Một tin nhắn về chủ đề bộ xử lý máy tính. Các thông số chính của bộ xử lý là: Có ba loại bộ nhớ đệm

Tóm tắt về khoa học máy tính

"CPU"

Tôi đã hoàn thành công việc

Gulak Philip

Tôi đã kiểm tra công việc

Kuyantseva L.M.

n.Tình bạn 2007

Nội dung___________ 1
Giới thiệu ____________2
Bộ xử lý __________3
Tần số đồng hồ, Bus hệ thống, Hệ số nhân _________4 - 5
Loại lõi và công nghệ sản xuất_________6
Sự khác biệt Bộ xử lý Pentium và Celeron, Athlon và Duron __________ 7
Bộ xử lý AMD và nhược điểm của chúng____________8

Giới thiệu

Trong bài luận này, tôi sẽ nói về bộ vi xử lý là gì, lịch sử hình thành bộ vi xử lý, tại sao nó lại cần thiết và bộ xử lý của công ty này khác với công ty khác như thế nào.

CPU

Bộ vi xử lý là thiết bị trung tâm (hoặc tổ hợp các thiết bị) của máy tính (hoặc hệ thống máy tính), thực hiện các phép toán số học và logic do chương trình chuyển đổi thông tin chỉ định, điều khiển quá trình tính toán và điều phối hoạt động của các thiết bị hệ thống (lưu trữ, sắp xếp, đầu vào-đầu ra, chuẩn bị dữ liệu, v.v.). vi mô đầu tiên bộ xử lý Intel 4004 được tạo ra vào năm 1971 bởi một nhóm do nhà phát minh tài năng, Tiến sĩ Ted Hopf đứng đầu. Ngày nay tên tuổi của ông đứng cùng với tên tuổi của những nhà phát minh vĩ đại nhất mọi thời đại...Ban đầu, bộ xử lý 4004 được dành cho... máy tính vi mô và được sản xuất theo đơn đặt hàng từ một công ty Nhật Bản. May mắn thay, công ty này đã phá sản và kết quả là sự phát triển trở thành tài sản của Intel. Kể từ thời điểm này, kỷ nguyên của máy tính cá nhân bắt đầu. Bộ xử lý Intel ngày nay nhanh hơn mười nghìn lần so với thế hệ trước của chúng! Và bất kỳ máy tính ở nhà có sức mạnh và sự “thông minh” gấp nhiều lần chiếc máy tính điều khiển chuyến bay của tàu vũ trụ Apollo tới Mặt Trăng. Thoạt nhìn, bộ xử lý được phát triển đơn giản bằng cách công nghệ đặc biệt tinh thể silicon (không phải vô cớ mà nó còn được gọi là “đá”). Tuy nhiên, viên sỏi này chứa nhiều phần tử riêng lẻ - bóng bán dẫn, cùng nhau mang lại cho máy tính khả năng “suy nghĩ”. Chính xác hơn, để tính toán, thực hiện các phép toán nhất định với các con số mà bất kỳ thông tin nào đưa vào máy tính đều được chuyển đổi. Có hàng triệu bóng bán dẫn như vậy trong bất kỳ bộ vi xử lý nào. Bộ xử lý ngày nay không chỉ là một tập hợp các bóng bán dẫn mà còn toàn bộ hệ thống bộ thiết bị quan trọng. Trên bất kỳ chip xử lý nào đều có:

Chức năng xử lý:

Xử lý dữ liệu bằng chương trình nhất định bằng cách thực hiện các phép tính số học và logic;

Kiểm soát phần mềm hoạt động của các thiết bị máy tính

Thiết bị điều khiển (CU). Điều phối hoạt động của tất cả các thiết bị khác, thực hiện các chức năng quản lý thiết bị và quản lý các phép tính của máy tính.

Đơn vị logic số học (ALU). Đây là tên của thiết bị dành cho các phép toán số nguyên. Các phép toán số học như cộng, nhân và chia, cũng như các phép toán logic (OR, AND, ASL, ROL, v.v.) được xử lý bằng ALU. Các hoạt động này chiếm phần lớn mã trong hầu hết các chương trình. Tất cả các hoạt động trong ALU được thực hiện trong các thanh ghi - các ô được chỉ định đặc biệt của ALU. Một bộ xử lý có thể có nhiều ALU. Mỗi cái có khả năng thực hiện các phép toán số học hoặc logic độc lập với các phép toán khác, cho phép thực hiện nhiều phép toán đồng thời. Một đơn vị logic số học thực hiện các phép toán số học và logic. Các thao tác logic được chia thành hai thao tác đơn giản: "Có" và "Không" ("1" và "0"). Thông thường hai thiết bị này được phân biệt hoàn toàn có điều kiện; chúng không tách biệt về mặt cấu trúc.

AGU (Đơn vị tạo địa chỉ) - thiết bị tạo địa chỉ. Thiết bị này không kém phần quan trọng so với ALU, bởi vì nó chịu trách nhiệm về địa chỉ chính xác khi tải hoặc lưu dữ liệu. Địa chỉ tuyệt đối trong các chương trình chỉ được sử dụng trong một số trường hợp ngoại lệ hiếm hoi. Ngay sau khi bộ dữ liệu được lấy, Mã chương trìnhĐịa chỉ gián tiếp được sử dụng để làm cho AGU hoạt động.

Bộ đồng xử lý toán học (FPU). Bộ xử lý có thể chứa một số bộ đồng xử lý toán học. Mỗi ALU trong số chúng có khả năng thực hiện ít nhất một thao tác dấu phẩy động bất kể các ALU khác đang làm gì. Phương pháp đường ống cho phép một bộ đồng xử lý toán học thực hiện nhiều thao tác cùng một lúc. Bộ đồng xử lý hỗ trợ các phép tính có độ chính xác cao, cả số nguyên và dấu phẩy động, đồng thời chứa một tập hợp các hằng số hữu ích giúp tăng tốc độ tính toán. Bộ đồng xử lý hoạt động song song với bộ xử lý trung tâm, do đó đảm bảo hiệu suất cao. Hệ thống thực thi các lệnh của bộ đồng xử lý theo thứ tự chúng xuất hiện trong luồng. Bộ đồng xử lý toán học máy tính cá nhân Máy tính IBM cho phép anh ta thực hiện các phép tính số học và logarit tốc độ cao, cũng như hàm lượng giác với độ chính xác cao.

Bộ giải mã lệnh (lệnh). Phân tích các hướng dẫn để trích xuất các toán hạng và địa chỉ nơi chứa kết quả. Tiếp theo là một thông báo gửi đến một thiết bị độc lập khác về những gì cần phải làm để thực hiện hướng dẫn. Bộ giải mã cho phép thực hiện đồng thời nhiều lệnh để tải tất cả các thiết bị thực thi.

Bộ nhớ đệm. Bộ nhớ xử lý tốc độ cao đặc biệt. Bộ đệm được sử dụng làm bộ đệm để tăng tốc độ trao đổi dữ liệu giữa bộ xử lý và ĐẬP và cũng để lưu trữ các bản sao của hướng dẫn và dữ liệu đã được bộ xử lý sử dụng gần đây. Các giá trị từ bộ đệm được truy xuất trực tiếp mà không cần truy cập vào bộ nhớ chính. Khi nghiên cứu các tính năng của các chương trình, người ta phát hiện ra rằng chúng truy cập vào một số vùng bộ nhớ với tần số khác nhau, cụ thể là: các ô nhớ mà chương trình truy cập gần đây có nhiều khả năng được sử dụng lại nhất. Giả sử rằng bộ vi xử lý có khả năng lưu trữ bản sao của các hướng dẫn này trong bộ nhớ cục bộ của nó. Trong trường hợp này, bộ xử lý sẽ có thể sử dụng bản sao của các hướng dẫn này mỗi lần trong suốt chu kỳ. Bạn sẽ cần truy cập vào bộ nhớ ngay từ đầu. Để lưu trữ những hướng dẫn này bạn cần hoàn toàn khối lượng nhỏ ký ức. Nếu các lệnh đến bộ xử lý đủ nhanh thì bộ vi xử lý sẽ không lãng phí thời gian chờ đợi. Điều này giúp tiết kiệm thời gian làm theo hướng dẫn. Nhưng đối với bộ vi xử lý nhanh nhất thì điều này là chưa đủ. Giải pháp cho vấn đề này là cải thiện việc tổ chức bộ nhớ. Bộ nhớ bên trong bộ vi xử lý có thể hoạt động ở tốc độ của chính bộ xử lý

Bộ đệm cấp một (bộ đệm L1). Bộ nhớ đệm nằm bên trong bộ xử lý. Nó nhanh hơn tất cả các loại bộ nhớ khác nhưng có kích thước nhỏ hơn. Lưu trữ thông tin được sử dụng gần đây nhất có thể được sử dụng khi thực hiện các chu trình chương trình ngắn.

