Быстродействие процессора, в чем оно измеряется? В каких единицах измеряется разрядность процессора

БЕСПЛАТНО ответим на Ваши вопросы
По лишению прав, ДТП, страховом возмещении, выезде на встречную полосу и пр. Ежедневно с 9.00 до 21.00
Москва и МО +7 (499) 938-51-97
С-Петербург и ЛО +7 (812) 467-32-86
Бесплатный звонок по России 8-800-350-23-69 доб.418

предназначение и в чём измеряется

 

Здравствуйте мои дорогие читатели, и я продолжаю цикл наших бесед, посвященных сердцу любого компьютера. Сегодня предметом обсуждения будет разрядность процессора. Возможно, некоторые из вас и не обращали внимания на данный показатель, и даже успешно пользовались ПК без этой информации, но раз уж вы решили повысит уровень своих знаний, то давайте разберемся, что это такое, на что она влияет.

Для того чтобы максимально приблизится к пониманию процесса я считаю необходимым вспомнить некоторые понятия.

Информация в процессоре представлена в виде цифрового двоичного кода, который в свою очередь выглядит в виде серии импульсов с определенной последовательностью сигналов (есть напряжение –«1», нет – «0»). Один импульс – это бит информации.

Сигналы, поступают на транзисторы логических схем кристалла с определенной тактовой частотой. Если чип будет считывать отдельно каждый бит, то это будет очень долго и неудобно. Гораздо проще за один такт обработать один или несколько символов, представляющий в себе вполне конкретную информацию.

Чтобы процессору было удобнее оперировать данными, в нем специально выделяют регистры для записи объема информации, обрабатываемого ЦП за один такт. В каждом из них помещаться набор из 4, 8, 16, 32 или 64–х знаков кода, называемых «машинным словом».

Постараюсь описать этот процесс простыми словами и понятной аналогией: Это как учить читать ребенка, начавшего изучать алфавит. По буквам – долго и непонятно, а вот по слогам – проще. Причем, сначала малышу предлагают слова, специально разделенные на одно- двухбуквенные слоги. А когда он освоит этот навык – можно читать что-то посложнее, складывая слоги их трех-четырех букв.

Точно так же, инженеры в течение многих лет совершенствуют микропроцессоры, продолжая «обучать» их читать более длинные «машинные слова». Но для использования в технической документации такой термин не самый лучший вариант.

Поэтому величину, означающую размер блока информации, обрабатываемую CPU за один такт, назвали разрядность процессора. Этот параметр, так же как и «слово», измеряется в битах.

 

Прогресс разрядности процессоров

Самым первым серийным чипом стал 4-х разрядный Intel 4004, предназначенный исключительно для калькуляторов. С помощью комбинации из 4-х нулей или единиц можно было закодировать 2^4=16 символов, чего с головой хватало для 10 цифр и 6-и знаков основных арифметических действий.

Я не зря привел пример с расчетом, чтобы показать, что в реальности, для эффективной работы ЦП в компьютерах, необходима большая разрядность, ведь даже 8-и битные процессоры имеют существенные ограничения.

Поэтому чипмейкеры активно работали не только над технологией обработки кварцевых кристаллов, но и над микроархитектурой, представляющей собой систему взаимодействия отдельных компонентов процессора и обрабатываемых данных.

В итоге в 1978 году появился первый 16-и битный процессор 8086, работающей на архитектуре x86, которая оказалась весьма успешной, поскольку обладала огромными возможностями для постоянного совершенствования и доработки.

Ее третье поколение позволило в 1985 году создать 32-бинтный процессор Intel 80386, работающий уже на архитектуре IA-32.

Сама система x86 с начала своего существования регулярно получала всевозможные расширения, которые добавляли все новые возможности. А потребность в этом была постоянная: объемы обрабатываемых данных и размеры используемых файлов постоянно росли, и в решении сложных задач 32-разрядные процессоры уже были бессильны (блок объемом свыше 4 Гб в регистр ЦПУ уже не помещался).

«Интел» попыталась создать новую архитектуру IA-64 с обратной совместимостью, но скорость ее работы была неудовлетворительна.

Их прямые конкуренты, компания AMD, в решении этой проблемы достигли большего успеха. Они пошли проверенным путем и в 3003 г ввели новое расширение для 32-битной архитектуры, назвав его AMD64.

Решение, реализованное в процессорах Opteron, Athlon 64 и Turion 64 оказалось настолько удачным, что Intel приобрели лицензию на набор управляющих инструкций, на базе чего уже создали свой продукт: архитектуру EM64T, которая на сегодня используется во всех их процессорах.

Такие инновация позволили не только ускорить работу самого процессора, но и дали возможность использовать шину памяти для перемещения файлов практически неограниченного объема.

Зная, что 64-разрядный процессор – это более прогрессивное решение, вы наверняка захотите выяснить, является ли таковым CPU, установленный на вашем компьютере. Я подскажу вам, где посмотреть эту информацию.

В последних версиях Windows сделать это можно, открыв параметры системы где указана разрядность ОС и процессора, которые могут отличаться. Если ваш комп не слишком древний, то скорей всего вы убедитесь что ЦП на нем современный. Также удобно для этой цели использовать небольшую программку CPU-Z, которая предоставит много подробной информации по процессору (в т.ч. и обозначение управляющих инструкций).

 

На что влияет разрядность ОС и процесора

И здесь у многих часто возникает вопрос: «Проц у меня 64-х битный, а операционная система на ПК 32-х битная. Это что же получается, я не эффективно использую возможности железа моего компьютера?». Однозначно я вам не отвечу, поскольку здесь имеет место ряд нюансов, но о них я расскажу с удовольствием:

  • большинство популярных программ и приложений для ПК предлагаются для установки (скачивания) либо в двух версиях, либо являются универсальными и успешно работают в системах с любой разрядностью. Даже Винда, предлагается к установке в 32-х или 64-х битном виде. Почему до сих пор популярны оба варианта? Об этом дальше;
  • в 32-х разрядная система не способна работать с объектами, размер которых больше 4 Гб. Это не позволит вам переписать фильм, или скачать файл массивной базы данных. Более того, такой компьютер не видит оперативную память, объемом свыше 4 Гиг. Даже если у вас стоит 2-е планки по 2 Гб, все равно она не будет использоваться полностью. Но есть в 32-битной системе очевидные преимущества: она обрабатывает информацию меньшими порциями, а значит на считывание и передачу одного машинного слова будет затрачено меньше времени. Это позволяет более эффективно работать с памятью, а так же с простыми приложениями и небольшими файлами;

64-разрядная система – отличный вариант для игр, обработки видео и прочих емких программ. Но для нее лучше иметь ОЗУ с запасом (Почему? Да потому что она потребляет больше ресурсов), ведь КПД использования его пространства такой операционкой может оказаться ниже чем у 32 битной;

Теперь, когда вы определили свои предпочтения по ОС, вернемся к разрядности процессора. Если она 32-битная, то можно установить только соответствующую систему. Если у вас 64-разрядный CPU, можете ставить любую версию операционки, но не забывайте об объеме RAM.

