Файл: Назначение и структура процессора персонального компьютера.pdf

K6-2+ – одни из последних Socket 7 процессоров AMD. И первые Socket 7 процессоры, сделанные с использованием 0,18 мкм техпроцесса.

K6-III (Sharptooth) – первые процессоры от AMD, имеющие кэш-память L2, объединенную с ядром. Последние процессоры, сделанные под платформу Socket 7. Фактически, представляют собой просто K6-2 с 256 Кбайт кэш-памятью L2 на чипе, работающей на той же частоте, что и ядро процессора. Кэш-память L1 имеет объем 64 Кбайт (по 32 Кбайт для инструкций и данных), кэш-память L3 находится на материнской плате и может иметь объем от 512 Кбайт до 2 Мбайт, работая на частоте шины процессора. Первые модели, выпущенные в феврале 1999 года, были рассчитаны на 400 и 450 МГц.

Argon – кодовое название использованного в K7 ядра.

K7 – первые процессоры, архитектура и интерфейс которых отличаются от Intel. Объем кэш-памяти L1 – 128 Кбайт (по 64 Кбайт для инструкций и данных). Кэш-память L2 – 512 Кбайт, работающая на 1/2, 2/5 или 1/3 частоты процессора. Процессорная шина – Alpha EV-6. Тактовая частота шины – 100 МГц с передачей данных при 200 МГц. Поддерживаемые наборы инструкций – MMX и расширенный по сравнению с K6-III набор 3DNow!. Форм-фактор – Slot A. Получил наименование Athlon. Были выпущены модели 500-1000 МГц. Ядро K75 – алюминиевые соединения, K76 – медные.

Magnolia – кодовое название 1 ГГц Athlon с ядром K76 до его выхода.

Thunderbird – наименование ядра процессоров Athlon, выпущенных по технологии 0,18 мкм с использованием технологии медных соединений. На чипе интегрированы 256 Кбайт полноскоростного exclusive кэша L2. В качестве переходного варианта некоторое время выпускался в форм-факторе Slot A. Однако основным форм-фактором является Socket A. Модель с частотой 1,33 ГГц демонстрирует большую производительность на офисных задачах, чем процессор Intel Pentium 4 с частотой 1,7 ГГц. Технологический потенциал ядра Thunderbird предоставляет возможность выпуска изделий с частотой до 1,5 ГГц.

Athlon – наименование процессоров, созданных на основе архитектур K7, К75, К76, Thunderbird в вариантах Slot A и Socket A (Socket 462). Высокопроизводительные процессоры, ориентированные на сектор компьютеров High-End.

Athlon XP – наименование процессоров, созданных на основе ядра Palomino, Socket A (Socket 462).

Duron – наименование линейки процессоров, ориентированных на сектор компьютеров Low-End. Являются конкурентами процессоров Celeron, однако обладают меньшей ценой и большей производительностью при равных рабочих частотах. Построены на варианте ядра Thunderbird с урезанной до 64 Кбайт кэш-памятью L2. Выпускаются только в форм-факторе Socket A.

---

Spitfire – кодовое наименование ядра и процессоров Duron.

Mustang – серверный вариант Athlon. Кэш-память L2 – 1-2 Мбайт, интегрированная в чип процессора. Процессор рассчитан на использование шины 266 МГц и памяти DDR SDRAM. Выпуск отменен.

Corvette – кодовое наименование мобильного варианта ядра Mustang. Переименован в Palomino.

Palomino – кодовое наименование ядра процессоров Athlon, пришедшего на смену архитектуре Thunderbird. Предполагаются незначительные архитектурные изменения с целью улучшения скоростного потенциала процессора. Например, в составе ядра используются улучшенный блок предсказания ветвлений и аппаратная предварительная выборка из памяти. Процессоры на новом ядре не будут поддерживать SSE2. Информация о том, что конвейер в ядре Palomino будет содержать большее число ступеней, не подтверждается. Palomino будет быстрее, чем Thunderbird, работающий на той же частоте; используя этот факт AMD ввела новый рейтинг на основе разработанной технологии QuantiSpeed, по которому, например 1,733 МГц процессор Athlon XP получил рейтинг 2100+. Socket A останется основным процессорным гнездом еще на 2-3 года, фирма AMD не намерена менять физический интерфейс своих процессоров. Palomino будет работать на материнских платах, поддерживающих шину EV6 с частотой 266 МГц. В производстве процессоров будет использована технология медных соединений. Младшие модели рассчитаны на тактовую частоту ядра 1,533 ГГц и выше.

Morgan – кодовое наименование ядра процессоров Duron. Отличается от Palomino не только объемом L2, но и тем, что будет производиться по технологии с использованием алюминиевых соединений.

