Реферат: Обзор процессоров и шин ПВМ начиная с 386 машин
навливать атрибуты прерываний.
Для реализации мультипроцессорных возможностей системы,
построенной на основе МП 80386, и для увеличения ее производи-
тельности разработана магистраль MULTIBUS II. В новую архитек-
туру включена передача сообщений, способствующая повышению
производительности мультипроцессорной системы. При использова-
нии передачи сообщений все пересылки по магистрали выполняются
с максимально возможной скоростью пакетами 32-разрядных дан-
ных.
В дополнение к передаче сообщений модули платы MULTIBUS II
обеспечивают виртуальные прерывания, географическую адресацию
и распределенный арбитраж. При наличии виртуальных прерываний
один процессор может выполнять запись в специальные ячейки па-
мяти другого процессора, что почти неограничено увеличивает
гибкость механизма прерываний.
Географическая адресация, реализуемая с помощью смонтиро-
ванных на плате регистров межкомпонентных соединений, обеспе-
чивает пространство межкомпонентных соединений для программных
конфигураций законченных комплексных систем. Распределенный
арбитраж предоставляет модулям MULTIBUS II столько отдельных
уровней арбитража, сколько в системе имеется плат (или гнезд).
В этом случае все платы в системе имеют одинаковый приоритет
- 39 -
относительно времени доступа к магистрали, что предотвращает
блокирование плат с низким приоритетом ведущими платами высо-
кой производительности.
Ключевым вопросом при построении систем на основе магистра-
ли MULTIBUS является нахождение оптимального соотношения между
требуемыми и фактическими характеристиками. Для каждого эле-
мента характерно индивидуальное множество присущих ему харак-
теристик. Взаимодействие двух таких элементов ограничивается
множеством характеристик, которое определяется как пересечение
множеств характеристик обоих элементов. В некоторых случаях
пересечение может быть пустым, что приводит к принципиальной
неработоспособности системы.
6.1 Процессоры выше 80386.
Основными процессорами, на которых собиратеся подавляю-
щее большинство современных компьютеров, являются 2 процессоры
2фирмы Intel типа 486 (SX, DX, DX2, OverDrive) и Pentium. 0 Сис-
темные платы на процессорах 386SX и 386 DX применяются в
очень небольшом количестве в самых недорогих системах, а на
286 процессоре не выпускаются вообще. Фирма Intel в настоящее
время производит следующие типы процессоров семейства 486 и
Pentium:
- 486SX-25, 486SX-33, 486SX2-50;
- 486DX-33, 486DX2-50, 486DX-50, 486DX2-66;
- 486DX4-75, 486DX4-100;
- Pentium 60, Pentium 90, Pentium 100.
Все процессоры семейства 486 имеют 32-разрядную архитекту-
- 40 -
ру, внутреннюю кэш-память 8 КВ со сквозной записью (у DX4 -
16 КВ). Модели SX не имеют встроенного сопроцессора. Модели
DX2 реализуют механизм внутреннего удвоения частоты (напри-
мер, процессор 486DX2-66 устанавливается на 33-мегагерцовую
системную плату), что позволяет поднять быстродействие прак-
тически в два раза, так как эффективность кэширования внут-
ренней кэш-памяти составляет почти 90 процентов. Процессоры
семейства DX4 - 486DX4-75 и 486DX4-100 предназначены для ус-
тановки на 25-ти и 33-мегагерцовые платы. По производитель-
ности они занимают нишу между DX2-66 и Pentium-60/66, причем
быстродействие компьютеров на 486DX4-100 вплотную приближает-
ся к показателям Pentium 60. Напряжение питания составляет
3,3 вольта, то есть их нельзя устанавливать на обычные сис-
темные платы. Процессор 486DX4-75 предназначен прежде всего
для использования к компьютерам типа Notebook, а 486DX4-100 -
в настольных системах. К сожалению, Intel ограничивает пос-
тавки процессоров 486DX4-100, а цены на них установил на су-
щественно более высоком уровне, чем на Pentium 60, чтобы из-
бежать конкуренции между собственными продуктами. По мнению
Intel, когда начнутся массовые поставки этих процессоров
(первый квартал 1995 года), их стандартным применением станут
уже только системы самого начального уровня.
