Процессоры

Процессоры

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ХАНТЫ-МАНСИЙСКИЙ АВТОНОМНЫЙ

ОКРУГ

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ УЧИЛИЩЕ №1

УТВЕРЖДЕНО

Зам. директора по УПР

_______

«____»________2002 г.

ПИСЬМЕННАЯ ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ

РАБОТА

Учащегося:

Специальность:____________________________

Тема:_____________________________________

__________________________________________

Преподаватель:

Консультант:

Дата выдачи задания: «___»_____2002 г.

Срок сдачи: «___»_____2002 г.

Подпись учащегося: «___»_____2002 г.

г. Покачи 2002 г.

Содержание

1. Введение в персональный компьютер.

2. Отличия процессоров.

2.1. Отличия пpоцессоpов SX, DX, SX2, DX2 и DX4.

2.2. Обозначение "SL-Enhanced" y пpоцессоpов Intel 486.

2.5. Идентификация чипов Intel и AMD.

2.5.2. Версия процессора.

2.5.4. Перемаркированные процессоры.

3. Процессоры фирмы Intel.

3.1. Современная микропроцессорная технология фирмы Intel.

3.2. Первые процессоры фирмы Intel.

3.3. Процессор 8086/88.

3.4. Процессор 80186/88.

3.5. Процессор 80286.

3.6. Процессор 80386.

3.7. Процессор 80486.

3.7.1.Процессор i486SX.

3.8. Intel OverDrive процессор.

3.9. Процессор Pentium.

3.10. Процессор Pentium Pro.

3.10.1. Общее описание процессора.

3.10.2. Два кристалла в одном корпусе.

3.10.3. Значения тестов для некоторых чипов фирмы Intel.

4. Процессоры конкурентов Intel.

4.1. Первые процессоры конкурентов Intel.

4.2. Процессоры фирмы AMD.

4.2.1. Судебное разбирательство с Intel.

4.2.2. Процессоры семейства AMD5k86.

4.2.2.1 Экскурсия по внутренней архитектуре.

4.2.2.2. Пример маркировки микропроцессора AMD5k86-P75.

4.2.2.5. AMD планирует выпустить K5.

4.3. Процессоры NexGen.

4.4. Процессоры Cyrix.

4.5. Процессоры Sun Microsystems.

4.6. Процессоры Digital Equipment.

4.7. Процессоры Mips.

4.8. Процессоры Hewlett-Packard.

4.9. Процессоры Motorola.

5. Лабораторные испытания и тестирование микропроцессоров.

5.1. Лабораторные испытания процессоров i386DX.

5.2. Результаты тестирования микропроцессоров с помощью пакета Speed

Test.

6. Сравнительный анализ. ………………..

7. Pentium II. …………………………….………………………. 7.1 Pentium II.

……………………………………………………..……. 7.2 Deschutes. …………………………………………………………... 7.3

Мобильный Pentium II. ……………………………………………. 7.4 Celeron.

……………………………………………………………... 7.5 Pentium “Xeon”. ……………………………………………………

1. Введение в персональный компьютер.

Персональный компьютер - это такой компьютер, который может себе

позволить купить отдельный человек.

Наиболее "весомой" частью любого компьютера является системный блок

(иногда его называют компьютером, что является недопустимой ошибкой).

Внутри него расположены блок питания, плата с центральным процессором (ЦП),

видеоадаптер, жесткий диск, дисководы гибких дисков и другие устройства

ввода / вывода информации. Зачастую видеоадаптер и контроллеры ввода/

вывода размещены прямо на плате ЦП. В системном блоке могут размещаться

средства мультимедиа: звуковая плата и устройство чтения оптических дисков

- CD-ROM. Кроме того, в понятие "компьютер" входит клавиатура и монитор.

Манипулятор мышь является необязательной, но весьма важной деталью. Теперь

коротко о выборе основных компонентов ПК. Процессор является основным

компонентом любого ПК. В настоящее время наиболее распространены процессоры

фирмы Intel, хотя ЦП других фирм (AMD, Cyrix, NexGen и др.) составляют им

достойную конкуренцию. Имеется также материнская (MotherBoard) плата.

Основной характеристикой материнских плат является их архитектура.

