Файл: Процессор персонального компьютера. Назначение, функции, классификация процессора ( Основное устройство обработки информации в компьютере).pdf

Как уже упоминалось выше, главное назначение кэш-памяти — это хранение данных, которые часто используются процессором. Кэш является буфером, в который загружаются данные, и, несмотря на его небольшой объём, (около 4−16 Мбайт) в современных процессорах, он дает значительный прирост производительности в любых приложениях.

Чтобы лучше понять необходимость кэш-памяти, давайте представим себе организацию памяти компьютера в виде офиса. Оперативная память будет являть собою шкаф с папками, к которым периодически обращается бухгалтер, чтобы извлечь большие блоки данных (то есть папки). А стол, будет являться кэш-памятью.

Есть такие элементы, которые размещены на столе бухгалтера, к которым он обращается в течение часа по несколько раз. Например, это могут быть номера телефонов, какие-то примеры документов. Данные виды информации находятся прямо на столе, что, в свою очередь, увеличивает скорость доступа к ним.

Точно так же, данные могут добавиться из тех больших блоков данных (папок), на стол, для быстрого использования, к примеру, какой-либо документ. Когда этот документ становится не нужным, его помещают назад в шкаф (в оперативную память), тем самым очищая стол (кэш-память) и освобождая этот стол для новых документов, которые будут использоваться в последующий отрезок времени.

Также и с кэш-памятью, если есть какие-то данные, к которым вероятнее всего будет повторное обращение, то эти данные из оперативной памяти, подгружаются в кэш-память. Очень часто, это происходит с совместной загрузкой тех данных, которые вероятнее всего, будут использоваться после текущих данных. То есть, здесь присутствует наличие предположений о том, что же будет использовано «после». Вот такие непростые принципы функционирования^[13].

Современные процессоры, оснащены кэшем, который состоит, зачастую из 2 -ух или 3-ёх уровней. Конечно же, бывают и исключения, но зачастую это именно так.

В общем, могут быть такие уровни: L1 (первый уровень), L2 (второй уровень), L3 (третий уровень). Теперь немного подробнее по каждому из них:

1. Кэш первого уровня (L1) — наиболее быстрый уровень кэш-памяти, который работает напрямую с ядром процессора, благодаря этому плотному взаимодействию, данный уровень обладает наименьшим временем доступа и работает на частотах близких процессору. Является буфером между процессором и кэш-памятью второго уровня.

Мы будем рассматривать объёмы на процессоре высокого уровня производительности Intel Core i7−3770K. Данный процессор оснащен 4×32 Кб кэш-памяти первого уровня 4×32 КБ = 128 Кб. (на каждое ядро по 32 КБ)

---

2. Кэш второго уровня (L2) — второй уровень более масштабный, нежели первый, но в результате, обладает меньшими «скоростными характеристиками». Соответственно, служит буфером между уровнем L1 и L3. Если обратиться снова к нашему примеру Core i7−3770 K, то здесь объём кэш-памяти L2 составляет 4×256 Кб = 1 Мб.

3. Кэш третьего уровня (L3) — третий уровень, опять же, более медленный, нежели два предыдущих. Но всё равно он гораздо быстрее, нежели оперативная память. Объём кэша L3 в i7−3770K составляет 8 Мбайт. Если два предыдущих уровня разделяются на каждое ядро, то данный уровень является общим для всего процессора. Показатель довольно солидный, но не заоблачный. Так как, к примеру, у процессоров Extreme-серии по типу i7−3960X, он равен 15Мб, а у некоторых новых процессоров Xeon, более 20^[14].

2.3. Маркировка процессоров

Процессоры фирм AMD, IBM, Cyrix и Texas Instruments.

Фирма AMD традиционно выпускает процессоры, совместимые с передовыми моделями от Intel. Эти процессоры обычно появляются несколько позже, но вбирают в себя достижения, реализованные Intel в более поздних моделях. Процессоры класса 486 фирмы AMD совместимы с моделями Intel.Наибольший интерес представляют процессоры семейства Enhanced Am486® и Am5X86тм, представляющие вершину достижений, реализованных в рамках шины 486 процессора (Pentium OverDrive, конечно, их несколько превосходит, но его цена менее себя привлекательна). Их буферы отличие экономичность большинства потребления – питание остановкой пониженным напряжением, пониженным наличие развитых представляющие средств SMM и Их управления потреблением, Pentium более широкое передовыми применение политики фирмы обратной записи прекращает первичного кэша.

исполнение Процессоры используют который умножение частоты потреблением на коэффициент 2,3 и достижений даже 4, который CLKMUL может снижаться наличие заземлением вывода частоты CLKMUL.

Процессоры остановкой имеют возможность даже снижения энергопотребления в средств нерабочем режиме (аналогичные процессорах средства появились в записи процессорах Pentium Auto начиная только семейства со 2-го поколения). режиме По сигналу режиме STOPCLK# процессор поздних выгружает буферы класса записи и входит в вывода режим Stop Power Grant, в котором инструкций прекращается тактирование процессорах большинства узлов вершину процессора, что который вызывает снижение прерывания потребления. В этом возможность состоянии он внешней прекращает исполнение применение инструкций и не HALT обслуживает прерывания, по но продолжает Cyrix слежение за отслеживание шиной данных, исполнение отслеживание кэш-попадания. Am Из этого HALT состояния процессор энергопотребления выходит по режим снятию сигнала развитых STOPCLK#, совместно с за использованием режима SMM, реализует механизм расширенного управления питания APM(Advanced Power Management).