На этом наше знакомство с разрядностью процессора закончено, и я надеюсь, вы теперь сможете блеснуть своими знаниями по этой теме даже в беседе со специалистами.

До встречи на новых станицах моего блога и всем удачи.

 

 

profi-user.ru

Быстродействие процессора, в чем оно измеряется?

Основным критерием при выборе процессора для нового компьютера является его быстродействие. Чем большим быстродействием обладает процессор, тем быстрее осуществляется работа с различными программами  утилитами и самой операционной системой. Быстродействие процессора зависит, как уже было сказано, от тактовой частоты, измеряемой в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц). Кроме того, оно зависит от объема кеш-памяти первого  и последующих уровней, частоты шины данных (FSB) и разрядности процессора.

Мегагерц — это миллион колебаний в секунду, в то время как гигагерц представляет собой миллиард колебаний в секунду. Обычно принято считать, чем с большей тактовой частотой работает процессор, тем он производительность  Однако это далеко не всегда соответствует действительности. Более того, производительность системы в целом сильно зависит не только от процессора, но и от всех других компонентов. Предположим, что вы приобрели процессор Core i3 с тактовой частотой 3 ГГц, однако оперативной памяти установили всего 2048 Мбайт, кроме того, использовали жесткий диск с невысокой скоростью передачи данных. С такой конфигурацией различия в быстродействии между процессором с частотой 2 и 3 ГГц будут едва ли заметными. Другими словами, быстродействие компьютера зависит от производительности самого медленного компонента, будь то процессор, оперативная память, жесткий диск или даже блок питания (поскольку если мощности блока питания не хватит для обеспечения работы аппаратных компонентов, о стабильной работе компьютера можно вообще забыть).

Тактовая частота процессора и её подвох

Рассмотрим подробнее вопрос, почему тактовая частота процессора не гарантирует его высокой работоспособности. Тактовая частота, как понятно из ее названия, состоит из тактов, или периодов тактовой частоты. На каждую операцию, выполняемую процессором, затрачивается один такт и несколько циклов ожидания. Цикл ожидания представляет собой «пустой» такт, т.е. такт, во время которого не выполняются никакие операции. Циклы ожидания необходимы для обеспечения синхронной работы различных по быстродействию компонентов компьютера. На выполнение различных команд тратится разное количество тактов. Например, процессор Core i3 может выполнить минимум 12 команды за каждый такт. Чем меньше тактов требуется для выполнения команды, тем выше быстродействие процессора. Кроме того, на быстродействие влияют и другие факторы, например, объем кеш-памяти первого/второго уровней.

Процессоры Core I и Athlon II обладают различной внутренней архитектурой  поэтому команды в них выполняются по-разному. В результате сравнивать эти процессоры по тактовой частоте нельзя. К примеру, процессор Athlon II X4 641 с тактовой частотой 2,8 ГГц обладает производительностью  примерно сопоставимой с процессором Core I3, работающим с частотой 3 ГГц.

 

it-war.ru

Основные параметры процессора (Часть 1)

Здравствуйте, мои дорогие многочисленные читатели!

Долго думал над тематикой первого поста и решил, что лучше всего начать с ”сердца” компьютера – процессора. Именно с него начинается сборка ПК и подбор остальных компонентов системы. В данной статье я хочу рассмотреть основные параметры процессоров и как они между собой взаимосвязаны.

Процессоры классифицируются по разрядности и частоте. Сложился устойчивый стереотип ”чем выше частота, тем выше производительность”. Это отчасти верно. Но существует масса других параметров, основополагающий из которых разрядность.

1. Разрядность. Этот параметр состоит из следующих характеристик:

  • разрядности регистров процессора

  • разрядности шины процессора

  • разрядности шины адреса памяти

Извиняюсь за тавтологию . Регистр процессора – это по сути один из тех 2 миллиардов транзисторов, находящихся в положении 1 или 0. Т.е. это тип сверхбыстрого ОЗУ. При простейшей и самой распространенной операции процессора сложении 2 регистра служат операндами (данными), а логический результат помещается в третью ячейку (регистр). Другими словами разрядность – это количество бит (разрядов), которое может быть обработано процессором за один такт. Поэтому программы существуют в различном исполнении (в настоящее время 32-х и 64-х битные) – длина команды 32 бит и 64 бит соответственно. Т.к. регистры современных процессоров все 64-разрядные, то существует 2 режима работы процессора:

В первом 64-битная ОС может выполнять 64-разрядные приложения, а во втором 32-х. Из-за инертности производителей программного обеспечения и драйверов переход на 64-битные ОС затягивается. Не все 32-битные программы имеют 64-битные аналоги или просто некорректно работают в 64-битной ОС. Существует великое множество старой периферии (принтеров, сканнеров, геймпадов), которое не работает в 64-битном окружении по причине отсутствия драйверов. Эта тема будет раскрыта подробнее в другой статье.

Основная процессорная шина соединяет между собой процессорное ядро и северный мост. К северному мосту через шину графического контроллера и шину памяти подключаются видеокарта и модули оперативной памяти. В процессорах Intel до поколения Core 2 была шина FSB (Front Side Bus), в серии Core i 1-го и 2-го поколения северный мост был интегрирован в кристалл процессора и появилась шина QPI (Quick Path Interconnect), которая отвечает за обмен информации между ядрами напрямую. В FSB развитие шины данных шло от 8 до 64 разрядов (чем шире шина, тем больше данных можно передать за один такт), пока не был достигнут предел. Дальнейшее наращивание ширины шины привело бы к сложностям синхронизации одновременной передачи всех бит. В шине QPI был реализован иной принцип передачи данных «точка-точка», была увеличена пропускная способность, однако ширина канала была снижена до 16 бит (в двух направлениях). Однако таких соединений может быть несколько, за счет чего пропускная способность одного соединения может достигать 12.8 гигабайт/с. Максимальная пропускная способность также 12.8 гигабайт/с. В процессорах компании AMD существует стандарт Hyper Transport. Последняя версия 3.0 и ее пропускная способность – 16 гигабайт/с.

По шине адреса памяти передается адрес ячейки оперативной памяти, куда будет производиться запись или чтение. Рассмотрим это на простом примере. Допусти, что шина адреса 2-разрядная. Это значит, что можно адресовать (записать или считать) 4 ячейки памяти: 2^2=4. В современных процессорах шина адреса 40-разрядная, что позволяет адресовать около 1 терабайта памяти (или 1 тибибайт, если быть дотошным). Можете проверить сами .

