Intel Corporation (CPUID: "Genuine Intel")
Первый свой микропроцессор корпорация Intel выпустила еще в 1971 году. С тех пор именно микропроцессоры стали визитной карточкой Intel. Что бы там ни говорили, но именно Intel идет впереди, создавая новые процессоры, вводя новые технологии. Именно с процессорами Intel все стремятся обеспечить совместимость и сравнивают быстродействие. Процессор Pentium стал своего рода эталоном для сравнения (Р-рейтинг). Сегодня корпорация Intel пытается создать новую платформу на базе Pentium II. Получит ли она признание, покажет время, но очевидно, что системы на Slot 1 будут покупать и доля таких компьютеров станет значительной -на то она и Intel. А мы пока напомним, что собой представлял первый процессор пятого поколения - Pentium, как он совершенствовался, и какие у него перспективы.
Процессор Pentium (Р54С)
В Pentium применено сразу несколько разработок, улучшивших выполнение программ. Во-первых, это был первый процессор с двухконвейерной структурой. Первый конвейер может выполнять как целочисленные команды, так и операции с плавающей точкой, второй - простые целочисленные инструкции и несколько инструкций с плавающей точкой. Каждый конвейер может исполнять наиболее часто встречающиеся команды за один такт, а вместе два конвейера могут выполнять до двух инструкций за такт или одну операцию с плавающей точкой (в особых случаях - до двух). Впервые было применено предсказание переходов, которое обеспечивало предварительную выборку данных с предсказываемого адреса и существенно повышало производительность. Блок операций с плавающей запятой был полностью переделан по сравнению с 486-ми процессорами. Более совершенный алгоритм позволил увеличить скорость выполнения наиболее общих операций почти в 10 раз. Кроме того, весь блок FPU конвейерный. В итоге до сих пор математический сопроцессор является самым сильным местом процессоров Intel и предметом зависти ее конкурентов. Впервые был применен и разделенный тип кэш-памяти (8 Кбайт на данные и 8 Кбайт на инструкции). По мере добавления новых функций процессор усложняется, поэтому Pentium включает в себя возможности тестирования и отладки. На базе процессоров Pentium возможно построение двухпроцессорных систем. Для этого в процессор встроен АР1С (контроллер прерываний). Процессоры Pentium работали на частотах 75,90, 100, 120, 133, 150, 166,200 МГц (самые первые модели имели кодовое название Р5, работали на частотах 60 и 66 МГц и отличались расположением выводов: оно было не шахматное, как сейчас, а такое же, как у 486-го).' Последние версии процессоров Pentium выпускались по технологии 0,35 микрон и имели одно напряжение питания - 3,3 В.
Pentium Pro
Pentium Pro был следующим процессором после Pentium и представлял собой уже шестое поколение микропроцессоров. Он имеет два конвейера по 12 ступеней каждый. Исполнительная часть процессора состоит из четырех основных блоков: выборки и декодирования, выполнения, завершения и накопителя (буфера для инструкций). Все инструкции в накопителе имеют определенный статус: "может быть выполнена", "ожидает данные", "выполнена" и т. д. Первый блок содержит три декодера, которые переводят обычные х86 инструкции в более простой микрокод. Каждая инструкция микрокода получает свой статус и отправляется в накопитель. Блок выполнения считывает микрокод из накопителя, ориентируясь по статусу, и выполняет его. Выполнение может происходить и не в порядке очередности, при этом выполненные инструкции снова попадают в накопитель, но уже со статусом "выполнена". Процессор одновременно может оперировать максимум с пятью инструкциями, но обычно этот показатель равен трем.
Pentium ММХ
Новая линия процессоров базировалась на ядре Pentium и имели 57 новых инструкций (первое существенное изменение набора команд со времен 386-го процессора), предназначенных для оптимизации обработки мультимедийных данных. Эти команды используются многими программами и дают подчас существенный выигрыш в скорости - в 3-4 раза. Но изменения произошли не только в наборе команд: кэш-память была увеличена в два раза (16 Кбайт на данные, 16 Кбайт на инструкции); для увеличения точности предсказания ветвлений был увеличен буфер адресов перехода (Branch Target Buffer); претерпели изменения и оба конвейера - для повышения быстродействия была добавлена дополнительная ступень. Благодаря этим улучшениям процессор с технологией ММХ даже на обычных приложениях показывает большее быстродействие, чем обычный Pentium (Pentium с технологией ММХ на 166 МГц обладает производительностью большей, чем Pentium на 200 МГц). Процессор работает на частотах 166, 200 и 233 МГц и имеет два напряжения питания: 2,8 и 3,3 В. Отличает его и корпус: теперь он пластиковый, а не керамический. Корпорация Intel выпускает линию процессоров с технологией ММХ и для мобильных компьютеров (они отличаются исполнением и меньшей частотой).
