Разработка учебного пособия Семейство компьютеров Pentium (стр. 5 из 7)

<aname="m4">

Компания Intel не ожидала большого спроса на микросхему 8008, поэтому она выпустила небольшое количество этой продукции. Ко всеобщему удивлению, новая микросхема вызвала большой интерес, поэтому Intel начала разработку еще одного <ahref=dictionary.html#m1>процессора</a>, в котором предел в 16 Кбайт памяти (как у процессора 8008), навязываемый количеством внешних выводов микросхемы, был преодолен. Так появился небольшой универсальный процессор 8080, выпущенный в 1974 году. Как и PDP-8, он произвел революцию на компьютерном рынке и сразу стал массовым продуктом: только компания DEC продала тысячи PDP-8, aIntel — миллионы процессоров 8080.

<aname="m5">

В 1978 году появился процессор 8086 — 16-битный процессор на одной микросхеме. Процессор 8086 был во многом похож на 8080, но не был полностью совместим с ним. Затем появился процессор 8088 с такой же архитектурой, как и у 8086. Он выполнял те же программы, что и 8086, но вместо 16-битной шины у него была 8-битная, из-за чего процессор работал медленнее, но стоил дешевле, чем 80861. Когда IBM выбрала процессор 8088 для IBMPC, эта микросхема стала эталоном в производстве персональных компьютеров.

<aname="m6">

Ни 8088, ни 8086 не могли обращаться к более 1 Мбайт <ahref=dictionary.html#m4>памяти</a>. К началу 80-х годов это стало серьезной проблемой, поэтому компания Intel разработала модель 80286, совместимую с 8086. Основной набор команд остался в сущности таким же, как у процессоров 8086 и 8088, но память была устроена немного по-другому, хотя и могла работать по-прежнему из-за требования совместимости с предыдущими микросхемами. Процессор 80286 использовался в IBMPC/AT и в моделях PS/2. Он, как и 8088, пользовался большим спросом (главным образом потому, что покупатели рассматривали его как более быстрый процессор 8088).

<aname="m7">

Следующим шагом был 32-битный процессор 80386, выпущенный в 1985 году. Как и 80286, он был более или менее совместим со всеми старыми версиями. Совместимость такого рода оказывалась благом для тех, кто пользовался старым программным обеспечением, и некоторым неудобством для тех, кто предпочитал современную архитектуру, не обремененную ошибками и технологиями прошлого.

<aname="m8">

Через четыре года появился процессор 80486. Он работал быстрее, чем 80386, мог выполнять операции с плавающей точкой и имел 8 Кбайт <ahref=dictionary.html#m3>кэш-памяти </a>. Кэш-память используется для того, чтобы держать наиболее часто используемые слова внутри центрального процессора и избегать длительного доступа к основной (оперативной) памяти. Иногда кэш-память находится не внутри центрального процессора, а рядом с ним. 80486 содержал встроенные средства поддержки многопроцессорного режима, что давало производителям возможность конструировать системы с несколькими процессорами.

<aname="m9">

В этот момент Intel, проиграв судебную тяжбу по поводу нарушения правил наименования товаров, выяснила, что номера (например, 80486) не могут быть торговой маркой, поэтому следующее поколение компьютеров получило название Pentium (от греческого слова ЛЕУТЕ — пять). В отличие от 80486, у которого был один внутренний <ahref=dictionary.html#m5>конвейер</a>, Pentium имел два, что позволяло работать ему почти в два раза быстрее.

<aname="m10">

Когда появилось следующее поколение компьютеров, те, кто рассчитывал на название Sexium (sex по-латыни — шесть), были разочарованы. Название Pentium стало так хорошо известно, что его решили оставить, и новую микросхему назвали PentiumPro. Несмотря на столь незначительное изменение названия, этот процессор очень сильно отличался от предыдущего. У него была совершенно другая внутренняя организация, и он мог выполнять до пяти команд одновременно.

<aname="m11">

Еще одно нововведение у PentiumPro — двухуровневая кэш-память. Процессор содержал 8 Кбайт памяти для часто используемых команд и еще 8 Кбайт для часто используемых данных. В корпусе PentiumPro рядом с процессором (но не на самой микросхеме) находилась другая кэш-память в 256 Кбайт.

<aname="m12">

Вслед за PentiumPro появился процессор PentiumII, по существу такой же, как и его предшественник, но с особой системой команд для <ahref=dictionary.html#m7>мультимедиа-задач</a> (ММХ — multimediaextensions). Эта система команд предназначалась для ускорения вычислений, необходимых при воспроизведении изображения и звука. При наличии ММХ специальные сопроцессоры были не нужны. Данные команды имелись в наличии и в более поздних версиях Pentium, но их не было в PentiumPro. Таким образом, компьютер PentiumII сочетал в себе функции PentiumPro с мультимедиа-командами.