2. Тактовая частота. Этот параметр определяет то, насколько быстро будут выполняться команды в вашем процессоре. Тактовая частота измеряется в герцах и ее производных мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц). Работа процессора на частоте 1 ГГц означает, что он может выполнить 1 миллиард инструкций за секунду. Частота процессора задается тактовым генератором, располагающимся в наборе системной логики (на материнской плате) или интегрированным в сам кристалл. В основе тактового генератора лежит кварцевый резонатор. Он представляет из себя грубо говоря кусок кварца (кстати, самого распространенного элемента на Земле после кислорода), расположенный в оловянном корпусе. К нему подводится переменное напряжение, благодаря которому возникает ток с какой-то частотой. Эта частота и будет искомой. Она зависит от величины и формы кварцевой пластины, а также от подаваемого напряжения. Чем выше напряжение, тем меньше будет частота. Для меньшего напряжения нужен более тонкий техпроцесс (больше элементов, в частности, транзисторов помещается на одной и той же площади кристалла). Один цикл синусоиды (в тактовом генераторе) представляет собой один такт. Каждая операция может выполняться за один или несколько тактов. Существуют циклы ожидания, характеризующие простой процессора. В это время процессор простаивает и обычно ждет информации от оперативной памяти. Для каждой архитектуры процессора количество тактов, затраченных на выполнение одной и той же операции может различаться. Если эта величина слишком большая (цикл/такт малоэффективен), то такая частота называется «кукурузной». Наиболее характерный представитель – Intel Pentium 4.

Параметр, влияющий на эффективность цикла – длина конвейера. Конвейер – это разделение выполнения инструкции (команды) на этапы. Чем длиннее конвейер (больше этапов), тем более высокая тактовая частота может применяться, но меньше эффективность каждого такта. Опять же яркий представитель выше описанного – наш старый знакомый Pentium 4. Длина конвейера была увеличена с 10 (Pentium 3) до 20, а потом и до 31. Частоты увеличились с 1.6 Ghz до 3.4 Ghz. На эту уловку и купились люди, считая частоту главным параметром при определении производительности. В современных процессорах длина конвейера – 12-14 этапов.

Часть 1. Разрядность. Тактовая частота.

Часть 2. Кэш-память.

Часть 3. Функции процессоров и расширения

Часть 4. Техпроцесс, сокет.

Что еще можно почитать

it-osnova.ru

Для чего нужна разрядность процессора

Процессор по праву считается сердцем любого персонального компьютера. Именно благодаря ему он совершается тысячи своих операций, о которых обычный пользователь даже и не догадывается. На сегодняшний день на рынке комплектующих существуют тысячи всевозможных моделей. На многих из них приписаны такие странные для обывателя обозначения, как: «разрядность процессора» или «тактовая частота» и т.д. Так что же это такое?

У каждого процессора существует ряд характеристик, по которым и определяются его возможности. Первым делом идет разрядность процессора. Данный параметр имеет под собой еще целый ряд дополнительных характеристик:

- разрядность регистров;

- разрядность шины самого процессора;

- разрядность шины памяти.

Регистр процессора – один из тех миллиардов транзисторов, который находится положении 0 или 1. По сути своей это тип очень быстрой оперативной памяти. Выполняя самую обычную операцию сложения, два регистра выступают в роли операнд, а логический результат перемещается в еще одну ячейку (регистр). Если говорить другими словами, то разрядность процессора – это то количество бит, которое процессор способен обработать за такт. Именно это и заставляет создавать программы, работающие или в 32-х разрядных системах, или в 64-х. На сегодняшний день, 64-разрядный процессор можно встретить на каждом шагу, т.к. все они выпускаются таковыми, но имеют еще и дополнительный режим – режим совместимости, способный выполнять 32-хбитные программы.

Процессорное ядро и северный мост соединяет между собой основная процессорная шина. Непосредственно к северному мосту через шину памяти и графического контроллера подсоединяется видеокарта, оперативная память. На сегодняшний день развитие шины памяти достигло своего предела, так как дальнейшее наращивание может привести только к проблемам с синхронизацией, которые бы возникали при передаче всех бит одновременно.

Что касается шины адреса памяти, то с помощью ее передается адрес, по которому находится ячейка оперативной памяти, где будет произведена запись или же чтение.

Другой основной характеристикой процессора является его тактовая частота. Благодаря этому параметру определяется скорость, с которой процессор сможет выполнять поставленные перед ним задачи. Тактовая частота каждого процессора измеряется в герцах, а также в ее производных мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц). Если процессор работает на тактовой частоте 2 ГГц, значит, что ему под силу выполнить до 2 миллиардов операций в секунду.

Частоту процессора задает тактовый генератор, который находится на материнской плате или интегрируется в сам кристалл в наборе системной логики. Условно такой генератор является куском кварца, находящимся в оловянном корпусе. К нему подводят переменное напряжение, из-за чего и возникает ток именно такой частоты. Частота напрямую зависит от формы и величины кварца и, конечно же, от величины подаваемого на него напряжения. Частота тем меньше, чем выше подается напряжение. Для подачи меньшего напряжения необходим тонкий техпроцессор.

Для того чтобы узнать разрядность процессора, а также его тактовую частоту, можно воспользоваться небольшими утилитами, которые без каких-либо проблем выведут на экран всю информацию. Помимо этого, существует ряд других утилит, которые способны увеличивать тактовую частоту процессора, так как изначально все процессоры имеют частоту несколько ниже, чем это возможно. Делается это для того, чтобы продлить жизнь процессорам и дать оверклокерам (любителям разгона) возможность заниматься любимым делом. Но любой «разгон» процессора весьма опасен и требует особых навыков, иначе вместо ускорения работы можно просто-напросто вывести его из строя.

fb.ru

Что такое разрядность процессора и как ее определить? :: SYL.ru

Разрядность процессора - загадочная величина, которая часто появляется в статьях, описывающих софт или "железо". При этом в текстах обычно фигурирует число либо 32, либо 64. О том, что скрывают эти значения, и будет рассказано в статье.

Общее определение

Если рассматривать самые простые определения, то можно сказать, что разрядность - величина, показывающая, сколько бит CPU может обработать за один такт. Сегодня это число равно либо 32, либо 64. Причем первые активно вытесняются, и вероятно, что совсем скоро подобных ЦП не останется вовсе.

В целом для информатики описанный выше тезис верен, но если рассматривать именно разрядность процессора, понятие становится расплывчатым. Устройство неделимое, но, как и многие другие, включает в себя составные части, причем столько, что становится самым сложным компонентом во всем компьютере.

Для того чтобы лучше понять, что скрывает неясное определение, нужно ответить на вопрос: "А какую вообще информацию генерирует и принимает CPU?" Ответов будет несколько: данные, команды и адреса.

Команды

Изначально длина команды, поступающей к CPU за один такт, должна была быть такой же, как и разрядность шины процессора. Для ЦП такое положение вещей является наиболее удобным - не требуется выполнять лишние вычисления. Для программиста подобный подход уже не максимально приемлем, ибо команды занимают всегда фиксированный объем (значит, даже самая простая требует больше места для своего хранения).

Первый факт, о который может споткнуться человек, впервые прочитавший упрощенное определение рассматриваемого объекта: сегодня ЦП могут похвастаться умением работать с командами переменной длины, значит, с этим типом данных разрядность процессора никак не связана. А чтобы развеять все сомнения (или посеять семя для новых), нужно копать дальше.