Pentium II
Внутренняя архитектура с некоторыми изменениями практически полностью заимствована у PentiumPro. Вдвое увеличен размер кэш-памяти первого уровня (16 ggg^ Кбайт на данные и 1 б Кбайт на инструкции), добавлен блок ММХ, 16-битные инструкции выполняются быстрее, чем на PentiumPro, и кэш второго уровня работает теперь на половине внутренней частоты процессора. Внешний вид процессора претерпел большие изменения. Кэш-память второго уровня выполнена в виде отдельных микросхем и располагается вместе с кристаллом на небольшой плате, которая заключена в корпус, называемый картриджем. Картридж с одной стороны имеет разъем, с помощью которого и устанавливается на системную плату. Процессор работает на частоте 233, 266 и 300 МГц. На сегодняшний день он является самым быстрым, особенно в вычислениях с плавающей точкой. Кроме того, Pentium II может использоваться для построения двухпроцессорных систем. Дальнейшее развитие этого процессора пойдет по пути увеличения частоты. В первом квартале намечается выпуск версии на 333 МГц, затем появятся Pentium II на 350, 400 и 450 МГц (вторая половина 1998 года). Размер кэш-памяти второго уровня останется прежним - 512 Кбайт, а вот процессор перейдет на шину 100 МГц, под которую разрабатывается чипсет 440ВХ. Появятся также версии Pentium II для мобильных систем.
Cyrix Corporation (CPUID: "Cyrix Instead")
Год основания - 1988-й Первым продуктом тогда еще небольшой фирмы был математический сопроцессор. Обладая большой вычислительной мощью, данный продукт быстро стал популярным. Успех сопроцессора позволил Cyrix в 1992 г. разработать свой первый х8б микропроцессор. Быстро развиваясь, компания разработала полную линию процдах)ров 486-го семейства (486DX, 486DX2,486DX4), группу процессоров, предназначенную для модернизации 386-х машин (486SLC, 4S6DLC), и процессор следующего поколения-М 1. Не обладая собственными производственными линиями, компания подписала соглашение с IBM, по которому последняя могла выпускать процессоры Cyrix под маркой IBM. Поэтому сегодня процессоры IBM встречаются гораздо чаще, чем "родные" Cyrix. Однако не следует думать, что это разные вещи - и IBM 6х86, и Cyrix 6х86 абсолютно идентичны. В ноябре 1997 г. корпорация Cyrix была куплена компанией National Semiconductor и стала одним из ее подразделений. Таким образом, Cyrix получила наконец-то современные технологии производства, что позволит ей выпускать свои процессоры на больших тактовых частотах. Cyrix разработала два процессора для Socket 7 - 6х86 и 6х86МХ
AMD:(CPUID: "Authentic AMD")
Год основания - 1969-й Развитие рынка микропроцессоров архитектуры х86 характеризовалось на начальных этапах монополией Intel. В апреле 1986 г. AMD начала по этому поводу судебное разбирательство с Intel, длившееся 5 лет. В марте 1991 г. появился процессор Ам386, а в феврале 1992 г., после окончания судебного процесса, AMD получила полные права разрабатывать и производить микропроцессоры 386-го семейства. Через год появился процессор Ам486. Уже на "закате" 486-х систем фирма AMD выпустила процессор 5х86-133, который, обеспечивая производительность на уровне Pentium 75, продлил жизнь 486-м системам по меньшей мере на год и был несомненным "хитом" в своей области (особенно если вспомнить, что он прекрасно работал и на частоте 160 МГц). Успешно конкурируя с Intel в области 486-х процессоров, компания AMD тем не менее отстала на рынк е процессоров для Socket 7. Комкнофовапь отстакние можно было, выпустив процессор лучший, чем РеШмп. Проасг таюто процессора получил назеаниеК5.Ноте)(нолоп1ческиетрудн(хли не позволили в полной мере реализовать все замыслы, массовое производство от-кладйзалось и откладивалось. В концэ концов появилась урезанная версия процессора К5 - SSftfi, который работал недасга-тошо быстро и имел некоторые проблемы совместимости. Полная версия процессора К5 вышла горазда позже. Однако AMD так и не смогла поднять тактовую частоту К5 даже да 133 МГц, что лишало его какого-либо будущего. Поэтому все силы были брошены на новый процессор - КВ. В качестве его ядра была использована разработка Nx686 компании NexGen, незадолго да этого купленной AMD. Данное ядро позволило подаять тактовую частоту да 200 Мщ и более. Объединив К5 и Nx686, компания AMD получила процессор Кб, сразу ставший конкурентом номер один для процессоров Intel и остающийся таковым да сих пор.