---

В состояние пониженного потребления Auto HALT PowerDowen процессор переходит при исполнении инструкции HALT. В этом состояние процессор реагирует на все прерывания и также продолжает слежение за шиной.

Из состояния Stop Grant остановкой внешней синхронизации процессор можно перевести в режим Stop Clok, в котором он потребляет минимальную мощность. В этом режиме он не выполняет никаких функций, но при возобновление синхронизации вернется в состояние Stop Grant, из которого можно выйти в нормальный режим работы.

Расширенные средства SMM, реализованные в процессоре, поддерживают рестарт инструкций ввода/вывода и изменение базового адреса SMRAM.

Процессоры Enhanced Am486 имеют обозначения вида

Расширенные средства SMM, реализованные в процессоре, поддерживают рестарт инструкций ввода/вывода и изменение базового адреса SMRAM.

Процессоры Enhanced Am486 имеют обозначения вида

A80486 DX4 – 120 ля названия (слева направо) расшифровываются следующим образом:

• Типа корпуса: A=PGA-186, S=SQFP-208.
• Типа устройства: 80486 Am486.
• Версия: DX4 = с устроением частоты и FPU, DX2 = с удвоением частоты и FPU.
• Частота (внутренняя), МГц: 120, 100, 80, 75 или 66.
• Семейство: S = ENHANCED (с расширенными возможностями).
• Напряжение питания: V = питание 3,3 В, входы допускают уровень сигнала 5 В.
• Размер кэша: 8 = 8 Кбайт.
• обеспечивающий Тип кэша: В = Частота Write Back.

умножения Эти процессоры приходится могут устанавливать записи практически в любые Здесь системные платы с изменение сокетами 1, 2 или 3, DX имеющими регулятор расшифровываются напряжения питания Эти процессора, обеспечивающий этом номинальное напряжение 3,3 В. иную Платы, не выбранной поддерживающие расширенный устанавливать режим шины, Типа будут использовать Иногда процессоры только в DX режиме сквозной Частота записи кэша. причина Более современные расшифровываются платы реализуют инструкций все преимущества Процессоры данных процессоров.

приводит Процессоры Am5x86-P75, желаемому они же Write AMD-X5-133 – самые или высокопроизводительные процессоры любые класса 486 – имеют позволяющий иную систему устанавливать обозначения. Здесь Напряжение надпись вида идентичны AMD-X5 – 133 A D W расшифровывается названия следующим образом:

• Здесь AMD-X5 – обозначение они процессора с учетверением направо частоты.
• Частота (внутренняя) - 133 замена МГц.
• Тип продукты корпуса: A=PGA-168, S=SQFP-208.
• Напряжение платежах питания: D = 3,45 B, F = 3,3 B.
• Допустимая напряжения температура корпуса: W=55 Версия oC, Z=85 oC.

входы Хотя эти адреса процессоры по уровень интерфейсу идентичны CLIKMUL процессорам Enhanced имеются Am486, их режим удается использовать входы далеко не на всех системных платежах 486. Иногда причина кроется в версии BIOS, замена которой приводит к желаемому результату.

---

Иногда приходится снижать коэффициент умножения (если на плате есть джампер, позволяющий подать низкий уровень на вывод CLIKMUL). Правда, при этом процессор становится аналогом DX-100 или DX4-120 в зависимости от выбранной входной частоты.

Кроме процессоров Intel и AMD, с шиной 486процессора имеются продукты и других фирм. К ним относятся следующие:

Процессоры фирмы Cyrix:

• Cx486DX имеет по сравнению с другими более эффективный FPU.Процессоры Cx486DX2-66 и Cx486DX4-100 имеют кэш с обратной записью (WB), по параметрам близки к соответствующим моделям AMD.
• CYRIX 5x86-100 и 5x86-120 по внутренней архитектуре приближаются к пятому поколению (имеют, например, динамическое предсказание ветвлений), но внешнюю шину 486 процессора с расширенным режимом (кэш работает с обратной записью). Их производительность существенно выше 486-х процессоров Intel и стандартной AMD с такими помощью же тактовыми расширенным частотами. Проблемы с SLC установкой этого динамическое процессора обычно обозначение связана с отсутствием написанные его поддержкой Процессоры конкретной версией какие BIOS. Кроме шину того, с этим пониженное процессором могут «зависать» кэш некоторые программы, в Cyrix частности написанные с версией помощью системы Bl Clipper. Фирма архитектурные Cyrix объясняет будут это явление процессорах тем, что программных задержки, реализованные IBM на программных моделям циклах, в этом для процессоре будут умножением иметь существенно отношения меньше значение, расширенным чем в процессорах Проблемы четвертого поколения (обратная что сторона предсказаний такими ветвлений).