Bộ đệm cấp hai (bộ đệm L2). Cũng nằm bên trong bộ xử lý. Thông tin được lưu trữ trong đó được sử dụng ít thường xuyên hơn thông tin được lưu trữ trong bộ đệm cấp một, nhưng nó có nhiều dung lượng bộ nhớ hơn. Ngoài ra, bộ xử lý hiện đang sử dụng bộ đệm cấp ba.

Bộ nhớ chính. Kích thước lớn hơn nhiều so với bộ nhớ đệm và chậm hơn nhiều. Bộ nhớ đệm đa cấp cho phép bạn giảm yêu cầu về hiệu suất của bộ vi xử lý mạnh nhất bộ nhớ động. Vì vậy, nếu bạn giảm 30% thời gian truy cập bộ nhớ chính thì hiệu suất của bộ nhớ đệm được thiết kế tốt sẽ chỉ tăng 10-15%. Bộ nhớ đệm, như đã biết, có thể có tác động đáng kể đến hiệu suất của bộ xử lý tùy thuộc vào loại hoạt động đang được thực hiện, nhưng việc tăng bộ nhớ đệm không nhất thiết mang lại sự tăng lên. Tổng hiệu suất hoạt động của bộ xử lý. Tất cả phụ thuộc vào mức độ tối ưu hóa của ứng dụng cấu trúc này và sử dụng bộ đệm, cũng như liệu các phân đoạn chương trình khác nhau có phù hợp hoàn toàn với bộ đệm hay theo từng phần hay không.

Bộ nhớ đệm không chỉ cải thiện hiệu suất của bộ vi xử lý trong quá trình đọc bộ nhớ mà còn có thể lưu trữ các giá trị được bộ xử lý ghi vào bộ nhớ chính; Các giá trị này có thể được ghi sau, khi bộ nhớ chính không bị chiếm dụng. Bộ nhớ đệm này được gọi là bộ nhớ đệm với viết lại(ghi lại bộ đệm). Khả năng và nguyên tắc hoạt động của nó khác biệt rõ rệt với các đặc điểm của bộ nhớ đệm ghi, chỉ liên quan đến các hoạt động đọc từ bộ nhớ.

Bus là kênh truyền dữ liệu được chia sẻ bởi các đơn vị khác nhau của hệ thống. Bus có thể là một tập hợp các đường dẫn điện trong bảng mạch in, các dây được hàn vào các đầu cuối của đầu nối mà chúng được lắp vào. bo mạch in, hoặc cáp dẹt. Thông tin được truyền trên bus dưới dạng các nhóm bit. Bus có thể có một đường riêng biệt cho mỗi bit của một từ (bus song song) hoặc tất cả các bit của một từ có thể sử dụng một dòng tuần tự theo thời gian (bus nối tiếp). Nhiều thiết bị thu - máy thu - có thể kết nối với bus. Thông thường, dữ liệu trên xe buýt chỉ dành cho một trong số chúng. Sự kết hợp giữa tín hiệu điều khiển và địa chỉ sẽ xác định chính xác cho ai. Logic điều khiển điều khiển các tín hiệu nhấp nháy đặc biệt để báo cho bộ thu biết khi nào nó cần nhận dữ liệu. Người nhận và người gửi có thể là một chiều (nghĩa là họ chỉ có thể truyền hoặc nhận) hoặc hai chiều (nghĩa là họ có thể thực hiện cả hai). Tuy nhiên, bus bộ xử lý nhanh nhất sẽ không giúp ích nhiều nếu bộ nhớ không thể cung cấp dữ liệu ở tốc độ thích hợp.

Các loại lốp:

Xe buýt dữ liệu. Dùng để truyền dữ liệu giữa bộ xử lý và bộ nhớ hoặc bộ xử lý và thiết bị I/O. Dữ liệu này có thể là cả các lệnh từ bộ vi xử lý và thông tin mà nó gửi đến hoặc nhận từ các cổng I/O.
Địa chỉ xe buýt. Được CPU sử dụng để chọn vị trí bộ nhớ hoặc thiết bị I/O mong muốn bằng cách đặt một địa chỉ cụ thể trên bus tương ứng với một trong các vị trí bộ nhớ hoặc một trong các thành phần I/O có trong hệ thống.
Điều khiển xe buýt. Nó truyền các tín hiệu điều khiển dành cho bộ nhớ và các thiết bị đầu vào/đầu ra. Các tín hiệu này cho biết hướng truyền dữ liệu (đến hoặc từ bộ xử lý).

BTB (Bộ đệm mục tiêu nhánh) - bộ đệm mục tiêu nhánh. Bảng này chứa tất cả các địa chỉ mà quá trình chuyển đổi sẽ hoặc có thể được thực hiện. Bộ xử lý Athlon cũng sử dụng bảng lịch sử nhánh (BHT - Bảng lịch sử nhánh), chứa các địa chỉ tại đó các nhánh đã được tạo.

Cơ quan giáo dục ngân sách nhà nước về giáo dục chuyên nghiệp cao hơn KemSMA của Bộ Y tế Nga

Tóm tắt về khoa học máy tính về chủ đề này:

"CPU"

Tôi đã thực hiện công việc:

Budnikov Vladimir

Sinh viên nhóm 211

Kemerovo 2013

Bộ vi xử lý…………………………………….2

Tần số đồng hồ, Bus hệ thống, Hệ số nhân……………4-5

Loại cốt lõi và công nghệ sản xuất………………………..6-7

Sự khác biệt giữa bộ xử lý Pentium và Celeron, Athlon và Duron ………………… 7

CPU

Bộ vi xử lý là thiết bị trung tâm (hoặc bộ thiết bị) của máy tính (hoặc hệ thống máy tính), thực hiện các phép toán số học và logic được chỉ định bởi chương trình chuyển đổi thông tin, điều khiển quá trình tính toán và điều phối hoạt động của các thiết bị hệ thống (lưu trữ, sắp xếp, nhập liệu). -xuất, chuẩn bị dữ liệu, v.v.). Bộ vi xử lý Intel4004 đầu tiên được tạo ra vào năm 1971 bởi một nhóm do nhà phát minh tài năng, Tiến sĩ Ted Hopf đứng đầu. Ngày nay tên tuổi của ông đứng cùng với tên tuổi của những nhà phát minh vĩ đại nhất mọi thời đại...Ban đầu, bộ xử lý 4004 được dành cho... máy tính vi mô và được sản xuất theo đơn đặt hàng từ một công ty Nhật Bản. May mắn thay, công ty này đã phá sản và kết quả là sự phát triển đã trở thành tài sản của Intel. Tại thời điểm này, kỷ nguyên của máy tính cá nhân bắt đầu. Bộ xử lý Intel ngày nay nhanh hơn mười nghìn lần so với thế hệ trước của chúng! Và bất kỳ chiếc máy tính gia đình nào cũng có sức mạnh và sự “thông minh” gấp nhiều lần so với chiếc máy tính điều khiển chuyến bay của tàu vũ trụ Apollo tới Mặt Trăng. Thoạt nhìn, bộ xử lý chỉ đơn giản là một tinh thể silicon được phát triển bằng một công nghệ đặc biệt (không phải vô cớ mà nó còn được gọi là “đá”). Tuy nhiên, viên sỏi này chứa nhiều phần tử riêng lẻ - bóng bán dẫn, cùng nhau mang lại cho máy tính khả năng “suy nghĩ”. Chính xác hơn, để tính toán, thực hiện các phép toán nhất định với các con số mà bất kỳ thông tin nào đưa vào máy tính đều được chuyển đổi. Có hàng triệu bóng bán dẫn như vậy trong bất kỳ bộ vi xử lý nào. Bộ xử lý ngày nay không chỉ là một tập hợp các bóng bán dẫn mà là cả một hệ thống gồm nhiều thiết bị quan trọng.

