Микропроцессоры

   В первой половине 1999г. AMD начала поставки процессоров K6-III (К6-3D+), работающих в Socket 7. Главная особенность – встроенная кэш-память второго уровня 256 Кб (L1 кэш остался 64 Кб, что вдвое больше, чем Pentium III), работающая на полной частоте ядра (Pentium III – на половине частоты ядра), а кэш-память, установленная на материнской плате, рассматривается как кэш третьего уровня. Тактовые частоты 400-500 МГц.

   После этого AMD выпустила еще несколько процессоров с более высокой частотой. 29 ноября 1999г. были выпущены процессоры Athlon с частотами от 550-800 МГц, изготовленные по технологии 0,18 мкм (что бы отличать они именовались Model 1 - 0,25мкм и Model 2 - 0,18 мкм). Основные характеристики: внутренняя архитектура – типа "RISC"; имеет 3 конвейера для целочисленных вычислений и 3 для операций с плавающей точкой; добавлены новые команды в блок 3DNow!, теперь носит название Enhanced 3DNow!; L1 кэш – 128 Кб (64+64), L2 кэш – 512 Кб (в перспективе до 8 Мб) расположен в отдельных микросхемах рядом с процессором и работает на половине частоты ядра, поддерживает ECC-механизм; многопроцессорность – теоретически до 14 процессоров на одной шине; системная шина – 100 МГц, но работает по обоим фронтам сигнала, результирующая 200 МГц.

   "Настоящий" процессор Pentium III (ядро Coppermine). Intel 25 октября 1999 г. анонсировала сразу 9 процессоров с частотами 500-733 (с индексами E, EB). Впоследствии к ним добавились еще Pentium III 750, 800, 800EB, 900 МГц и 1,14 ГГц.

   В конце ноября 2000г. Intel представляет процессор Pentium 4 (кодовое название Willamette), архитектура NetBurst которого коренным образом отличается от своей предшественницы Р6. Основным отличием было увеличение конвейера до 20 стадий, что позволило сильно нарастить частоту процессора, причем без перехода на новый технологический процесс. Тактовая частота первых экземпляров составила 1.4 и 1.5 ГГц. Менее дорогая модель 1.3 ГГц появилась в начале 2001г. Дальше один за другим следовали анонсы более быстрых процессоров. Интересный факт – арифметико-логическое устройство данных процессоров работает на частоте в два раза превышающей частоту ядра! В новом процессоре также обновился блок инструкций SSE, дополнился еще 144 инструкциями и стал именоваться SSE2. Претерпел изменений и кэш первого уровня, его объем сократился до 8 Кб для данных, для хранения инструкций появился новый переработанный кэш (Trace Cache). Изменился также разъем процессора FC-PGA 423. Работая на таких частотах, процессору нужно принимать больший объем данных с обычной памяти, разработчики позаботились и об этом, создав Quad Pumped шину, работающую на частоте 400 МГц (реально она работает на 100 МГц, просто за один такт передается в 4 раза

больший объем информации). Хоть Willamette и был  значительным шагом в мире процессоров, но популярностью не пользовался.

   С выходом 0.13 мкм Pentium 4 Northwood, разрешилась проблема с тепловыделением. Компактные размеры нового процессора FC-PGA 478 (сравним с 80386).

   В 2003г. пять новых процессоров Pentium4 с частотами 2.8-3.6 ГГц, а также Pentium4 3.4 ГГц XE (eXtreme Edition) выполненных для Socket Intel LGA775. Теперь вместо указания тактовой частоты, будет использоваться так называемый "процессорный номер" (2.8 ГГц-P4 520; 3.0 ГГц-P4 530; 3.2 ГГц-P4 540; 3.4 ГГц-P4 550; 3.6 ГГц-P4 560; 3.4 ГГц-P4 XE). На новых процессорах LGA775 ножки отсутствуют - вместо них контактные площадки.

   10 февраля 2003 компания выпустила новые Athlon XP 3000+, 2800+ и 2500+ на ядре Barton с увеличенной вдвое кэш-памятью второго уровня (L2 – 512 Кб). Само вычислительное ядро процессора никаких существенных изменений не претерпело, то есть, по сути, мы имеем тот же самый Thoroughbred ревизии B с добавленной памятью. С новым объемом кэша, AMD пересчитывает рейтинг своих процессоров 3000+ на Barton – реально работает на частоте 2167 МГц и 2700+ Thoroughbred-B – реально работает на той же частоте 2167 МГц. Частота шины 333–400 МГц (dual-pumped).

   2004г. – год выпуска AMD K7 Thorton (Athlon XP). Thorton - это скорее очередной Duron, экономичная модель Athlon XP на ядре Barton (искусственно отключена половина L2-кэша 256 Кбайт). Использование слова "Athlon" позволяет позиционировать Thorton как более производительную микросхему по сравнению с предыдущими Duron. Технология производства 0,13 мкм. Тактовая частота 1667–2133 МГц (2000+…2400+), частота шины 266 МГц (dual-pumped).

                                                                             Athlon XP в «безмостиковой» упаковке.

