Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

x86



План:


Введення

80486 DX2

x86 ( англ. Intel 80x86 ) - архітектура процесора c однойменною набором команд, вперше реалізована в процесорах компанії Intel.

Назва освічено від двох цифр, якими закінчувалися назви процесорів Intel ранніх моделей - 8086, 80186, 80286 (i286), 80386 (i386), 80486 (i486). За час свого існування набір команд постійно розширювався, зберігаючи сумісність з попередніми поколіннями.

Крім Intel, архітектура також була реалізована в процесорах інших виробників: AMD, VIA, Transmeta, IDT і ін В даний час для цієї архітектури існує ще одна назва - IA-32 ( Intel Architecture - 32).


1. Історія

2. Основні особливості архітектури

x86 - це CISC -архітектура. Доступ до пам'яті відбувається по "словами". "Слова" розміщуються за принципом little-endian, відомому також як Intel-формат. Сучасні процесори включають в себе декодери команд x86 для перетворення їх в спрощений внутрішній формат з подальшим їх виконанням.

2.1. Сегментна організація пам'яті

2.1.1. Реальний режим (real mode)

Класичний режим адресації, використаний в перших моделях сімейства. Використовує сегментовану модель пам'яті, організовану в такий спосіб: адресний простір в 1 MiB розбивається на 16-байтові блоки, звані параграфами. Всього параграфів в 1 MiB - 65536, що дозволяє пронумерувати їх 16-розрядними числами. Сегменти пам'яті мають розмір 65536 байт, і завжди починаються на кордоні параграфа. Адреса комірки пам'яті складається з двох частин: номера параграфа, з якого починається сегмент і зміщення всередині сегменту і зазвичай записується як SSSS: OOOO, де S і O - шістнадцяткові цифри. SSSS називається сегментною компонентою адреси, а OOOO - зміщенням. Адреса осередку, видаваний на шину, являє собою сегментну компоненту помножену на 16 плюс зсув. Сегментна компонента поміщається в спеціальний реєстр, званий сегментним, а зсув в регістр IP (регістр інструкцій). Мікропроцесори 8086/8088, 80186/80188 і 80286 мали чотири сегментні регістри, т.е могли працювати одночасно з чотирма сегментами пам'яті, що мають певне призначення. У 80386 додали ще два, які не мають спеціального призначення.

  • Сегментні регістри і їх призначення:
    • CS - Сегмент коду. Використовується для вибірки команд програми;
    • DS - Сегмент даних. Використовується за замовчуванням для доступу до даних;
    • ES - Додатковий сегмент. Є одержувачем даних в командах обробки рядків;
    • SS - Сегмент стека. Використовується для розміщення програмного стека;
    • FS - Додатковий сегментний регістр. Спеціального призначення не має. З'явився в процесорі 80386;
    • GS - Аналогічно попередньому, але в нових процесорах з 64-бітної архітектурою має особливий статус: може використовуватися для швидкого перемикання контекстів.

Незважаючи на те, що сегментні регістри мають спеціальні призначення, архітектура допускає при зверненні до даних замінити один сегмент на будь-який інший. Сегменти коду, стека і одержувача рядків завжди використовують регістри CS, SS і ES і не можуть бути змінені.

Загальний обсяг пам'яті, що адресується в реальному режимі складає 1048576 байт (0000:0000-F000: FFFF (00000-FFFFF)-логічний адресу (фізична адреса) в шістнадцятковій системі числення). Сегментний підхід дозволяє розділити всю пам'ять на 16 сегментів, що починаються з адрес, кратних 64 Кбайт. Ці 16 сегментів називають сторінками пам'яті. Зазвичай поділ на сторінки використовується для спільного функціонування пристроїв, інтерфейси яких відображені на адресний простір пам'яті; тоді кожне такий пристрій використовує одну сторінку пам'яті, і адреса комірки в адресному просторі пристрою буде збігатися зі зміщенням в сегменті пам'яті комп'ютера. Так в комп'ютерах IBM PC сторінки c 11 по 15 використовуються як "відеопам'ять" (адресний простір відеоадаптера), а шістнадцята сторінка (розміщуються в адресах FFFF: 0000 - FFFF: FFFF) отримала назву "області верхньої пам'яті" (High Memory Area), яку згодом MS-DOS використовувала для розміщення свого ядра і буферів введення-виведення, залишивши більше "звичайної" пам'яті прикладним програмам. Таким чином реально доступна користувачу пам'ять складає 640 Кбайт (перші 10 сторінок).

Також в реальному режимі відсутній захист пам'яті і розмежування прав доступу, тому він вже практично вийшов з ужитку. Є режимом за замовчуванням для всіх моделей процесорів сімейства x86.


2.1.2. Захищений режим (protected mode)

Більш досконалий режим, який вперше з'явився в процесорі 80286 і надалі багаторазово покращувати. Має велику кількість подрежімов, за якими можна простежити еволюцію сімейства ЦП. У цьому режимі підтримується захист пам'яті, контексти завдань і засоби для організації віртуальної пам'яті. Аналогічно реальному режиму, тут також використовується сегментована модель пам'яті, однак вже організована за іншим принципом: поділ на параграфи відсутня, а розташування сегментів описується спеціальними структурами (таблицями дескрипторів), розташованими в оперативній пам'яті. Крім базової адреси сегмента дескриптори містять розмір сегмента (точніше, максимально доступне зсув) і різні атрибути сегментів, що використовуються для захисту пам'яті та визначення прав доступу до сегмента для різних програмних модулів. Існує два типи дескрипторних таблиць: глобальна і локальна. Глобальна таблиця описує сегменти операційної системи і поділюваних структур даних. Локальна таблиця може бути визначена для кожної конкретної задачі (процесу). Сегменти пам'яті також вибираються все тими ж сегментними регістрами; однак замість номера параграфа сегментний регістр містить спеціальну структуру (селектор), що містить індекс дескриптора в таблиці. Сам же дескриптор завантажується з пам'яті у внутрішній програмно недоступний регістр (кеш), прив'язаний до кожного сегментному регістру і автоматично завантажується в момент його модифікації.

Кожен програмний модуль, що виконується в захищеному режимі визначається його сегментом коду, описуваним регістром CS, який і визначає його привілеї по доступу до даних і іншим модулям. Існує 4 рівня привілеїв (0, 1, 2 і 3), званих кільцями захисту. Кільце 0 найбільш привілейоване. Воно призначене для модулів ядра операційної системи. Кільце 3 - найменш привілейований, і призначене для користувача програм. Кільця 1 і 2 використовуються лише деякими операційними системами. Сегменти даних також мають атрибути прав доступу, що дають доступ тільки коду, що має такі ж або більш високі привілеї. Система кілець дозволяє гнучко розподіляти доступ до коду та даними.

Процесор 80386, що з'явився в 1985 році, на відміну від своїх попередників став 32-бітним. У ньому з'явилася можливість адресувати до 4 GiB пам'яті, що дозволило створювати сегменти пам'яті розміром у всі адресний простір. Тому нові операційні системи використовували вироджені модель організації пам'яті, коли всі сегменти починаються з нульового адреси. Така модель отримала назву плоскою (flat memory model), і адреса задається одним цілим 32-розрядним числом (хоча по суті він є зміщенням всередині виродженого сегмента), а самі сегменти використовуються виключно для організації захисту по кільцях привілеїв.


