Welche Intel-Prozessoren gibt es? Moderne Intel- und AMD-Prozessoren

Noch früher als der Pentium MMX erschien der Prozessor der 6. Generation – Pentium Pro. Es nutzte erstmals für IBM-kompatible PCs Elemente der RISC-Architektur, was eine recht flexible Leistungssteigerung ermöglichte. Die Optimierung des Prozessors für 32-Bit-Programme und hohe Produktionskosten verhinderten jedoch eine Verbreitung.

NOTIZ
Pentium-Pro-Prozessoren werden deshalb als modern eingestuft, weil sie der Nachfolger des Pentium 4 sind Kernprozessor 2 Duo basierte speziell auf der Pentium Pro-Architektur, wenn auch stark modernisiert.

Pentium II, Pentium III und Celeron

Nachdem Intel eine Reihe von Verbesserungen am Pentium Pro vorgenommen und Unterstützung für MMX-Anweisungen hinzugefügt hatte, fand er schließlich einen Ersatz für den Pentium und nannte ihn Pentium II. Die ersten Pentium II liefen auf einem 66-MHz-Bus und hatten eine native Taktfrequenz von 233 bis 333 MHz. Dann erschienen ein 100-MHz-Bus und neue Prozessoren mit Frequenzen von 350, 400 und 450 MHz. Jedoch neuer Prozessor blieb für Systeme zu teuer Einstiegslevel, was zum Erscheinen von Celeron führte - völlig analog Pentium II, außer dass er weniger Cache-Speicher hatte (und das erste Modell hatte ihn überhaupt nicht) und nur auf einem 66-MHz-Bus lief.

NOTIZ
Ab dem 386. Prozessor begann Intel, speziellen, ultraschnellen Speicher zu verwenden, der möglichst nahe am Prozessor platziert wurde. Es speichert Daten, die direkt in die aktuelle Berechnung einfließen. Dieser Speicher wird Cache-Speicher genannt und erhöht die Geschwindigkeit des PCs deutlich. Sein Volumen liegt in der Regel zwischen 128 und 512 KB.

Die neueste Modifikation des Pentium Pro ist der Pentium III. Es unterscheidet sich von seinem Vorgänger (Pentium II) vor allem durch das Vorhandensein von SSE-Befehlen, die deutlich effizienter sind als MMX. Die neuesten Pentium III- und Celeron-Modelle arbeiten mit Frequenzen über 1 GHz.

Analoga: AMD Athlon(K7), AMD Duron.

Pentium 4

Ende 2000 Intel des Jahres endlich den Prozessor der 7. Generation veröffentlicht. Und obwohl der Pentium 4 der erste Prozessor ist, der nicht mehr Befehle in einem Taktzyklus ausführen kann als sein Vorgänger, verfügt er über ein sehr gutes Potenzial zur Taktsteigerung. Bereits die ersten Exemplare arbeiteten mit 1,5 GHz (1500 MHz), die neuesten Modelle sogar mit Taktfrequenzüber 3,5 GHz, und Intel plante, bis Ende 2010 Modelle mit 10 GHz herauszubringen.

Neben hohen Taktraten unterstützt der Pentium 4 neue SSE2-Befehle, die die Videoverarbeitung beschleunigen sollen, und die neuesten Modelle ab 3,06 GHz können den Betrieb zweier Prozessoren emulieren.

Zu den Merkmalen der ersten Systeme auf Pentium 4-Basis gehört ein hoher Stromverbrauch – für einen stabilen Betrieb empfiehlt sich die Verwendung einer Stromquelle mit einer Leistung von mindestens 300 W. Der Pentium 4 konkurrierte derzeit mit den Prozessoren Athlon XP und Athlon 64 von AMD.

Core 2 Duo, Core 2 Quad

Da schwerwiegende technologische und grundlegende physikalische Einschränkungen die Veröffentlichung von Prozessormodellen mit Frequenzen von 4 GHz oder mehr verhinderten, brachte Intel 2006 Prozessoren der Core-2-Familie auf den Markt, die mehr Befehle in einem Taktzyklus ausführen konnten und zunächst über 2 Rechenkerne verfügten. Diese. Tatsächlich beherbergte ein Kristall gleichzeitig zwei vollwertige Prozessoren. Und wenig später erschienen 4-Kern-Modelle (Core 2 Quad). Damit war der Gigahertz-Wettlauf beendet und der Wettlauf der Kerne begann.

Konkurrenten - AMD Athlon X2, Phenom

Core i3/i5/i7

Die neuesten Intel-Prozessoren – Core i7 – haben die Monothreading-Unterstützung vom Pentium 4 und die hohe Leistungsdichte des Rechenkerns vom Core 2 geerbt. So verfügen Core i3/i5 mit 2 Kernen über 4 virtuelle Kerne, Core i7 mit 4 Kernen über 8 und Core i7 mit 6 Kernen sogar über 12!

Konkurrenten Core i3/i5 – AMD Athlon II/Phenom II X2/X3/X4, Core i7 – Phenom II X6.

