Mavzu: Zamonaviy ko‘pyadroli mikroprotsessorlar arxitekturasi sharxi

Процессоры семейства Xeon
В мощных компьютерах используются процессоры Xeon. Слот 2 введен для этих процессоров. Этот слот (вместе с интерфейсом нового процессора) позволяет создавать как резервированные системы с FRC, так и симметричные системы с 1, 2, 4 и даже 8 процессорами. Частота шины составляет 100 МГц, а частота ядра — 400 МГц, и даже выше, вторичное кэш-устройство работает на той же частоте ядра, что и в Pentium Pro. Размер вторичного кэш-устройства составляет 512 Кбайт, 1 или 3 Мбайт при кэшировании до 64 ГБ (общее адресное пространство при 36-битной адресации). Процессоры Xeon отличаются не только высокой мощностью, но и большими габаритами, в частности: 15,2 х 12,7 х 1,9 см. Процессоры Xeon имеют новые средства для хранения системной информации. PIROM (Processor Information ROM) — это энергонезависимое запоминающее устройство, которое хранит доступную только для чтения информацию о процессоре в процессоре, хранит серийный номер.

В соответствии с рекомендациями по идентификации CPUID такая информация недоступна. Энергонезависимое запоминающее устройство Scratch EEPROM предназначено для ввода системной информации процессором (или компьютером, на котором установлен этот процессор) и может быть защищено от ввода другой информации. Процессор оснащен датчиком температуры (термодиод, размещенный на кристалле ядра) вместе с программируемым устройством для контроля температуры. Это устройство имеет аналого-цифровой преобразователь, который проверяет и корректирует термистор на конкретном процессоре во время фазы тестирования картриджа. В ПИПЗУ заносится постоянное число (константа) настройки термометра. Устройство контроля температуры программируется, то есть в него заносятся периодичность изменений и предельные значения температуры.

Когда температура достигает этих пределов, генерируется сигнал, указывающий, что система была прервана. Для взаимодействия с PIROM, Scratch EEPROM и контроллером температуры процессор имеет дополнительную шину SMBus (шина управления системой), соединенную последовательно на основе интерфейса I2C. Микропроцессор RISC-типа Микропроцессоры RISC-типа содержат простые , наиболее распространенные команды в программах . Когда нужно выполнить более сложные команды, микропроцессор автоматически собирает их из простых. Для выполнения каждой простой инструкции в этих MP требуется 1 машинный такт из-за того, что они записываются и выполняются параллельно (даже самая короткая инструкция в системе CISC обычно выполняется за 4 такта). Одна из первых МП типа RISC — ARM (на базе которой был создан IBM PC RT SHK)
— 32-битная МП со 118 различными инструкциями . Современные RISC МП (80860, 80960, 80870, Power PC) 150 млн. шт. действие? второе быстрое, 64-битное. Микропроцессоры Power PC (Perfomance Optimized With Enhanced RISC PC) очень перспективны и уже широко используются в машинах-серверах и ПК типа Macintosh. Микропроцессоры Power PC имеют тактовую частоту до 300 МГц , а микропроцессоры Alpha имеют самую высокую на данный момент тактовую частоту — 600 МГц .
Микропроцессоры RISC-типа обладают очень высоким быстродействием , но программно они совместимы с CISC-процессорами - при выполнении программ, разработанных для ШК IBM PC, они могут только имитировать ( моделировать, инициировать) МП типа CISC на программном уровне, т.е. они приводят к резкому снижению эффективной производительности.
Все новые МП создаются на основе технологии, обеспечивающей формирование элементов с линейным размером 0,35 мкм и меньше ( в традиционных МП 80486 и Pentium использовались элементы размером 0,8 мкм ). Уменьшение размеров
элементов позволяет:
• увеличить тактовую частоту МП до 100 МГц и выше, так как препятствием для увеличения скорости является недостаточная (!) скорость распространения "света" (мкс) 300 000 km;
• снижение перегрева МП за счет возможности использования пониженного напряжения источника 3,3 В (вместо стандартных 5 В). МП функционально состоит из двух частей: • оперативного встроенного устройства управления (УУ), арифметико-логического устройства (АМК) и микропроцессорной памяти (МПЗ) (кроме нескольких адресных регистров); • сопряженные, включают адресные регистры MPX; блок регистров команд - регистры памяти для хранения кодов команд, выполняемых в следующих тактах машины; принимает схему управления шиной и портом. Обе части работают параллельно, но интерфейсная часть отсоединена от исполняющей части , поэтому выбор следующей команды из памяти (запись ее в блок регистров команд и предварительный разбор) происходит, пока исполняющая часть выполняет предыдущую команду . В интерфейсной части современных микропроцессоров имеется несколько регистров , которые работают с разным уровнем разгона, что позволяет выполнять операции конвейерным способом . Такая организация МП позволяет значительно повысить его эффективную скорость.