Лекции по дисциплинам

32-х разрядная х86 архитектура процессоров

вид процессора

32-х разрядная х86 архитектура, используемая в РС – совместимых компьютерах, носит название IA-32. Начало свое IA-32 ведет от 386-х процессоров фирмы Intel. Проще всего начать рассказ о процессорах на примере развития линейки процессоров фирмы Intel, как родоначальника и основного разработчика решений и направления развития процессорной отрасли. Как правило, остальные производители процессоров для РС копировали решения Intel, не вкладывая огромных средств в разработку новых решений и анализ потребностей рынка процессоров. Так продолжалось до недавнего времени, пока компании, производители процессоров не озаботились разработкой собственных стратегий в производстве процессоров. Кого-то это привело к банкротству, кого-то вынесло на самый верх успеха. Но обо всем по порядку.

Первоначально, частота шины и частота процессора совпадали, и использование более быстрого процессора приводило к линейному росту производительности всей системы. Но как оказалось, рост частоты ядра процессора имел больший потенциал, чем могла обеспечить дискретная схемотехника. Создалась парадоксальная ситуация – процессор можно было выпустить с высокой тактовой частотой ядра, но его некуда было вставлять, так как материнские платы не могли работать с такой частотой. Решение было найдено довольно оригинальное: пусть процессор работает с максимальной частотой, а с чипсетом материнской платы пусть общается с той частотой, на которую способна материнская плата. Так появилось разделение на частоту ядра процессора и на чистоту системной шины.

системный блок в разрезе

Коэффициент умножения

Коэффициент умножения показывает, во сколько раз отличается частота ядра от частоты шины. Понятно, что при превышении определенного порога частоты, процессору перестало хватать пропускной способности шины, и ему приходилось простаивать в ожидании необходимых данных, застрявших на медленной системной шине. Для предотвращения этих простоев применяется кэш память (процедура кэширования применяется не только у процессоров, но цель ее всегда одна – минимизировать время простоя более быстродействующих, но зависящих от медленных устройств). Тема архитектура процессора может быть рассмотрена в курсовой по информатике, здесь нужно рассмотреть также и многоядерные процессоры.

Рассмотрим такой пример: процессор выполнил задачу и готов передать результат, а по шине еще передается результат предыдущей задачи. Тогда процессор записывает последний результат в кэш память и занимается следующей задачей, а результат из кэш памяти передается по мере освобождения системной шины. По этой технологии строились все процессоры, включая Pentium, но скоро и она исчерпала себя. Для дальнейшего увеличения пропускной способности шины и минимизации простоев в процессоре следующего поколения – Pentium Pro была применена новая технология названная Двойной Независимой Шиной (DIB).