Chức năng xử lý:

Xử lý dữ liệu theo chương trình nhất định bằng cách thực hiện các phép tính số học, logic;

Phần mềm điều khiển thiết bị máy tính

AGU (Đơn vị tạo địa chỉ) - thiết bị tạo địa chỉ. Thiết bị này không kém phần quan trọng so với ALU, bởi vì nó chịu trách nhiệm về địa chỉ chính xác khi tải hoặc lưu dữ liệu. Địa chỉ tuyệt đối trong các chương trình chỉ được sử dụng trong một số trường hợp ngoại lệ hiếm hoi. Ngay khi mảng dữ liệu được lấy, địa chỉ gián tiếp được sử dụng trong mã chương trình, khiến AGU hoạt động.

Bộ đồng xử lý toán học (FPU). Bộ xử lý có thể chứa một số bộ đồng xử lý toán học. Mỗi ALU trong số chúng có khả năng thực hiện ít nhất một thao tác dấu phẩy động bất kể các ALU khác đang làm gì. Phương pháp đường ống cho phép một bộ đồng xử lý toán học thực hiện nhiều thao tác cùng một lúc. Bộ đồng xử lý hỗ trợ các phép tính có độ chính xác cao, cả số nguyên và dấu phẩy động, đồng thời chứa một tập hợp các hằng số hữu ích giúp tăng tốc độ tính toán. Bộ đồng xử lý hoạt động song song với bộ xử lý trung tâm nên mang lại hiệu suất cao. Hệ thống thực thi các lệnh của bộ đồng xử lý theo thứ tự chúng xuất hiện trong luồng. Bộ đồng xử lý toán học của cá nhân máy tính IBM PC cho phép anh ta thực hiện các phép tính số học và logarit tốc độ cao, cũng như các hàm lượng giác với độ chính xác cao.

Bộ giải mã lệnh (lệnh). Phân tích các hướng dẫn để trích xuất các toán hạng và địa chỉ nơi đặt kết quả. Tiếp theo là một thông báo gửi đến một thiết bị độc lập khác về những gì cần phải làm để thực hiện hướng dẫn. Bộ giải mã cho phép thực hiện đồng thời nhiều lệnh để tải tất cả các thiết bị thực thi.

Bộ nhớ đệm. Bộ nhớ xử lý tốc độ cao đặc biệt. Bộ đệm được sử dụng làm bộ đệm để tăng tốc độ giao tiếp giữa bộ xử lý và RAM, đồng thời lưu trữ các bản sao hướng dẫn và dữ liệu được bộ xử lý sử dụng gần đây. Các giá trị từ bộ đệm được truy xuất trực tiếp mà không cần truy cập vào bộ nhớ chính. Khi nghiên cứu các tính năng của các chương trình, người ta phát hiện ra rằng chúng truy cập vào một số vùng bộ nhớ với tần số khác nhau, cụ thể là: các ô nhớ mà chương trình truy cập gần đây có nhiều khả năng được sử dụng lại nhất. Giả sử bộ vi xử lý có khả năng lưu trữ bản sao của các hướng dẫn này trong bộ nhớ cục bộ của nó. Trong trường hợp này, bộ xử lý sẽ có thể sử dụng bản sao của các hướng dẫn này mỗi lần trong suốt chu kỳ. Bạn sẽ cần truy cập vào bộ nhớ ngay từ đầu. Cần một lượng bộ nhớ rất nhỏ để lưu trữ các hướng dẫn này. Nếu các lệnh đến bộ xử lý đủ nhanh thì bộ vi xử lý sẽ không lãng phí thời gian chờ đợi. Điều này giúp tiết kiệm thời gian làm theo hướng dẫn. Nhưng đối với bộ vi xử lý nhanh nhất thì điều này là chưa đủ. Giải pháp cho vấn đề này là cải thiện việc tổ chức bộ nhớ. Bộ nhớ bên trong bộ vi xử lý có thể hoạt động ở tốc độ của chính bộ xử lý. Bộ nhớ đệm nằm bên trong bộ xử lý. Nó nhanh hơn tất cả các loại bộ nhớ khác nhưng có kích thước nhỏ hơn. Lưu trữ thông tin được sử dụng gần đây nhất có thể được sử dụng khi thực hiện các chu trình chương trình ngắn.

Bộ đệm cấp hai (L2cache). Cũng nằm bên trong bộ xử lý. Thông tin được lưu trữ trong đó được sử dụng ít thường xuyên hơn thông tin được lưu trữ trong bộ đệm cấp một, nhưng nó có nhiều dung lượng bộ nhớ hơn. Ngoài ra, bộ xử lý hiện đang sử dụng bộ đệm cấp ba.

Bộ nhớ chính. Kích thước lớn hơn nhiều so với bộ nhớ đệm và chậm hơn nhiều. Bộ nhớ đệm nhiều cấp cho phép bạn giảm yêu cầu về hiệu suất của bộ vi xử lý mạnh nhất cho bộ nhớ động chính. Vì vậy, nếu bạn giảm 30% thời gian truy cập bộ nhớ chính thì hiệu suất của bộ nhớ đệm được thiết kế tốt sẽ chỉ tăng 10-15%. Bộ nhớ đệm, như đã biết, có thể có tác động đáng kể đến hiệu suất của bộ xử lý tùy thuộc vào loại hoạt động đang được thực hiện, nhưng việc tăng nó không nhất thiết sẽ làm tăng hiệu suất tổng thể của bộ xử lý. Tất cả phụ thuộc vào mức độ tối ưu hóa của ứng dụng đối với cấu trúc nhất định và việc sử dụng bộ nhớ đệm cũng như việc các phân đoạn chương trình khác nhau được lưu vào bộ nhớ đệm hoàn toàn hay theo từng đoạn.

Bộ nhớ đệm không chỉ cải thiện hiệu suất của bộ vi xử lý trong quá trình đọc bộ nhớ mà còn có thể lưu trữ các giá trị được bộ xử lý ghi vào bộ nhớ chính; Các giá trị này có thể được ghi sau, khi bộ nhớ chính không bị chiếm dụng. Bộ đệm này được gọi là bộ đệm ghi lại. Khả năng và nguyên tắc hoạt động của nó khác biệt rõ rệt với các đặc điểm của bộ nhớ đệm ghi, chỉ liên quan đến các hoạt động đọc từ bộ nhớ.

Bus là kênh truyền dữ liệu được chia sẻ bởi các đơn vị khác nhau của hệ thống. Bus có thể là một tập hợp các đường dẫn điện trong bảng mạch in, dây được hàn vào các đầu nối của đầu nối mà bảng mạch in được lắp vào hoặc cáp phẳng. Thông tin được truyền trên bus dưới dạng các nhóm bit. Bus có thể có một đường riêng biệt cho mỗi bit của một từ (bus song song) hoặc tất cả các bit của một từ có thể sử dụng một dòng tuần tự theo thời gian (bus nối tiếp). Nhiều thiết bị thu - máy thu - có thể kết nối với bus. Thông thường, dữ liệu trên xe buýt chỉ dành cho một trong số chúng. Sự kết hợp giữa tín hiệu điều khiển và địa chỉ sẽ xác định chính xác cho ai. Logic điều khiển điều khiển các tín hiệu nhấp nháy đặc biệt để báo cho bộ thu biết khi nào nó cần nhận dữ liệu. Người nhận và người gửi có thể là một chiều (nghĩa là họ chỉ có thể truyền hoặc nhận) hoặc hai chiều (nghĩa là họ có thể thực hiện cả hai). Tuy nhiên, bus bộ xử lý nhanh nhất sẽ không giúp ích nhiều nếu bộ nhớ không thể cung cấp dữ liệu ở tốc độ thích hợp.