I. Wie werden Prozessoren gemessen?

Es gibt ein sehr ernstes Problem der Moderne Computerausrüstung im Allgemeinen und Prozessoren im Besonderen – wie kann man die Geschwindigkeit eines Computers unabhängig und eindeutig beurteilen? Bis vor kurzem verglichen viele die Geschwindigkeit von Prozessoren anhand ihrer Taktrate miteinander. Die überwiegende Mehrheit der Computerkäufer war der Meinung, dass beispielsweise ein Computer mit einem „Zweitausender“-Prozessor schneller sei als ein „Eintausendachthunderter“. Und der „Zweieinhalbtausend“-Prozessor ist noch schneller. Dies stimmte nur teilweise, denn schon damals hatten Prozessoren neben „Tausende von etwas da“ noch andere Eigenschaften: Systembusfrequenz – also die Geschwindigkeit, mit der der Prozessor mit dem Rest des Computers „kommuniziert“; Cache-Größe – also die Größe des internen Speichers des Prozessors. Beispielsweise war ein 2,8-GHz-Pentium-IV-Prozessor mit einer Systembusgeschwindigkeit von 400 MHz in manchen Programmen manchmal langsamer als ein 2,6-GHz-Pentium-IV-Prozessor mit einer Systembusgeschwindigkeit von 533 MHz. In diesem Fall war der Eigenfrequenzindikator – 2,8 GHz (oder „zweitausendachthundert Megahertz“) – absolut voreingenommen und nicht

Zeigt die tatsächliche Geschwindigkeit des Prozessors an.

Und jetzt ist die Situation noch schlimmer geworden. Intel- und AMD-Konzerne begannen, die Geschwindigkeit ihrer Prozessoren nicht aufgrund der Frequenz, sondern aufgrund anderer Parameter zu erhöhen – interne Schaltkreise und Multi-Cores. Das heißt, erstens wurde die interne Schaltung des Prozessors erheblich verbessert, wodurch der Prozessor begann, in einem Betriebszyklus mehr Informationen zu verarbeiten. Zweitens wurde eine der revolutionärsten Entscheidungen getroffen: Anstatt die Geschwindigkeit eines Prozessors noch weiter zu erhöhen, fügten die Ingenieure zwei oder sogar vier Prozessoren gleichzeitig in einen physischen Chip ein. Solche Lösungen werden Dual-Core und Quad-Core genannt. Es ist logisch anzunehmen, dass zwei Prozessoren zusammen mehr Informationen verarbeiten können als einer.

Dementsprechend werden sie schneller zusammenarbeiten. Was im Allgemeinen durch die Praxis bestätigt wurde. Mit einer physikalischen Prozessorfrequenz von beispielsweise 1,86 GHz sind die neuen Dual-Core-Prozessoren um ein Vielfaches schneller als ihre bisherigen Pentium IV-Pendants mit einer Frequenz von 3,2 GHz oder sogar 3,4 GHz. Gleichzeitig erwärmen sich neue Prozessoren deutlich weniger und verbrauchen deutlich weniger Strom.

Aber wie kann man die Geschwindigkeit neuer Prozessoren genau mit alten vergleichen? Wie misst man die Arbeitsgeschwindigkeit, in welchen Einheiten? Wenn die Leute früher, ich wiederhole, auf die Prozessorfrequenz geschaut haben (obwohl das schon damals nicht ganz stimmte), wie können sie dann jetzt die Geschwindigkeit abschätzen? Worin? Es ist so unklar

Menschen, die mit diesen Feinheiten nicht vertraut sind, beginnen, sich unverständliche Vergleiche auszudenken. Beispielsweise gibt es die Aussage, dass die Prozessorfrequenz mit der Anzahl der Kerne multipliziert werden muss. Sagen Sie, wenn Dual-Core-Prozessor mit einer Frequenz von 1,86, was bedeutet, dass jeder Kern mit 1,86 läuft, was bedeutet, dass der gesamte Prozessor mit 3,72 läuft. Ich sage Ihnen was – das ist völliger Unsinn. Was die Leute nicht verstehen können, ist, dass der Prozessor vollständig mit 1,86 GHz arbeitet und die Geschwindigkeit durch eine fortschrittlichere interne Schaltung und die Optimierung von Programmen für Mehrkerne erreicht wird, wodurch seine tatsächliche Geschwindigkeit bei der Arbeit mit Programmen mit a verglichen werden kann hypothetischer Pentium IV 4.5 oder wahrscheinlich sogar 5.0.

Um Käufer nicht mit allerlei Frequenzen, Caches und anderen Eigenschaften zu belästigen, hat Intel längst einen logischen Marketingschritt gemacht und die Prozessornummer eingeführt. Lassen Sie es mich erklären: Jedes technische Produkt hat eine bestimmte Modellnummer, die ein bestimmtes Gerät mit bestimmten technischen Eigenschaften genau und eindeutig identifiziert. Und es ist ganz logisch, dass das Modell umso neuer und dementsprechend höher und besser ist, je höher diese Zahl ist technische Eigenschaften. Durch die Eingabe der Prozessornummer kann der Käufer ganz einfach den gewünschten Kauf auswählen. Jetzt müssen Sie sich nicht mehr mit Frequenzen, Caches und Bussen befassen, sondern müssen nur noch die Nummer (das Modell) des Prozessors kennen. Unter sonst gleichen Bedingungen ist ein Prozessor, zum Beispiel ein Core 2 Duo E8400, leistungsstärker als ein Core 2 Duo E7400. Und Sie müssen nicht wissen, dass der Core 2 Duo E7400 eine Frequenz von 2,8 GHz, einen 1066-MHz-Systembus, einen 3 MB Cache und der Core 2 Duo E8400 eine 3-GHz-Frequenz, einen 1333-MHz-Bus usw. hat 6 MB Cache. Sie müssen nicht alle diese Zahlen kennen, geschweige denn verstehen!!! Es reicht aus, zwei Zahlen zu vergleichen: 7400 und 8400. Schauen Sie sich natürlich auch den Preisunterschied an.

Schauen wir uns nun an, welche Art von Prozessoren unsere angesehenen globalen Hersteller heute produzieren, in welchen Fällen und für welche Zwecke diese Prozessoren eingesetzt werden können.

