается как, возможность запуска нескольких операционных систем на одном компьютере, станет употребляться для того, чтобы обеспечить управляемость, сохранность и главным образом – безопасность.

Для того чтоб удовлетворить потребности грядущего будущего, нужно значительно уменьшить мощность (N) потребления. Область нанотехнологий включает в себя 4 основных направления: молекулярная электроника (далее МЭ), биохимические и органические решения, квазимеханические решения на основе нанотрубок (НТ), квантовые компьютеры.

Intel продолжает исследовать, производственные и маркетинговые усилия на технологиях, которые помогают создать максимальное удобство работы всем категориям пользователей. Растущий потенциал накопленных данных определяет спрос на быстрые и вместительные модули памяти, а также на новые технологии связи.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1. Барабанов Ю.А. Микропроцессорные устройства релейной защиты и автоматики распределительных сетей. Вологда: Инфра-Инженерия, 2015. – 172 c.
  2. Баула, В. Г. Архитектура ЭВМ и операционные среды : учебник / В. Г. Баула, А. Н. Томилин, Д. Ю. Волканов. – 2-е изд., стер. – М. : Академия, 2012. – 336 c.
  3. Бройдо, В. Л. Архитектура ЭВМ и систем : учебник / В. Л. Бройдо, О. П. Ильина. – СПб. : Питер, 2006. – 718 с.
  4. Голдовский И. Банковские микропроцессорные М.: Альпина Паблишер, 2016. – 678 c
  5. ГОСТ 15971-90. Системы обработки информации. Термины и определения. – 12 с.
  6. Довгий П. С., Поляков В. И. Прикладная архитектура базовой модели процессора Intel. Учебное пособие по дисциплине «Организация ЭВМ и систем». – СПб.: НИУ ИТМО, 2012. – 115 с.
  7. Келим, Ю. М. Вычислительная техника : учеб. пособие / Ю. М. Келим. – М. : Академия, 2005. – 384 с.
  8. Кожемяко А. Процессоры Intel – [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.ixbt.com/cpu/intel-2011-2066-1709.shtml
  9. Конструирование узлов и устройств электронных средств : учеб. пособие / Д. Ю. Муромцев, И. В. Тюрин, О. А. Белоусов. – Ростов н/Д. : Феникс, 2013. – 540 с.
  10. Локтюхин В.Н. Архитектура компьютера : учебное пособие : в 2 кн. – Кн. 1 : Структура персонального компьютера / Ряз. гос. ун-т им. С.А. Есенина. – Рязань, 2008. – 136 с.
  11. Маликов, К.Б. Перспективы развития микропроцессоров (МП) // Научный журнал. 2018. №4 (27).
  12. Мюллер, С. Модернизация и ремонт ПК / С. Мюллер ; пер. с англ. – 19-е изд. – М. : Вильямс, 2011. – 1072 с.
  13. Партыка, Т. Л. Вычислительная техника : учеб. пособие / Т. Л. Партыка, И. И. Попов. – М. : ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. – 608 с.
  14. Поколения процессоров AMD [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://losst.ru/pokoleniya-protsessorov-amd
  15. Процессоры AMD. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.amd.com/ruru/products/processor.
  16. Процессоры Intel. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.paygid.ru/articles/processori-intel/?q=726&n=749.
  17. Рудометов Е.А. Современное железо: настольные, мобильные и встраиваемые компьютеры / Е.А. Рудометов. – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 640 с.
  18. Сычев, А.Н. ЭВМ и периферийные устройства : учеб. пособие / А.Н. Сычев. – Томск : Изд-во Томск. гос. ун-та систем упр. и радиоэлектроники, 2017. – 131 с
  19. Тюрин И. В. Вычислительная техника : учебное пособие / И. В. Тюрин. – Тамбов : Издательский центр ФГБОУ ВО «ТГТУ», 2019. – 112 с.
  20. Тюрин, И. В. Вычислительная техника и информационные технологии : учеб. пособие / И. В. Тюрин. – Ростов н/Д : Феникс, 2017. – 462 с.
  21. Функции центрального процессора [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://fb.ru/article/382366/tspu---eto-ustroystvo-harakteristiki-osnovnyie-funktsii-i-naznachenie-tsentralnogo-protsessora-kompyutera
  22. Что такое центральный процессор? [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://wi-tech.ru/protsessory/tsentralnyj/
  23. Яшин, В.Н. Информатика. Аппаратные средства персонального компьютера / [Текст]. – М: Инфра-М, 2010. – 256 с.