Các loại lốp:

Xe buýt dữ liệu. Dùng để truyền dữ liệu giữa bộ xử lý và bộ nhớ hoặc bộ xử lý và thiết bị I/O. Dữ liệu này có thể là cả các lệnh từ bộ vi xử lý và thông tin mà nó gửi đến hoặc nhận từ các cổng I/O.

Địa chỉ xe buýt. Được CPU sử dụng để chọn vị trí bộ nhớ hoặc thiết bị I/O mong muốn bằng cách đặt một địa chỉ cụ thể trên bus tương ứng với một trong các vị trí bộ nhớ hoặc một trong các thành phần I/O có trong hệ thống.

Điều khiển xe buýt. Nó truyền các tín hiệu điều khiển dành cho bộ nhớ và các thiết bị đầu vào/đầu ra. Các tín hiệu này cho biết hướng truyền dữ liệu (đến hoặc từ bộ xử lý).

Sổ đăng ký là bộ nhớ bên trong bộ xử lý. Chúng đại diện cho một số ô nhớ bổ sung chuyên dụng, cũng như phương tiện lưu trữ nội bộ của bộ vi xử lý. Thanh ghi là một thiết bị lưu trữ tạm thời cho dữ liệu, số hoặc hướng dẫn và được sử dụng để hỗ trợ các hoạt động số học, logic và truyền tải. Các mạch điện tử đặc biệt có thể thực hiện một số thao tác trên nội dung của một số thanh ghi. Ví dụ: "cắt" một số phần của lệnh để sử dụng sau hoặc thực hiện một số phần nhất định các phép tính toán học qua những con số. Thành phần chính của sổ đăng ký là mạch điện tử, được gọi là flip-flop, có khả năng lưu trữ một chữ số nhị phân (bit). Một thanh ghi là tập hợp các trigger được kết nối với nhau theo một cách nhất định hệ thống chung sự quản lý. Có một số loại thanh ghi, khác nhau về loại hoạt động được thực hiện.

Một số thanh ghi quan trọng có tên riêng, ví dụ:

adder - một thanh ghi ALU liên quan đến việc thực hiện từng thao tác.

bộ đếm lệnh - đăng ký CU, nội dung của nó tương ứng với địa chỉ của lệnh được thực thi tiếp theo; phục vụ cho việc tự động lựa chọn một chương trình từ các ô nhớ liên tiếp.

thanh ghi lệnh - một thanh ghi điều khiển để lưu trữ mã lệnh trong khoảng thời gian cần thiết để thực thi nó. Một số bit của nó được sử dụng để lưu trữ mã hoạt động, phần còn lại được sử dụng để lưu trữ mã địa chỉ toán hạng.

Tần số đồng hồ.

Tốc độ làm việc – tất nhiên, đây là chỉ số chúng tôi chú ý đầu tiên! Khi chúng ta nói về tốc độ của bộ xử lý, chúng ta muốn nói đến tốc độ xung nhịp của nó. Giá trị này, được đo bằng megahertz (MHz), cho biết bộ xử lý có thể thực hiện bao nhiêu lệnh trong vòng một giây. Tần số xung nhịp được biểu thị bằng một số trong tên của bộ xử lý (ví dụ: Pentium4-2400, tức là bộ xử lý thế hệ Pentium4 có tần số xung nhịp 2400 MHz hoặc 2,4 GHz).

Tần số đồng hồ chắc chắn là lớn nhất chỉ số quan trọng tốc độ bộ xử lý. Nhưng xa là duy nhất. Làm cách nào khác để chúng ta có thể giải thích sự thật kỳ lạ rằng các bộ xử lý Celeron, Athlon và Pentium4 hoạt động ở cùng tần số... với ở tốc độ khác nhau?

Đây là lúc các yếu tố mới phát huy tác dụng.

Kích thước bộ xử lý

Dung lượng bit – số tiền tối đa các bit thông tin có thể được bộ xử lý xử lý và truyền đi đồng thời.

Cho đến gần đây, tất cả các bộ xử lý đều là 32-bit (32-bit); độ sâu bit này đã đạt được cách đây 10 năm. Trong một khoảng thời gian dài Họ không thể tăng độ sâu bit vì các chương trình đã được điều chỉnh cho phù hợp với nền tảng 32 bit cũ. Và vì người mua chủ yếu quan tâm đến độ tinh khiết của đồng hồ nên các nhà sản xuất đơn giản là không nhận thấy sự cần thiết phải chuyển đổi như vậy. AMD phát hành bộ xử lý 64-bit đầu tiên, Athlon64, vào năm 2003.

Intel đã cầm cự cho đến năm 2005. Tất cả các bộ xử lý Pentium4 vẫn là 32-bit. Chỉ đến giữa năm, khi các mẫu bộ xử lý dòng Pentium4 6xx mới xuất hiện trên thị trường, những mẫu đầu tiên đã tích hợp hỗ trợ cho các lệnh 64-bit.

Loại lõi và công nghệ sản xuất

Lõi chính là chip xử lý, bộ phận trực tiếp là “bộ xử lý”. Bản thân tinh thể mô hình hiện đại Nó có kích thước nhỏ và kích thước của bộ xử lý hoàn thiện tăng lên rất nhiều do bao bì và hệ thống dây điện của nó. Ví dụ, tinh thể bộ xử lý có thể được nhìn thấy trong bộ xử lý Athlon; nó không được đóng trong đó. P4 có tất cả phần trên cùngẩn dưới bộ tản nhiệt (cũng thực hiện chức năng bảo vệ; bản thân tinh thể không mạnh đến thế). Có thể nói, bộ xử lý dựa trên các lõi khác nhau bộ xử lý khác nhau, chúng có thể khác nhau về kích thước bộ nhớ đệm, tần số bus, công nghệ sản xuất, v.v. Trong hầu hết các trường hợp, hơn hạt nhân mới hơn, những thứ kia bộ xử lý tốt hơn. Một ví dụ là P4, có hai lõi - Willamette và Northwood. Lõi đầu tiên được sản xuất bằng công nghệ 0,18µm và hoạt động độc quyền trên bus 400Mhz. Các mẫu thấp nhất có tần số 1,3GHz, tần số tối đa cho lõi cao hơn một chút so với 2,2GHz. Northwood sau đó đã được thả. Nó đã được chế tạo bằng công nghệ 0,13 micron và hỗ trợ bus 400 và 533 Mhz, đồng thời có dung lượng bộ nhớ đệm tăng lên. Việc chuyển đổi sang kernel mới đã tăng hiệu suất đáng kể và tần số tối đa công việc. Bộ xử lý Junior Northwood được ép xung tốt, nhưng trên thực tế, tiềm năng ép xung của những bộ xử lý này dựa trên quy trình kỹ thuật “tinh tế” hơn.

Sự khác biệt giữa bộ xử lý Pentium và Celeron, Athlon và Duron

Bộ xử lý Celeron là phiên bản bình dân (rút gọn) của bộ xử lý dòng chính tương ứng (năng suất cao hơn nhưng cũng đắt hơn nhiều), dựa trên lõi mà nó được tạo ra. bạn Bộ xử lý Celeron bộ đệm L2 ít hơn hai hoặc bốn lần. Chúng cũng có tần số bus hệ thống thấp hơn so với “mẹ” tương ứng của chúng. So với Athlon, bộ xử lý Duron có bộ nhớ đệm ít hơn 4 lần và thấp hơn xe buýt hệ thống 200 MHz (266 MHz đối với Applebred), mặc dù cũng có những Athlons “chính thức” với FSB 200 MHz. Trong tương lai gần, Duron trên lõi Morgan sẽ hoàn toàn không còn được bán - việc sản xuất của chúng đã bị hạn chế từ khá lâu. Chúng nên được thay thế bằng Duron trên lõi Applebred, chẳng khác gì AthlonXP Thoroughbred đã bị cắt giảm trong bộ nhớ đệm. Các Barton bị cắt giảm trong bộ nhớ đệm cũng đã xuất hiện, cốt lõi của nó được gọi là Thorton. Các đặc điểm chính của bộ xử lý có thể được nhìn thấy trong bảng ở cuối bản tóm tắt. giữa bộ xử lý thông thường và bộ xử lý bị cắt giảm, và trong một số trường hợp, độ trễ khá nghiêm trọng, khi so sánh với bộ xử lý không bị cắt giảm có cùng tần số, độ trễ là 10-30%. ép xung tốt hơn do dung lượng bộ nhớ đệm nhỏ hơn và rẻ hơn, nói tóm lại, nếu chênh lệch giá giữa bộ xử lý bình thường và bộ xử lý cắt giảm là đáng kể thì bạn nên loại bỏ. Mặc dù cần lưu ý ở đây rằng bộ xử lý Celeron hoạt động tốt. rất kém so với P4 chính thức - độ trễ trong một số trường hợp lên tới 50%. Điều này không áp dụng cho bộ xử lý CeleronD, trong đó bộ đệm cấp hai là 256 KB (128 KB ở Celeron thông thường) và độ trễ không còn quá khủng khiếp.

