Тема 1.4 Определение параметров микропроцессоров

Студент должен знать:

• основные характеристики процессоров;

• типы процессоров;

• основные современные модели.

Студент должен уметь:

• использовать встроенное и диагностическое ПО для определения параметров микропроцессоров

Назначение, конструктивное исполнение микропроцессоров. Классификация и типы процессоров. Обзор основных современных моделей. Разъемы для подключения микропроцессоров.

Теоретическое обоснование Конструктивное исполнение процессоров

Во всех современных процессорах имеется кэш (по-английски - cache) - массив сверхскоростной оперативной памяти, являющейся буфером между контроллером сравнительно медленной системной памяти и процессором. В этом буфере хранятся блоки данных, с которыми CPU работает в текущий момент, благодаря чему существенно уменьшается количество обращений процессора к чрезвычайно медленной (по сравнению со скоростью работы процессора) системной памяти. Тем самым заметно увеличивается общая производительность процессора.

При этом в современных процессорах кэш давно не является единым массивом памяти, как раньше, а разделен на несколько уровней. Наиболее быстрый, но относительно небольшой по объему кэш первого уровня (обозначаемый как L1), с которым работает ядро процессора, чаще всего делится на две половины - кэш инструкций и кэш данных. С кэшем L1 взаимодействует кэш второго уровня - L2, который, как правило, гораздо больше по объему и является смешанным, без разделения на кэш команд и кэш данных. Некоторые десктопные процессоры, по примеру серверных процессоров, также порой обзаводятся кэшем третьего уровня L3. Кэш L3 обычно еще больше по размеру, хотя и несколько медленнее, чем L2 (за счет того, что шина между L2 и L3 более узкая, чем шина между L1 и L2), однако его скорость, в любом случае, несоизмеримо выше, чем скорость системной памяти.

Процессорная (иначе - системная) шина, которую чаще всего называют FSB (Front Side Bus), представляет собой совокупность сигнальных линий, объединенных по своему назначению (данные, адреса, управление), которые имеют определенные электрические характеристики и протоколы передачи информации. Таким образом, FSB выступает в качестве магистрального канала между процессором (или процессорами) и всеми остальными устройствами в компьютере: памятью, видеокартой, жестким диском и так далее. Непосредственно к системной шине подключен только CPU, остальные устройства подсоединяются к ней через специальные контроллеры, сосредоточенные в основном в северном мосте набора системной логики (чипсета) материнской платы. Хотя могут быть и исключения - так, в процессорах AMD семейства К8 контроллер памяти интегрирован непосредственно в процессор, обеспечивая, тем самым, гораздо более эффективный интерфейс память-CPU, чем решения от Intel, сохраняющие верность классическим канонам организации внешнего интерфейса процессора. Основные параметры FSB некоторых процессоров приведены в табл.2:

Таблица 2 - Основные параметры FSB

Процессор	частота FSB, МГц	Тип FSB	Теоретическая пропускная способность FSB, Мб/с
Intel Pentium III	100/133	AGTL+	800/1066
Intel Pentium 4	100/133/200	QPB	3200/4266/6400
Intel Pentium D	133/200	QPB	4266/6400
Intel Pentium 4 EE	200/266	QPB	6400/8533
Intel Core	133/166	QPB	4266/5333
Intel Core 2	200/266	QPB	6400/8533
AMD Athlon	100/133	EV6	1600/2133
AMD Athlon XP	133/166/200	EV6	2133/2666/3200
AMD Sempron	800	HyperTransport	6400
AMD Athlon 64	800/1000	HyperTransport	6400/8000