II. Intel-Prozessoren.
II.1 Warum diese Vielfalt?
Wissen Sie, ich verrate Ihnen ein Geheimnis: Auf einem von Intels Verkäuferseminaren erzählte uns ein Unternehmensvertreter, dass Intel alle Verkäufer darauf vorbereitet, Käufer von den leistungsstärksten, neuesten und natürlich teuersten Prozessormodellen zu überzeugen. Im Prinzip ist das richtig, und hier geht es nicht nur darum, dass Intel auf diese Weise lediglich versucht, den Gewinn zu steigern. Tatsache ist, dass Sie durch den Kauf eines der schnellsten oder sogar schnellsten Prozessoren heute den maximalen Nutzen aus Ihrem Computer ziehen und die unterschiedlichsten Aufgaben ausführen können.

Aber die Durchführung ähnlicher Schulungen für Verkäufer, Intel-Unternehmen etwas unaufrichtig zu sein, denn gleichzeitig schafft es selbst eine riesige Palette völlig neuer Prozessoren, von den einfachsten und billigsten bis zu den schnellsten und teuersten. Eine so große Auswahl an Prozessoren wie Intel heute hat, hat es in der Geschichte dieses Unternehmens noch nie gegeben.

Warum passiert das? Tatsache ist, dass die meisten Käufer neuer Computer wahrscheinlich nur sehr wenig oder gar nichts über Computer wissen. Aber fast jeder hat gehört, dass sich Computer sehr schnell weiterentwickeln und fast täglich leistungsfähiger werden. Das ist absolut richtig, aber die Sache ist so: In den letzten Jahren haben sich Computer so weit entwickelt, dass selbst die preiswertesten neu sind moderne Computer ein sehr breites Aufgabenspektrum problemlos bewältigen.

Selbst wenn Sie einen Computer nehmen, der auf dem „schwächsten“ modernen Intel-Prozessor – dem Celeron 430 – basiert, können Sie auf einem solchen Computer problemlos jede Büroarbeit erledigen: eine Reihe von Tests, Abstracts, Kursarbeiten, Thesen Sie können Doktorarbeiten verfassen, im Internet arbeiten, Englisch und andere Sprachen lernen, Filme schauen und Musik hören und Konten für mehrere Unternehmen führen. Warum sage ich das alles: Kauf von Computern mit sehr leistungsstarken und teure Prozessoren Heutzutage zahlen Sie möglicherweise zu viel für Funktionen, die Sie höchstwahrscheinlich nicht nutzen werden.

Deshalb gibt es eine solche Vielfalt an Prozessoren. Damit jeder den Computer auswählen kann, der sowohl hinsichtlich der Eigenschaften als auch des Preises am besten geeignet ist.

II.2 Die Aufstellung Intel-Prozessoren.
Wurden früher alle Prozessoren von Intel in zwei große Gruppen eingeteilt – Celeron und Pentium, dann lassen sich moderne Prozessoren von Intel heute in 4 große Gruppen einteilen:

1. Celeron.
2. Pentium Dual Core.
3. Core 2 Duo.
4. Vier Kern.

Zu Intel gibt es im wahrsten Sinne des Wortes noch zwei weitere Punkte: Erstens haben Sie möglicherweise eine Frage: „Wo ist der Core 1 Duo-Prozessor oder einfach nur Core Duo geblieben? Wenn es schließlich einen Core 2 Duo gibt, dann sollte es theoretisch dasselbe geben.“ Prozessor, aber ohne 2.“ Richtig, einen solchen Prozessor gibt es, aber er wird nur in speziellen Modifikationen für Laptops hergestellt, und für Desktop-Computer gibt es einen solchen Prozessor nicht. Zweitens sieht man in den Preislisten eine Gruppe von Prozessoren, deren Namen das Wort Xeon enthalten. Ignorieren Sie diese Prozessoren, sie sind für die Verwaltung besonders leistungsstarker Servercomputer gedacht Computernetzwerke. Im Normalfall Desktop-Computer Xeon-Prozessoren nicht bewerben.

III. AMD-Prozessoren.
Mit der Veröffentlichung der Prozessoren K6 und K6-2 wurde AMD zu einem vollwertigen Akteur auf dem Mikroprozessormarkt. Prozessoren von AMD galten zunächst als günstig und recht schnell. Dann – wie wäre es mit dem günstigsten und schnellsten. Und als der Preis der AMD-Prozessoren fast dem Preis der Prozessoren von Intel entsprach, musste AMD über die günstigen Marktsegmente nachdenken. AMD ahmte Intel mit seinen Celeron-Prozessoren nach und begann, seine Prozessoren mit vereinfachten Eigenschaften und günstigen Preisen auf den Markt zu bringen. Diese Prozessoren heißen Duron. Nach einer Weile diese preiswerte Prozessoren wurde als Sempron bekannt. Heute musste AMD aufgrund der Konkurrenz mit Intel die Preise seiner Prozessoren deutlich senken, wodurch die Athlon-Prozessoren von AMD so günstiger geworden sind, dass der Bedarf an noch günstigeren Semprons völlig verschwunden ist. Athlon-Prozessoren Heute besetzen sie die Nische der preiswerten Produkte, wurden jedoch durch fortschrittlichere und modernere Produkte ersetzt leistungsstarke Prozessoren Phänomen.

Heute werden AMD-Prozessoren in drei große Gruppen eingeteilt:

1. Athlon.
2. Phenom X3 – Tri-Core.
3. Phenom X4 – Quad-Core.

IV. Vergleich und Schlussfolgerungen.
Wie Sie sehen, sind die Preise für Prozessoren von AMD heute deutlich niedriger. Wie sieht es mit der Geschwindigkeit aus? Eine sehr schwierige Frage, die ich bereits im ersten Kapitel gestellt habe. Wie kann man die Geschwindigkeit zweier Prozessoren direkt messen und auf welche Weise? Es gibt eine Vielzahl unterschiedlichster Testprogramme, die von verschiedenen Testlaboren von Computerzeitschriften verwendet werden. Den Ergebnissen dieser Tests sollte jedoch nur bedingt vertraut werden.