2.1.3. Режим віртуального 8086 (virtual 8086 mode, V86)

Є подрежімом захищеного, але використовує адресну модель, аналогічну реальному режимові. Застосовується для запуску старих програм 8086 в середовищі сучасних операційних систем. На відміну від реального режиму, де всі програми мають доступ до всієї пам'яті (кільце 0), в режимі V86 програма виконується в кільці 3 (найменш привілейованому), а особливі ситуації і переривання обробляються звичайними процедурами захищеного режиму.


2.1.4. Змішані режими

Сегментне MMU сучасних процесорів, незважаючи на кардинальні відмінності двох його основних режимів, в обох працює схожим чином. Це дозволяє організовувати нестандартні режими не описані в офіційній документації, але іноді дуже корисні при написанні програм. Оскільки відомо, що внутрішні кеші дескрипторів використовуються у всіх режимах, і саме вони використовуються для адресації пам'яті, при розумінні логіки їх роботи можливе завантаження в них нестандартних значень для поточного режиму. Зокрема, можна створити дескрипторної таблиці в реальному режимі, встановити прапор PE, завантажити сегментні регістри вже в захищеному режимі, а потім тут же скинути прапор PE. До наступного перезавантаження сегментного регістра його кеш дескриптора буде містити значення, відповідне захищеному режиму, і якщо він був завантажений належним чином, з'явиться можливість адресації до 4 GiB пам'яті. Подібні нестандартні режими отримали загальну назву Unreal mode і активно використовуються BIOS 'ами персональних комп'ютерів. Слід зазначити, що в процесорі 80286 також була можливість завантаження нестандартних значень дескрипторного кеша за допомогою недокументовані команди LOADALL; що було особливо актуально, оскільки процесор 80286 не дозволяв скидати прапор PE (із захищеного режиму виходили за допомогою скидання процесора, що позначалося на продуктивності).


2.2. Сторінкова організація пам'яті

У процесорах починаючи з 80386 з'явилося потужне MMU, що дозволяє організувати відображення сторінок пам'яті, що було ще одним приводом переходу на плоску модель з приходом 32-розрядних обчислень. Використовуючи трансляцію сторінок операційна система може створити власне лінійне адресний простір для кожного процесу; також кожна сторінка має атрибути прав доступу. Тільки на відміну від сегментів, таких рівнів існує тільки 2: користувач і супервізор. Але для більшості сучасних операційних систем цього цілком достатньо. Слід зазначити, що сторінкове MMU доступно тільки в захищеному режимі.


3. Розширення

3.1. PAE

У більш пізніх 32-розрядних процесорах (починаючи з Pentium Pro) з'явилося PAE (Physical Address Extension) - розширення адрес фізичної пам'яті до 36 біт (можливість адресації 64 Гбайт ОЗУ). Ця зміна не торкнулося розрядності завдань - вони залишилися 32-бітними.

3.2. MMX

Додатковий "мультимедійний" ( англ. Multi-Media eXtensions ) Набір інструкцій, що виконують по декілька характерних для процесів кодування / декодування потокових аудіо / відео даних дій за одну машинну інструкцію. Вперше з'явився в процесорах Pentium MMX. Забезпечує тільки цілочисельні обчислення.

3.3. SSE

SSE ( англ. Streaming SIMD Extensions - Потокове SIMD-розширення) - це SIMD ( англ. Single Instruction, Multiple Data - "Одна інструкція - безліч даних") набір інструкцій, розроблений Intel і вперше представлений в процесорах серії Pentium III. Підтримує обчислення з плаваючою точкою. SSE складається з восьми 128-бітових регістрів (з xmm0 до xmm7). Кожен регістр визначає 4 послідовних значення з плаваючою точкою одинарної точності. SSE включає в себе інструкції, які роблять операції зі скалярними і упакованими типами даних.


3.4. SSE2

Поліпшене розширення SSE. З'явилося в процесорах Pentium 4. Виробляє потокові обчислення з числами подвійної точності (2 числа по 64 біта в одному регістрі SSE). Крім того, додані інструкції, аналогічні розширенню MMX, що працюють з регістрами SSE (16 байт, 8 слів, 4 подвійних слова або 2 учетверенной слова в одному регістрі). SSE2 включає в себе ряд команд управління кешем, призначених для мінімізації забруднення кеша при обробці невизначених потоків інформації.


3.5. SSE3

Продовження SSE і SSE2, з'явилося в процесорах Prescott. Набір SSE3 містить 13 інструкцій: FISTTP (x87), MOVSLDUP (SSE), MOVSHDUP (SSE), MOVDDUP (SSE2), LDDQU (SSE/SSE2), ADDSUBPD (SSE), ADDSUBPD (SSE2), HADDPS (SSE), HSUBPS ( SSE), HADDPD (SSE2), HSUBPD (SSE2), MONITOR (немає аналогу в SSE3 для AMD), MWAIT (немає аналогу в SSE3 для AMD). Найбільш помітна зміна - можливість горизонтальної роботи з регістрами. Якщо говорити більш конкретно, додані команди додавання і віднімання декількох значень, що зберігаються в одному регістрі. Ці команди спростили ряд DSP і 3D-операцій. Існує також нова команда для перетворення значень з плаваючою точкою в цілі без необхідності вносити зміни в глобальному режимі округлення.


3.6. SSSE3

Доповнення до SSE3 для роботи з упакованими цілими. Новими в SSSE3, в порівнянні з SSE3, є 16 унікальних команд, що працюють з упакованими цілими. Кожна з них може працювати як з 64-х бітними (MMX), так і з 128-ми бітними (XMM) регістрами, тому Intel в своїх матеріалах посилається на 32 нові команди.

Категорії нових інструкцій: робота зі знаком, зрушення, перемішування байт, множення, горизонтальні додавання і віднімання цілих.

3.7. SSE4

Новий набір команд Intel, вперше реалізований в процесорах серії Penryn.

SSE4 складається з 54 інструкцій, 47 з них відносять до SSE4.1 (вони є тільки в процесорах Penryn). Очікується, що повний набір команд (SSE4.1 і SSE4.2, тобто 47 + залишилися 7 команд) буде доступний в процесорах Nehalem. Жодна з SSE4 інструкцій не працює з 64-бітними mmx регістрами, тільки з 128-бітними xmm0-15. Може виявитися, що не буде випущено 32-бітових процесорів з SSE4, тільки 64-бітові - з EM64T.

Додані інструкції, що прискорюють компенсацію руху в відеокодек, швидке читання з USWC пам'яті, безліч інструкцій для спрощення векторизації програм компіляторами. Крім того, в SSE4.2 додані інструкції обробки рядків 8/16 бітних символів, обчислення CRC32, popcnt. Вперше в SSE4 регістр xmm0 став використовуватися як неявний аргумент для деяких інструкцій.

Нові інструкції SSE4.1 включають прискорення відео, роботу з векторними примітивами, вставки / витягання, скалярне множення векторів, змішування, перевірки біт, округлення, читання WC-пам'яті.

Нові інструкції SSE4.2 включають обробку рядків, підрахунок CRC32, підрахунок популяції одиничних біт, роботу з векторними примітивами.


3.8. SSE5

Нове розширення x86 інструкцій від AMD, назване SSE5. Цей абсолютно новий набір SSE інструкцій, створений фахівцями AMD, стане підтримуватися перспективними CPU компанії, починаючи з 2009 року.