   Перспективы развития процессоров. Начнем, пожалуй, по старшинству. В сегменте процессоров для настольных ПК ожидается снижение цен на четырехядерные процессоры, что позволит рассматривать данные модели в качестве массовых решений. Уже сегодня в продаже доступны четырехядерные процессоры AMD — Phenom X4 9850, 9750, 9150e, а также Athlon II X4 620, цена которых находится ниже психологически важного уровня в 100$. На выставке CES компания Intel представила абсолютно новую линейку двухядерных процессоров, произведенных по 32 нм техпроцессу. Более того, в планах компании на 2010 год значится выпуск первых шестиядерников, намеченный на второе полугодие. Правда, в следующем году шестиядерные процессоры из-за своей стоимости будут уделом исключительно энтузиастов. На рынке процессоров с низким энергопотреблением в 2010 году преимущество Intel сохраниться, поскольку AMD в этом плане предложить будет объективно нечего. Зато несколько интересных продуктов сможет предложить всеми подзабытая компания Via Technologies Inc., которая специализируется как раз на производстве энергоэффективных процессоров для компактных настольных систем.

   В 2010 году компания AMD продолжает полагаться на микроархитектуру K10 и не планирует выпускать новых 32 нм процессоров, по крайней мере, до 2011 года. В результате, согласно официальному роадмапу компании на текущий год, выпуска действительно громких новинок не предвидится. Таким образом, основным оружием AMD в вечной её борьбе с Intel станет агрессивная ценовая политика. Однако совсем уж без новинок поклонники компании не останутся. Одним из главных релизов 2010 года от AMD станет семейство шестиядерных процессоров под кодовым названием Thuban. Производиться новинки будут на базе уже существующих шестиядерных решений для серверных платформ Opteron, и будут оснащаться встроенным контроллером оперативной памяти стандарта DDR3. Как заявляют представители AMD, линейка процессоров Thuban будет полностью совместима с материнскими платами AM3 и AMD+. По некоторым данным, новые процессоры от AMD будут оснащаться 3 Мб кэш-памяти второго уровня L2 и 6 Мб третьеуровневого L3 кэша. Что касается тактовых частот, то они будут несколько снижены, по сравнению с существующими четырехядерниками, в целях снижения уровня тепловыделения. Компания Intel из года в год продолжает планомерное развитие, сначала представляя новую архитектуру, а затем и новый технологический процесс. Таковыми в прошедшем году стали микроархитектура Nehalem и новые процессоры Westmere, построенные по 32 нм техпроцессу и продемонстрированные в начале 2010 года. На выставке Consumer Electronics Show компания Intel представила сразу семь чипов с двумя физическими ядрами (четыре процессора Core i5, а также решения начального уровня Core i3 и новый Pentium), выполненных по 32 нм техпроцессу. Благодаря поддержке технологии hyper threading они могут работать с многопотоковыми приложениями при помощи двух физических и двух виртуальных ядер. Одним из наиболее значимых нововведений в новых 32 нм процессорах от Intel является наличие встроенного графического чипа. Процессоры Pentium G6950, Core i3-530 и 540, а также Core i5-650, 660, 661 и 670, все они включают в себя интегрированный видеочип Intel HD Graphics. Как отмечают в компании Intel его производительности вполне достаточно для не слишком требовательных игр с поддержкой DirectX 10, а также для декодирования Blu-ray видео. Графический чип Intel HD Graphics поддерживает работу с портами DVI, двумя HDMI 1.3a и DisplayPort. Более того, чип способен работать с аудиодорожками в форматах Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio. 
 
 

  Заключение  

   Завершая исторический экскурс, попробую определить некоторые новые направления развития МП в ближайшем будущем. Характерной чертой последних моделей процессоров является возможность работы в многозадачном режиме, который фактически стал нормой для современных ЭВМ.

      Не следует думать, что бурное развитие микропроцессоров требуется только для вычислительных машин, где МП используются уже не только в качестве центрального процессора, но и в качестве контроллеров для управления сложными периферийными устройствами типа винчестера или лазерного принтера. Все большее число ИМС ставится в изделия, напрямую не связанные с ЭВМ, в том числе и бытовые: лазерные аудио- и видеопроигрыватели, телетекст и пейджинговая связь, программируемые микроволновые печи и стиральные машины, а также многие другие. Очевидно, что число таких управляемых микропроцессорами устройств будет все время возрастать.

   Исходя из содержания данного  реферата, можно прийти к выводу: конкуренция это – хорошо, но в меру. Соревнование AMD против Intel, несет для пользователя много плюсов: снижение цены; выпуск процессоров разных возможностей, оптимизированных под разные потребности. Но такое соперничество имеет и обратную сторону: много ядер, на разработку которых ушло не мало сил, просто "пролетают" мимо рынка, в недоработанном виде, пока шла доработка, вышло новое ядро, а проект старого просто закрыли; выпуск процессоров на новом разъеме, который имеет, "некоторые" недостатки и через несколько месяцев заменяется на другой, несовместимы с первым, а покупателю, купившему передовую машину, уже не получится заменить процессор на более современную модель. Часто корпорации вместо того, что бы совершенствовать текущее ядро, берется за разработку принципиально новой архитектуры. Много процессоров (возможно даже лучших) было вытеснено, не выдержав конкуренции или не успев за "прогрессом" конкурента.

   Не стоит удивляться, если самые значительные изменения на процессорном рынке в 2010 году произойдут именно в сегментах энергоэффективных решений, а также решений для мобильных платформ. Существенный рост продаж универсальных ПК «все-в-одном», а также бурное развитие компактных настольных систем, наряду с постоянно растущим спросом на лэптопы в прошлом году не могло остаться не замеченным производителями процессоров, которые всеми силами старались поддержать данные процессы, постоянно представляя новые модели. Новинки с неплохой производительностью и малым энергопотреблением позволили существенно расширить функциональность компактных ПК, наделив их возможностью редактирования фото и видеоматериалов, поддержкой воспроизведения видео высокой четкости, а также запуска нетребовательных 3D приложений.