Wenn wir beispielsweise ein Testprogramm auf einem Celeron-basierten Computer ausführen, beginnt das Programm unter den Bedingungen dieses bestimmten Computers, mit der Taktfrequenz dieses bestimmten Prozessors, zu arbeiten Hauptplatine usw. Das heißt, das Programm führt alle Messungen in einigen relativen Einheiten relativ zu diesem bestimmten Computer durch. Wenn Sie dasselbe Programm auf einem Computer mit Core 2 Duo ausführen, nimmt das Programm Messungen in relativen Einheiten dieses schnelleren Computers vor.

Natürlich versucht der Programmierer, das Programm unabhängig von Prozessoren und Computern zu machen, aber das ist ziemlich schwierig. Denn wiederum gibt es keine einheitlichen relativen Geschwindigkeitseinheiten für den Prozessor im Besonderen und den Computer im Allgemeinen.

Es gibt Fälle, in denen ein Programm vom Programmierer bewusst für einen Prozessortyp optimiert wird, beispielsweise nur für Intel oder für AMD. Und auf einem Prozessor eines anderen Herstellers funktioniert das Programm entweder gar nicht oder nur sehr langsam. Aus diesem Grund würde ich nicht empfehlen, verschiedenen Testprogrammen und den Testergebnissen dieser Programme zu vertrauen.

Subjektiv können Sie mehrere Programme, mit denen Sie am häufigsten arbeiten, auf mehreren Computern ausführen und visuell vergleichen, wie schnell diese Programme funktionieren. Auf diese Weise können Sie die Geschwindigkeit verschiedener Computer subjektiv beurteilen.

In jedem Fall müssen Sie verstehen, dass der Prozessor selbst und der darauf aufgebaute Computer umso schneller arbeiten, je höher das Prozessormodell und dementsprechend sein Preis ist. Sie müssen lediglich Ihre Anforderungen am Computer mit Ihren finanziellen Möglichkeiten vergleichen und die endgültige Entscheidung treffen.

Viel Spaß beim Einkaufen!

Prozessoren für Personalcomputer entsprechen einem einzigen Standard, der von Intel, dem weltweit führenden Hersteller von PC-Prozessoren, festgelegt wurde. In alten Computern finden wir Prozessoren vom Typ PentiumII, Pentium III, in den neuesten - Pentium 4. AMD produziert Prozessoren, die im Allgemeinen denen von Intel ähneln, aber etwas anders heißen: K6 (Pentium Second), K7 oder Athlon (Pentium Third). Daher muss AMD die Zukunft der Branche vorhersagen, teilweise vor Intel mit seinen Umsätzen von einer halben Milliarde Dollar. Es ist vorhersehbar, dass ein schwächelndes Unternehmen neue Ideen haben wird – so kann es überleben. Was jedoch überraschend ist, ist, dass diese Ideen manchmal von Intel übernommen werden. Die Rede ist von IBM-kompatiblen Personalcomputern. Sowohl auf unserem Markt als auch auf der ganzen Welt gibt es eine überwältigende Mehrheit davon. Auf Basis dieses Standards werden Spiele, Programme etc. geschrieben.

Die Grundlage jedes Personalcomputers ist der Einsatz von Mikroprozessoren. Es handelt sich um eines der wichtigsten Geräte in einem Computer, das normalerweise die Leistungsfähigkeit des PCs bestimmt. Der Mikroprozessor ist das „Gehirn“ und „Herz“ des Computers. Es führt auf dem Computer laufende Programme aus und steuert den Betrieb anderer Computergeräte. Bei der Auswahl eines Computers müssen Sie zunächst einen Mikroprozessor auswählen, der den Anforderungen bestimmter Personen entspricht. Der Prozessor bestimmt, wie schnell Programme gestartet werden und sogar wie schnell der Prozess der Archivierung von Daten in WinRAR abläuft, ganz zu schweigen von der Erstellung 3D-Animation in 3D MAX Studio. Aufgrund all dessen glaube ich, dass mein Thema heute sehr relevant und bedeutsam ist.

Der Zweck meiner Arbeit besteht darin, einige der heute beliebtesten Prozessoren zu vergleichen und den Spitzenreiter unter ihnen zu identifizieren.

Mikroprozessor - zentrales Gerät(oder eine Reihe von Geräten) Ein Computer (oder Computersystem), der durch ein Inspezifizierte arithmetische und logische Operationen ausführt, den Computerprozess steuert und den Betrieb von Systemgeräten (Speicherung, Sortierung, Eingabe/Ausgabe, Daten) koordiniert Vorbereitung usw.). In einem Computersystem können mehrere Prozessoren parallel laufen. Solche Systeme werden Multiprozessorsysteme genannt. Das Vorhandensein mehrerer Prozessoren beschleunigt die Ausführung eines großen oder mehrerer (auch miteinander verbundener) Programme. Die Hauptmerkmale eines Mikroprozessors sind Geschwindigkeit und Bittiefe. Leistung ist die Anzahl der pro Sekunde ausgeführten Operationen. Die Bitkapazität charakterisiert die Informationsmenge, die ein Mikroprozessor in einem Vorgang verarbeitet: Ein 8-Bit-Prozessor verarbeitet 8 Bit Informationen in einem Vorgang, ein 32-Bit-Prozessor verarbeitet 32 ​​Bit. Die Geschwindigkeit des Mikroprozessors bestimmt maßgeblich die Geschwindigkeit des Computers. Es führt die gesamte Verarbeitung der in den Computer eingegebenen und in seinem Speicher gespeicherten Daten unter der Steuerung eines ebenfalls im Speicher gespeicherten Programms durch. Personalcomputer sind mit Zentralprozessoren unterschiedlicher Kapazität ausgestattet.