SSE5 привносять в класичну x86 архітектуру деякі можливості, доступні раніше виключно в RISC процесорах. Набір інструкцій SSE5 визначає 47 нових базисних команд, покликаних прискорити однопоточні обчислення завдяки збільшенню "щільності" оброблюваних даних.

Серед нових інструкцій виділяється дві основні групи. У першу входять інструкції, що акумулюють результати множення. Інструкції такого типу можуть бути корисні для організації ітераційних обчислювальних процесів при рендерингу зображень або при створенні тривимірних аудіо ефектів. Друга група нових команд включає інструкції, які оперують з двома регістрами і зберігають результат в третьому. Це нововведення може дозволити розробникам обійтися без зайвих пересилань даних між регістрами в обчислювальних алгоритмах. Також, SSE5 містить і кілька нових інструкцій для порівняння векторів, для перестановки і переміщення даних, а також для зміни точності і округлення.

Основними застосуваннями для SSE5 AMD бачить розрахункові задачі, обробку мультимедіа контенту і засоби шифрування. Очікується, що в рахункових програмах, що використовують матричні операції, використання SSE5 може дати 30%-й приріст продуктивності. Мультимедійні задачі, що вимагають виконання дискретного косинусного перетворення, можуть отримати 20%-е прискорення. А алгоритми шифрування завдяки SSE5 здатні отримати п'ятикратний виграш у швидкості обробки даних.


3.9. AVX

Наступний набір розширень від Intel.

3.10. AES

Розширення системи команд AES - реалізація в мікропроцесорі шифрування AES.

3.11. 3DNow!

Набір інструкцій для потокової обробки дійсних чисел одинарної точності. Підтримується процесорами AMD починаючи з K6-2. Процесорами Intel не підтримується.

Інструкції 3DNow! використовують регістри MMX в якості операндів (в один регістр вміщується два числа одинарної точності), тому, на відміну від SSE, при перемиканні задач не потрібно окремо зберігати контекст 3DNow!.

3.12. 64-бітний режим

До початку 2000-х років стало очевидно, що 32-бітне адресний простір архітектури x86 обмежує продуктивність додатків, що працюють з великими обсягами даних. 32-розрядне адресний простір дозволяє процесору здійснювати безпосередню адресацію лише 4 ГБ даних. Цього може виявитися недостатнім для деяких додатків, пов'язаних, наприклад, з обробкою відео або обслуговуванням баз даних.

Для вирішення цієї проблеми Intel розробила нову архітектуру IA-64 - основу сімейства процесорів Itanium. Для забезпечення зворотної сумісності зі старими додатками, що використовують 32-розрядний код, в IA-64 був передбачений режим емуляції. Однак на практиці даний режим роботи виявився надзвичайно повільним. Компанія AMD запропонувала альтернативне вирішення проблеми збільшення розрядності процесора. Замість того, щоб винаходити зовсім нову систему команд, було запропоновано ввести 64-розрядне розширення до вже існуючої 32-розрядної архітектури x86. Спочатку нова архітектура називалася x86-64, пізніше вона була перейменована в AMD64. Спочатку новий набір інструкцій підтримувався процесорами сімейств Opteron, Athlon 64 і Turion 64 компанії AMD. Успіх процесорів, що використовують технологію AMD64, поряд з млявим інтересом до архітектури IA-64, спонукали Intel ліцензувати набір інструкцій AMD64. При цьому був доданий ряд специфічних інструкцій, не присутніх в первісному наборі AMD64. Нова версія архітектури отримала назву EM64T.

В літературі і назвах версій своїх продуктів компанії Microsoft і Sun використовують об'єднане іменування AMD64/EM64T, коли мова заходить про 64-розрядних версіях їх операційних систем Windows і Solaris відповідно. У той же час, постачальники програм для операційних систем GNU / Linux, BSD використовують мітки "x86-64" або "amd64", Mac OS X використовує мітку "x86_64", якщо необхідно підкреслити, що дане ПЗ використовує 64-розрядні інструкції.


3.13. Віртуалізація

4. Процесори

4.1. Процесори Intel

8086

16-розрядний процесор i8086, був створений в червні 1978 року. Спочатку працював на частотах 4,77 МГц, потім на 8 і 10 МГц. Виготовлявся за технологією 3 мкм і мав 29 000 транзисторів.

8088

Трохи пізніше, в 1979 році, був розроблений i8088, який працював на тих же частотах, що і i8086, але використовував 8-розрядну шину даних (внутрішня шина процесора залишилася 16-розрядної) для забезпечення більшої сумісності з наявною в той час в ходу периферією . Завдяки більш низькій ціні, широко використовувався в ранніх системах IBM PC замість 8086.

80186 / 80188

В 1982 були випущені 80186 і 80188, які спочатку не набули широкого поширення. У той же час, ці процесори виявилися надзвичайно вдалими для використання у вбудованих системах і в різних модифікаціях випускаються до теперішнього часу. [1] У ці процесори були спочатку додано декілька нових команд, підвищена тактова частота. Згодом з'явилися модифікації, що містять додаткові апаратні засоби, такі, як інтегровані контролери послідовного порту.

80286

Оголошено в 1982 році. Працював на частотах 6, а потім 8, 10, 12, 16, 20 МГц. Проводився по техпроцесу 1,5 мкм і містив близько 134 тис. транзисторів. З його появою з'явилося таке поняття, як захищений режим (protected mode) і віртуальна пам'ять. Продуктивність процесора в порівнянні з 8086 збільшилася в кілька разів (0,99-2,6 млн операцій за секунду).

80386 (i386)

Перший 32-розрядний процесор, працював на частотах 16-40 МГц. З'явився в 1985 році. Знаменував собою революцію в світі процесорів x86. Основні принципи, закладені в цьому чіпі, без кардинальних змін дожили і до наших днів (за весь цей час зміни стосувалися, в основному, підвищення продуктивності, розширення набору команд, збільшення розрядності). Перші 386 процесори містили серйозну помилку, що приводить до неможливості функціонування в захищеному режимі. Виправлена ​​версія називалася 386DX.

Також випускалися більш дешеві процесори i386SX з урізаною до 16 біт зовнішньою шиною даних і 24-бітної шиною адреси.

Для вбудованого застосування випускався і випускається процесор i386EX. Він має на кристалі послідовні порти, програміруемие таймери (сумісні з i8254), контролери пріоритетних переривань (сумісні з i8259A) і контролери прямого доступу до пам'яті (сумісні з i8237A).

i386 - перший процесор, який міг використовувати кеш-пам'ять (розташовану на зовнішньому чіпі).

80486 (i486)

Процесор i486 (1989 рік) є удосконаленим 386 процесором і першим скалярним процесором Intel (ряд операцій виконувалися за один такт). Мав вбудований FPU (Floating Point Unit - блок обчислень з плаваючою комою) і вперше - вбудовану кеш-пам'ять (8 Кбайт). 80486 - перший процесор Intel, для якого була застосована технологія множення частоти шини FSB (в моделях DX 2-50, DX2-66, DX4-75 і DX4-100).

Для ноутбуків та вбудованих систем на початку 1990-х була випущена "полегшена" модифікація i486SX без вбудованого блоку FPU.