Данные и адреса

Необходимо ли центральному процессору логически (то есть с точки зрения программиста) уметь хранить данные размером в 32 бита, чтобы называться 32-разрядным? Тут все очевидно - ответ положительный. С адресным пространством не все так просто. Каждый 8-разрядный ЦП мог работать с адресами, которые имели длину в 16 бит. Может, размер данных, которые умеет хранить процессор, и определяет его разрядность?

Перейдем от программных возможностей к физическому устройству. Нужно ли CPU хранить внутри себя адреса и данные в определенном формате? Скажем, чтобы говорить о том, что разрядность процессора равна 32, должен ли он оперировать данными этой длины? Как показывает история, далеко не всегда.

Рассмотрим ЦП, имеющий называние i8080. Он был 8-битным (как говорят спецификации), однако оперировал значениями, которые имели длину 32 разряда, раскидав нолики и единички по спаренным регистрам. CPU Z8000 работал уже не с двойками, а с четверками, значит, и оперировал большими данными за один такт.

Вывод

В CPU вообще ничего не нужно делать для того, чтобы сказать, что он имеет какую-либо разрядность. Создайте удобный инструмент для программиста и рекламу для пользователя - этого будет достаточно. На аппаратном же уровне все новое должно вводиться только при необходимости. Сегодня, пожалуй, процесс перехода от 32-битных устройств к 64 происходит наиболее быстро.

Необходимо ли это? Научные сотрудники сказали, что подобный переход требуется, раньше других, ведь размер машинного слова напрямую влияет на точность вычислений. Когда максимальная разрядность процессора равна 64, а не 32, показатели намного превосходят предшествующие, что дает возможность отказываться от апгрейда оборудования. Разработчики компьютерных игр тоже решили, что от подобного перехода никуда не деться. Требуется ли это простому пользователю, который и научных работ не выполняет, и к видеоиграм относится холодно? На этот вопрос каждый ответит для себя сам.

Для пользователя

Как узнать разрядность процессора, который установлен в вашем компьютере? Сделать это несложно.

  • Нажмите сочетание Win+R на клавиатуре, отобразится окно с заголовком "Выполнить", в него введите cmd.
  • На экране появится черная консоль, напоминающая MS-DOS, в ней нужно набрать systeminfo.
  • Подождите, пока операционная система соберет данные о компьютере, они будут показаны здесь же.
  • Найдите строку "Процессор(ы)". В ней будет написано имя ЦП. Например, AMD64 Family 16 Model 4 Stepping 3.
  • Обычно первые цифры и означают разрядность CPU.

Как узнать разрядность процессора, если при помощи командной строки получить необходимую информацию не получилось?

  • Скачайте программу AIDA64.
  • В левой части окна отыщите надпись "Системная плата".
  • Теперь кликните дважды по значку с названием "ЦП" или "CPUID".
  • В первом случае обратите внимание на графу "Наборы инструкций", если здесь присутствует число 64, значит, процессор 64-разрядный, иначе же - ЦП 32-битный.
  • Во втором случае просмотрите надписи возле тех чекбоксов, в которых стоят галочки. Здесь находятся подробные описания каждого набора инструкций, из которых можно будет легко понять, какой именно CPU используется в вашем компьютере.

www.syl.ru

Процессор

Количество просмотров публикации Процессор - 2349

Процессор - это главная микросхема компьютера, его "мозг". Он разрешает выполнять программный код, находящийся в памяти и руководит работой всœех устройств компьютера. Скорость его работы определяет быстродействие компьютера. Конструктивно, процессор - это кристалл кремния очень маленьких размеров. Процессор имеет специальные ячейки, которые называются регистрами. Именно в регистрах помещаются команды, которые выполняются процессором, а также данные, которыми оперируют команды. Работа процессора состоит в выборе из памяти в определœенной последовательности команд и данных и их выполнении. На этом и базируется выполнение программ.

В ПК обязательно должен присутствовать центральный процессор (Central Rpocessing Unit - CPU), который выполняет всœе основные операции. Часто ПК оснащен дополнительными сопроцесорами, ориентированными на эффективное выполнение специфических функций, такие как, математический сопроцесор для обработки числовых данных в формате с плавающей точкой, графический сопроцесор для обработки графических изображений, сопроцесор ввода/вывода для выполнения операции взаимодействия с периферийными устройствами.

Основными параметрами процессоров являются:

  • тактовая частота͵
  • разрядность,
  • рабочее напряжение,
  • коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты,
  • размер кеш памяти.

Тактовая частота определяет количество элементарных операций (тактов), выполняемые процессором за единицу времени. Тактовая частота современных процессоров измеряется в МГц (1 Гц соответствует выполнению одной операции за одну секунду, 1 МГц=106 Гц). Чем больше тактовая частота͵ тем больше команд может выполнить процессор, и тем больше его производительность. Первые процессоры, которые использовались в ПК работали на частоте 4,77 МГц, сегодня рабочие частоты современных процессоров достигают отметки в 2 ГГц (1 ГГц = 103 МГц).

Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один такт. Разрядность процессора определяется разрядностью командной шины, то есть количеством проводников в шинœе, по которой передаются команды. Современные процессоры семейства Intel являются 32-разрядными.

Рабочее напряжение процессора обеспечивается материнской платой, в связи с этим разным маркам процессоров отвечают разные материнские платы. Рабочее напряжение процессоров не превышает 3 В. Снижение рабочего напряжения разрешает уменьшить размеры процессоров, а также уменьшить тепловыделœение в процессоре, что разрешает увеличить его производительность без угрозы перегрева.

Коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты - это коэффициент, на который следует умножить тактовую частоту материнской платы, для достижения частоты процессора. Тактовые сигналы процессор получает от материнской платы, которая из чисто физических причин не может работать на таких высоких частотах, как процессор. Размещено на реф.рфНа сегодня тактовая частота материнских плат составляет 100-133 Мгц. Для получения более высоких частот в процессоре происходит внутреннее умножение на коэффициент 4, 4.5, 5 и больше.

Кэш-память. Обмен данными внутри процессора происходит намного быстрее, чем обмен данными между процессором и оперативной памятью. По этой причине, для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают так называемую сверхоперативную или кэш-память. Когда процессору нужны данные, он сначала обращается к кэш-памяти, и только тогда, когда там отсутствуют нужные данные, происходит обращение к оперативной памяти. Чем больше размер кэш-памяти, тем большая вероятность, что необходимые данные находятся там. По этой причине высокопроизводительные процессоры имеют повышенные объёмы кэш-памяти.

Различают кэш-память первого уровня (выполняется на одном кристалле с процессором и имеет объём порядка несколько десятков Кбайт), второго уровня (выполняется на отдельном кристалле, но в границах процессора, с объёмом в сто и более Кбайт) и третьего уровня (выполняется на отдельных быстродействующих микросхемах с расположением на материнской плате и имеет объём один и больше Мбайт).