Thoroughbred – улучшенная версия Palomino, созданная по технологии 0,13 мкм. Предполагаемая тактовая частота – 2 ГГц. Срок выхода – 2002 г.

Appaloosa – улучшенная версия Morgan, созданная по технологии 0,13 мкм. Срок выхода – 2002 г.

Barton – версия Thoroughbred, улучшенная использованием технологии SOI (SOI – silicon-on-insulator – "кремний-на-изоляторе"). Использование этой технологии позволяет увеличить тактовые частоты приблизительно на 20% и уменьшить при этом энергопотребление.

Hammer – семейство 64-разрядных процессоров. В него входят ClawHammer и SledgeHammer. Семейство 64-разрядных процессоров Hammer базируется на архитектуре K7, в которую добавлены 64-разрядные регистры и дополнительные инструкции для работы с этими регистрами, а также новые серверные инструкции. Возможно использование технологии SOI. Решается вопрос о поддержке SSE2.

ClawHammer – первый 64-разрядный процессор AMD. В отличие от Itanium, этот процессор будет ориентирован главным образом на 32-разрядные инструкции. Одновременно с его выходом ожидается появление новой шины HyperTransport (Lightning Data Transport – LDT), используемой для связи с процессорами и устройствами ввода/вывода. LDT должна стать не заменой, а дополнением к системной шине EV6 или EV7. Обеспечена поддержка до двух процессоров. Предполагаемая скорость – 2 ГГц и выше. Технология производства – 0,13 мкм, SOI. Срок выхода – 2002 г.

---

SledgeHammer – серверный вариант ClawHammer. Обеспечена поддержка до восьми процессоров. Технология производства – 0,13 мкм, SOI. Предполагаемый срок выхода – 2002 г.

3.3. Процессоры Cyrix

Cyrix — американская компания, производившая микропроцессоры. Процессоры её производства имели отличительные от остальных производителей процессоров для архитектуры x86 особенности, но, в целом, не получили такого большого распространения как Intel или AMD (Рис. 3.3)

Рис. 3.3. Процессоры Cyrix

6x86 – наименование процессоров Cyrix. Для оценки производительности относительно процессора Pentium использовался P-Rating, показывающий частоту, на которой пришлось бы работать процессору Pentium для достижения такой же производительности. P-Rating 6x86 составлял от 120 до 200 МГц. Кэш первого уровня – 16 Кбайт. Частота шины процессора – от 50 до 75 МГц. Разъем – Socket 5 и Socket 7.

M1 – то же, что и 6x86.

MediaGX – ответвление в семействе процессоров Cyrix. Первый процессор, сделанный по идеологии PC-on-a-chip. К ядру 5х86 были добавлены контроллеры памяти и PCI, в чип интегрирован видеоускоритель с кадровым буфером в основной памяти PC. В последних моделях используется ядро 6x86. В чипе-компаньоне реализован мост PCI-ISA и интегрирован звук. PR-рейтинг от 180 до 233 МГц, кэш-память L1 – 16 Кбайт. Производился по техпроцессу 0,5 мкм.

6x86MX – переработанный с целью достижения большей производительности вариант 6x86. Кэш-память L1 – до 64 Кбайт. В состав архитектуры ядра был добавлен блок MMX. Появилась поддержка раздельного питания. Частота шины процессора – от 60 до 75 МГц. PR-рейтинг – от 166 до 266 МГц. Процессоры 6х86MX делала и компания IBM. Их изделия 6х86MX имели рейтинг от 166 до 333 и были рассчитаны на частоту шину 66, 75, 83 МГц. Позднее, по маркетинговым соображениям, Cyrix переименовал свои процессоры в MII, а IBM до конца сотрудничества продавала их под маркой 6x86MX.

MII – последний процессор Cyrix, начал производиться в марте 1998 года. Кэш-память L1 – 64 Кбайт (единый), L2, как обычно для Socket 7, находится на материнской плате и имеет объем от 512 Кбайт до 2 Мбайт, работая на частоте системной шины. Поддерживаемые наборы инструкций – MMX. Использует PR-рейтинг. При производстве применялся техпроцесс 0,25 мкм.

Cayenne – кодовое наименование ядра, используемого в Gobi и MediaPC.

Gobi (MII+) – процессор, рассчитанный на платформу Socket 370. Поддерживаемые наборы инструкций – MMX, 3D Now!. Значительно переработан блок операций с числами с плавающей запятой. Кэш-память L1 – 64 Кбайт, кэш-память L2 – 256 Кбайт на чипе, работающие на полной частоте ядра процессора.