Існувала також модифікація для вбудованих застосувань - i486GX. Вона являла собою низьковольтний 486SX з шиною даних, урізаною до 16-ти біт. Корпусіровка i486GX - TQFP-176, частоти - від 16 МГц при Vcore = 2,0 В до 33 МГц при 2,7 В.

Intel RapidCad

Intel RapidCad - модифікація 486, набір з двох мікросхем. Основна встановлювалася в разьем 386DX і являла собою 486DX без кешу L1, але з співпроцесором. Додаткова мікросхема була заглушкою для гнізда 387DX і служила для обробки сигналу FERR.

Intel486 OverDrive

Intel486 OverDrive (P23T) - мікропроцесор, призначений для модернізації систем на базі мікропроцесори Intel 486.

Pentium (i586)

Pentium (1993 рік. Intel відмовилася від i86-назв, тому що не могла запатентувати числа) - перший суперскалярної і Суперконвейерная процесор Intel. Суперскалярної - означає, що процесор дозволяє виконувати більше однієї операції за один такт. Суперконвейерная означає, що процесор має кілька обчислювальних конвеєрів. У Pentium їх два, що дозволяє йому при однакових частотах в ідеалі бути вдвічі производительней 486, виконуючи відразу 2 інструкції за такт.

Крім того, особливістю процесора Pentium був повністю перероблений і дуже потужний на той час блок FPU, продуктивність якого залишалася недосяжною для конкурентів аж до кінця 1990-х років.

Pentium OverDrive

Pentium OverDrive - мікропроцесор, призначений для модернізації систем на базі мікропроцесорів Intel 486. Встановлювався в Socket 3, мав подвоєний об'єм кеша L1 з організацією Write-Thru, вбудований стабілізатор живлення, множення 2.5 і частоти 63 і 83 МГц.

Pentium Pro (i686)
CPU Pentium Pro.jpg

Pentium Pro (1995 рік) - перший процесор шостого покоління. Ідеї ​​і технології, закладені в цей чіп, визначили архітектури всіх сучасних x86-процесорів: блоки пророкування розгалужень, перейменування регістрів, RISC-ядро, інтегрована в один корпус з ядром кеш-пам'ять другого рівня. Проте технологічна складність ядра даного процесора призвела до порівняно невисокого виходу придатних чіпів при технологіях того часу, що позначилося на високій ціні Pentium Pro. При цьому процесор мав досить низькою продуктивністю при виконанні 16-розрядного коду. Тому даний процесор застосовувався тільки в High-End системах і серверах.

Pentium MMX (i586)

Pentium MMX (січень 1997 року) - процесор п'ятого покоління, і, по суті, просто модифікація ядра Pentium. Був доданий новий блок цілочисельних матричних обчислень MMX і збільшений до 32 Кбайт обсяг кеш-пам'яті першого рівня. Напруга живлення ядра було знижено до 2,8 В, у той час як периферія процесора харчувалася по колишньому напругою 3,3 В. Це зажадало зміни материнських плат шляхом додавання додаткового джерела 2,8 В (MMX-compatible).

Pentium II (i686)

Pentium II (травень 1997 року) - модифікація ядра Pentium Pro з метою зробити його більш доступним. Інтегрований кеш і тег кеша були винесені на окремі мікросхеми із зниженою у два рази частотою. Це спростило і здешевило процесор, хоча і зробило його більш повільним, ніж Pentium Pro.

Перші процесори Pentium II випускалися з кеш-пам'яттю другого рівня ємністю 256 Кбайт, потім її обсяг був збільшений до 512 Кбайт.

Нова конструкція процесора зажадала розміщення елементів на друкованій платі, що, в свою чергу, призвело до зміни конструктиву процесора. Дані ЦПУ випускалися у вигляді картриджів SECC, устанавливающихся в спеціальний роз'єм на платі ( Slot 1).

Крім того, в ядро ​​Pentium II був доданий блок MMX.

Celeron

Celeron - спрощена модифікація процесорів Pentium II / III / IV / Core / Core 2 для побудови недорогих комп'ютерів. Перший Celeron (ядро Covington, частоти 266/300 МГц) являв собою Pentium II, позбавлений кеша другого рівня і пластикового картриджа. Друкована плата також була спрощена. Така упаковка отримала назву SEPP (Sinlge Edge Processor Package). В результаті ці процесори демонстрували гнітюче низьку продуктивність, хоча коштували дуже недорого і легко додавали до 50% частоти при розгоні. Усі наступні варіанти цього процесора мали інтегрований полночастотний кеш другого рівня. Основні відмінності процесорів Celeron в обсязі цього кеша і частоті шини, а також часто в збільшеній латентності доступу до кеш-пам'яті по відношенню до оригінального процесору.

Друга модифікація Celeron (ядро Mendocino, частоти 300 ... 533 МГц) на багатьох завданнях демонструвала більш високу продуктивність, ніж равночастотний Pentium II. Це пояснювалося тим, що маленький (128 Кбайт) кеш Mendocino розташовувався на одному кристалі з ядром і працював на частоті ядра, у той час як великий (512 Кбайт) кеш Pentium II перебував досить далеко від ядра і працював на половинній частоті. Більше таких промахів фірма Intel не допускала, і всі наступні Celeron гарантовано повільніше повноцінних процесорів того ж покоління.

Pentium III (i686)

Pentium III, виготовлений спочатку по технологічному процесу 0,18 мкм, відрізняється від P2 головним чином додаванням інструкцій SSE. Пізні процесори цієї серії виготовлялися з технологічного процесу 0,13 мкм, отримали інтегровану в кристал ядра полночастотную кеш-пам'ять (спочатку 256 Кбайт, потім - 512 Кбайт) і послужили прообразом процесорів архітектури Pentium M. Випускалися в конструктивах як SECC/SECC2 (Slot 1), так і FCPGA-370 (PGA-370).

Pentium M

Pentium M - дуже сильно дороблена версія процесора Pentium III на ядрі Tualatin, розроблена для використання в мобільних комп'ютерах.

Pentium 4

Pentium 4 - принципово новий процесор з гіперконвейерізаціей (hyperpipelining) - з конвеєром, що складається з 20 ступенів. Згідно заявам Intel, процесори, засновані на даній технології, дозволяють домогтися збільшення частоти приблизно на 40% щодо сімейства P6 при однаковому технологічному процесі (при "правильній" завантаженні процесора). На практиці ж, перше покоління процесорів працювало навіть повільніше, ніж Pentium III.

Пізніше були доповнені підтримкою Hyper-threading і 64-бітного коду.

Core / Core 2

Після провалу останнього покоління процесорів Pentium 4 на ядрі Tejas, було вирішено звернутися до іншої гілки продукції. В основі нових процесорів лежить перероблене ядро Pentium M. Таким чином, ядро ​​P6, використане ще в процесорах Pentium Pro, продовжило свою еволюцію, наростивши частоту з 150 МГц до 3,2 ГГц і обзавівшись нової системної шиною, підтримкою багатоядерності, мультимедійних інструкцій.

Процесори Core - рішення для ноутбуків, одно-і двоядерних, виконуюче 32-бітний код.

Процесори Core 2 - випускаються як в настільному, так і мобільному виконанні, включають ряд мікроархітектурних поліпшень і здатні виконувати 64-бітний код. Кількість ядер варіюється від одного до чотирьох.

