ПРОЦЕССОРЫ
Основу центрального процессора ПЭВМ составляет микропроцессор — обрабатывающее устройство, служащее для арифметических и логических преобразований данных, для координации работы всех устройств компьютера и для управления ходом вычислительного процесса. В настоящее время существует большое число разновидностей микропроцессоров, различающихся назначением, функциональными возможностями, структурой и исполнением. Наиболее существенными, классификационными различиями между ними чаще всего выступают: • назначение (микропроцессоры для серверов и мощных приложений; МП для персональныхкомпьютеров и т. д.); • количество разрядовв обрабатываемой информационной единице (8-битовые, 16-битовые, 32-битовые, 64-битовые и др.); • технология изготовления (0,5 мкм; 0,35 мкм; 0,25 мкм; 0,18 мкм;0,13 мкм; 0,07 мкм). Среди МП для серверов и мощных приложений прочное место завоевали RISC-процессоры (ReduceInstructionSetComputing) с сокращенной системой команд. Система команд таких МП содержит ограниченное число (порядка 50) очень простых команд. За счет этого упрощаютсясхемы управления микропроцессором и сокращаются его размеры. Классификация процессоров По архитектуре CISC CISC (англ. ComplexInstructionSetComputing) — концепция проектирования процессоров, которая характеризуется следующим набором свойств: · большим числом различных по формату и длине команд; · введением большого числа различных режимов адресации; · обладает сложной кодировкой инструкции. Процессору с архитектурой CISC приходится иметь дело с более сложными инструкцияминеодинаковой длины. Выполнение одиночной CISC-инструкции может происходить быстрее, однако обрабатывать несколько таких инструкций параллельно сложнее. Облегчение отладки программ на ассемблере влечет за собой загромождение узлами микропроцессорного блока. Для повышения быстродействия следует увеличить тактовую частотуи степень интеграции, что вызывает необходимость совершенствования технологии и, как следствие, удорожание производства. RISC RISC (Reduced Instruction Set Computing). Процессор с сокращенным набором команд. Системакоманд имеет упрощенный вид. Все команды одинакового формата с простой кодировкой. Обращение к памяти происходит посредством команд загрузки и записи, остальные команды типа регистр-регистр. Команда, поступающая в CPU (центральный процессор), уже разделена пополям и не требует дополнительной дешифрации. Степень интеграции ниже, чем в предыдущем архитектурном варианте, поэтому при высокомбыстродействиидопускается более низкая тактовая частота. Команда меньше загромождает ОЗУ, CPU дешевле. Программной совместимостью указанные архитектуры не обладают. Отладкапрограмм на RISC более сложна. Данная технология может быть реализована программно-совместимым с технологией CISC (например, суперскалярная технология). Поскольку RISC-инструкции просты, для их выполнения нужно меньше логических элементов, что в конечном итоге снижает стоимость процессора. Но большая часть программного обеспечения сегодня написана и откомпилирована специально для CISC-процессоров фирмы Intel. Для использования архитектуры RISC нынешние программы должны быть перекомпилированы, а иногда ипереписаны заново. MISC MISC (MultipurposelnstructionSetComputer) сочетает преимущества вышерассмотренныхархитектур. Элементная база состоит из двух частей, которые либо выполнены в отдельных корпусах, либо объединены. Основная часть – RISC CPU, расширяемый подключением второйчасти – ПЗУ микропрограммного управления. Система приобретает свойства CISC. Основные команды работают на RISC CPU, а команды расширения преобразуются в адрес микропрограммы. RISC CPU выполняет все команды за один такт, а вторая часть эквивалентна CPU со сложным набором команд. Наличие ПЗУ устраняет недостаток RISC, выраженный в том, что при компиляции с языка высокого уровня микрокод генерируется из библиотеки стандартных функций, занимающей много места в ОЗУ. Поскольку микропрограмма уже дешифрованаи открыта для программиста, то времени выборки из ОЗУ на дешифрацию не требуется.
|
