Характерные особенности RISC-процессоров

Вопрос. Схема и основные характеристики центрального процессора. Архитектура ЦП. Понятие сокета.

Схема процессора

Современные типы и виды CPU

•тактовая частота (KHz, MHz, GHz) •производительность •энергопотребление Thermal Design Power (TDP) •нормы литографического процесса 65 нм 45 нм 32 нм •архитектура

Та́ктовая частота́ — частота синхронизирующих импульсов синхронной электронной схемы, то есть количество синхронизирующих тактов, поступающих извне на вход схемы за одну секунду.

Архитектура CPU

•CISC

•RICS

–ARM

–superscalar RICS

•Multicore CPU

CISC, — концепция проектирования процессоров, которая характеризуется следующим набором свойств:

· нефиксированное значение длины команды;

· арифметические действия кодируются в одной команде;

· небольшое число регистров, каждый из которых выполняет строго определённую функцию.

Типичными представителями являются процессоры на основе команд x86 (исключая современные Intel Pentium 4,Pentium D, Core, AMD Athlon, Phenom, которые являются гибридными) и процессоры Motorola MC680x0.

RISC —архитектура процессора, в которой быстродействие увеличивается за счёт упрощения инструкций, чтобы их декодирование было более простым, а время выполнения — короче. Первые RISC-процессоры даже не имели инструкций умножения и деления. Это также облегчает повышение тактовой частоты и делает более эффективнойсуперскалярность (распараллеливание инструкций между несколькими исполнительными блоками).

· Фиксированная длина машинных инструкций (например, 32 бита) и простой формат команды.

· Специализированные команды для операций с памятью — чтения или записи. Операции вида «прочитать-изменить-записать» отсутствуют. Любые операции «изменить» выполняются только над содержимым регистров (т. н. архитектура load-and-store).

· Большое количество регистров общего назначения (32 и более).

· Отсутствие поддержки операций вида «изменить» над укороченными типами данных — байт, 16-битное слово. Так, например, система команд DEC Alpha содержала только операции над 64-битными словами, и требовала разработки и последующего вызова процедур для выполнения операций над байтами, 16- и 32-битными словами.

· Отсутствие микропрограмм внутри самого процессора. То, что в CISC-процессоре исполняется микропрограммами, в RISC-процессоре исполняется как обыкновенный (хотя и помещённый в специальное хранилище) машинный код, не отличающийся принципиально от кода ядра ОС и приложений. Так, например, обработка отказов страниц в DEC Alpha и интерпретация таблиц страниц содержалась в так называемом PALCode (Privileged Architecture Library), помещённом в ПЗУ. Заменой PALCode можно было превратить процессор Alpha из 64-битного в 32-битный, а также изменить порядок байтов в слове и формат входов таблиц страниц виртуальной памяти.

Multicore CPU

Многоя́дерный проце́ссор — центральный процессор, содержащий два и более вычислительных ядра на одном процессорном кристалле или в одном корпусе. Способ связи между ядрами:

· разделяемая шина

· сеть (Mesh) на каналах точка-точка

· сеть с коммутатором

· общая кеш-память

Кеш-память: Во всех существующих на сегодня многоядерных процессорах кеш-памятью 1-го уровня обладает каждое ядро в отдельности, а кеш-память 2-го уровня существует в нескольких вариантах:

Понятие Сокета. Сокет (программный интерфейс) — программный интерфейс для обеспечения информационного обмена между процессами.

Сокет процессора (CPU Socket)

Гнездовой или щелевой разъём (гнездо), предназначенный для установки в него центрального процессора.

Использование разъёма вместо непосредственного припаивания процессора на материнской плате упрощает замену процессора для модернизации или ремонта компьютера, а также значительно снижает стоимость материнской платы.

Intel sockets

•LGA775 — Intel Pentium 4, Pentium D, Celeron D, Pentium EE, Core 2 Duo, Core 2 Extreme, Celeron, Xeon серии 3000, Core 2 Quad

•LGA1155 – Intel Core i5, Core i7

•LGA1356 – Intel Core i3

•LGA2011 — замена LGA1366

•LGA1150 — замена LGA1155 (2013 год)

Дата добавления: 2015-04-23