Core i7/Core i5/Core i3

Подальший розвиток ідей, закладених в процесорах Core 2. Зберігши основну конструкцію процесорних ядер, з'явилися перші Core i7 отримав модульну структуру, що дозволяє легко варіювати їх кількість, вбудований контроллер пам'яті (трехканальной DDR3 у вищому сегменті і двоканальної DDR3 в масовому) і нову шину, що з'єднує процесор з чіпсетом. Мікроархітектурние поліпшення дозволяють Core i7 показувати підвищену продуктивність у порівнянні з Core 2 на рівних частотах. Велику увагу було приділено питанню енергоефективності нового процесора.

Пізніше з'явилися більш дешеві Core i5 / i7 з двоканальним контролером пам'яті і чотирма ядрами, потім - Core i3 / i5 з двома ядрами і вбудованим відеоядром.

У секторі найбільш продуктивних рішень випускаються також процесори Core i7 з трьохканальним контролером пам'яті і шістьма ядрами. Завдяки використанню технології Hyper-threading ці процесори здатні одночасно виконувати до 12 потоків команд.

Atom

Intel Atom - недорогі надекономічні одно-та двохядерні процесори, призначені для використання в так званих інтернет-комп'ютерах - нетбуках і Неттоп (комп'ютерах, в яких обчислювальна потужність пожертвувана на користь економічності, безшумності і малогабаритність).

В основі - модифіковане ядро ​​від перших Pentium, яке адаптували під новий техпроцес, додали можливість виконання 64-бітного коду і мультимедійних інструкцій, а також кеш-пам'ять другого рівня і підтримку багатопоточного виконання (SMT, аналог Hyper-threading). Для спрощення конструкції було вирішено відмовитися від позачергового виконання команд, що не кращим чином позначилося на продуктивності.

Xeon

Сімейство процесорів, орієнтованих на сервери і багатопоточні обчислення.

Перший представник цього сімейства базувався на архітектурі Pentium II, являв собою картдрідж з друкованою платою, на якій монтувалися ядро, кеш-пам'ять другого рівня і тег кеша. Монтувався в гніздо Slot 2.

Сучасні Xeon базуються на архітектурі Core 2 / Core i7.


4.2. Процесори AMD

Am8086 / Am8088 / Am186 / Am286 / Am386 / Am486

Клони відповідних процесорів від Intel. Зазвичай випускалися з максимальною частотою на сходинку вище, ніж в оригіналу. Так, Am386DX випускався з максимальною частотою 40 МГц, тоді як i386DX - 33 МГц. Аж до 486DX2-66 інших відмінностей між процесорами не було. Програмно відрізнити ці процесори було неможливо.

5x86

Клон i486. В той час, як Intel для i486 зупинився на частоті 100 МГц, AMD випускала процесори з частотами до 133 МГц. Також вони відрізнялися збільшеним об'ємом кеша першого рівня (16 Кбайт) і множником ( 4).

K5 / SSA5

Аналоги Pentium. Перші процесори, розроблені фірмою AMD самостійно. Незважаючи на перевагу в цілочислових операціях над аналогами від Intel (в ядрі даного процесора застосовувався ряд технологій шостого покоління), продуктивність блоку обчислень з плаваючою комою значно поступалася по продуктивності процесорам Pentium з аналогічною тактовою частотою. Крім того, спостерігалася погана сумісність з ПЗ деяких виробників. Недоліки K5 були надзвичайно перебільшені в різних мережевих та інших неформальних обговореннях і на довгий час сприяли (в цілому - несправедливому) погіршення репутації продукції AMD у користувачів. [2]

K6

Принципово новий процесор AMD (квітень 1997 року), заснований на ядрі, придбаному у NexGen. Даний процесор мав конструктив п'ятого покоління, однак ставився до шостого покоління і позиціонувався як конкурент Pentium II. Включав в себе блок MMX і кілька перероблений блок FPU. Однак дані блоки все одно працювали на 15-20% повільніше, ніж у аналогічних по частоті процесорів Intel. Процесор мав 64 Кбайт кеша першого рівня.

В цілому, порівнянна з Pentium II продуктивність, сумісність зі старими материнськими платами і більш ранній старт (AMD представила К6 на місяць раніше, ніж Intel представила P-II) і більш низька ціна зробили його досить популярним, однак проблеми з виробництвом в AMD значно зіпсували репутацію даного процесора.

K6-2

Подальший розвиток ядра К6. У цих процесорах була додана підтримка спеціалізованого набору команд 3DNow!. Реальна продуктивність, однак, виявилася істотно нижче, ніж у аналогічних за частотою Pentium II (це було викликано тим, що приріст продуктивності з ростом частоти у P-II був вище завдяки внутрішньому кешу) і конкурувати К6-2 змогли лише з Celeron. Процесор мав 64 Кбайт кеша першого рівня.

K6-III

Більш успішна в технологічному плані, ніж K6-2, спроба створення аналога Pentium III. Однак маркетингового успіху не мала. Відрізняється наявністю 64 Кбайт кеша першого рівня і 256 Кбайт кеша другого рівня в ядрі, що дозволяло йому на рівній тактовій частоті обганяти по продуктивності Intel Celeron і не дуже істотно поступатися раннім Pentium III.

K6-III +

Аналог K6-III з технологією енергозбереження PowerNow! та більш високою частотою і розширеним набором інструкцій. Через підвищеної частоти він встановлювався тільки на Super 7, більш стара платформа Socket 7 не підтримувалася. Спочатку призначався для ноутбуків, але встановлювався і в настільні системи.

K6-2 +

Аналог К6-III + з урізаним до 128 Кбайт кешем другого рівня.

Athlon

Дуже успішний процесор, завдяки якому фірма AMD зуміла відновити майже втрачені позиції на ринку мікропроцесорів. Кеш першого рівня - 128 Кбайт. Спочатку процесор випускався у картриджі з розміщенням кеша другого рівня (512 Кбайт) на платі і встановлювався в роз'єм Slot A (який механічно, але не електрично сумісний зі Slot 1 від Intel). Потім перейшов на роз'єм Socket A і мав 256 Кбайт кеша другого рівня в ядрі. За швидкодією - приблизний аналог Pentium III.

Duron

Урізана версія Athlon, відрізняється від батька об'ємом кеша другого рівня (всього 64 Кбайт, зате інтегрованим в кристал і працює на частоті ядра).

Конкурент Celeron поколінь Pentium III / Pentium 4. Продуктивність помітно вище, ніж у аналогічних Celeron, і при виконанні багатьох завдань відповідає Pentium III.

Athlon XP

Продовження розвитку архітектури Athlon. За швидкодією - аналог Pentium 4. У порівнянні із звичайним Athlon, додана підтримка інструкцій SSE.

Sempron

Більш дешевий (за рахунок зменшеного кеша другого рівня) варіант процесорів Athlon XP і Athlon 64.

Перші моделі Sempron є перемаркованим чіпами Athlon XP на ядрі Thoroughbred і Thorton, що мали 256 Кбайт кеша другого рівня, і працювали на 166 (333 DDR) шині. Пізніше під маркою Sempron випускалися (і випускаються) урізані версії Athlon 64/Athlon II, що позиціонуються як конкуренти Intel Celeron. Всі Sempron мають урізаний кеш 2-го рівня; молодші моделі Socket 754 мали заблоковані Cool & quiet і x86-64; Socket 939 моделі мали заблокований двоканальний режим роботи пам'яті.