2Процессор Pentium 0 является одним из самых мощных в настоя-
щее время. Он относится к процессорам с полным набором ко-
манд, хотя его ядро имеет риск-архитектуру. Это 64-разрядный
суперскалярный процессор (то есть выполняет более одной ко-
манды за цикл), имеет 16 КВ внутренней кэш-памяти - по 8 КВ
отдельно для данных и команд, встроенный сопроцессор. В нас-
- 41 -
тоящее время наиболее широко выпускается процессор на 60 MHz
_уд по всему, именно этот процессор выбран фирмой Intel в ка-
честве основного на конец текущего и начало 1995 годка, кото-
рый должен прийти на смену семейству 486. Процессор на 66 MHz
выпускается в незначительных количествах, начат выпуск моде-
лей на 90 и 100 MHz.
2Несколько слов о процессорах семейства OverDrive. 0 В основ-
ном это процессоры с внутренним удвоением частоты, предназна-
ченные для замены процессоров SX. Что касается широко разрек-
ламированного в свое время процессора OverDrive на основе
Pentium (так называемый P24T или Pentium SX), то сроки его
выпуска неоднократно срывались. Сейчас начало выпуска перене-
сено на последнюю четверть текущего года. Хотя на рынке
представлено очень много системных плат, предназначенных для
установки кроме 486 процессоров и процессора Р24Т, использо-
вать его на этих платах скорее всего будет нельзя, так как
никакого тестирования плат с этим процессором изготовители не
проводят ввиду его отсутствия, а ориентируются при изготовле-
нии только на опубликованную фирмой Intel спецификацию.
Представители фирмы Intel заявили недавно, что существуют
серьезные сомнения в работоспособности большинства этих плат
в связи с недостаточной проработкой вопрсово, связанных с пе-
регревом процессоров.
Поскольку при работе с существующим программным обеспече-
нием процессоры Pentium не достигают максимального быстро-
действия, фирма Intel для оценки производительности своих
процессоров предложила специальный индекс - iCOMP (Intel COm-
parative Microprocessor Performance), который, по ее мнению,
- 42 -
более точно отражает возрастание производительности при пере-
ходе к новому поколению процессоров (некоторые из выпущенных
уже моделей компьютеров на основе Pentium при выполнении оп-
ределенных программ демонстрируют даже меньшее быстродейс-
твие, чем компьютеры на основе 486DX2-66, это связано как с
недостатками конкретных системных плат, так и с неоптимизиро-
ванностью программных кодов). Производительность процессора
486SX-25 принимается за 100. Производительность других про-
цессоров, которые останутся в ближайшей производственной
программе фирмы Intel, представлена в следующей таблице:
1Таблица 0 1
┌──────────────────────────┬──────────────────────────┐
│ │ │
│ МОДЕЛЬ │ ИНДЕКС iCOMP │
╞══════════════════════════╪══════════════════════════╡
│ 486SX2-50 │ 180 │
├──────────────────────────┼──────────────────────────┤
│ 486DX2-50 │ 231 │
├──────────────────────────┼──────────────────────────┤
│ 486DX2-66 │ 297 │
├──────────────────────────┼──────────────────────────┤
│ 486DX4-75 │ 319 │
├──────────────────────────┼──────────────────────────┤
│ 486DX4-100 │ 435 │
├──────────────────────────┼──────────────────────────┤
│ Pentium-60 │ 510 │
└──────────────────────────┴──────────────────────────┘
- 43 -
(продолжение таблицы 1)
┌──────────────────────────┬──────────────────────────┐
│ Pentium-66 │ 567 │
├──────────────────────────┼──────────────────────────┤
│ Pentium-90 │ 735 │
├──────────────────────────┼──────────────────────────┤
│ Pentium-100 │ 815 │
└──────────────────────────┴──────────────────────────┘
Более того, именно величина производительности с использо-
ванием индекса iCOMP используется фирмой Intel в новой систе-
ме маркировки процессоров Pentium. например, 735\90 и 815\100
для тактовой частоты 90 и 100 MHz.
