В общем случае под архитектурой ЭВМ понимается абстрактное представление машины в терминах основных функциональных модулей, языка ЭВМ, структуры данных

tПроизводительность микропроцессора

Производительность микропроцессора определяется параметрами:

· Тактовая частота – это количество электрических импульсов в секунду. Каждый импульс несет в себе некую информацию - это могут быть команды процессору или данные памяти. Микропроцессор, работающий на тактовой частоте 800 МГц, выполняет 800 миллионов рабочих тактов в секунду. В зависимости от сложности обрабатываемой команды процессору для выполнения задачи необходимы сотни и тысячи тактов. Но для выполнения простых операций бывает достаточно одного такта. Чем выше тактовая частота ядра, тем выше скорость обработки данных.

· Частота системной шины – системная шина служит для связи микропроцессора с остальными устройствами. Микропроцессор имеет две частоты: тактовая частота ядра и частота системной шины. Чем выше частота системной шины, тем выше скорость передачи данных между микропроцессором и остальными устройствами.

· Объем Кэш-памяти – кэш-память быстрая память малой емкости, используемая процессором для ускорения операций, требующих обращения к памяти. Кеш – промежуточное звено между микропроцессором и опративной памятью. Различают несколько уровней кэша: кэш первого уровня (L1) - кэш команд (инструкций) которые предстоит исполнить, кэш первого уровня размещается на одном кристалле с процессором. Кэш второго уровня (L2) - кэш данных - используется для ускорения операций с данными (в первую очередь чтения). На общую производительность влияет размер кэшаL2. Чем больше L2, тем дороже процессор, т.к. память для кэша еще очень дорога. Поэтому эффективнее увеличивать частоту кэша, а для этого он должен находиться как можно ближе к ядру процессора. Кэш-память может работать на частоте 1/4, 1/3, 1/2, 1/1 от частоты ядра.

tПредельно эксплуатационные параметры микропроцессоров

Предельно эксплуатационные параметры микропроцессоров:

· Напряжение питания микропроцессора – величина питающего напряжения микропроцессоров зависит от технологического процесса и от частоты ядра. Чем меньше кристалл и ниже частота, тем меньше напряжение питания. Напряжение питания современных микропроцессоров от 0,5 В до 3,5 В, чаще всего от 1,2 В до 1,75 В.

· Ток ядра – у современных микропроцессоров ток, протекающий через ядро от 1 А до 90 А.

· Потребляемая мощность – зависит от величины питающего напряжения и от частоты ядра. Чем меньше напряжение питания и частота, тем меньше потребляемая мощность. Мощность современных микропроцессоров от 1Вт до 120 Вт. Чаще всего в пределах 40-70 Вт.

· Максимальная температура нагрева кристалла – максимальная температура кристалла, при которой возможна стабильная работа микропроцессора. У современных микропроцессоров она колеблется в пределах от 60˚С до 95˚С.

Современные микропроцессоры, работая на полной мощности, выделяют до 70 - 130 Вт тепловой энергии. И их оснащают массивными радиаторами и вентиляторами, чтобы обеспечить оптимальный для этих микросхем тепловой режим, составляющий 50 – 60 С.

При произвольном увеличении тактовой частоты процессора (так называемый "разгон процессора") система охлаждения может не справиться с растущим тепловыделением, и процессор будет работать в неблагоприятном режиме повышенных температур, ускоряющем выработку ресурса микросхемы и сокращающем продолжительности его работы. Средний срок службы обычной интегральной схемы составляет 50-75 лет при температуре 60°C и всего лишь 1000-1500 ч при температуре 125°C.

При опасном перегреве микропроцессора (около 90 С) начинаются перебои в его работе либо полный выход из строя. В микропроцессорах предусмотрена защита от перегрева - интегрированный в ядро процессора термодиод. Защита, поддерживаемая BIOS и материнской платой, своевременно выключает электропитание процессора и оберегает его от сгорания в случае неосторожного разгона или отказа системы охлаждения.

На процессорах Intel, дополнительно к полному отключению электропитания, предусмотрена также более мягкая защита, обеспечивающая в случае опасного подъёма температуры (до 70-80^° С) отработку процессором "пустых тактов", т.е. кристалл начинает работать через такт, снижая свою производительность приблизительно на 50%, остывая и не прекращая работы.

tФорм-фактор

Физические параметры микропроцессорв (Форм-фактор):

· Тип, размеры корпуса

· Размеры кристалла

· Количество выводов

· Форма расположения выводов

Дата добавления: 2015-04-25