Opteron

Перший процесор, що підтримує архітектуру x86-64.

Athlon 64

Перший несерверних процесор, що підтримує архітектуру x86-64.

Athlon 64 X2

Продовження архітектури Athlon 64, має 2 обчислювальних ядра.

Athlon FX

Мав репутацію "найшвидшого процесора для іграшок". Є, по суті, серверним процесором Opteron 1xx на десктопних сокетах без підтримки registered-memory. Випускається малими партіями. Коштує значно дорожче своїх "масових" побратимів.

Phenom

Подальший розвиток архітектури Athlon 64, випускається у варіантах з двома (Athlon 64 X2 Kuma), трьома (Phenom X3 Toliman) і чотирма (Phenom X4 Agena) ядрами.

Phenom II

Модифікація Phenom. Невеликі архітектурні зміни, перехід на більш тонкий технологічний процес і додавання кеша L3 об'ємом від 4 до 6 Мбайт дозволили наростити продуктивність цих процесорів на 10-20% в порівнянні з попередниками. Випускаються в конструктивах Socket AM2 + і Socket AM3. При цьому перші можуть працювати тільки з пам'яттю DDR2, а другі - як з DDR2, так і з DDR3. Максимальне число ядер зросла до шести.

Athlon II

Phenom II без кеша L3 і кількістю ядер не більше чотирьох.

Turion

Мобільна версія Athlon 64 із зниженим енергоспоживанням і розширеними засобами управління живленням. Випускається у варіантах з одним і двома ядрами.

Athlon Neo

Максимально оптимізовані по енергоспоживанню одно-та двохядерні процесори, близькі родичі мобільних Sempron і Turion 64 X2. Випускаються у виконанні BGA, призначені для використання в легких і тонких ноутбуках. Позиціонуються, як конкуренти Intel Atom.

Geode

Інтегроване рішення ( SoC), що включає в себе функції північного моста чіпсетів. Моделі з найменуванням SCxxxx об'єднують в одному корпусі ядро ​​процесора, контролер пам'яті, графічний адаптер і пристрій вводу-виводу. Процесори призначені для побудови тонких клієнтів, користувальницьких приставок і вбудованих контролерів. Вся серія володіє невеликою споживаною потужністю і вартістю.

Перші моделі випускалися фірмою Cyrix під назвою MediaGX і мали ядро Cyrix 6x86. Після поглинання Cyrix компанією National Semiconductor і перепродажу торгової марки компанії VIA, процесор був перейменований в Geode, розробка процесора була продовжена інженерами National Semiconductor. Згодом чіп і всі напрацювання були продані компанії AMD. Зараз Geode випускається фірмою AMD в трьох варіантах. Geode LX і Geode GX засновані на старому ядрі Cyrix 6x86. Geode NX має ядро ​​Athlon XP. Розвиток цього сімейства припинилося ще у 2006 році, проте чіпи будуть продовжувати випускатися до тих пір, поки на них є попит.


4.3. Процесори Harris Semiconductor

Harris 8086/88

Harris Semiconductor виробляла клони i8086/88 [3] - Harris HS80C86/883 і HS80C88/883.

Harris 286

Harris Semiconductor випускала найшвидші по частоті клони процесора 80286 - максимальна частота HS80C286 становила 25 МГц (вся лінійка - 12, 16, 20 і 25 МГц). Ядро процесорів було точною копією i80286, як і у більшості інших клонів.

4.4. Процесори Cyrix

Cx486-SLC

Процесори, призначені для установки в гніздо 386SX. Володіли кеш-пам'яттю першого рівня розміром 1 Кбайт і набором команд 486 процесорів. Вбудованого співпроцесора не мали. Надалі також випускалися моделі з подвоєнням частоти (Cx486SRx ). Призначалися в основному для дешевого апгрейда комп'ютерів з процесором 386SX.

Cx486-DLC

Процесори, призначені для установки в гніздо 386DX. Володіли кеш-пам'яттю першого рівня розміром 1 Кбайт і набором команд 486 процесорів. Вбудованого співпроцесора не мали. Надалі також випускалися моделі з подвоєнням частоти (Cx486DRx ). Призначалися в основному для дешевого апгрейда комп'ютерів з процесором 386DX.

Cx486-S

Аналог i486SX власної розробки Cyrix. Поступався за продуктивністю аналогам від Intel і AMD.

Cx486-DX

Аналог i486DX власної розробки Cyrix. Злегка поступався за цілочисельний продуктивності аналогам від Intel і Amd, однак перевершував їх в обчисленнях з плаваючою точкою (позначилося те, що розроблені Cyrix математичні співпроцесори для 386 були одними з кращих).

Cx5x86 (M1sc)

Побічний продукт розробки M1 - M1 scalar, його спрощена версія для гнізда 486. Був випущений, щоб протистояти Intel в боротьбі з його Pentium. У Cx5x86 використовувалися особливості архітектури, властиві п'ятого покоління процесорів - конвейерізованний АЛУ, блок передбачення переходів, декодування і виконання інструкцій за один такт. Загальний для інструкцій і даних кеш зі зворотним записом мав обсяг 16 Кбайт. Процесор виявився досить вдалим, але особливого поширення отримати не встиг. Випускався з частотами 100 і 120 МГц.

Cx6x86 (M1)

Незважаючи на натяк на 6-е покоління процесорів в назві, Cx6x86 був процесором 5-го покоління. Ядро процесора суперскалярное. Кеш першого рівня - загальний, 16 Кбайт. У маркуванні цих процесорів використовувався так званий Pentium Rating. Наприклад, процесор з PR-200 повинен був відповідати по продуктивності процесору Intel Pentium з частотою 200 Мгц. При цьому реальна частота процесора могла бути значно нижче. Випускалися ці процесори з частотою від 80 до 150 МГц і PR від 90 + до 200 +. Пізніше також випускалася модифікація з зниженим енергоспоживанням і подвійним живленням - Cx6x86L.

Cx6x86MX (MII)

Удосконалена версія Cx6x86 називалася Cx6x86MX. Основні відмінності - збільшений до 64 Кбайт кеш першого рівня, підтримка інструкцій MMX. Частоти - 133 ... 233 МГц, PR - 166 ... 266. Надалі процесор отримав підтримку частоти системної шини 100 МГц, і став називатися Cyrix MII (це було зроблено для того, щоб позиціонувати процесор як конкурент Intel Pentium II). Частоти - 225 ... 300 МГц, PR - 300 ... 433.

MediaGX

Практично, SoC. В одному корпусі розміщувалися ядро ​​процесора (спочатку - Cx5x86, потім - Cx6x86MX), контролери ОЗУ і шини PCI, а також UMA-відеоядро. Процесор використовував своє власне гніздо, не був підтриманий виробниками материнських плат і розповсюдження не отримав. Частоти - 120 ... 180 МГц, PR - 180 ... 233.

Клони процесорів Cyrix випускалися також IBM, Texas Instruments, SGS Thompson.

На базі ядер Cyrix виробляються або вироблялися процесори VIA, AMD, National Semiconductor.