Для «лечения» работает этого «недуга» предлагаются серьезные специальные программы-замедлители, звучным очевидно, отключающие аналогичным архитектурные «излишества», а, к примеру, эффективный для использования Texas пакета 3D-Studio с данным звучным процессорам предлагаются корпус Patch-файлы («заплатки»).

Процессоры пятому фирмы IBM.

• не 486BL2, 486Bl3 (Blue тем Lighting - молния) – это вариант 486SX с 2-3-кратным умножением частоты без Burst Mode, питание 3,3 В и пониженное потребление. За звучным названием не стоят какие-либо серьезные преимущества.

Несмотря на обозначение, процессоры 486SLC и 486DLC предназначены для замены 386SX и 386DX соответственно – их корпус и интерфейс к стандартной шине 486 процессоров отношения не имеют.

Процессоры фирмы Texas Instruments.

• TIDX2-80 и TIDX4-100 близки к аналогичным 486-м процессорам AMD.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

---

Центральный процессор (ЦП) – функционально-законченное программно - управляемое устройство обработки информации, выполненное на одной или нескольких СБИС.

Процессор в определённой последовательности выбирает из памяти инструкции и исполняет их.

В многопроцессорной системе функции центрального процессора распределяются между несколькими обычно идентичными процессорами для повышения общей производительности системы, а один из них назначается главным. Характеристика процессоров, используемых в современных ПК типа IBM PC, процессоры для этих ПК выпускают многие фирмы, но законодателем моды здесь является фирма Intel. Ее последней разработкой является процессор Intel Core, выпуск которого начат в начале 2006 г.

Фирма Intel поставляет упрощенные варианты процессоров Pentium 4 под названием Celeron, который в два раза дешевле базового варианта процессора. Но следует отметить, что последние модели процессоров Celeron ни в чем не уступают «старшему брату» и даже в некоторых случаях превосходят его.

Процессоры имеют возможность снижения энергопотребления в нерабочем режиме (аналогичные средства появились в процессорах Pentium начиная только со 2-го поколения).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Воройский Ф. С. Информатика. Энциклопедия словарь справочник: введение в современные информационные и телекоммуникационные технологии в терминах и фактах. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2016. – 768 с.
2. Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под ред. С. В. Симоновича. - СПб.: Питер, 2015. - 640 с.: ил.
3. Ковтанюк Юрий Славович. Библия пользователя ПК. — М.: «Диалектика», 2017.
4. Лапин Евгений Васильевич. Подготовка и запись DVD всех типов. Краткое руководство. — М.: «Вильямс», 2016.
5. Магилев П. К. Практикум по информатике,-Изд. 2-е,2015
6. Маккормик Д. Сикреты работы в Windows, Word, Word Excel. Полное руководство для начинающих: Пер. с англ.И. Тимонина. – Харьков: «Книжный клуб“ Клуб семейного доступа”», 2015 – 240 с.:ил.
7. Макарова, Информатика. Практикум по технологии работы на компьютере.- Под редакцией/ Макаровой,-Изд. 3-е, 2015.
8. Основы информатики: Учеб. Пособие / В. А. Коднянко. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2014. 324 с.
9. Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК — 17-е изд. — М.: «Вильямс», 2017.
10. Соломенчук Валентин Георгиевич. Заглянем под крышку компьютера! — М.: «НТ Пресс», 2017.
11. Соломенчук Валентин Георгиевич. Железо ПК 2009. — М.: «НТ Пресс», 2015.

1. Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под ред. С. В. Симоновича. - СПб.: Питер, 2015. - 640 с.: ил. ↑

2. Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК — 17-е изд. — М.: «Вильямс», 2017. ↑

3. Основы информатики: Учеб. Пособие / В. А. Коднянко. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2014. 324 с. ↑

4. Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под ред. С. В. Симоновича. - СПб.: Питер, 2015. - 640 с.: ил. ↑

5. Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК — 17-е изд. — М.: «Вильямс», 2017. ↑

6. Соломенчук Валентин Георгиевич. Железо ПК 2015. — М.: «НТ Пресс», 2015. ↑

7. Ковтанюк Юрий Славович. Библия пользователя ПК. — М.: «Диалектика», 2017. ↑

8. Лапин Евгений Васильевич. Подготовка и запись DVD всех типов. Краткое руководство. — М.: «Вильямс», 2016. ↑

9. Ковтанюк Юрий Славович. Библия пользователя ПК. — М.: «Диалектика», 2017. ↑

10. Соломенчук Валентин Георгиевич. Заглянем под крышку компьютера! — М.: «НТ Пресс», 2017. ↑

11. Ковтанюк Юрий Славович. Библия пользователя ПК. — М.: «Диалектика», 2017. ↑

12. Ковтанюк Юрий Славович. Библия пользователя ПК. — М.: «Диалектика», 2017. ↑

13. Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под ред. С. В. Симоновича. - СПб.: Питер, 2015. - 640 с.: ил. ↑

14. Информатика. Базовый курс. 2-е издание / Под ред. С. В. Симоновича. - СПб.: Питер, 2015. - 640 с.: ил. ↑

---