В процессе работы процессор обрабатывает данные, находящиеся в его регистрах, оперативной памяти и внешних портах процессора. Часть данных интерпретируется как собственно данные, часть данных - как адресные данные, а часть - как команды. Совокупность разнообразных команд, которые может выполнить процессор над данными, образовывает систему команд процессора. Чем больше набор команд процессора, тем сложнее его архитектура, тем длиннее запись команд в байтах и тем дольше средняя продолжительность выполнения команд.

Процессоры Intel, используемые в IBM-совместных ПК, насчитывают более тысячи команд и относятся к процессорам с расширенной системой команд - CISC-процессоров (CISC - Complex Instruction Set Computing). В противоположность CISC-процессорам разработаны процессоры архитектуры RISC с сокращенной системой команд (RISC - Reduced Instruction Set Computing). При такой архитектуре количество команд намного меньше, и каждая команда выполняется быстрее. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, программы, состоящие из простых команд выполняются намного быстрее на RISC-процессорах. Обратная сторона сокращенной системы команд состоит в том, что сложные операции приходится эмулировать далеко не всœегда эффективной последовательностью более простых команд. По этой причине CISC-процессоры используются в универсальных компьютерных системах, а RISC-процессоры - в специализированных. Для ПК платформы IBM PC доминирующими являются CISC-процессоры фирмы Intel, хотя в последнее время компания AMD изготовляет процессоры семейства AMD-K6, которые имеют гибридную архитектуру (внутреннее ядро этих процессоров выполненное по RISC-архитектуре, а внешняя структура - по архитектуре CISC).

В компьютерах IBM PC используют процессоры, разработанные фирмой Intel, или совместимые с ними процессоры других фирм, относящиеся к семейству x86. Родоначальником этого семейства был 16-разрядный процессор Intel 8086. В дальнейшем выпускались процессоры Intel 80286, Intel 80386, Intel 80486 с модификациями, разные модели Intel Pentium, Pentium MMX, Pentium Pro, Pentium II, Celeron, Pentium III. Новейшей моделью фирмы Intel является процессор Pentium IV. Среди других фирм-производителœей процессоров следует отметить AMD с моделями AMD-K6, Athlon, Duron и Cyrix.

Читайте также

  • - Что же такое микропроцессор.

    ü Память. Это набор ячеек, в каждой из которых хранится одно число. Причем это не совсем то число, с которым мы с вами привыкли иметь дело. Это упрощенное компьютерное число. Обычно каждая ячейка памяти может хранить число принимающее значения от нуля до 255. Подробнее об... [читать подробнее].

  • - Основы микропроцессорной техники

    Глава 9. Типовая схема микропроцессорной системы. Если вы внимательно прочитали предыдущие главы и поняли все, о чем в них говорится, то теперь можно приступать к новому этапу. Рассмотрим более детально как устроено типичная микропроцессорная система. Посмотрим на... [читать подробнее].

  • - МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ

    Сыромятников стр. 196 Стали применятся с 1985 года. Фирма АББ. Selma–2 – система комплексной автоматизации. AS-21 – один блок (микропроцессорный регулятор охлаждения всех контуров) С-20&... [читать подробнее].

  • - Базовые средства микропроцессорной техники

    В настоящее время микропроцессорные средства широко применяются для обработки информации в измерительных системах. Структурный состав в каждом конкретном случае определяется требованиями измерительной системы. В простых случаях это может быть однокристальный... [читать подробнее].

  • - Статистическая обработка данных средствами табличного процессора Excel

    Тема 1.2. Решение задач в Excel Рецензирование документа Внутренние и внешние ссылки Перемещение по тексту документа может быть организовано с помощью внутренних ссылок и закладок. Создание внутренней ссылки состоит из двух шагов: 1.Вставить... [читать подробнее].

  • - Директивы препроцессора и комментарии

    Директивы препроцессора предназначены для обработки исходного текста программы перед компиляцией. Любая директива должна начинаться с символа ... [читать подробнее].

  • - Центральный процессор

    Лекция 3.2. Состав и назначение основных элементов персонального компьютера Центральный процессор (ЦП) – функционально-законченное программно-управляемое устройство обработки информации, выполненное на одной или нескольких СБИС. В современных ПК разных фирм... [читать подробнее].

  • - Центральный процессор

    Центральный процессор (CPU, от англ. Central Processing Unit) — это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера. Центральный... [читать подробнее].

  • - Текстовые процессоры (редакторы)

    СОСТАВ MICROSOFT OFFICE ВИДЫ ФОП Функционально ориентированные программы Функционально ориентированные программы (ФОП) – программы, предназначенные для выполнения какой-либо широко используемой функции обработки информации. Особенность ФОП... [читать подробнее].

  • - Табличный процессор

    Табличный процессор — это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенный для обработки электронных таблиц. Электронная таблица — это компьютерный эквивалент обычной таблицы, состоящей из строк и граф, на пересечении которых располагаются клетки, в которых... [читать подробнее].

  • referatwork.ru

    О разрядности процессоров

    Целью данной статьи является попытка посеять сомнение в голове читателя, уверенного, что он знает о разрядности всё или почти всё. Но сомнение должно быть конструктивным, дабы сподвигнуть на собственное исследование и улучшить понимание.

    Термин «разрядность» часто используют при описании вычислительных устройств и систем, понимая под этим число бит, одновременно хранимых, обрабатываемых или передаваемых в другое устройство. Но именно применительно к центральным процессорам (ЦП), как к наиболее сложным представителям вычислительного железа, не делимым на отдельные детали (до тех пор, пока кто-то не придумал, как продать отдельно кэш или умножитель внутри чипа), понятие разрядности оказывается весьма расплывчатым. Продемонстрировать это поможет умозрительный пример.

    Представьте себе, что вокруг благодатные 80-е, в мире (всё ещё) десятки производителей ЦП, и вы работаете в одном из них над очередным поколением. Никаких 256-битных SSE8, встроенных GPU и 5-канальных контроллёров памяти на свете пока нет, но у вас уже есть готовый 16-битный процессор (точнее, «16-битный» пишется в технической документации), в котором 16 бит везде и во всём — от всех внешних шин до архитектурного размера обрабатываемых данных. Реальным примером такого ЦП могут быть первые однокорпусные (правда, не однокристальные) ЦП для архитектуры DEC PDP-11. И вот приходит задание руководства — разработать новое, обратно совместимое поколение этого же ЦП, которое будет 32-битным — не уточняя, что понимается под последним. Именно это понимание и предстоит прояснить в первую очередь. Итак, наш главный вопрос: что именно надо удвоить по разрядности в нашем пока насквозь 16-битном ЦП, чтобы получившийся процессор мог называться 32-битным? Чтобы решать задачу было легче, применим два подхода: систематизируем определения и посмотрим на примеры.Систематизируем

    Первое, что приходит в голову — разрядность чего именно считать? Обратимся к определению любой информационной системы: её три основных функции — это обработка, хранение и ввод-вывод данных, за которые отвечают, соответственно, процессор(ы), память и периферия. Учитывая, что сложная иерархически самоподобная система состоит из многих компонент, можно утверждать, что такое разделение функций сохраняется и на компонентном уровне. Например, тот же процессор в основном обрабатывает данные, но он также обязан их хранить (для чего у него есть относительно небольшая память) и обмениваться с другими компонентами (для этого есть разные шины и их контроллёры). Поэтому будем функционально разделять разрядности обработки, хранения и обмена информации.

