2015-09-06
1121
Большинство современных ПК используют МП типа CISC, выпускаемые фирмами Intel, AMD и некоторыми др.
МП фирмы Intel имеют большее распространение (до 80%); характеристики некоторых из них приведены в табл. 1.
Таблица 1. Характеристики некоторых CISC МП Intel (одноядерные)
| Модель МП Intel | Разрядность данy/адрес, бит | Тактовая частота, МГц | Адресное простран-ство, байт | Состав команд | Число эле-ментов /Тех-нология, мкм | Частота FSB, МГц | Год выпуска |
| 4/4 | 0,108 | 4•103 | 2300/3 мкм | - | |||
| 8/8 | 2,0 | 64•103 | 10 000/3 мкм | - | |||
| 16/16 | 4,77 и 8 | 106 | 70 000/3 мкм | - | |||
| 8,16/16 | 4,77 и 8 | 106 | 70 000/3 мкм | - | |||
| 16/20 | 8 и 10 | 106 | 140 000/3 мкм | - | |||
| 16/24 | 8-20 | 16•106 | 180 000/1,5 | - | |||
| 32/32 | 16-50 | 4•109 | Базовый | 275 000/1 | - | ||
| 32/32 | 25-100 | 4•109 | Базовый | 1,2●106/1 | - | ||
| Pentium | 64/32 | 75-200 | 4•109 | Базовый | 3,3●106/0,35 | ||
| Pentium Pro | 64/32 | 150-200 | 4•109 | Базовый | 5,5●106/0,35 | ||
| Pentium MMX | 64/36 | 166-233 | 64•109 | Базовый+57ММХ | 7,5●106/0,35 | ||
| Pentium II | 64/36 | 233-600 | 64•109 | ММХ+(ММХ2) | 7,5●106/0,25 | ||
| Celeron | 64/32 | 300-800 | 4•109 | ММХ2 | 19●106/0,22 | ||
| Pentium III | 64/36 | 500-1000 | 64•109 | SSE | 25●106/0,18 | ||
| P4 Willamette | 64/36 | 1000-3400 | 64•109 | SSE2 | 42●106/0,13 | ||
| P4 Northwood | 64/36 | 1800-3400 | 64•109 | SSE2 | 55●106/0,13 | ||
| P4E Prescott | 64/36 | 2800-3600 | 64•109 | SSE3 | 125●106/0,09 | ||
| P4XE Gallatine | 64/36 | 3200-3600 | 64•109 | SSE3 | 178●106/0,09 | ||
| P D2 Prescott | 64/64 | 2800-3200 | 64•109 | SSE3+ | 275●106/0,09 |
«Состав команд»: ММХ = Базовый + 57; ММХ2 = ММХ+ несколько дополнительных 32-битных инструкций группы SSE.
1.2. МП RISC (Reduced Instruction Set Computing) — вычисления с сокращённым набором команд. Эти процессоры которая во главу ставят следующий принцип: более компактные и простые инструкции выполняются быстрее. Простая архитектура позволяет удешевить процессор и поднять тактовую частоту. Многие ранние RISC -процессоры даже не имели команд умножения и деления.
Идея создания RISC процессоров пришла после того, как в 1970-х годах ученые из IBM обнаружили, что многие из функциональных особенностей традиционных CPU игнорировались программистами. Следующее открытие заключалось в том, что некоторые сложные операции были медленнее, чем те же действия, выполняемые набором простых команд.
МП типа RISC содержат только набор простых, чаще всего встречающихся в программах команд. При необходимости выполнения более сложных команд в МП производится их автоматическая сборка из простых. Все команды имеют один размер и на выполнение каждой из них тратится один машинный такт (а на выполнение самой короткой команды из системы CISC обычно тратится четыре такта).
Первые RISС -процессоры были разработаны в начале 1980-х гг. в Стэнфордском и Калифорнийском университетах США. Они выполняли небольшой (50-100) набор команд, тогда как обычные CISC выполняли по 100-200 видов команд. Один из первых МП типа RISC — ARM на ПК IBM PC RT: 32 разрядный МП, имеющий 118 различных команд. Современные 64-разрядные RISC МП выпускаются многими фирмами: Apple, IBM, DEC, Sun и др.
Микропроцессоры типа RISC имеют очень высокое быстродействие, но программно не совместимы с CISC -процессорами: при выполнении программ, разработанных для ПК типа IBM PC, они могут лишь эмулировать (моделировать, имитировать) МП типа CISC на программном уровне, что приводит к резкому уменьшению их эффективной производительности.
Характерные особенности RISC-процессоров:
- фиксированная длина машинных инструкций (например, 32 бита) и простой формат команды.
- одна инструкция выполняет только одну операцию с памятью — чтение или запись. Операции вида «прочитать-изменить-записать» отсутствуют.
- большое количество регистров общего назначения (32 и более).
1.3. Микропроцессоры типа VLIW (Very long instruction word)
VLIW - архитектура МП с несколькими вычислительными устройствами. Одна инструкция процессора содержит несколько операций, которые выполняются параллельно. Задача распределения решается во время компиляции и в инструкциях явно указано, какое вычислительное устройство должно выполнять какую команду.
Программисты доступа к внутренним VLIW -командам не имеют: все программы работают поверх низкоуровневого ПО, которое ответственно за трансляцию команд МП в команды VLIW. МП типа VLIW вместо сложной схемной логики, обеспечивающей в современных суперскалярных МП параллельное исполнение команд, используют ПО. Упрощение аппаратуры позволило уменьшить габариты МП и потребление энергии.