<aname="m13">

В начале 1998 года Intel запустил новую линию продукции под названием Celeron. Celeron имел меньшую производительность, чем PentiumII, но зато стоил дешевле. Поскольку у компьютера Celeron такая же архитектура, как у PentiumII, мы не будем обсуждать его в этой книге. В июне 1998 года компания Intel выпустила специальную версию PentiumII — Хеоп. Он имел <ahref=dictionary.html#m3>кэш-память </a>большего объема, его внутренняя шина работала быстрее, были усовершенствованы средства поддержки <ahref=dictionary.html#m6>многопроцессорного режима</a>, но во всем остальном он остался обычным PentiumII, поэтому мы его тоже не будем обсуждать. Компьютеры семейства Intel показаны в табл. 1.4.

<palign="center"> <imgsrc="table.jpg">

<aname="m14">

Все микросхемы Intel совместимы со своими предшественниками вплоть до процессора 8086. Другими словами, PentiumII может выполнять программы, написанные для процессора 8086. Совместимость всегда была одним из главных требований при разработке новых компьютеров, чтобы покупатели могли продолжать работать со старым программным обеспечением и не тратить деньги на новое. Конечно, PentiumII во много раз сложнее, чем 8086, поэтому он может выполнять многие функции, которые не способен выполнять процессор 8086. Все эти постепенные доработки в каждой новой версии привели к тому, что архитектура PentiumII не так проста, как могла бы быть, если бы разработчикам процессора PentiumII предоставили 7,5 млн транзисторов и команд, чтобы начать все заново.

<aname="m15">

Интересно, что хотя <ahref=dictionary.html#m2>закон Мура</a> раньше ассоциировался с числом битов в памяти компьютера, он в равной степени применим и по отношению к процессорам. Если напротив даты выпуска каждой микросхемы поставить число транзисторов на этой микросхеме (количество транзисторов показано в табл. 1.4), мы увидим, что <ahref=dictionary.html#m2>закон Мура</a> действует и здесь. График показан на рис. 1.7.

<palign="center"> <imgsrc="moor.jpg">

</body>

</html>

Dictionary.html:

<html>

<h1 align="center"> Словарь </h1>

<aname=m1>

Процессор - устройство для автоматического выполнения последовательности операций (или команд), предусмотренных программой.

<aname=m2>

Закон Мура - В 1960-е годы, в самом начале информационной революции, Гордон Мур, впоследствии один из основателей корпорации Intel, обратил внимание на интересную закономерность в развитии компьютеров. Он заметил, что объем компьютерной памяти удваивается примерно каждые два года. Эта закономерность стала своего рода эмпирическим правилом в компьютерной промышленности, и вскоре оказалось, что не только память, но и каждый показатель производительности компьютера — размер микросхем, скорость процессора и т. д. — подчиняется этому правилу.

<aname=m3>

Кэш-память - (от англ. cache - тайник, склад) используется для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств с различным быстродействием. Кэш память является промежуточным запоминающим устройством или буфером. Она используется при обмене данными между микропроцессором и RAM, между RAM и внешним накопителем. Использование кэш памяти сокращает число обращений к жесткому диску для чтения-записи, так как в ней хранятся данные, повторное обращение к которым, со стороны процессора не требует повторения процесса чтения или иной обработки информации. Существует два типа кэш памяти: внутренняя (от 8 до 64 кбайт), размещаемая внутри процессора и внешняя (от 256 кбайт до 1 Мбайт), которая устанавливается на системной плате.

<aname=m4>

Оперативная память - в ней хранится временная информация, которая изменяется в ходе выполнения микропроцессором различных операций. Оперативная память обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации, причем в любой момент времени возможен доступ к любой произвольно выбранной ячейке памяти. Это свойство отражено в англоязычном названии оперативной памяти RAM (RandomAccessMemory - память с произвольным доступом). Нельзя забывать, что микросхемы оперативной памяти являются энергозависимыми устройствами, т.е. при выключении питания компьютера стирается вся находящаяся в оперативной памяти информация. Если необходимо сохранить результаты обработки надолго, то следует воспользоваться каким-либо внешним запоминающим устройством. Оперативная память характеризуется высоким быстродействием и относительно малым объемом. Для современных компьютеров диапазон емкости памяти составляет 16 - 512 Мбайт.

<aname=m5>

Конвейер команд - cуть его работы в том, что, пока одна команда выбирается из памяти, вторая дешифруется, третья загружается в АЛУ, четвертая выполняется и т. д. Проблема в командах условного перехода, поскольку заранее сложно предположить, какой следующей будет команда - та, которая расположена в памяти сразу после команды условного перехода, или та, на которую предполагается переход в случае истинности условия.