Процессор
Процессор (CPU, Central Processing Unit) — это основной вычислительный компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.
Процессор представляет собой интегральную схему — тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы, на которой помещаются схемы, реализующие все функции процессора. Кристалл-пластинка обычно помещается в плоский пластмассовый или керамический корпус и соединяется золотыми (медными) проводками с металлическими ножками, чтобы его можно было присоединить к материнской плате компьютера.
Основными характеристиками процессора являются его тактовая частота, разрядность и размеры кэша 1-го и 2-го уровня.
Существует два типа тактовой частоты — внутренняя и внешняя. Внутренняя тактовая частота — это частота, с которой происходит обработка информации внутри процессора. Внешняя тактовая частота или частота системной шины — это тактовая частота, с которой происходит обмен данными между процессором и оперативной памятью компьютера.
Тактовая частота процессора определяет количество элементарных операций (тактов), которое он может выполнить за одну секунду. Тактовая частота измеряется в герцах. Количество элементарных операций в секунду, выполняемых процессором, не совпадает с фактическим количеством операций в секунду, выполняемым компьютером.
Во-первых, для реализации многих математических операций процессору требуется несколько тактов. Во-вторых, конкретное количество тактов зависит от типа процессора. Чем выше тип, тем меньшее число тактов уйдет на одну и ту же операцию. В-третьих, на скорость компьютера также влияет скорость работы иных компьютерных устройств. Поэтому формально можно сказать, что компьютер с тактовой частотой процессора 1000 МГц выполняет 1000 млн.' операций в секунду. Таким образом, чем выше тактовая частота, тем больше скорость процессора. На момент написания книги разработаны процессоры, работающие на частоте, превышающей 3 ГГц.
Объем кэш-памяти 1-го и 2-го уровня также влияет на производительность процессора. Обычно, чем больше ее объем, тем выше производительность процессора в целом.
Основные типы процессоров выпускают фирмы Intel и AMD: Intel Celeron, Intel Pentium Ш, Intel Pentium 4, Intel Xeon, AMD Athlon, AMD XP н другие. На сегодняшний день рынок предлагает огромный выбор процессоров разной частоты, начиная с процессоров младших (более дешевых) моделей — Intel Celeron 1 ГГц, Intel Pentium 4 1,7 ГГц, AMD Athlon и заканчивая моделями высшей категории — Intel Celeron 3,2 ГГц, Intel Pentium 4 3,2 ГГЦ, AMD 64 FX.
Стоит также упомянуть, что создание процессоров идет по двум направлениям — для персональных компьютеров и для переносных устройств (ноутбуков, КПК, PDA и других). Процессоры второго направления характеризуются уменьшенным потреблением энергии, что особенно важно для устройств такого типа.
Процессоры и наборы команд
Сегодня, как и много лет назад, на рынке процессоров конкурентная борьба идет, фактически, между двумя основными производителями — компаниями Intel и AMD. Созданные ими последние модели процессоров с полным правом можно назвать чудом техники — и с точки зрения технологии изготовления, и с точки зрения возможностей. Причем эта конкуренция распространяется на все виды оборудования — от мобильных устройств до серверов.
Последними моделями процессоров от Intel являются Intel Celeron 2,8 ГГц и Intel Pentium 4 3,4 ГГц.
В качестве новых моделей AMD следует назвать процессоры AMD Athlon ХР, AMD " Athlon 64, AMD Athlon 64 AFX, AMD Opteron. Максимальная частота процессоров AMD составляет (на время написания книги) 3,4 ГГц (процессор AMD Athlon 64 FX).
Каждый тип устройств обладает своими собственными технологиями, тем или иным образом повышающими его быстродействие и быстродействие системы в целом на разных видах прикладных задач.
Некоторые технологи, используемые в процессорах Intel Pentium:
? ММХ (MultiMedia extension)
Впервые компания Intel сообщила об этой технологии в марте 1996 года. Основой ММХ является архитектура SIMD (Single Instruction Multiple Data). Суть состоит в том, что данные поступают в процессор в виде пакетов, которые обрабатываются одной командой. Кроме того, логику процессора пополняет 57 новых инструкций, разработанных специально для эффективной работы с видео, звуковыми и графическими данными. Для того чтобы процессор смог работать с этими командами, используя расширения ММХ, разработчики программного обеспечения должны интегрировать их в приложения.
Набор ММХ-команд включает команды пересылки данных, упаковки/распаковки, сложения/вычитания, умножения, сдвига, сравнения и поразрядных логических команд.
Q SSE (Streaming SIMD Extensions) — инструкции, предназначенные для обработки множественных потоковых данных, к которым, в первую очередь, относятся аудио- и видеопотоки.
? SSE2.
? Hyper-Threading — технология, обеспечивающая обработку процессором данных в многопроцессорном режиме. Поддержка этой технологии осуществляется моделями процессоров, начиная с Pentium 4 3,06 ГГц.
Полагаем, что читателю полезно будет ознакомиться с некоторыми технологиями, используемыми в процессорах AMD.
? 3Dnow! Технология 3DNow! представляет собой дополнение к архитектуре х86-ироцессоров, направленное на повышение скорости вычислений с плава-
Графическая подсистема <• 41
ющей точкой при обработке ЗО-графики и мультимедийных приложений. Преимущества технологии 3DNow! заключаются в повышении производительности при обработке трехмерных графических объектов, более реалистичном и жизненном их отображении. Кроме того, к преимуществам технологии 3DNow! можно отнести полноэкранное видео.
О PowerNow! — технология изменения тактовой частоты.
Сайт создан в системе
uCoz