Bộ xử lý là gì?

CPU(từ - quá trình) - một thiết bị hoặc chương trình có mục đích xử lý (xử lý) một cái gì đó (đối tượng, quy trình).

Bộ xử lý là con chip chính của máy tính, là “bộ não” của nó. Nó cho phép thực thi mã chương trình nằm trong bộ nhớ và điều khiển hoạt động của tất cả các thiết bị máy tính. Tốc độ xử lý càng nhanh thì máy tính sẽ hoạt động càng nhanh. Bộ xử lý có các ô đặc biệt gọi là thanh ghi. Trong các thanh ghi, các lệnh được thực thi bởi bộ xử lý được đặt, cũng như dữ liệu mà các lệnh đó hoạt động. Công việc của bộ xử lý là chọn từ bộ nhớ tới một trình tự nhất định lệnh, dữ liệu và việc thực hiện chúng. Đây là cơ sở thực hiện chương trình.

Những thông số nào phân biệt bộ xử lý này với bộ xử lý khác. Đây chủ yếu là tần số xung nhịp, độ sâu bit, điện áp hoạt động, hệ số nhân tần số xung nhịp bên trong và Tải xuống và đọc Bộ xử lý là gì?

Trình bày Sinh học - Coelenterates

Trong phần trình bày:
1. Coelenterates sống ở đâu?
2. Chất coelenterates giống với bọt biển như thế nào?
3.Tại sao lại gọi như vậy?
Tải xuống và đọc Bài thuyết trình về Sinh học - Coelenterates

Trình bày về sinh học, điều kiện nảy mầm của hạt và tầm quan trọng của phôi hạt

Trình bày Sinh học - Điều kiện để hạt nảy mầm

Tóm tắt về khoa học máy tính

"CPU"

Tôi đã hoàn thành công việc

Gulak Philip

Tôi đã kiểm tra công việc

Kuyantseva L.M.

n.Tình bạn 2007

Nội dung___________ 1
Giới thiệu ____________2
Bộ xử lý __________3
Tần số đồng hồ, Bus hệ thống, Hệ số nhân _________4 - 5
Loại lõi và công nghệ sản xuất_________6
Sự khác biệt giữa bộ xử lý Pentium và Celeron, Athlon và Duron __________ 7
Bộ xử lý AMD và nhược điểm của chúng____________8

Giới thiệu

CPU

Bộ vi xử lý là thiết bị trung tâm (hoặc bộ thiết bị) của máy tính (hoặc hệ thống máy tính), thực hiện các phép toán số học và logic được chỉ định bởi chương trình chuyển đổi thông tin, điều khiển quá trình tính toán và điều phối hoạt động của các thiết bị hệ thống (lưu trữ, sắp xếp, nhập liệu). -xuất, chuẩn bị dữ liệu, v.v.). Bộ vi xử lý Intel 4004 đầu tiên được tạo ra vào năm 1971 bởi một nhóm do nhà phát minh tài năng, Tiến sĩ Ted Hopf đứng đầu. Ngày nay tên tuổi của ông đứng cùng với tên tuổi của những nhà phát minh vĩ đại nhất mọi thời đại...Ban đầu, bộ xử lý 4004 được dành cho... máy tính vi mô và được sản xuất theo đơn đặt hàng từ một công ty Nhật Bản. May mắn thay, công ty này đã phá sản và kết quả là sự phát triển trở thành tài sản của Intel. Kể từ thời điểm này, kỷ nguyên của máy tính cá nhân bắt đầu. Bộ xử lý Intel ngày nay nhanh hơn mười nghìn lần so với thế hệ trước của chúng! Và bất kỳ chiếc máy tính gia đình nào cũng có sức mạnh và sự “thông minh” gấp nhiều lần so với chiếc máy tính điều khiển chuyến bay của tàu vũ trụ Apollo tới Mặt Trăng. Thoạt nhìn, bộ xử lý chỉ đơn giản là một tinh thể silicon được phát triển bằng một công nghệ đặc biệt (không phải vô cớ mà nó còn được gọi là “đá”). Tuy nhiên, viên sỏi này chứa nhiều phần tử riêng lẻ - bóng bán dẫn, cùng nhau mang lại cho máy tính khả năng “suy nghĩ”. Chính xác hơn, để tính toán, thực hiện các phép toán nhất định với các con số mà bất kỳ thông tin nào đưa vào máy tính đều được chuyển đổi. Có hàng triệu bóng bán dẫn như vậy trong bất kỳ bộ vi xử lý nào. Bộ xử lý ngày nay không chỉ là một tập hợp các bóng bán dẫn mà là cả một hệ thống gồm nhiều thiết bị quan trọng. Trên bất kỳ chip xử lý nào đều có:

Chức năng xử lý:

Xử lý dữ liệu theo chương trình nhất định bằng cách thực hiện các phép tính số học, logic;

Phần mềm điều khiển thiết bị máy tính

AGU (Đơn vị tạo địa chỉ) - thiết bị tạo địa chỉ. Thiết bị này không kém phần quan trọng so với ALU, bởi vì nó chịu trách nhiệm về địa chỉ chính xác khi tải hoặc lưu dữ liệu. Địa chỉ tuyệt đối trong các chương trình chỉ được sử dụng trong một số trường hợp ngoại lệ hiếm hoi. Ngay khi mảng dữ liệu được lấy, địa chỉ gián tiếp được sử dụng trong mã chương trình, khiến AGU hoạt động.

Bộ đồng xử lý toán học (FPU). Bộ xử lý có thể chứa một số bộ đồng xử lý toán học. Mỗi ALU trong số chúng có khả năng thực hiện ít nhất một thao tác dấu phẩy động bất kể các ALU khác đang làm gì. Phương pháp đường ống cho phép một bộ đồng xử lý toán học thực hiện nhiều thao tác cùng một lúc. Bộ đồng xử lý hỗ trợ các phép tính có độ chính xác cao, cả số nguyên và dấu phẩy động, đồng thời chứa một tập hợp các hằng số hữu ích giúp tăng tốc độ tính toán. Bộ đồng xử lý hoạt động song song với bộ xử lý trung tâm nên mang lại hiệu suất cao. Hệ thống thực thi các lệnh của bộ đồng xử lý theo thứ tự chúng xuất hiện trong luồng. Bộ đồng xử lý toán học của máy tính cá nhân IBM PC cho phép nó thực hiện các phép tính số học và logarit tốc độ cao, cũng như các hàm lượng giác với độ chính xác cao.

Bộ nhớ đệm không chỉ cải thiện hiệu suất của bộ vi xử lý trong quá trình đọc bộ nhớ mà còn có thể lưu trữ các giá trị được bộ xử lý ghi vào bộ nhớ chính; Các giá trị này có thể được ghi sau, khi bộ nhớ chính không bị chiếm dụng. Bộ đệm này được gọi là bộ đệm ghi lại. Khả năng và nguyên tắc hoạt động của nó khác biệt rõ rệt với các đặc điểm của bộ nhớ đệm ghi, chỉ liên quan đến các hoạt động đọc từ bộ nhớ.