Prozessorfunktionen:

Verarbeiten von Daten gemäß einem vorgegebenen Programm durch Ausführen arithmetischer und logischer Operationen;

Softwaresteuerung des Betriebs von Computergeräten.

Zu den Prozessormodellen gehören die folgenden kooperierenden Geräte:

Steuergerät (CU). Koordiniert den Betrieb aller anderen Geräte, führt Geräteverwaltungsfunktionen aus und verwaltet Computerberechnungen.

Arithmetische Logikeinheit (ALU). Dies ist der Name des Geräts für Ganzzahloperationen. Mit ALU werden arithmetische Operationen wie Addition, Multiplikation und Division sowie logische Operationen (OR, AND, ASL, ROL usw.) verarbeitet. Diese Operationen machen in den meisten Programmen den größten Teil des Codes aus. Alle Operationen in der ALU werden in Registern ausgeführt – speziell dafür vorgesehenen Zellen der ALU. Ein Prozessor kann mehrere ALUs haben. Jeder ist in der Lage, unabhängig von den anderen arithmetische oder logische Operationen auszuführen, sodass mehrere Operationen gleichzeitig ausgeführt werden können. Eine arithmetisch-logische Einheit führt arithmetische und logische Operationen aus. Logische Operationen sind in zwei einfache Operationen unterteilt: „Ja“ und „Nein“ („1“ und „0“). In der Regel werden diese beiden Geräte rein bedingt unterschieden, sie sind strukturell nicht getrennt.

AGU (Address Generation Unit) – Gerät zur Adressgenerierung. Dieses Gerät ist nicht weniger wichtig als die ALU, denn Er ist für die korrekte Adressierung beim Laden oder Speichern von Daten verantwortlich. Die absolute Adressierung in Programmen wird nur in seltenen Ausnahmefällen verwendet. Sobald Datensätze erfasst werden, Programmcode Damit die AGU funktioniert, wird indirekte Adressierung verwendet.

Mathematischer Coprozessor (FPU). Der Prozessor kann mehrere mathematische Coprozessoren enthalten. Jeder von ihnen ist in der Lage, mindestens eine Gleitkommaoperation auszuführen, unabhängig davon, was die anderen ALUs tun. Die Pipelining-Methode ermöglicht es einem mathematischen Coprozessor, mehrere Operationen gleichzeitig auszuführen. Der Coprozessor unterstützt hochpräzise Berechnungen, sowohl Ganzzahl- als auch Gleitkommaberechnungen, und enthält außerdem eine Reihe nützlicher Konstanten, die die Berechnungen beschleunigen. Der Coprozessor arbeitet parallel zum Zentralprozessor und stellt so bereit Hochleistung. Das System führt Coprozessor-Anweisungen in der Reihenfolge aus, in der sie im Thread erscheinen. Mathe-Coprozessor persönlicher Computer Mit dem IBM-PC kann er schnelle arithmetische und logarithmische Operationen sowie trigonometrische Funktionen mit hoher Genauigkeit ausführen.

Befehlsdecoder. Analysiert Anweisungen, um Operanden und Adressen zu extrahieren, an denen sich Ergebnisse befinden. Anschließend erfolgt eine Meldung an ein anderes unabhängiges Gerät darüber, was zur Ausführung der Anweisung zu tun ist. Der Decoder ermöglicht die gleichzeitige Ausführung mehrerer Anweisungen, um alle Ausführungsgeräte zu laden.

Cache-Speicher. Spezieller Hochgeschwindigkeits-Prozessorspeicher. Der Cache wird als Puffer verwendet, um die Kommunikation zwischen Prozessor und RAM zu beschleunigen und Kopien von Anweisungen und Daten zu speichern, die kürzlich vom Prozessor verwendet wurden. Werte aus dem Cache werden direkt abgerufen, ohne auf den Hauptspeicher zuzugreifen. Bei der Untersuchung der Funktionen der Programme wurde festgestellt, dass sie mit unterschiedlicher Häufigkeit auf bestimmte Bereiche des Speichers zugreifen, und zwar: Speicherzellen, auf die das Programm kürzlich zugegriffen hat, werden am wahrscheinlichsten wieder verwendet. Nehmen wir an, dass der Mikroprozessor in der Lage ist, Kopien dieser Anweisungen in seinem lokalen Speicher zu speichern. In diesem Fall kann der Prozessor während des gesamten Zyklus jedes Mal eine Kopie dieser Anweisungen verwenden. Sie benötigen zu Beginn Zugriff auf den Speicher. Zum Speichern dieser Anweisungen ist nur sehr wenig Speicher erforderlich. Wenn Anweisungen schnell genug beim Prozessor eintreffen, verschwendet der Mikroprozessor keine Zeit mit Warten. Dies spart Zeit beim Befolgen der Anweisungen. Für die schnellsten Mikroprozessoren reicht das jedoch nicht aus. Die Lösung für dieses Problem besteht darin, die Speicherorganisation zu verbessern. Der Speicher im Mikroprozessor kann mit der Geschwindigkeit des Prozessors selbst arbeiten.

Cache der ersten Ebene (L1-Cache). Cache-Speicher im Prozessor. Er ist schneller als alle anderen Speichertypen, aber kleiner. Speichert zuletzt verwendete Informationen, die bei der Ausführung kurzer Programmzyklen verwendet werden können.