    Рискну предположить, что все производители любого программируемого «железа», особенно процессоров, на 90% стараются не для конечных пользователей, а для программистов. Следовательно, с точки зрения производителей процессор должен выполнять нужные команды нужным образом. С другой стороны, детали структуры кристалла (топологические, электрические и физические параметры отдельных транзисторов, вентилей, логических элементов и блоков) могут быть скрыты не только от пользователя, но и от программиста. Выходит, что разрядность надо отличать и по реализации — физическую и архитектурную.

    Следует добавить, что программисты тоже бывают разные: большинство пишут прикладные программы на языках высокого уровня с помощью компиляторов (что делает код до некоторой степени платформонезависимым), некоторые пишут драйверы и компоненты ОС (что заставляет более внимательно относиться к учёту реальных возможностей аппаратной части), есть творцы на ассемблере (явно требующем знания целевого процессора), а кто-то пишет сами компиляторы и ассемблеры (аналогично). Поэтому под программистами далее будем понимать именно тех, для кого детали аппаратной реализации важны если не для написания программы вообще, то хотя бы для её оптимизации по скорости — «архитектурная» разрядность чего-либо будет относиться именно к программированию на родном машинном языке процессора или более удобном ассемблере, не залезая при этом в нутро ЦП (это уже вопросы микроархитектуры, которую мы для большего различия и назвали физической реализацией). Описанные нюансы всё равно влияют на всех программистов, т.к. языки высокого уровня почти всегда переводятся компиляторами в машинный код, а компиляторы тоже должен кто-то написать. Исключения в виде интерпретируемых языков тоже не стоят в стороне — сами интерпретаторы тоже создаются с помощью компиляторов.

    Осталось рассмотреть, разрядность какой именно информации нам интересна. Что вообще потребляет и генерирует ЦП в информационном смысле? Команды, данные, адреса и сигнально-управляющие коды. О последних речь не идёт — их разрядность жёстко зафиксирована в конкретной аппаратной реализации и в большинстве случаев программно не управляема. Чуть трудней с командами — в семействе архитектур RISC, например, разрядность любого обращения к памяти должна быть равна физической разрядности шины данных процессора, в т.ч. и при считывании кода (кроме некоторых послаблений в современных ARM и PowerPC). Это хорошо для ЦП — нет проблем с невыровненным доступом, все команды имеют одинаковую, либо переменную, но просто вычисляемую длину. Зато плохо для программиста — RISC это усечённый набор команд, которые ещё и занимают больше места, чем при более компактном кодировании (для того же алгоритма нужно больше команд, но и для того же числа команд надо больше байтов). Поэтому именно CISC-парадигма завоевала наибольший подход с её разнообразием и переменной длинной команд, не равной разрядности чего-либо. Разумеется, все современные ЦП внутри — настоящие RISC, но это только физически, а не архитектурно. Остались только два вида информации — данные и адреса. Их и рассмотрим.Собираем

    У нас имеется три критерия видов разрядности: функциональный (обработки, хранения и обмена), реализационный (физическая и архитектурная) и типовой (данных и адресов). Итого уже 12 видов этой непонятной штуки. Предположим, что на каждую комбинацию критериев для нашего исходного ЦП мы отвечаем «16-битная» (и физическая разрядность обработки данных, и архитектурная хранения адресов, и все остальные). Теперь посмотрим, какие из этих вопросов обязательно должны давать ответ «32-битная», чтобы получившийся процессор оказался именно таким.

    Начнём с архитектурной части. Должен ли ЦП хранить данные и адреса в логическом 32-битном формате, чтобы называться 32-битным? Насчёт данных, очевидно, да, а вот по поводу адресов всё не так просто. Почти все 8-битные (по данным) ЦП имеют возможность хранить 16-битные адреса в парах регистров (иначе им не видать распространённой на этих платформах 16-битной адресации), но от этого их не называют 16-битными. Может быть, если ЦП сможет хранить 32-битные данные, но всего-то 16-битные адреса, его уже можно называть 32-битным?..

    На аналогичные вопросы об архитектурных вычислениях над 32-битными данными и адресами, а также программно 32-битном обмене данных с программно 32-битной адресацией ответ может быть таким же — с данными надо, а с адресами не факт.

    Intel 486DX2. Где-то здесь притаилась разрядность…

    Перейдём на физическую реализацию. Должен ли ЦП хранить данные и адреса в физически 32-битном формате? Оказывается, не обязательно, т.к. для 32-битных операндов можно спарить регистры, чем успешно пользовались ещё 8-битные ЦП, начиная с i8080. А зилоговские 16-битные Z8000 могли даже счетверять регистры, получая 64-битный аргумент (только для данных). Это не так эффективно, т.к. полный объём данных, умещающийся в регистровом файле, не увеличится, но это и не требовалось. Зато всегда есть возможность обратиться и к старшей, и к младшей половине виртуального 32-битного регистра — камень в огороды архитектур IA-32 и MC68k, где можно обращаться только к младшей половине (в IA-32 — ещё и с префиксом, что замедляет выполнение).

    Идём далее. Должен ли ЦП обрабатывать данные и адреса 32-битными физическими порциями? Оказывается, и это не требуется, операнды можно обрабатывать половинками в функциональных устройствах 16-битного размера. Стоит вспомнить процессор Motorola MC68000, применявшийся в первых Макинтошах, Амигах, Атари и других популярных машинах — он считался 32-битным, в нём есть 32-битные регистры, но нет ни одного 32-битного ФУ (оно появилось только в 68020). Зато есть целых три 16-битных АЛУ, два из которых умеют спариваться при выполнении 32-битной операции. У i8080 и Z80 8-битные АЛУ выполняли 16-битные операции для вычисления адреса последовательно над его байтами. Позже эта история повторилась с набором SSE и его 128-битными операндами, которые поначалу обрабатывались на 64-битных ФУ.