Кроме фирмы Intel, на рынке широко представлены другие
фирмы, выпускающие клоны семейств 486 и Pentium. 2 Фирма AMD
2производит 486DX-40, 486DX2-50, 486DX2-66. Готовятся к выпус-
2ку процессоры 486DX@-80 и 486DX4-120. 0 Они обеспечивают полную
совместимость со всеми ориентированными на платформу Intel
программными продуктами и такую же производительность, как и
аналогичные изделия фирмы Intel (при одинаковой тактовой час-
тоте). Кроме того, они предлагаются по более низким ценам, а
процессор на 40 MHz6 отсутствующий в производственной прог-
рамме Intel, конкурирует с 486DX-33, превосходя его по произ-
водительности на 20 процентов при меньшей стоимости.
2Фирма Cyrix разработала процессоры М6 и 0М7 2 (аналоги 486SX
2и 486 0DX 2) на тактовые частоты 33 м 40 MHz, а также с удвоением
2частоты DX2-50 и DX2-66. 0 Они имеют более быстродействующую
внутреннюю кэш-память 8 КВ с обратной запписью и более быст-
- 44 -
рый встроенный сопроцессор. По некоторым операциям производи-
тельность выше, чем у процессоров фирмы Intel, по некоторым -
несколько ниже. Соответственно, существенно различаются и ре-
зультаты на разных тестирующих программах. Цены на 486 про-
цессоры Cyrix значительно ниже, чем на Intel и AMD. Подготов-
лен к выпуску совместимый с Pentium 2 процессор М1 0, который мо-
жет составить ему серьезную конкуренцию, так как будет пре-
восходить его при работе с рассчитанными на 486 процессоры,
то есть не оптимизированным под Pentium, программным обеспе-
чением. По оценкам Intel, эффективность Pentium при работе с
такми программным обеспечением составляет около 70 процентов,
Cyrix же обещает 90, так как архитектура М1 более "рисковая":
он имеет 32 регистра вместо 8 и систему их динамической пере-
адресации для обеспечения совместимости. В то же время М1 по
операциям с плавающей точкой уступает процессору фирмы Intel.
2Cобственные варианты процессоров семейства 486 - 486SX-33,
2486SX-40, 486SX-80, 486DX-40 предлагает фирма UMC. 0 Они пол-
ностью совместимы с процессорами Intel. Из-за патентных огра-
ничений они не поставляются в США.
Первый клон процессора Pentium - изделие под названием 586
- выпустила фирма NexGen. Этот 64-разрядный процессор рассчи-
тан на работу на тактовых частотах 60 и 66 MNz, построен на
основе запатентованной суперскалярной архитектуры RISC86 и
полностью совместим с семейством 80х86. Напряжение питания -
3,3 вольта. Стоимость его существенно ниже, чем у Pentium.
Для самых простых систем фирмой Texas Instruments продол-
жается выпуск дешевых, но эффективных процессоров 486DLC, ко-
торые, занимая промежуточное положение между 386 и 486 се-
- 45 -
мейством (они выполнены в конструктиве 386 процессора0, обес-
печивают производительность на уровне 486 процессора при цене
386. Новая версия - 486SXL с увеличенной до 8 КВ внутренней
кэш-памятью еще ближе приближается к характеристикам 486 се-
мейства.
Все большую популярность завоевывают 2 риск-процессоры се-
2мейства Power PC 601 (IBM, Apple, Motorola) 0, которые имеют
отличную от Intel архитектуру (в основе - архитектура Power
фирмы IBM с внутренней кэш-памятью 32 КВ). Полагают, что
именно конкуренция между Power PC и Pentium является самым
существенным фактором для развития рынка процессоров и персо-
нальных компьютеров. Power PC 601 примерно в два раза дешев-
ле, чем Pentium, потребляет в два раза меньшую мощность и
превосходит Pentium по производительности, особенно по опера-
циям с плавающей точкой. Сначала на процессоре 601 была реа-
лизована только система 6000 фирмы IBM и PowerMac фирмы App-
le. В настоящее время большинство производителей компьютеров
имеют свои варианты систем на базе Power PC, однако решение
об их производстве будет определяться прежде всего складываю-
щейся конъюнктурой.