Bus là kênh truyền dữ liệu được chia sẻ bởi các đơn vị khác nhau của hệ thống. Bus có thể là một tập hợp các đường dẫn điện trong bảng mạch in, dây được hàn vào các đầu nối của đầu nối mà bảng mạch in được lắp vào hoặc cáp phẳng. Thông tin được truyền trên bus dưới dạng các nhóm bit. Bus có thể có một đường riêng biệt cho mỗi bit của một từ (bus song song) hoặc tất cả các bit của một từ có thể sử dụng một dòng tuần tự theo thời gian (bus nối tiếp). Nhiều thiết bị thu - máy thu - có thể kết nối với bus. Thông thường, dữ liệu trên xe buýt chỉ dành cho một trong số chúng. Sự kết hợp giữa tín hiệu điều khiển và địa chỉ sẽ xác định chính xác cho ai. Logic điều khiển điều khiển các tín hiệu nhấp nháy đặc biệt để báo cho bộ thu biết khi nào nó cần nhận dữ liệu. Người nhận và người gửi có thể là một chiều (nghĩa là họ chỉ có thể truyền hoặc nhận) hoặc hai chiều (nghĩa là họ có thể thực hiện cả hai). Tuy nhiên, bus bộ xử lý nhanh nhất sẽ không giúp ích nhiều nếu bộ nhớ không thể cung cấp dữ liệu ở tốc độ thích hợp.

Các loại lốp:

Xe buýt dữ liệu. Dùng để truyền dữ liệu giữa bộ xử lý và bộ nhớ hoặc bộ xử lý và thiết bị I/O. Dữ liệu này có thể là cả các lệnh từ bộ vi xử lý và thông tin mà nó gửi đến hoặc nhận từ các cổng I/O.
Địa chỉ xe buýt. Được CPU sử dụng để chọn vị trí bộ nhớ hoặc thiết bị I/O mong muốn bằng cách đặt một địa chỉ cụ thể trên bus tương ứng với một trong các vị trí bộ nhớ hoặc một trong các thành phần I/O có trong hệ thống.
Điều khiển xe buýt. Nó truyền các tín hiệu điều khiển dành cho bộ nhớ và các thiết bị đầu vào/đầu ra. Các tín hiệu này cho biết hướng truyền dữ liệu (đến hoặc từ bộ xử lý).

Các thanh ghi là bộ nhớ trong của bộ xử lý. Chúng đại diện cho một số ô nhớ bổ sung chuyên dụng, cũng như phương tiện lưu trữ nội bộ của bộ vi xử lý. Thanh ghi là một thiết bị lưu trữ tạm thời cho dữ liệu, số hoặc hướng dẫn và được sử dụng để hỗ trợ các hoạt động số học, logic và truyền tải. Các mạch điện tử đặc biệt có thể thực hiện một số thao tác trên nội dung của một số thanh ghi. Ví dụ: “cắt” các phần riêng lẻ của lệnh để sử dụng sau hoặc thực hiện các phép tính số học nhất định trên các số. Thành phần chính của thanh ghi là một mạch điện tử gọi là flip-flop, có khả năng lưu trữ một chữ số nhị phân(phóng điện). Thanh ghi là tập hợp các trigger được kết nối với nhau theo một cách nhất định bởi một hệ thống điều khiển chung. Có một số loại thanh ghi, khác nhau về loại hoạt động được thực hiện.

Một số thanh ghi quan trọng có tên riêng, ví dụ:

1. bộ cộng - một thanh ghi ALU liên quan đến việc thực hiện từng thao tác.

2. bộ đếm chương trình - thanh ghi CU, nội dung của nó tương ứng với địa chỉ của lệnh được thực hiện tiếp theo; phục vụ cho việc tự động lựa chọn một chương trình từ các ô nhớ liên tiếp.

3. thanh ghi lệnh - thanh ghi điều khiển để lưu trữ mã lệnh trong khoảng thời gian cần thiết để thực thi lệnh. Một số bit của nó được sử dụng để lưu trữ mã hoạt động, phần còn lại được sử dụng để lưu trữ mã địa chỉ toán hạng.

Tần số đồng hồ.

Tốc độ làm việc – tất nhiên, đây là chỉ số chúng tôi chú ý đầu tiên! Khi chúng ta nói về tốc độ của bộ xử lý, chúng ta muốn nói đến tốc độ xung nhịp của nó. Giá trị này, được đo bằng megahertz (MHz), cho biết bộ xử lý có thể thực hiện bao nhiêu lệnh trong vòng một giây. Tần số xung nhịp được biểu thị bằng một số trong tên của bộ xử lý (ví dụ: Pentium 4-2400, nghĩa là bộ xử lý thế hệ Pentium 4 có tần số xung nhịp 2400 MHz hoặc 2,4 GHz).

Tốc độ xung nhịp chắc chắn là chỉ số quan trọng nhất về tốc độ xử lý. Nhưng xa là duy nhất. Làm cách nào khác để chúng ta có thể giải thích sự thật kỳ lạ rằng các bộ xử lý Celeron, Athlon và Pentium 4 hoạt động ở cùng tần số... ở tốc độ khác nhau?

Đây là lúc các yếu tố mới phát huy tác dụng.

Kích thước bộ xử lý

Dung lượng bit là số bit thông tin tối đa có thể được bộ xử lý xử lý và truyền đồng thời.

Cho đến gần đây, tất cả các bộ xử lý đều là 32-bit (32-bit); độ sâu bit này đã đạt được cách đây 10 năm. Trong một thời gian dài, họ không thể tăng độ sâu bit do các chương trình đã được điều chỉnh cho phù hợp với nền tảng 32 bit cũ. Và vì người mua chủ yếu quan tâm đến độ tinh khiết của đồng hồ nên các nhà sản xuất đơn giản là không nhận thấy sự cần thiết phải chuyển đổi như vậy. AMD phát hành bộ xử lý Athlon 64 64-bit đầu tiên vào năm 2003.

Intel đã cầm cự cho đến năm 2005. Tất cả các bộ xử lý Pentium 4 vẫn là 32-bit. Chỉ đến giữa năm, khi các mẫu bộ xử lý dòng Pentium 4 6xx mới xuất hiện trên thị trường, những mẫu đầu tiên đã tích hợp sẵn hỗ trợ cho lệnh 64-bit.

Loại lõi và công nghệ sản xuất

Lõi chính là chip xử lý, bộ phận trực tiếp là “bộ xử lý”. Bản thân tinh thể trong các mẫu hiện đại có kích thước nhỏ và kích thước của bộ xử lý hoàn thiện tăng lên rất nhiều do bao bì và hệ thống dây điện của nó. Ví dụ, tinh thể bộ xử lý có thể được nhìn thấy trong bộ xử lý Athlon; nó không được đóng trong đó. Ở P4, toàn bộ phần trên được giấu dưới bộ tản nhiệt (bộ tản nhiệt này cũng thực hiện chức năng bảo vệ; bản thân tinh thể không mạnh đến thế). Người ta có thể nói, các bộ xử lý dựa trên các lõi khác nhau là các bộ xử lý khác nhau; chúng có thể khác nhau về kích thước bộ nhớ đệm, tần số bus, công nghệ sản xuất, v.v. Trong hầu hết các trường hợp, lõi càng mới thì bộ xử lý càng tốt. Một ví dụ là P4, có hai lõi - Willamette và Northwood. Lõi đầu tiên được sản xuất bằng công nghệ 0,18µm và hoạt động độc quyền trên bus 400Mhz. Các mẫu thấp nhất có tần số 1,3GHz, tần số tối đa cho lõi cao hơn một chút so với 2,2GHz. Northwood sau đó đã được thả. Nó đã được chế tạo bằng công nghệ 0,13 micron và hỗ trợ bus 400 và 533 Mhz, đồng thời có dung lượng bộ nhớ đệm tăng lên. Việc chuyển đổi sang lõi mới đã tăng đáng kể hiệu suất và tần suất hoạt động tối đa. Bộ xử lý Junior Northwood được ép xung tốt, nhưng trên thực tế, tiềm năng ép xung của những bộ xử lý này dựa trên quy trình kỹ thuật “tinh tế” hơn.

