Файл: Процессор персонального компьютера. Назначение, функции, классификация процессора.pdf

Классификация процессоров

Стандартная классификация процессоров

По числу больших интегральных схем в микропроцессорном комплекте различают микропроцессоры однокристальные, многокристальные и многокристальные секционные.

Однокристальные микропроцессоры получаются при реализации всех аппаратных средств процессора в виде одной БИС или СБИС (сверхбольшой интегральной схемы). По мере увеличения степени интеграции элементов в кристалле и числа выводов корпуса параметры однокристальных микропроцессоров улучшаются. Однако возможности однокристальных микропроцессоров ограничены аппаратными ресурсами кристалла и корпуса. Для получения многокристального микропроцессора необходимо провести разбиение его логической структуры на функционально законченные части и реализовать их в виде БИС (СБИС). Функциональная законченность БИС многокристального микропроцессора означает, что его части выполняют заранее определенные функции и могут работать автономно.

Многокристальные секционные микропроцессоры получаются в том случае, когда в виде БИС реализуются части (секции) логической структуры процессора при функциональном разбиении ее вертикальными плоскостями. Для построения многоразрядных микропроцессоров при параллельном включении секций БИС в них добавляются средства "стыковки".

Классификация по назначению

Универсальные микропроцессоры могут быть применены для решения широкого круга разнообразных задач. При этом их эффективная производительность слабо зависит от проблемной специфики решаемых задач. Специализация МП, т.е. его проблемная ориентация на ускоренное выполнение определенных функций позволяет резко увеличить эффективную производительность при решении только определенных задач.

Среди специализированных микропроцессоров можно выделить различные микроконтроллеры, ориентированные на выполнение сложных последовательностей логических операций, математические МП, предназначенные для повышения производительности при выполнении арифметических операций за счет, например, матричных методов их выполнения, МП для обработки данных в различных областях применений и т. д. С помощью специализированных МП можно эффективно решать новые сложные задачи параллельной обработки данных. Например, конволюция позволяет осуществить более сложную математическую обработку сигналов, чем широко используемые методы корреляции. Последние в основном сводятся к сравнению всего двух серий данных: входных, передаваемых формой сигнала, и фиксированных опорных и к определению их подобия. Конволюция дает возможность в реальном масштабе времени находить соответствие для сигналов изменяющейся формы путем сравнения их с различными эталонными сигналами, что, например, может позволить эффективно выделить полезный сигнал на фоне шума.

Классификация по характеру временной организации работы

Синхронные микропроцессоры - микропроцессоры, в которых начало и конец выполнения операций задаются устройством управления (время выполнения операций в этом случае не зависит от вида выполняемых команд и величин операндов).

Асинхронные микропроцессоры позволяют начало выполнения каждой следующей операции определить по сигналу фактического окончания выполнения предыдущей операции. Для более эффективного использования каждого устройства микропроцессорной системы в состав асинхронно работающих устройств вводят электронные цепи, обеспечивающие автономное функционирование устройств. Закончив работу над какой-либо операцией, устройство вырабатывает сигнал запроса, означающий его готовность к выполнению следующей операции. При этом роль естественного распределителя работ принимает на себя память, которая в соответствии с заранее установленным приоритетом выполняет запросы остальных устройств по обеспечению их командной информацией и данными.

Классификация по количеству выполняемых программ

В однопрограммных микропроцессорах выполняется только одна программа. Переход к выполнению другой программы происходит после завершения текущей программы.

В много- или мультипрограммных микропроцессорах одновременно выполняется несколько (обычно несколько десятков) программ. Организация мультипрограммной работы микропроцессорных управляющих систем позволяет осуществить контроль за состоянием и управлением большим числом источников или приемников информации.

Определение и сравнение лидеров в нише производства и продажи процессоров.

Определение процессоров Intel и AMD

Процессоры Intel – микропроцессоры, произведенные американской корпорацией Intel, применяемые в портативных и стационарных персональных компьютерах. На сегодняшний день занимают около 80% рынка, актуальными считаются несколько линеек, модели из которых демонстрируют различную степень производительности.

Процессоры AMD – микропроцессоры, выпускаемые американской корпорацией Advanced Micro Devices. Применяются в стационарных и портативных системах. AMD самостоятельно не производит комплектующие, а только разрабатывает и заказывает у сторонних производителей. На сегодняшний день доля процессоров AMD на рынке составляет около 20%.

Сравнение процессоров Intel и AMD

В чем же разница между процессорами Intel и AMD? Системообразующее отличие между процессорами Intel и AMD – это сокеты, или разъемы, в которые они устанавливаются. Компромиссной кроссплатформенности в этом случае нет и быть не может, так что для определенной материнской планы с заданным набором характеристик выбор между производителями не стоит. На сегодняшний день для AMD актуальны сокеты АМ3, АМ3+, а также сокеты для процессора с интегрированным графическим ядром FM1 и FM2. Intel сегодня предлагает процессоры под разъемы LGA 1155/1156 и LGA 2011. Если процессоры под AM3+ совместимы с AM3, то LGA возможности замены не подразумевает. Стоит заметить, что актуальность весьма относительна, так как касается только продажи соответствующих комплектующих в российских магазинах, а не производства.
Множество моделей линеек процессоров от обоих производителей с самыми разными характеристиками не позволяет сравнивать Intel и AMD по степени производительности их продукции. В бюджетном сегменте, представленном сегодня процессорами с интегрированной графикой (рассматривается и как решение для мобильных систем), AMD с линейкой Trinity оказывается дешевле (при тех же тактовых частотах), чем младшее поколение Sandy Bridge от Intel. Отказ от дискретной видеокарты – реальный способ сэкономить на офисных и домашних системах, на которых не запускают требовательные к ресурсам приложения. Если критерий стоимости не главный, то в производительности несколько выигрывает Sandy Bridge, прежде всего за счет большего объема кэша третьего уровня. Следующее поколение Ivy Bridge уже превосходит Trinity по показателям вычислительной мощности даже в случае сравнения двухъядерных и четырехъядерных моделей соответственно. Графические ядра гибридных процессоров мощнее оказываются у AMD, так что для бюджетной игровой системы можно рекомендовать Trinity или самые дешевые Llano.

Если пользователь планирует ставить серьезные задачи перед своей системой, к примеру, обработку видео, то процессоры AMD Vishera (FX) благодаря оптимизированной работе с несколькими потоками в тестах выигрывают даже у топовых Core i7. Разница в стоимости составляет около 130$, так что выгода в предложении AMD очевидна.

Что касается энергопотребления, которое для оверклокера может быть серьезным критерием выбора, то линейка процессоров AMD похвастаться экономией не может: даже мобильные Trinity выдают нескромные 65 Вт.

Отличие процессоров Intel от процессоров AMD:

1. Процессоры AMD, кроме APU, совместимы с сокетами AM3 и AM3+, процессоры Intel требуют установки в один тип сокета LGA.