Комплектация OEM (Original Equipment Manufacturer) предназначена в основном для сборщиков готовых ПК и подразумевает поставку только собственно устройства, зачастую без индивидуальной упаковки и драйверов (и без какой-либо сопроводительной документации - это точно). А Box - коробочный вариант комплектации устройства, предназначенный для розничной продажи. В отношении процессоров боксовая комплектация, наряду с красочной упаковкой, подразумевает наличие "кулера" - штатной системы охлаждения, а также, в большинстве случаев, гораздо большую гарантию - 36 месяцев против 12 для ОЕМ-процессоров. Но достоинство последних - низкая цена, да и возможностей "боксового кулера" бывает достаточно только для работы процессора в штатном режиме (впрочем, иногда и не хватает). Тепловой интерфейс (термоинтерфейс) - это специальная прокладка между ядром процессора и подошвой радиатора, служащая для улучшения отвода тепла от процессора. Физически термоинтерфейс может иметь вид или наклейки из какого-либо теплопроводящего материала, или тонкого слоя термопасты, нанесенного на подошву радиатора на месте его соприкосновения с корпусом процессора.

Маркировка МП фирмы Intel.

Трехзначный процессорный номер (Processor Number, или просто PN) у Intel, используемый с 2004 года вместо тактовой частоты в обозначении процессоров ряда Pentium/Celeron, в отличие от рейтинга процессоров AMD, не является технической характеристикой процессора и не имеет отношения к его производительности. Фактически, это условное обозначение конкретной модели процессора, лишь только первая цифра PN несет определенную смысловую нагрузку - указывает на серию процессора, хотя и две остальные цифры, в принципе, тоже кое-что могут сказать. Например, процессор с большими цифрами несколько производительнее (или при той же производительности имеет какие-либо дополнительные навороты) другого процессора с меньшими цифрами, но все это исключительно в рамках одной и той же серии. Для прямого сравнения процессоров различных продуктовых линеек, PN использовать нельзя. В процессоры нового семейства Core Intel ввела новую пятизначную буквенно-цифровую маркировку. В данном обозначении первая буква индекса обозначает уровень энергопотребления (TDP - Thermal Design Power, тепловой пакет) чипа. На этом месте могут быть следующие символы:

• U - Ultra low voltage (TDP - ниже 15 Вт);

• L - Low voltage (TDP - от 15 до 25 Вт);

• T - sTandard mobile (TDP - от 25 до 55 Вт);

• E - standard dEsktop (TDP - от 55 до 75 Вт);

• X - eXtreme (TDP - выше 75 Вт).

Остальные четыре цифры обозначают модификацию процессора, как и у процессоров Pentium 4: чем больше индекс, тем производительнее процессор.

Новая система маркировки МП фирмы AMDпредполагает, наряду с традиционным обозначением бренда и класса, еще и буквенно-цифровой код модели (см. табл.2).

Таблица 2 –Маркировка МП

Бренд	Класс	Модель
Phenom	FX	-
Phenom	X4	GP-7xxx
Phenom	X2	GS-6xxx
Athlon	X2	BE-2xxx
Athlon	X2	LS-2xxx
Sempron	-	LE-1xxx

1. Первый символ в названии модели процессора определяет его класс:

   • G - High-end;

   • B - Mainstream;

   • L - Low-End.

2. Второй символ определяет энергопотребление процессора:

   • P - более 65 Вт;

   • S - 65 Вт;

   • E - менее 65 Вт (класс Energy Efficient).

3. Первая цифра обозначает принадлежность процессора к определенному семейству:

   • 1 - одноядерные Sempron;

   • 2 - двухъядерные Athlon;

   • 6 - двухъядерные Phenom X2;

   • 7 - четырехъядерные Phenom X4.

4. Вторая цифра будет обозначать уровень производительности конкретного процессора в пределах семейства.

5. Две последние цифры будут определять модификацию процессора.

Таким образом, новейшие двух- и четырехъядерные процессоры станут обозначаться как AMD Phenom X2 GS-6xxx и Phenom X4 GP-7xxx. Экономичные двухъядерники среднего класса - Athlon X2 BE-2xxx, а бюджетные AMD Athlon и Sempron станут именоваться как Athlon X2 LS-2xxx и Sempron LE-1xxx. А пресловутая цифра 64, указывающая на поддержку 64-битной архитектуры, исчезнет из имени процессора Athlon.