    Наконец, обмен: нужно ли процессору физически принимать и передавать данные 32-битными порциями с 32-битной адресацией? На первый вопрос дали ответ почти все производители ЦП, выпустив чипы с половинной шириной шины: 8 бит для 16-битного i8088, 16 бит для 32-битных MC68000/010 и i80386SX/EX/CX, и даже 8 бит для 32-битного MC68008. С физической разрядностью шины адреса куда веселее. Начнём с того, что для многобайтовых шин данных (т.е. начиная с 16-битной) физическая адресация памяти может происходить по словам или по байтам. В первом случае на шину адреса всегда подаётся адрес слова, а шина данных считывает или записывает нужную его часть — от отдельного байта до слова целиком. Для обозначения разрядности доступа может применяться отдельная шина байт-маски (в архитектуре x86 такой приём начал применяться со времён i386 — по биту на каждый байт шины данных), либо комбинация управляющих сигналов с младшими битами шины адреса, которые в этом режиме не нужны (для 32-биной шины данных адрес слова нацело делится на 4, а потому младшие 2 бита шины адреса всегда равны нулю) — так было до выхода i386. Случай же адресации байтов возможен лишь при динамической подстройке ширины шины и из широко известных ЦП применялся только в MC68020/030. В результате к сегодняшнему дню используется именно адресация слов вместе с байт-маской, поэтому физическая разрядность шины адреса оказывается меньше её логической ширины на число бит, на единицу меньшее разрядности шины данных в байтах. Из чего следует, что 32-битная физическая шина адреса может быть только при 8-битной шине данных, на что ни один архитектор и инженер в здравом уме не пойдёт по очевидным соображениям.

    Но это ещё не всё. Зачем нам вообще 32-битная физическая или логическая адресация? Середина-конец 80-х, на рынке только-только появились мегабитные микросхемы памяти, типичный объём памяти для ПК пока что измеряется сотнями килобайт, но чуть позже — мегабайтами. А 32-битная адресация позволит получить доступ к 4 ГБ физического ОЗУ! Да кому вообще такое может понадобиться в ближайшие лет 20 в персоналках?! Неудивительно, что первые популярные «32-битные» ЦП имели совсем не 32 бита логической ширины шины адреса: MC68000 имел 24 (23 физических + 1 для управления разрядами), а MC68008 — и вовсе 20. Intel 386SX (вышедший на 3 года позже оригинального полностью 32-битного i80386), помимо уполовинивания шины данных, сократил и шину адреса до 24 (23 физических) бит, а его встраиваемые версии 386EX/CX имели 26-битную шину. Более того, первые чипсеты, позволявшие оперировать 32-битными адресами, появились лишь в 90-х, а первые материнские платы, имевшие достаточное число слотов памяти, чтобы набрать >4 ГБ модулями максимального на тот момент размера — лишь в 2000-х. Хотя первые ЦП с 64-битной физической шиной адреса (IBM/Motorola PowerPC 620) появились аж в 1994 г.. Выводим

    Итак, физически в процессоре вообще ничего не требуется делать 32-битным. Достаточно лишь архитектурно убедить программиста, что ЦП выполняет 32-битные операции одной командой. И хотя она при отсутствии полноценных внутренних ресурсов неизбежно будет декодироваться в цепочки микрокода для управления 16-битными физическими порциями информации и аппаратными блоками — это уже программиста не волнует. Так что же, достаточно переписать прошивку, переделать декодер и схему управления, и вот наш 16-битный процессор сразу стал 32-битным?

    Как известно, любую хорошую идею можно довести до абсурда, и тогда она сама себя дискредитирует. Увеличение разрядности ЦП — не исключение. На этом месте архитектурщик сразу должен задаться вопросом — а зачем всё это? Увеличивать разрядность данных хорошо для ускорения работы с ними (часто требуется обрабатывать значения, не умещающиеся в 16 бит), а адресов — для получения возможности оперировать большими объёмами данных (ограничение в 64 КБ для 16-битной адресации, кое-как ослабленное сегментной моделью IA-16, сковывало программистов уже в середине 80-х). Можно, конечно, сделать страничную адресацию с программно переключаемыми банками (могли же 8-битные ЦП адресовать 1 МБ на популярных дешёвых ПК и игровых приставках), но ценой усложнения программ и замедления доступа к памяти. Аналогично — разве имеет смысл делать 32-битность для данных такой, что она почти не ускоряет производительность по сравнению с обработкой 32-битных чисел на 16-битной платформе под управлением программы, а не микрокода? Таким образом мы только упростим программирование, сэкономив на числе команд, но не получим скачок в скорости. Из чего мы приходим к выводу — увеличение разрядности должно реализовываться так, чтобы оно реально привело к качественному (больше памяти) и количественному (быстрее операции) скачку возможностей архитектуры. «Больше памяти» здесь относится именно к качественному развитию, т.к. многие алгоритмы и приложения вообще откажутся работать при недостатке ОЗУ, в то время как даже медленный процессор всё равно рано или поздно программу выполнит. Виртуальная память с дисковой подкачкой бессмысленна при менее чем 32-битной реализации.

    Но означает ли всё это, что в ЦП как можно больше ресурсов, и аппаратных, и архитектурных, должны быть 32-битными, чтобы его можно было бы назвать полноценным 32-битным процессором? Совсем нет. Возьмём тот же MC68000 — у него 32-битная архитектура для данных и адресов и 32-битные регистры, но 16-битные АЛУ и внешняя шина данных и 24-битная физическая внешняя адресация. Тем не менее, недостаточная «32-битность» не мешает ему обгонять появившийся на 3 года позже «16-битный» 80286: на популярном в 1980-е бенчмарке Dhrystones MC68000 на 8 МГц набирает 2100 «попугаев», а 286 на 10 МГц — 1900 (также 16-битный i8088 на 4,77 МГц — 300).

    Но всё это нам не поможет ответить на вопрос — что же такое разрядность процессора? В момент, когда мы уже было пришли к некоему заключению, на сцене появляется новый герой — тип данных. Всё вышеизложенное имело отношение лишь к целочисленным вычислениям и их аргументам. Но ведь есть ещё и вещественные. Кроме того, пока что мы оперируем скалярными величинами, но есть ещё и векторные. А ведь, по слухам, Intel намерена встроить вещественный сопроцессор прямо внутрь своего нового 80486 (напомню: на дворе у нас, условно — 80-е годы). С учётом того, что внутреннее физическое и архитектурное представление данных (с адресами FPU не работает) 80-битное — как же тогда называть «четвёрку» — «32/80-битным» процессором? Вернёмся обратно в настоящее — как называть Pentium MMX, который откусил 64 бита от каждого 80-битного скалярного вещественного регистра и назвал их целочисленным векторным регистром? А Pentum Pro/II с 256-битной шиной данных между кэшем L2 и ядром? (Ещё ранее MIPS R4000 и его варианты имели внутренний контроллёр L2 с внешней 128-битной шиной до самого кэша.) А как назвать Pentium III с его 128-битными регистрами XMM, хотя в каждом таком векторе могут пока храниться лишь 32-битные компоненты, а обрабатываться лишь парами в 64-битных ФУ, но не четвёрками? А как воспринимать готовящиеся сейчас для новых архитектур (в частности, Intel Larrabee) команды векторной адресации типа Scatter и Gather, где части векторного регистра воспринимаются как адреса, а не данные, и потому адресация тоже может считаться ххх-битной?