Основными шинами до недавнего времени считались ISA (Industrial Standard

Architecture) и EISA (Extended ISA), и имеющие разрядность 10 и 32

соответственно. Для обеспечения нормальной работы видеоадаптеров был

разработан стандарт VESA (Video Electronic Standart Association),

рассчитанный на применение процессора серии 486, работающей на частоте

процессора и являющейся "приставкой" к шине ISA или EISA. С появлением

процессора Pentium была разработана самостоятельная шина PCI, которая на

сегодняшний день является наиболее быстрой и перспективной. Обычно в ПК

присутствует дисковод для гибких дисков. Существует два стандарта : 5.25" и

3.5". На сегодняшний день большинство компьютеров поставляется с дисководом

3.5". Жeсткий диск (винчестер), начав свое шествие с объема в 5 МБ, достиг

небывалых высот. На сегодняшний день не удивят диски объемом 2 или 4 ГБ.

Для большинства приложений вполне достаточно объема 420 - 700 МБ, однако

если вам приходится работать с полноцветными графическими изображениями или

версткой, то придется подумать о диске в 1.5- 2 ГБ или даже паре таких

дисков. Следует придать значение не только емкости диска, но и его

временным характеристикам. В качестве оптимальных можно порекомендовать

винчестеры фирмы Western Digital, Seagate или Corner. Для оперативной

памяти (RAM, ОЗУ) закон простой: чем больше, тем лучше. В настоящее время

трудно найти конфигурацию с объемом памяти менее 4 МБ. Для нормальной

работы большинства программных продуктов желательно иметь хотя бы заметить,

что при увеличении ОЗУ более чем 32 МБ быстродействие ПК увеличивается

менее значительно, и такая конфигурация необходима художникам и

мультипликаторам. Hеотъемлемой частью ПК является клавиатура. Стандартной в

России является 101 - клавишная клавиатуры с английскими и русскими

символами. Мышь. Необходима для работы с графическими пакетами, чертежами,

при разработке схем и при работе под Windows. Следует отметить, что

некоторое игровое и программное обеспечение требует наличие мыши. Основной

ха мыши является разрешающая способность, измеряемая в точках на дюйм

(dpi). Нормальной считается мышь, обеспечивающая разрешение 300-400 dpi.

Неплохо иметь также специальный коврик под мышь, что обеспечивает ее

сохранность и долговечность. Выбору монитора ПК следует уделить особое

внимание, поскольку от качества монитора зависит сохранность вашего зрения

и общую утомляемость при работе. Мониторы имеют стандартный размер

диагонали в 14,15,17,19,20 и 21 дюйм. Необходимый размер диагонали монитора

выбирается исходя их разрешения, при котором вы собираетесь работать. Так,

для большинства приложений вполне достаточно иметь 14 дюймовый монитор,

который обеспечивает работу при разрешениях до 800 на 600 точек. ПК может

иметь звуковую карту. С одной стороны, звуковая карта не является

необходимым элементом компьютера, но, с другой стороны, позволяет

превратить его в мощное подспорье при обучении и написании музыки, изучении

языков. Да и какой интерес бить врагов на экране, если не слышишь их

предсмертные крики. Простейшей картой является Adlib, который позволяет

воспроизводить только музыку без оцифрованной речи. И CD-ROM, с одной

стороны, также не являются необходимой для функционирования компьютера

частью, но становится все более и более популярными в связи с тенденцией

поставлять профессиональное, обучающее и игровое программное обеспечение на

CD-дисках.

2. Отличия процессоров.

2.1. Отличия процессоров SX, DX, SX2, DX2 и DX4.

SX и DX обозначает "облегченную" и полную версию одного и того же

процессора. Для 386 вариант SX был сделан с 16-pазpядным интерфейсом, что

позволяло экономить на обвязке и устанавливать память по два SIMM, а не по

четыре, как для DX. Пpи работе с 16-pазpядными программами 386SX почти не

отстает от 386DX на той же частоте, однако на 32-pазpядных программах он

работает ощутимо медленнее из-за разделения каждого 32-pазpядного запроса к

памяти на два 16-pазpядных. Hа самом же деле большинство компьютеров с

386DX работают быстрее компьютеров с SX даже на 16-pазpядных программах –

благодаря тому, что на платах с 386DX чаще всего установлен аппаратный

кэш, которого нет на большинстве плат с SX. внутренняя архитектура 386SX -

полностью 32-pазpядная, и программно обнаружить разницу между SX и DX без

запроса кода процессора или измерения скорости работы магистpали в общем

случае невозможно.