Cache der zweiten Ebene (L2-Cache). Befindet sich auch im Prozessor. Die darin gespeicherten Informationen werden seltener verwendet als die im Cache der ersten Ebene gespeicherten Informationen, verfügen jedoch über mehr Speicherkapazität.

Cache der dritten Ebene (L3-Cache). Befindet sich im Prozessor. Das Volumen ist größer als der Speicher der ersten und zweiten Ebene (512 KB bis 2 MB). Erhöht die Speicherbandbreite.

Haupterinnerung. Viel größer als der Cache-Speicher und viel langsamer.

Mit dem mehrstufigen Cache-Speicher können Sie die Leistungsanforderungen der leistungsstärksten Mikroprozessoren an den dynamischen Hauptspeicher reduzieren. Wenn Sie also die Zugriffszeit auf den Hauptspeicher um 30 % reduzieren, erhöht sich die Leistung eines gut konzipierten Cache-Speichers nur um 10–15 %. Bekanntermaßen kann der Cache-Speicher abhängig von der Art der ausgeführten Vorgänge einen erheblichen Einfluss auf die Prozessorleistung haben. Eine Erhöhung des Cache-Speichers führt jedoch nicht zwangsläufig zu einer Steigerung der Gesamtleistung des Prozessors. Es hängt alles davon ab, wie optimiert die Anwendung für die gegebene Struktur ist und den Cache nutzt, und auch davon, ob die verschiedenen Programmsegmente vollständig oder in Blöcken zwischengespeichert werden.

Der Cache-Speicher verbessert nicht nur die Leistung des Mikroprozessors bei Speicherlesevorgängen, sondern kann auch vom Prozessor in den Hauptspeicher geschriebene Werte speichern; Diese Werte können später geschrieben werden, wenn der Hauptspeicher nicht belegt ist. Dieser Cache wird als Write-Back-Cache bezeichnet. Seine Fähigkeiten und Funktionsprinzipien unterscheiden sich deutlich von den Eigenschaften eines Write-Through-Cache, der nur an Lesevorgängen aus dem Speicher beteiligt ist.

Ein Bus ist ein Datenübertragungskanal, der von verschiedenen Einheiten des Systems gemeinsam genutzt wird. Bei dem Bus kann es sich um eine Reihe leitfähiger Leitungen in einer Leiterplatte handeln, bei denen es sich um Drähte handelt, die an die Anschlüsse der Steckverbinder angelötet sind, in die sie eingesteckt werden Leiterplatten oder Flachkabel. Informationen werden auf dem Bus in Form von Bitgruppen übertragen. Der Bus kann für jedes Bit eines Worts eine separate Leitung haben (paralleler Bus), oder alle Bits eines Worts können zeitlich nacheinander eine Leitung verwenden (serieller Bus). An den Bus können viele Empfangsgeräte – Receiver – angeschlossen werden. Normalerweise sind die Daten auf dem Bus nur für einen von ihnen bestimmt. Die Kombination aus Steuer- und Adresssignalen bestimmt, für wen genau. Die Steuerlogik steuert spezielle Strobe-Signale, um dem Empfänger anzuzeigen, wann er Daten empfangen soll. Empfänger und Sender können unidirektional (das heißt, sie können nur senden oder empfangen) oder bidirektional (das heißt, sie können beides) sein. Allerdings am schnellsten Prozessorbus hilft wenig, wenn der Speicher die Daten nicht mit der entsprechenden Geschwindigkeit liefern kann.

Reifentypen:

Datenbus. Dient der Datenübertragung zwischen Prozessor und Speicher bzw. Prozessor und I/O-Geräten. Bei diesen Daten kann es sich sowohl um Befehle des Mikroprozessors als auch um Informationen handeln, die dieser an die I/O-Ports sendet oder von diesen empfängt.

Adressbus. Wird von der CPU verwendet, um den gewünschten Speicherort oder das gewünschte E/A-Gerät auszuwählen, indem sie eine bestimmte Adresse auf dem Bus festlegt, die einem der Speicherorte oder einem der im System enthaltenen E/A-Elemente entspricht.

Steuerbus. Es überträgt Steuersignale für Speicher und Ein-/Ausgabegeräte. Diese Signale geben die Richtung der Datenübertragung (zum oder vom Prozessor) an.

BTB (Branch Target Buffer) – Verzweigungszielpuffer. Diese Tabelle enthält alle Adressen, zu denen eine Umstellung erfolgen soll oder erfolgen kann. Athlon-Prozessoren verwenden außerdem eine Verzweigungsverlaufstabelle (BHT – Branch History Table), die Adressen enthält, an denen bereits Verzweigungen vorgenommen wurden.

Register sind innere Erinnerung Prozessor. Sie stellen eine Reihe spezialisierter zusätzlicher Speicherzellen sowie interne Speichermedien des Mikroprozessors dar. Ein Register ist ein temporärer Speicher für Daten, Zahlen oder Anweisungen und dient der Erleichterung arithmetischer, logischer und Übertragungsoperationen. Spezielle elektronische Schaltkreise können den Inhalt einiger Register manipulieren. Schneiden Sie beispielsweise einzelne Teile eines Befehls für die spätere Verwendung aus oder führen Sie bestimmte arithmetische Operationen mit Zahlen durch. Das Hauptelement eines Registers ist ein elektronischer Schaltkreis namens Flip-Flop, der eine binäre Ziffer (Bit) speichern kann. Ein Register ist eine Sammlung von Triggern, die auf eine bestimmte Weise miteinander verbunden sind gemeinsames System Management. Es gibt verschiedene Arten von Registern, die sich in der Art der durchgeführten Operationen unterscheiden.