---

3.4.Риск процессоры

RISC-архитектура предполагает реализацию в ЭВМ сокращенного набора простейших, но часто употребляемых команд. Это позволяет упростить аппаратные средства процессора и получить возможность повысить его быстродействие. При использовании RISC-архитектуры выбор набора команд и структуры процессора направлены на то, чтобы команды набора выполнялись за один машинный цикл процессора. Выполнение более сложных, но редко встречаемых операций обеспечивают подпрограммы (Рис. 5).

Рис. 5.Риск процессор

mP6 – первые процессоры компании Rise. Предназначены для ноутбуков, использующих Socket 7. Отличаются очень малым тепловыделением. Кэш-память L1 – 16 Кбайт (по 8 Кбайт для данных и инструкций), L2 – от 512 Кбайт до 2 Мбайт, расположена на материнской плате, работает на частоте шины процессора. Поддерживается дополнительный набор инструкций MMX. При оценке производительности своих процессоров Rise, как и Cyrix, использует PR-рейтинг, составляющий от 166 до 366 МГц.

mP6 II – процессоры, отличающиеся от своих предшественников mP6 тем, что в чип интегрирована кэш-память L2 объемом 256 Кбайт. Была обещана поддержка SSE, производительность от PR-200 и выше. Однако в августе 1999 было объявлено об отмене планов по выходу процессора из-за значительного удорожания после добавления L2 в чип.

Tiger – mP6 II для платформы Socket 370. Кэш-память L1 – 16 Кбайт, L2 – 256 Кбайт, работающая на тактовой частоте ядра процессора. Выпуск отменен.

Глава 4.Песпективы развития процессоров. Процессоры для виртуальной реальности

В настоящее время значительное внимание ведущих исследовательских центров уделяется внедрению систем виртуальной и дополненной реальности (VR/AR) в образовательную деятельность. Данная тематика одинаково актуальна как для традиционных ВУЗовских процессов, так и для функционирования учебных центров в интересах силовых структур.

Применение средств виртуальной реальности в военно-учебной сфере нашло наибольшее развитие в США, Великобритании и Израиле.

Самый большой из известных учебных центров с применением технологий виртуальной реальности создан в Великобритании.  CATT/Combined Arms Tactical Trainer («Тактический тренажёр боя с использованием различных видов вооружений») представляет собой полноценный тренажёр, способный заменить реальные тренировочные лагеря в условиях, максимально приближённых к боевым.

---

Наиболее близким к описываемому является российский проект, стартовавший на факультете информационных систем и технологий университета «Университет» в 2013 году. Проект был успешно представлен в декабре 2013 года в рамках конкурса «Премия инноваций Сколково при поддержке Cisco I-Prize». В 2014 году проект был остановлен из-за распада рабочей группы проекта. Инфраструктурно проект был основан на использовании программно-аппаратных средств московского ЦОД компании «Ай-Теко», предоставляемых в режимах PaaS и SaaS.

Идея описываемого проекта VAS4ME (Virtual Adaptive System For Mobile Education) заключается в создании распределённой обучающей среды, способной в сверхшироких диапазонах настраиваться под предпочтения конкретного пользователя (обучающегося) и под цели/задачи обучения. Настройка и обучение могут производиться как в индивидуальном, так и в групповом режиме обучения в составе группы или подразделения.

Основные составные части системы:

1) модули хранения:

1.1) хранилище образовательного контента;

1.2) хранилище тестовых наборов адаптивной настройки;

1.3) хранилище знаний о процессе обучения;

1.4) хранилище знаний по адаптации контента;

1.5) хранилище знаний по программно-аппаратным средствам, имеющим подтверждённую работоспособность с рассматриваемой системой;

2) модули воспроизведения:

2.1) система статобработки результатов тестирования и информации о ходе образовательного процесса;

2.2) система воспроизведения контента;

2.3) система формирования образов виртуальных [синтезированных] участников процесса;

2.4) система формирования виртуального [синтезированного] окружения обучающегося;

3) модули принятия решения:

3.1) система оценки личности обучающегося;

3.2) система оценки целей и задач обучения;

4) модули развития системы и самообучения:

4.3) система оценки эффективности процесса обучения;

4.4) система формирования рекомендаций по улучшениям;

4.4) система самообучения VAS4ME;

5) модули управления:

5.1) система управления тестированием;

5.2) система управления адаптацией процесса обучения;

5.3) система управления процессом обучения;

6) интерфейсные модули:

6.1) интерфейсы с внешними сервисами;

6.2) интерфейсы с приборами и датчиками контроля состояния обучающегося;

7) модули контроля состояния обучающегося:

7.1) распознавание позы;

7.2) распознавание мимики;

7.3) оценка физиологических параметров (давление, сердцебиение и т.п.)

и т.д..

8) модули контроля действий прошедшего обучение;

---