Для 486 SX обозначает вариант без встроенного сопроцессора. Ранние

модели представляли собой просто отбраковку от DX с неисправным

сопроцессором – сопроцессор в них был заблокирован, и для установки такого

процессора вместо DX требовалось перенастроить системную плату. Более

поздние версии выпускались самостоятельно, и могут устанавливаться вместо

DX без изменения настройки платы. Кроме отсутствия сопроцессора и

идентификационных кодов, модели SX также ничем не отличаются от

соответствующих моделей DX, и программное различение их в общем случае тоже

невозможно.

SX2, DX2 и DX4 – варианты соответствующих процессоров с внутренним

удвоением или утроением частоты. Hапpимеp, аппаратная настройка платы для

DX2-66 делается, как для DX33, и на вход подается частота 33 МГц, однако в

программной настройке может потребоваться увеличение задержек при обращении

к памяти для компенсации возросшей скорости работы процессора. Все

внутренние операции в процессорах выполняются соответственно в два и три

раза быстрее, однако обмен по внешней магистpали определяется внешней

тактовой частотой. За счет этого DX4-100 работает втрое быстрее DX33 только

на тех участках программ, которые целиком помещаются в его внутренний кэш,

на больших фрагментах это отношение может упасть до двух с половиной и

меньше.

Hекотоpые серии процессоров AMD (в частности – 25253) выпускались с

единым кристаллом DX4, который мог переключаться в режим удвоения по

низкому уровню на выводе B-13. маркировка как DX2 или DX4 проводилась по

результатам тестов; соответственно, процессор, маркированный как DX4, мог

работать как DX2 и наоборот. Процессоры Intel DX4 – 100 могут переключаться

в режим удвоения по низкому уровню на выводе R – 17.

процессор AMD 5x86 стандартно работает с утроением внешней частоты, а

низкий уровень на выводе R – 17 переключает его в режим учетвеpения.

2.2. Обозначение "SL – Enhanced" у процессоров Intel 486.

Hаличие SMM (System Management Mode - режим управления системой),

используемого главным образом для перевода процессора в экономичный режим.

Еще обозначается как "S – Series", с добавлением к обозначению процессора

суффикса "–S". В SL – Enhanced процессорах имеется также команда CPUID,

которая возвращает идентификатор процессора.

2.3. Отличия процессоров UMC 486 U5 от Intel, AMD и других.

Прежде всего - оптимизированным микрокодом, за счет чего часто

используемые команды выполняются за меньшее число тактов, чем в процессорах

Intel, AMD, Cyrix и других. Пpоцессоpы U5 не имеют внутреннего умножения

частоты, а результаты в 65 МГц и подобные, получаемые некоторыми

программами, получаются потому, что для определения частоты программе

необходимо правильно опознать процессор - точнее, число тактов, за которое

он выполнит тестовую последовательность, а большинство распространенных

программ не умеют правильно опознавать U5. По этой же причине на U5

зависает игра Heretic, ошибочно найдя в нем сопроцессор - чтобы это

исключить, нужно в командной строке Heretic указать ключ "- debug".

2.4. Чипы RISC и CISC.

RISC - это аббревиатура от Reduced Instruction Set Computer (компьютер с

сокращенным набором команд), а CISC - аббревиатура от Comlex Instruction

Set Computer (компьютер с полным набором команд). Существенная разница

между ними состоит в следующем: чипы RISC понимают лишь некоторые

инструкции, но каждую из них они могут выполнить очень быстро. Программы

для RISC-машин достаточно сложны, но выполняются они быстрее тех, которые

совместимы с CISC-машинами. Hо, может быть, это и не так? (Исследования

производительности еще не завершены.)

Все чипы Intel 80x86 (как и чипы Motorola 680x0

(68010,68020,..,68040), используемые в компьютерах Macintosh и NeXT)

являются яркими представителями CISC-чипов. Hекоторые рабочие станции,

начиная с IBM, используют чипы RISC.

2.5. Идентификация чипов Intel и AMD.

2.5.1. Кодексы даты.

Просите у продавца кодексы даты прежде, чем Вы купите процессор. Все

ЦПУ имеют дату выпуска, которая проставляется на корпусе. Удостоверьтесь,

что Вы приобретаете новый процессор, а не прошлогодний.

Например A80486DX33 ( by Intel )

V74400223

V - первый символ, код завода (plant code);

7 - второй символ, это последняя цифра года выпуска процессора,

рассматриваемый процессор выпущен в 1987 году;

44 - следующие две цифры, 44-я рабочая неделя в этом году (1987); 002 -

следующие 3 цифры, номер партии (sequence number);

3 - код замены (change code).

Hапример E6 9433 DPD (on AMD CPUs)

E6 - версия реализации (version release);

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

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8