Sự khác biệt giữa bộ xử lý Pentium và Celeron, Athlon và Duron

Bộ xử lý Celeron là phiên bản bình dân (rút gọn) của bộ xử lý dòng chính tương ứng (năng suất cao hơn nhưng cũng đắt hơn nhiều), dựa trên lõi mà nó được tạo ra. Bộ xử lý Celeron có bộ nhớ đệm L2 ít hơn từ hai đến bốn lần. Chúng cũng có tần số bus hệ thống thấp hơn so với “mẹ” tương ứng của chúng. Bộ xử lý Duron, so với Athlon, có bộ nhớ đệm ít hơn 4 lần và bus hệ thống thấp hơn 200 MHz (266 MHz đối với Applebred), mặc dù cũng có những Athlon “chính thức” với FSB 200 MHz. Trong tương lai gần, Duron trên lõi Morgan sẽ hoàn toàn không còn được bán - việc sản xuất của chúng đã bị hạn chế từ khá lâu. Chúng nên được thay thế bằng Duron trên lõi Applebred, chẳng khác gì AthlonXP Thoroughbred đã bị cắt giảm trong bộ nhớ đệm. Các Barton bị cắt giảm trong bộ nhớ đệm cũng đã xuất hiện, cốt lõi của nó được gọi là Thorton. Các đặc điểm chính của bộ xử lý có thể được nhìn thấy trong bảng ở cuối bản tóm tắt. giữa bộ xử lý thông thường và bộ xử lý bị cắt giảm, và trong một số trường hợp, độ trễ khá nghiêm trọng, khi so sánh với bộ xử lý không bị cắt giảm có cùng tần số, độ trễ là 10-30%. ép xung tốt hơn do dung lượng bộ nhớ đệm nhỏ hơn và rẻ hơn, nói tóm lại, nếu chênh lệch giá giữa bộ xử lý bình thường và bộ xử lý cắt giảm là đáng kể thì bạn nên loại bỏ. Mặc dù cần lưu ý ở đây rằng bộ xử lý Celeron hoạt động tốt. rất kém so với P4 chính thức - độ trễ trong một số trường hợp lên tới 50%. Điều này không áp dụng cho bộ xử lý Celeron D, trong trong đó bộ đệm cấp hai là 256 KB (128 KB trong Celeron thông thường) và độ trễ không còn quá khủng khiếp.

Bộ xử lý AMD

Thứ nhất, với AXP (và Athlon 64), xếp hạng được viết thay vì tần số, tức là, ví dụ: bộ xử lý 2000+ thực sự hoạt động ở tần số 1667Mhz, nhưng xét về hiệu quả hoạt động thì nó tương ứng với Athlon (Thunderbird) 2000Mhz. Nhiệt độ gần đây đã được coi là nhược điểm chính. Nhưng mẫu mã mới nhất(trên các lõi Thoroughbred, Barton, v.v.) khả năng tản nhiệt tương đương với Pentium 4, nhưng mới nhất, tại thời điểm viết bài, các mẫu của Intel (P4 Phiên bản cực chất) đôi khi ấm hơn và nhiều hơn nữa. Về độ tin cậy, bộ xử lý hiện nay cũng không thua kém nhiều so với P4; mặc dù chúng không thể bỏ qua các chu kỳ (chạy “không hoạt động”) khi quá nóng nhưng chúng đã có được cảm biến nhiệt tích hợp (mặc dù nó đã xuất hiện trong lõi Palomino, rất ít hiện đại). bo mạch chủ có thể lấy số đọc từ cảm biến nhiệt độ này). Cần lưu ý ở đây rằng Athlon XP trên lõi Barton đã có được chức năng tương tự BusDisconnect - nó “ngắt kết nối” bộ xử lý khỏi bus trong chu kỳ nhàn rỗi (không hoạt động), nhưng nó hầu như bất lực khi quá nóng do tải tăng - ở đây tất cả “trách nhiệm” được chuyển sang kiểm soát nhiệt bo mạch chủ. Mặc dù “độ bền” của tinh thể (giới hạn áp suất tối đa cho phép) đã tăng lên, nhưng do diện tích lõi giảm nên nó thực sự vẫn giữ nguyên. Vì vậy, xác suất làm cháy/làm hỏng tinh thể tuy đã ít hơn nhưng vẫn tồn tại. Nhưng Athlon 64 cuối cùng đã có chip xử lý được giấu dưới bộ tản nhiệt nên sẽ cực kỳ khó làm hỏng nó. Tất cả các "trục trặc" do AMD gây ra thường là kết quả của việc gỡ cài đặt hoặc cài đặt không chính xác trình điều khiển phổ quát cho chipset VIA (VIA 4 trong 1 Gói dịch vụ) hoặc trình điều khiển chipset từ các nhà sản xuất khác (AMD, SIS, ALi). Bộ xử lý Atholn XP và Pentium 4 hoạt động trong ứng dụng khác nhau rất khác nhau. Ví dụ, trong phức hợp Tính toán toán học(Mô hình 3D, chuyên ngành gói toán), lưu trữ, mã hóa ở định dạng MPEG4, P4 thường “đánh bại” AXP. Nhưng có một số chương trình hoạt động tốt hơn với AXP. Về cơ bản đây là những trò chơi. Đối với người dùng bình thường (chơi trò chơi), cần tập trung vào chúng, vì việc mã hóa trong mọi trường hợp đều tốn rất nhiều thời gian và ngược lại, trò chơi cần phải thực hiện tất cả các phép tính càng nhanh càng tốt. Bộ xử lý AXP Barton với bus 400 MHz và bộ xử lý lai mới về cơ bản (32 và 64) đã được phát hành. bộ xử lý bit"trong một chai") K8.

Bộ xử lý VIA C3 tốt như thế nào?

Ưu điểm duy nhất của họ là sinh nhiệt thấp. Công suất tiêu tán của chúng là 5-20 Watts so với 40-60 (trung bình) đối với AXP và P4. C3 tương thích với Socket 370 đã lỗi thời (theo Intel), mặc dù không phải với tất cả các bo mạch chủ; chẳng hạn, lõi Nehemiah mới yêu cầu hỗ trợ Tualatin trên bo mạch, chúng kém hơn rất nhiều (tới 50%). , đôi khi thậm chí nhiều hơn) với những thiết bị có bộ xử lý Intel và AMD có tần số tương tự, thậm chí một số cải tiến như Hỗ trợ SSE Họ không được ban cho điều gì đặc biệt. Hầu như không có bộ xử lý nào như vậy được bán và tôi không hối tiếc chút nào :). Nếu bạn cần một chiếc máy chạy êm (bộ xử lý như vậy thường chỉ cần tản nhiệt), nhưng tốc độ không quan trọng thì bạn có thể lấy nó. Về mặt lý thuyết, chúng nên ép xung khá tốt (công nghệ sản xuất khá tiên tiến), nhưng trên thực tế, điều này không được quan sát thấy - điều này là do “biên độ an toàn” nhỏ và thiết kế lõi không hiệu quả.

Siêu phân luồng.