Процессоры AMD K-5
Процессор К5 является самым быстрым: никакой другой процессор не мог обеспечить производительности Pentium' 133, работая на 100 МГц. Подобная скорость вычислений обусловлена уникальной внутренней архитектурой микропроцессора. Прежде всего для выполнения инструкций фирма AMD использует несколько иной подход, чем Intel и Cyrix: все инструкции набора х86 разбиваются на несколько более мелких инструкций, так называемых RISC-операций, которые затем и выполняются. Зачем это сделано? Такой подход позволяет очень быстро выполнять инструкции, т: к. несколько RISC-операций ввиду своей простоты выполняются горазда быстрее, чем однасложнаякомандах86.Вместотогочто-бы выполнять сложную команду х86, длина которой может составлять от 1 да 15 байт, обрабатываются простые операции фиксированной длины, что горазда проще и быстрее. Главная трудность - создать исключительно мощный блок декодирования, который переводит команды х86 в RISC. Фир-MeAMD это удалось. Декодер К5можетод-новременно декодировать да 4 инструкций х86, внутреннее Rise-ядро содержит шесть исполнительных блоков (два целочисленных, два блока загрузки/сохранения, один блок FPU и блок предсказания ветвлений). Переименование регистров, внеочередное исполнение, методы снятия зависимости данных, опережающее выполнение - все это обеспечивает очень высокую скорость целочисленных вычислений. В процессоре применена разделенная кэш-память: 16 Кбайт для инструкций и 8 Кбайт для данных. Единственным слабым местом является блок FPU, который процентов на 20 медленнее, чем у Pentium, в связи счемК5врядлигюдайдетдля людей, занимающихся вычислительными задачами. С другой стороны, К5 прекрасно обрабатывает графические данные. История появления данного процессора вызвала рождение многих мифов, связанных с ним. Первые, урезанные версии носили название 5к86 или SSfifi, работая на частотах 75,90 и 100 МГц, были медленными и не да конца отработанными. Эти процессоры сослужили плохую службу реальному К5, который появился позже. "Настоящий" К5 выпускается всего в двух вариантах - PR133 и PR166, работая при этом на частотах 100 и 116,5 МГц соответственно (был еще K5-PR200 на 133 МГц, но в массовое производство он так и не вышел). Процессор К5 работает при напряжении питания 3,52 В, но существуют версии и с двойным напряжением питания.
Процессоры AMD K-6
При создании следующего процессора AMD руководствовалось только одной целью - поддерживать высокую тактовую частоту. Используя новое ядро и старый отработанный механизм декодирования, компания AMD создала новый процессор - Кб. 166 МГц и макомалмую 233 МГц, что позволило ему сразу выйти в лидеры: сегодня множасгео Н^-епб-компьюгерое создается именно на МБ. Кроме того, был оптимизирован блок FPU и появился блок ММХ. Как и у К5, принцип раСхлы остался прежним - преобразование командхВб в RISC-операции идыгкмненмв их. все инструкции х86делятсяна1?игруп(1ы:прос1ые(от1да 7 байт), сложные (7-11 байт) и очень сложные. Кбсодержитчвтмрв декодера: два "коротких" для простых инструкций, один ^длинный" для сложных и один "векторный" для очень сложных. Блок декодера может преобраэовыватъодновременнододеухко-манд. После блока декодеров инструкция попадает в "распределитель". Данный блок является буфером команд внутри RISC-яд-ра. Он мажет одновременно хранить де24 RISC-onepal^, что примерно эквивалентно 6-12 инструкциям х86, и распределять их по соотвефвующим блокам выполнения. Ядро содержит семь исполнительных блоков (два целочисленных, два загрузки/сохранения, один блок FPU, один блок ММХ и один блок предсказания ветвлений) и может выполнить одновременно да 6 RISC-операций (не путать с инструкциями х86!). Возможно внеочередное выполнение команд, и применены метода снятия зави-симост данных, такие, как одновременное использование данных. Процессор содержит^ внутреннихретстров, что позволяет использовать переименование регистров. Блок предсказания переходов знанительно улучшен по сршюнмас^Жобйпвчивает болееточное^эедс^йМб1м11бЙюс1ЪЮ опережаюкего аышМвнмй. Размер кэш-ламт1"ос;пшмет32Кбайт"яяанньки32 Мбайт для инструкций. Кб работает при двойном напряжении питания - 3,5 и 2,9 В. Дальнейшее развитие Ко предусматривает создание версий по технологии 0,25 мкм, работающих на тактовой частоте 266 и 300 МГц. Как и Cyrix, компания AMD использует Р-рейтинг для своих процессоров. На Кб стоит рейтинг по отношению к Pentium II.
Процессоры AMD K-7
В 1999 году AMD планирует выпустить процессор седьмого поколения - К7. Он будет выпускаться в модуле, совместимом с Slot 1, и поддерживать протокол шины процессоров Alpha EV-6. Тактовая частота - 500 МГц и выше