Intel hält sich an den EPIC-Standard (Explicitly Parallel Instruction Computing). Diese Technologie wurde speziell für große Server und einige Workstations entwickelt. Die Möglichkeiten von EPIC sind enorm: Erstens hohe Geschwindigkeit Durchführen von Gleitkommaoperationen. Zweitens Unterstützung der Parallelisierung. Und drittens erhöht sich dank des verbesserten Auslesens von Daten aus dem Speicher die Geschwindigkeit des Informationsaustauschs dramatisch.

AMD hat einen anderen Weg zu 64-Bit eingeschlagen. Die Hersteller haben 32 zu den bestehenden Kategorien hinzugefügt und erhalten neue Architektur x86-64. Neue Technologie unterscheidet sich vom alten nur durch das Präfix 64. Beim neuen Prozessor wurden einige Verbesserungen vorgenommen, vor allem der Prozessorkern. Dadurch konnten wir sowohl für 32- als auch für 64-Bit-Systeme ein neues Leistungsniveau erreichen.

Ergebnisse: AMD erreicht ein neues Level ohne den Einsatz neuer Technologien. Dies führt zu vollständiger Kompatibilität sowohl für 32- als auch für 64-Bit-Anwendungen. Intel ist bestrebt, sich nur in 64 Bit darzustellen.

Die neuen Prozessoren haben große Änderungen vorgenommen, die Leistung und Kompatibilität mit älteren Plattformen bringen.

AMD hat Kompatibilitätsmodi und 64-Bit-Adressregister hinzugefügt. Sie ermöglichen es Ihnen, den adressierbaren Raum zu erweitern Arbeitsspeicher und beseitigen Sie die bestehende 4-GB-Beschränkung, die beim Aufbau von Ierhebliche Schwierigkeiten bereitet. Um die Speicherarbeit zu beschleunigen, wird die NUMA-Technologie verwendet, die es Ihnen ermöglicht, direkt mit dem Speicher zu arbeiten und dabei den Systembus und den Chipsatz zu umgehen. Diese Innovation hieß HyperTransport und erschien im ersten Golem-Chipsatz.

Bei Intel ist alles viel komplizierter. Aufgrund des intensiven Entwicklungspfades veränderte das Unternehmen seine Architektur radikal.

1. Kompatibilitätsmodi mit älteren Plattformen.

2. Reduzierung der Fehleranzahl, da gegen sie zwei unabhängige Technologien geschaffen wurden. Das wichtigste davon ist EMCA, mit dem Sie alle Fehler überwachen und protokollieren können, die während des Prozessorbetriebs auftreten. Und eine kleinere ECC-Technologie, die Code-Vorverarbeitung und Paritätskontrolle ermöglicht.

3. Multiprocessing-Unterstützung. Da Intel seinen Prozessor auf große Server ausrichtete, kümmerte man sich auch um Multiprocessing. Der Prozessor war mit einer Reihe von Chips ausgestattet, die einen schnellen Austausch mit dem Speicher ermöglichen. Um nun mit den „Gehirnen“ zu arbeiten, werden Methoden zum Verschachteln, Puffern und Aufteilen von Speichermodulen verwendet. In diesem Fall arbeitet der Prozessor mit 64 Gigabyte RAM zusammen Durchsatz 4,2 Gbit/s.

Intel hat eine Reihe von Registern erstellt, um vollständige Kompatibilität mit älteren Anwendungen zu gewährleisten. Das Ergebnis ist, dass alle 64-Bit-Befehle wie gewohnt ausgeführt werden, während andere durch die IA-32-Technologie verarbeitet werden. Emulation ist Emulation, es gibt keinen Leistungsgewinn, weshalb Itanium vollständig auf 64-Bit-Plattformen ausgerichtet ist.

Bei AMD ist alles viel komplizierter. Um die Leistung bei älteren Plattformen zu verbessern, wurden spezielle Modi erfunden.

Die AMD 64-Architektur bietet zwei Hauptbetriebsmodi: Long und Legacy. Der erste enthüllt alle Vorteile der x86-64-Technologie. Für vollständige Kompatibilität mit älteren Anwendungen gibt es einen Kompatibilitätsuntermodus, der 32/16-Bit-Anweisungen verarbeiten kann. Im Legacy-Modus arbeitet der Prozessor nach dem Prinzip der herkömmlichen x86-Architektur. Der Vorteil eines solchen Modussystems besteht darin, dass der Prozessor bis zu stabilen 64-Bit-Versionen betrieben werden kann Betriebssysteme. Darüber hinaus bietet x86-64 gegenüber IA-64 mehrere Vorteile:

1. Leistung bei der Verarbeitung von 32-Bit-Anweisungen. Dies liegt daran, dass nach dem Wechsel in den Kompatibilitätsmodus keine Emulation stattfindet, sondern der Prozessor Daten mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet. Dies ist bei Itanium nicht der Fall, da dort alle Befehle in 64 Bit ausgeführt werden.

2. Volle Kompatibilität mit der x86-Architektur. Dies ist in Itanium nicht vollständig implementiert.

3. Gleichzeitiger Betrieb von 16/32/64 Anwendungen. Dank der Einführung von Modi wird es möglich, eine Reihe von zu verarbeiten verschiedene Anweisungen gleichzeitig. Dies verbessert die Leistung und verbessert die Kompatibilität.

Intel hatte es sich zunächst zur Aufgabe gemacht, Prozesse in einem einzigen Siliziumgerät zu parallelisieren. In der Regel wird dieser Prozessor auf leistungsstarken Servern mit großen Datenbanken oder in Banksystemen eingesetzt, bei denen Fehler nicht möglich sind. AMD war auf etwas zwischen 32 und 64 Bit ausgerichtet. Natürlich ist es in großen Servern zu finden, kann aber auch in gewöhnlichen Workstations verwendet werden, da es sowohl für x86-64- als auch für x86-Architekturen angepasst ist.