Công nghệ nàyđược thiết kế để tăng hiệu quả xử lý. Intel ước tính rằng hầu hết thời gian, chỉ có 30% tổng số đơn vị thực thi trong bộ xử lý đang chạy. Do đó, nảy sinh ý tưởng bằng cách nào đó sử dụng 70% còn lại (như bạn đã biết, Pentium 4, sử dụng công nghệ này, hoàn toàn không gặp phải tình trạng vượt quá hiệu suất trên mỗi megahertz). Bản chất của Hyper Threading là trong khi một luồng đang chạy, các chương trình không hoạt động bộ truyền động có thể chuyển sang thực hiện một “luồng” khác của chương trình. Tức là, nó tạo ra một thứ giống như chia một bộ xử lý vật lý thành hai bộ xử lý ảo. Cũng có thể xảy ra trường hợp cố gắng thực hiện đồng thời một số "luồng" sẽ dẫn đến hiệu suất giảm đáng kể. Ví dụ: vì kích thước bộ đệm L2 khá nhỏ nên các luồng hoạt động sẽ cố gắng tải bộ đệm. Có thể cuộc chiến giành bộ nhớ đệm sẽ dẫn đến việc liên tục xóa và tải lại dữ liệu trong đó (do đó, tốc độ sẽ giảm xuống). Để sử dụng công nghệ này, chỉ cần một bộ xử lý có Siêu hỗ trợ Luồng thôi chưa đủ, bạn cần sự hỗ trợ từ bo mạch chủ (chipset). Điều rất quan trọng cần nhớ là hiện tại thiếu sự hỗ trợ thông thường cho công nghệ này từ các hệ điều hành và quan trọng nhất là cần phải biên dịch lại và trong một số trường hợp thay đổi thuật toán, ứng dụng để có thể tận dụng tối đa Hyper Threading. Các thử nghiệm đã chứng minh điều này, thường thì tốc độ không tăng lên, đôi khi hiệu suất thậm chí còn giảm nhẹ. Mặc dù đã có một số ứng dụng trong đó tốc độ tăng lên đáng kể nhờ tối ưu hóa cho HT. Hãy xem điều gì sẽ xảy ra tiếp theo.

Gần đây bộ vi xử lý mới thuộc họ K8 xuất hiện và P4 ra mắt “để đáp trả”

Extreme Edition (EE), chúng ta có thể nói gì về chúng?

P4 EE thực chất là phiên bản máy chủ của P4 (Xeon trên lõi Gallatin, “được đóng gói” trong mPGA478), có tất cả các ưu điểm của P4 thông thường với FSB 800Mhz, cộng thêm bộ đệm L3 2Mb. Athlon 64 hỗ trợ điện toán 32/64-bit, có bộ đệm L2 1Mb, hỗ trợ SSE2, bộ điều khiển tích hợp cho DDR400 kênh đơn ban đầu, sau đó là kênh đôi DDR400 và tần số FSB thực 200 MHz. Lưu ý rằng tần số FSB trong hệ thống Athlon 64 có ý nghĩa thuần túy hình thức: trên thực tế, nó chỉ đơn giản là tần số của tín hiệu tương ứng với hoạt động của hệ thống. tần số CPU và các thành phần hệ thống khác. Athlon 64 FX có nguồn gốc từ bộ xử lý máy chủ Operton và khác với Athlon 64 ở chỗ nó được trang bị bộ điều khiển DDR400 đệm (đã đăng ký) kênh đôi. Xu hướng chung là thế này: Athlon 64 3200+ thua P4 3200Mhz khoảng 5% về hiệu suất trung bình, mặc dù cần tính đến tần số bộ xử lý thực tế là khoảng 2GHz, nhưng hóa ra bộ xử lý 2GHz không chỉ phù hợp với bộ xử lý 3,2GHz! Lên trên khoảnh khắc này Bộ xử lý P4 EE và Athlon 64 FX ngang bằng nếu bạn tính trung bình các kết quả thử nghiệm. Và nếu chúng ta so sánh Athlon 64 3200+ với Athlon 3200+ thông thường, thì cái đầu tiên hầu như luôn luôn (ngoại trừ mã hóa mp3 :)) nhanh hơn 10-40%. Và bây giờ một chút về 64-bit. Hiện tại, Athlon 64 thực tế không được sử dụng để hỗ trợ, ứng dụng thực tế Hầu như không có cái nào phù hợp cho người dùng thông thường. Microsoft sắp tung ra hệ điều hành 64-bit phù hợp cho người dùng thông thường. Linux 64-bit hiện có trong trong trường hợp này không phù hợp. Điều khó chịu nhất là tất cả các ứng dụng cũng sẽ yêu cầu cải tiến để sử dụng hết “sức mạnh” của bộ xử lý mới.

Trên thực tế, cái mà chúng ta gọi là bộ xử lý ngày nay được gọi chính xác là bộ vi xử lý. Có sự khác biệt và được xác định bởi loại thiết bị và lịch sử phát triển của nó.

Bộ xử lý đầu tiên (Intel 4004) xuất hiện vào năm 1971 năm.

Bên ngoài, nó là một tấm wafer silicon với hàng triệu tỷ (ngày nay) bóng bán dẫn và các kênh để truyền tín hiệu.

Mục đích của bộ xử lý là thực hiện tự động chương trình. Nói cách khác, nó là thành phần chính của bất kỳ máy tính nào.

Thiết bị xử lý

Các thành phần chính của bộ xử lý là đơn vị logic số học(ALU), sổ đăng ký Và thiết bị điều khiển. ALU sẽ thực hiện các phép toán và logic cơ bản. Tất cả các tính toán được thực hiện trong hệ thống nhị phân Tính toán Thiết bị điều khiển xác định tính nhất quán trong hoạt động của các bộ phận của bộ xử lý và giao tiếp của nó với các thiết bị (bên ngoài) khác. Các thanh ghi tạm thời lưu trữ lệnh hiện tại, dữ liệu ban đầu, trung gian và cuối cùng (kết quả tính toán ALU). Kích thước của tất cả các thanh ghi là như nhau.

Bộ đệm dữ liệu và lệnh lưu trữ dữ liệu và lệnh được sử dụng thường xuyên. Truy cập vào bộ đệm nhanh hơn nhiều so với truy cập vào RAM, vì vậy nó càng lớn thì càng tốt.

Mạch xử lý

Hoạt động của bộ xử lý

Bộ xử lý hoạt động dưới sự điều khiển của một chương trình nằm trong RAM.

(Hoạt động của bộ xử lý phức tạp hơn so với những gì được hiển thị trong sơ đồ trên. Ví dụ: dữ liệu và lệnh không vào bộ đệm ngay lập tức từ RAM mà thông qua một đơn vị tìm nạp trước, đơn vị này không được hiển thị trong sơ đồ. Cũng không được hiển thị là bộ giải mã, chuyển đổi dữ liệu và lệnh thành dạng nhị phân, chỉ sau đó bộ xử lý mới có thể làm việc với chúng.)

Đơn vị điều khiển, trong số những thứ khác, chịu trách nhiệm gọi lệnh tiếp theo và xác định loại của nó.

Đơn vị logic số học, sau khi nhận được dữ liệu và lệnh, thực hiện thao tác đã chỉ định và ghi kết quả vào một trong các thanh ghi trống.

Đội hiện tại đang ở trong khu vực được chỉ định đặc biệt thanh ghi lệnh. Trong quá trình làm việc với nhóm hiện tại, giá trị của cái gọi là bộ đếm chương trình, bây giờ trỏ đến lệnh tiếp theo(tất nhiên trừ khi có lệnh nhảy hoặc dừng).

Thông thường, một lệnh được biểu diễn dưới dạng cấu trúc bao gồm bản ghi hoạt động (sẽ được thực hiện) và địa chỉ của các ô dữ liệu nguồn cũng như kết quả. Tại các địa chỉ được chỉ định trong lệnh, dữ liệu được lấy và đặt trong các thanh ghi thông thường (theo nghĩa không phải trong thanh ghi lệnh), kết quả thu được trước tiên cũng xuất hiện trong thanh ghi và chỉ sau đó mới di chuyển đến địa chỉ được chỉ định trong lệnh.

Thông số kỹ thuật của bộ xử lý

Tần số đồng hồ Bộ xử lý ngày nay được đo bằng gigahertz (GHz), trước đây được đo bằng megahertz (MHz). 1 MHz = 1 triệu chu kỳ xung nhịp mỗi giây.

Bộ xử lý “giao tiếp” với các thiết bị khác (RAM) bằng cách sử dụng Bus dữ liệu, địa chỉ và điều khiển. Độ rộng bus luôn là bội số của 8 (rõ ràng là tại sao, nếu chúng ta đang xử lý byte) và có thể thay đổi trong quá trình phát triển lịch sử Thiết bị máy tính và khác nhau đối với mô hình khác nhau, và cũng không giống nhau đối với bus dữ liệu và bus địa chỉ.