4.5. Процесори IDT

IDT-C6 Centaur WinChip

Процесор розроблений Centaur Technology - підрозділом IDT. Будучи процесором під Socket 7, по архітектурі він був набагато ближче до процесорів 80486. Один 4-стадійний цілочисельний конвеєр, операції співпроцесора НЕ конвейерізовалісь. Також були відсутні позачергове виконання, пророкування розгалужень і перейменування регістрів. При цьому процесор мав блок виконання інструкцій MMX, хоча і вдвічі повільніше, ніж у Pentium MMX. За рахунок цього ядро ​​процесора було дуже простим, невеликим за кількістю транзисторів, габаритам і енергоспоживанню. Процесори випускалися з частотами 180, 200, 225 і 240 МГц і не вимагали подвійного живлення.

WinChip-2

Покращений варіант попереднього процесора. Співпроцесор став конвейерізуемим, подвоєна продуктивність блоку MMX, з'явилася підтримка інструкцій 3DNow!. Частоти - 200-250 МГц.

WinChip-2A

Все те ж, але по більш тонкої технології. Як наслідок - потреба в подвійному харчуванні (2,8 / 3,3 В).

WinChip-3

Планувався як поліпшена версія попередньої моделі. Основне поліпшення - подвоєний розмір кеш-пам'яті. Однак випущений він так і не був. Centaur Technology в повному складі була продана VIA і на базі цієї розробки був зроблений VIA C3 з ядром Samuel.


4.6. Процесори OKI

OKI M80C86

Клон 8086. Випускався в корпусах типу DIP і QFP.

OKI M80C88

Клон 8088. Випускався в корпусах типу DIP і QFP.

4.7. Процесори Rise Technology

Rise mP6

Процесор для Socket 7 з підтримкою інструкцій MMX. Відрізнявся низьким енергоспоживанням і невисокою продуктивністю. Випускався з частотами 150, 166, 190, 200, 250 МГц. Особливого поширення не отримав і ядро ​​mP6 було продано компанії SiS.

4.8. Процесори VIA

VIA Cyrix III / VIA C3

Перший процесор, випущений під маркою VIA. Випускався з різними ядрами від різних команд розробників. Роз'єм Socket 370.

Перший випуск - на базі ядра Joshua, що дістався VIA разом з командою розробників Cyrix.

Другий випуск - з ядром Samuel, розробленим на базі так і не вийшов IDT WinChip -3. Відрізнявся відсутністю кеш-пам'яті другого рівня і, відповідно, вкрай низьким рівнем продуктивності.

Третій випуск - з ядром Samuel-2, покращеною версією попереднього ядра, оснащеної кеш-пам'яттю другого рівня. Процесор випускався по більш тонкої технології і мав знижене енергоспоживання. Після випуску цього ядра бренд "VIA Cyrix III" остаточно поступився місцем "VIA С3".

Четвертий випуск - з ядром Ezra. Був також варіант Ezra-T, адаптований для роботи із шиною, призначеною для процесорів Intel з ядром Tualatin. Подальший розвиток в напрямку енергозбереження.

П'ятий випуск - з ядром Nehemiah (C5P). Це ядро ​​нарешті отримало полноскоростной співпроцесор, підтримку інструкцій SSE, а також підтримку шифрування AES і апаратний генератор випадкових чисел. При цьому процесор втратив підтримку інструкцій 3DNow!.

VIA C7

Подальший розвиток VIA C3. Ядро Esther (C5J), корпусіровка - nano BGA 2 (21 21 мм), упаюється прямо на плату. Додані апаратна підтримка Secure Hash SHA-1 і SHA-256 і шифрування RSA, підтримка NX-bit, підтримуються MMX, SSE, SSE2 і SSE3. Подальше зниження енергоспоживання при робочих частотах до 2 ГГц. Власна системна шина (VIA V4 800 МГц) для зв'язку з чіпсетом. Випускається також в мобільному (VIA C7-M) і десктопном (VIA C7-D) виконанні.

VIA Eden ESP

Інтегроване рішення, що включає в себе процесор VIA C3 c ядром Nehemiah C5P і північний міст з вбудованою UMA-графікою. Відрізняється вкрай низьким енергоспоживанням (до 7 Вт при частоті 1 ГГц). Випускається з частотами від 300 МГц (VIA Eden ESP 3000) до 1 ГГц (VIA Eden ESP 10000). Сумісні південні мости - VT8235M, VT8237R + (з підтримкою SATA), VT8251 (2 1 PCI-E) і VIA 686B.

VIA CoreFusion

Подальший розвиток ідей VIA Eden ESP. Випускається в двох варіантах - VIA Mark і VIA Luke, що відрізняються інтегрованим відеоядром, підтримуваним типом пам'яті і робочими частотами. Для VIA Mark - це S3 Graphics ProSavage4 / SDR PC133 / 533/800 МГц, а для VIA Luke - VIA UniChrome Pro / DDR PC3200 / 533/800/1000 МГц. Сумісні південні мости: VT8235M, VT8237R + (з підтримкою SATA), VT8251 (2 1 PCI-E) і VIA 686B.

VIA Nano

Перший x86-64 процесор VIA, на ядрі Isaiah. Сумісний за висновками з VIA C7. Випускається з частотами від 1 ГГц до 1,8 ГГц. Енергоспоживання моделі 1,6 ГГц - до 17 Вт при повному завантаженні. Серед нововведень - позачергове виконання інструкцій. Позиціонується як конкурент Intel Atom.


4.9. Процесори NEC

Випускала серію процесорів, частина з яких (ядро V20/V30) була програмно сумісна як з 80186, так і з 8080. Перемикання між режимами роботи здійснювалося за допомогою трьох додаткових інструкцій. Апаратно вони виглядали як сильно прискорена версія 8088 або 8086.

Процесори на основі ядра V33 не мали режиму емуляції 8080, зате підтримували, за допомогою двох додаткових інструкцій, розширений режим адресації.


4.10. Процесори NexGen

Nx586

У березні 1994 був представлений процесор NexGen Nx586. Він позиціонувався як конкурент Pentium, проте спочатку не мав вбудованого співпроцесора. Використання власної шини спричинило за собою необхідність застосування власних чіпсетів, NxVL (VESA Local Bus) і NxPCI 820C500 (PCI), і ні з чим несумісного процесорного гнізда. Чіпсети розроблялися спільно з VLSI і Fujitsu. Nx586 був суперскалярної процесор і міг виконувати по дві інструкції за такт. Кеш L1 був роздільним (16 Кбайт під інструкції + 16 Кбайт під дані). Контролер кеша L2 був інтегрований в процесор, сам же кеш знаходився на материнській платі. Так само, як і Pentium Pro, Nx586 всередині був RISC-процесором. Відсутність підтримки інструкцій CPUID в ранніх модифікаціях цього процесора призводило до того, що програмно він визначався як швидкий 386 процесор. З цим же було пов'язано те, що Windows 95 відмовлявся встановлюватися на комп'ютери з такими процесорами. Для вирішення цієї проблеми застосовувалася спеціальна утиліта (IDON.COM), яка представляла Nx586 для Windows як 586 class CPU. Nx586 випускався на потужностях IBM.

Був також розроблений співпроцесор Nx587 FPU, який монтувався на заводі поверх кристала процесора. Такі "зборки" отримали маркування Nx586Pf. При позначенні продуктивності Nx586 використовувався P-rating - c PR75 (70 МГц) до PR120 (111 МГц).

Nx686

Наступне покоління процесорів NexGen, яке так і не було випущено, однак послужило основою для AMD K6.