Intel verlangt für seine Erfindung nicht weniger als 1.200 US-Dollar. Darüber hinaus kostete der Prozessor früher das Dreifache: etwa 4.000 US-Dollar. Wenn man bedenkt, wie viel ein Motherboard für einen Prozessor kosten wird, können wir daraus schließen, dass Sie viel Geld für einen Server ausgeben müssen.

U AMD-Preis auf dem Athlon 64 kostet es nur 417 $. Andere 64-Bit-Prozessoren kosten zwischen 300 und 600 US-Dollar und liegen damit deutlich unter den Preisen von Intel.

Der Celeron-Prozessor ist eine preisgünstige Version des entsprechenden Mainstream-Prozessors, der auf dessen Kern basiert. Celeron-Prozessoren haben zwei- bis viermal weniger L2-Cache. Außerdem weisen sie im Vergleich zu ihren entsprechenden „Eltern“ eine geringere Systembusfrequenz auf. Duron-Prozessoren verfügen im Vergleich zu Athlon über viermal weniger Cache-Speicher und einen niedrigeren Systembus von 200 MHz (266 MHz bei Applebred), obwohl es auch „vollwertige“ Athlons mit einem 200-MHz-FSB gibt. Auch Cache-reduzierte Bartons sind bereits aufgetaucht, deren Kern Thorton heißt. Es gibt Aufgaben, bei denen es fast keinen Unterschied zwischen regulären und abgespeckten Prozessoren gibt, und in manchen Fällen ist die Verzögerung recht gravierend. Im Durchschnitt beträgt die Verzögerung im Vergleich zu einem ungekürzten Prozessor derselben Frequenz 10–30 %. Aber abgespeckte Prozessoren lassen sich aufgrund des kleineren Cache-Speichers tendenziell besser übertakten und sind günstiger. Es ist zu beachten, dass Celeron-Prozessoren im Vergleich zu vollwertigen P4-Prozessoren eine sehr schlechte Leistung erbringen – die Verzögerung erreicht in manchen Situationen 50 %. Dies gilt nicht für Auftragsverarbeiter Celeron D, in wodurch der Cache der zweiten Ebene 256 KB beträgt (128 KB bei regulären Celerons) und die Verzögerung nicht mehr so ​​groß ist.

Erstens wird bei AXP (und Athlon 64) eine Bewertung anstelle der Frequenz geschrieben, d. Als größter Nachteil galt in letzter Zeit die Temperatur. Aber die neuesten Modelle (auf Thoroughbred-, Barton- usw.-Kernen) sind in der Wärmeableitung mit dem Pentium 4 vergleichbar, und die zum Zeitpunkt des Schreibens neuesten Modelle von Intel (P4 Extreme Edition) werden manchmal viel heißer. Auch in puncto Zuverlässigkeit stehen die Prozessoren dem P4 nun nicht mehr viel nach, können bei Überhitzung zwar keine Zyklen überspringen, verfügen aber über einen eingebauten Thermosensor. Athlon XP auf dem Barton-Kern verfügt über eine ähnliche BusDisconnect-Funktion – sie „trennt“ den Prozessor im Leerlauf vom Bus, ist aber bei Überhitzung aufgrund erhöhter Last praktisch stromlos – hier wird die gesamte „Verantwortung“ auf die thermische Kontrolle verlagert Hauptplatine. Obwohl die „Festigkeit“ des Kristalls zugenommen hat, ist sie aufgrund der verringerten Kernfläche eigentlich gleich geblieben. Daher besteht die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Kristalls, obwohl sie geringer geworden ist, immer noch. Aber beim Athlon 64 war der Prozessorchip schließlich unter einem Heatspreader versteckt, so dass es äußerst schwierig war, ihn zu beschädigen. Alle Probleme, die AMD zugeschrieben werden, sind oft das Ergebnis einer Deinstallation oder einer falschen Installation Universaltreiber für VIA-Chipsätze (VIA 4 in 1 Service Pack) oder Chipsatztreiber anderer Hersteller (AMD, SIS, ALi).

Viele Anwendungen sind jedoch nicht optimiert und können die Vorteile von Dual- oder Multi-Core-Umgebungen nicht nutzen. Um mehrere Prozessoren zu verwenden, Software muss in mehrere parallele Threads aufgeteilt werden. Mit diesem Ansatz können Sie die Last auf alle verfügbaren Rechenkerne verteilen und so die Rechenzeit stärker reduzieren, als dies mit einer einzelnen Taktfrequenz möglich wäre. Allerdings können die meisten Programme heute die Fähigkeiten von Dual-Core- oder Multi-Core-Chips nicht nutzen.

Beliebter Dual-Core AMD-Prozessoren und Intel kosteten etwa 1000 US-Dollar – etwa den gleichen Preis wie ein kompletter Computer. Gleichzeitig kosten Single-Core-Prozessoren mit derselben Taktrate nur 300 bis 350 US-Dollar.

Für unseren Vergleich wurden professionelle Prozessoren herangezogen, nämlich: AMD Opteron und Intel Xeon. AMD verlangt rund 1.100 US-Dollar für einen Dual-Core-Opteron 275 (2,2 GHz), während ein Paar Single-Core-Opteron 248 nur 700 US-Dollar kostet.

Schaut man sich Intel an, ist die Situation hier ähnlich. Ein Dual-Core-Xeon mit 2,8 GHz kostet etwa 1.100 US-Dollar, während zwei vergleichbare 2,8-GHz-Single-Core-Xeons etwa 550 US-Dollar kosten. Zwei 3,2-GHz-Xeons kosten etwa 700 US-Dollar.