    Современный спор о переходе с 32-битной на 64-битную платформу повторяет эту историю с дополнениями, ещё более подсаливающими и так разнообразное по вкусу блюдо. Прежде всего, если посмотреть на темпы удвоения разрядности (что бы под ней не понимали) однокристальных ЦП, то окажется, что переход от первых 4-битных к первым 32-битным произошёл всего за 8 лет — c 1971 г. (i4004) по 1979 г. (MC68000 и куда менее известный NS32016). Следующее удвоение до 64 бит потребовало 10 лет — i860 имел 32-битное целое скалярное АЛУ и 32-битные универсальные регистры со спариванием, но 64-битные FPU и целочисленное векторное ФУ, 64-битные внешние шины и, впервые, внутреннюю 128-битную шину ядро-кэш. А пока 64 бита добрались до ПК — прошло ещё лет 15, хотя 64-битный доступ к памяти (через 64-битную же шину данных, но для «32-битного» процессора) появился уже в первых Pentium в 1993 г.. А дело в том, что для целочисленных скалярных вычислений два главных типа операндов — данные и адреса — пока достаточно было иметь лишь 32-битными. Об избыточности 32-битной адресации для 80-90-х гг. уже сказано, но и жёсткая необходимость в 64-битных целочисленных вычислениях, в отличие от 32-битных, также до сих пор не возникала, да и не просматривается и сейчас. Для целых чисел диапазон от –2·109 до 2·109 или от 0 до 4·109 покрывает подавляющее большинство нужд, а редкие моменты 64-битности вполне удовлетворяются дедовским способом — операциями над частями операндов с переносом, что не так уж сильно медленнее и доступно с первых моментов появления 32-битных архитектур. Дополнительной пикантности добавляет тот факт, что 64-битная арифметика над целыми числами в архитектуре x86 появились ещё до AMD64 и EM64T, причём сразу векторная — начиная с набора SSE2 (2001 г.) существуют команды paddq и psubq для сложения и вычитания целых 64-битных компонентов, а команды 32-битного перемножения для любой архитектуры дают 64-битное число (команды деления, соответственно — его принимают; аналогично для многих 16-битных платформ, включая IA-16).

    Разрядности некоторых процессоров для ПК

    обработки хранения обмена физич. архитектурн. физич. архитектурн. физич. архитектурн. DADADADADADA
    КритерийРазрядность
    Функциональный
    Реализационный
    Типовой (D: данных; A: адресов)
    i8080/85, Z80888-1616888-16168168-1616
    Z800016168-641616168-64168-16238-6423
    MC68000/010 (MC68008)16168-323232328-32328-16 (8)24 (20)8-3232
    MC68020/03032328-323232328-32328-32328-3232
    i8086/186* (i8088/188*)16168-161616168-16168-16 (8)208-1620
    i8028616168-161616168-16168-16248-1624
    i80386DX32328-323232328-32328-32328-3232
    i80386SX (EX/CX)32328-323232328-32328-1624 (26)8-3232
    i86032/64|64328-64/64|643232/64/32328-64/64/643264648-6464
    i8048632/80328-32/803232/80328-32/803232328-8032
    Pentium, K5 (Pentium Pro)32/80328-32/803232/80328-32/80326432 (36)8-8032 (51)
    Pentium MMX (Pentium II)32/80|64328-32/80|643232/80|64328-32/80|64326432 (36)8-8032 (51)
    K6 (K6-2)32/80| 64(/64)328-32/80| 64(/64)3232/80| 64(/64)328-32/80| 64(/64)3264328-8032
    Athlon32/80| 64/64328-32/80| 64/643232/80| 64/64328-32/80| 64/643264368-8051
    Athlon XP32/80| 64/64328-32/80| 64/32-1283232/80|64/128328-32/80| 64/1283264368-12851
    Pentium III (Pentium 4/M, Core)32/80| 64/64328-32/80| 64(+128)/32-1283232/80| 64(+128)/128328-32/80| 64(+128)/1283264368-12851
    Pentium 4 D/EE (Athlon 64*)64/80| 64/64648-64/80|64 + 128/32-1286464/80|64 + 128/128648-64/80|64 + 128/1286464(+16)408-12852
    Atom32-64/80| 64/64-128648-64/80|64 + 128/32-1286464/80|64 + 128/128648-64/80|64 + 128/1286464368-12851
    Core 2 (i7*)64/80| 128/128648-64/80|64 + 128/32-1286464/80|64 + 128/128648-64/80|64 + 128/1286464 (192+16)408-12852
    Athlon II*, Phenom (II)*64/80| 128/128648-64/80|64 + 128/32-1286464/80|64 + 128/128648-64/80|64 + 128/12864128+1640 (48)8-12852

    * — Мультиплексированная шина данных и адреса (для ЦП с интегрированным контроллёром памяти — только межпроцессорная)«A/B|C/D» — для данных указана разрядность скалярного целого / вещественного | векторного целого / вещественного доменов«X+Y» — имеет домены этого вида двух разрядностей«X-Y» — в зависимости от команды или ФУ принимает все промежуточные значения с целой степенью двойки

    Если вы дочитали до этого места, то объявленная цель статьи, скорее всего, уже достигнута, а Идеальное Конечное Точное Определение разрядности так и не найдено. Может быть, его вообще нет, и это даже хорошо. В конце концов, если компьютер это главный инструмент для работы с информацией, то каждая IT-технология это метод улучшения работы компьютера. Разрядность сама по себе ничего не даст в отрыве от всего остального арсенала высоких инфотехнологий. PDA/коммуникаторы, мобильники, нетбуки, медиа-плееры и прочая карманная электроника, а также гигантское количество встроенных контроллёров и бортовых компьютеров отлично работают, увеличивая свою популярность и без всякой 64-битности. Так зачем тогда переходят на большие разрядности? Зачем, например, никому пока не нужная 64-битность в Intel Atom для нетбуков, где 8 ГБ памяти мало того, что никому не нужны, так ещё и за пару часов досуха выжмут батарею, а научные или экономические вычисления (где могут потребоваться 64 целых бита) никто запускать не будет? Один из возможных ответов: «потому что мы можем». Дополнительная пара миллионов транзисторов для удвоения ещё оставшихся 32-битными блоков утонет каплей в море вентилей, уже потраченных на всё остальное в этом же чипе. Галопирующий прогресс микроэлектроники как главного паровоза IT сделал интегральный транзистор таким дешёвым, что теперь лакомый для любого маркетолога шильдик «64 bit» обойдётся потребителю в десяток лишних центов, обеспечивая совсем не бутафорское, а вполне реальное ускорение на 10-50 % в 1-5 % приложений. И если мелкая овчинка стоит почти бесплатной выделки, почему нет?

    www.ixbt.com



    О сайте

    Онлайн-журнал "Автобайки" - первое на постсоветском пространстве издание, призванное осветить проблемы радовых автолюбителей с привлечение экспертов в области автомобилестроения, автоюристов, автомехаников. Вопросы и пожелания о работе сайта принимаются по адресу: Онлайн-журнал "Автобайки"