4.11. Процесори SiS

SiS550 [4]

Сімейство SoC SiS550 базується на ліцензованому ядрі Rise mP6 і випускається з частотами від 166 до 266 МГц. При цьому самі швидкісні рішення споживають всього 1,8 Вт У ядра три цілочисельних 8-ступінчастих конвеєра. Кеш L1 роздільний, 8 +8 Кбайт. Вбудований співпроцесор конвейерізован. До складу SiS550, крім стандартного набору портів, входять 128-бітове UMA-відеоядро AGP 4x, 5.1-канальний звук, підтримка 2-х DIMM (до 1 Гбайт ОЗУ), підтримка софт-модема і UDMA100 IDE контролер.

У SiS551 також доданий вбудований контроллер Smart Card і Memory Stick, а в SiS552 - декодер MPEG2, акселерація програвання DVD і VCD.

Також клон SiS551 випускається Jan Yin Chan Electronics Co., LTD (DM & P) під торговою маркою Vortex86 (чіп маркується як M6127D) і Xcore Corporation Ltd. під торговою маркою Xcore86.


4.12. Процесори Transmeta

Crusoe

Строго кажучи, Crusoe не є x86-процесором. Для виконання x86-кода використовується програмний транслятор у внутрішні 128-бітові VLIW -інструкції під назвою Code Morphing Software. Це дозволяє адаптувати процесор до будь-якого набору команд і покращує енергоефективність, але продуктивність такого рішення свідомо менше, ніж у процесорів з нативної системою команд x86.

Efficeon

Розвиток ідеї поєднання VLIW-процесора і Code Morphing Software. Основна відмінність від попереднього рішення - VLIW-інструкції стали 256-бітними.


4.13. Процесори UMC

UMC Green CPU (U5)

U5 - сімейство мікропроцесорів класу 80486. Мали кілька варіантів маркування: U5SB-40, U5S-Super33 і т. п. Основною родзинкою був значно оптимізований мікрокод і повністю статичний дизайн, в результаті чого ці процесори мали підвищену продуктивність (деякі недобросовісні продавці навіть продавали їх як процесори з подвоєнням частоти - U5S-33 як SX2-66 і U5S-40 як SX2-80). Моделі U5S не мали математичного співпроцесора, а варіанти з співпроцесором повинні були називатися U5D, але так і не були випущені.

Intel добилася судової заборони на продаж Green CPU в США, обгрунтувавши це тим, що UMC використовувала в своїх процесорах мікрокод Intel, не маючи ліцензії.

Існували й деякі проблеми з ПО. Наприклад, гра Doom відмовлялася запускатися на цьому процесорі без редагування конфігурації, а Windows 95 час від часу зависала. Це було пов'язано з тим, що програми знаходили в U5S відсутній співпроцесор і спроби звернення до нього закінчувалися крахом.


4.14. Процесори, що випускалися в СРСР і Росії [5]

КР1810ВМ86

Аналог 8086.

  • КР1834ВМ86/ЕКР1834ВМ86 - аналог 8086.
  • К1810ВМ88 - аналог 8088.
  • КФ1847ВМ286 (пізніше ЕКФ1847ВМ2) - аналог 80286. Дослідні зразки випускалися заводом імені Дзержинського (розробник НТЦ "Белмікросістеми") НВО " Інтеграл ".
Процесори МЦСТ

Компанією ЗАТ МЦСТ випущений перший процесор " Ельбрус "і обчислювальний комплекс на його базі -" Ельбрус-3М1 ", що дозволяє працювати в режимі двійковій сумісності з різними процесорами, у тому числі з сімейством x86. Однак дані про цей проект загублені.


4.15. Процесори BLX IC Design / ICT

BLX IC Design і Інститут комп'ютерних технологій Китаю з 2001 розробляє MIPS-based процесори з апаратною трансляцією x86 команд. Випускаються ці процесори STMicroelectronics. Розглядається партнерство з TSMC.

Godson (Longxin, Loongson, Dragon)

Godson - 32-розрядний RISC-процесор на базі MIPS. Технологія - 180 нм. Представлений в 2002 році. Частота - 266 МГц, через рік - версія з частотою 500 Мгц.

Godson 2
  • Godson 2 - 64-розрядний RISC-процесор на базі MIPS III. Технологія 90 нм. На рівній частоті перевершує свого попередника по швидкодії в 10 разів. Представлений 19 квітня 2005 року.
  • Godson-2E - 500 МГц, 750 МГц, пізніше - 1 ГГц. Технологія - 90 нм. 47 млн ​​транзисторів, енергоспоживання - 5 ... 7,5 Вт Перший Godson з апаратною трансляцією команд x86, причому на неї витрачається до 60% продуктивності процесора. Представлений в листопаді 2006 року.
  • Godson 2F - 1,2 ГГц, випускається з березня 2007 року. Декларується підвищення продуктивності в порівнянні з попередником на 20-30%.
  • Godson 2H - планувався до випуску в 2011 році. Буде оснащений вбудованими відеоядром і контролером пам'яті і призначається для споживчих систем.
Godson 3 [6]
  • Godson 3 - 4 ядра, технологія 65 нм. Енергоспоживання - близько 20 Вт
  • Godson 3B - 8 ядер, технологія 65 нм (планується перехід на 28 нм), тактова частота в межах 1 ГГц. Площа кристала - 300 мм . Продуктивність на операціях з плаваючою точкою становить 128 GigaFLOPS. Енергоспоживання 8-ядерного Godson 3-40 Вт Трансляція в код x86 виконується за допомогою набору з 200 інструкцій, на трансляцію витрачається близько 20% продуктивності процесора. У процесорі присутній 256-розрядний векторний SIMD-блок обробки. Процесор призначений для використання в серверах і вбудованих системах.
  • Godson 3C - планувався до випуску в 2012 році і має бути 16-ядерним.

5. Виробники

Процесори архітектури x86 випускалися і випускаються декількома компаніями, в тому числі:

  • AMD
  • BLX IC Design
  • Cyrix
  • Chips & Technologies
  • DM & P Electronics
  • Harris Semiconductor
  • Hitachi
  • IBM
  • Innovasic Semiconductor [7]
  • IDT

Примітки

  1. 80C186XL2 | 80C186X | 80C186 | 80C18 | Electronic Part Search - oemstrade.com/search/80C186XL2
  2. Downgrade - www.fdd5-25.net - www.fdd5-25.net/amdcpu.php
  3. Personal Computer CHIPLIST 9.9.5 - www.opennet.ru/docs/FAQ/hardware/chiplist-part1.html
  4. SiS550 Block Diagram - datasheets.chipdb.org / SiS 550/presentation.pdf
  5. Номенклатура і аналоги вітчизняних мікросхем - www.inp.nsk.su/ ~ kozak/adv/advh0.htm
  6. Новини Hardware | Новини та статті | Ф-Центр - www.fcenter.ru/online.shtml?hardnews # material_id = 29341
  7. Innovasic Semiconductor Announces the Availability of Pin-Compatible 80C186XL and 80C188XL Embedded Processors - www.istockanalyst.com/article/viewiStockNews/articleid/3251056
  8. VM technology VM386SX T40 - www.oldcpu.cz/CPU/VM-technology/386SX/VM-technology-VM386SX-T40
  9. The Search Engine that Does at InfoWeb.net - www.xcore86.com/technology.html

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
x86-64
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru