Процессоры

- 4-потоковое суперскалярное ядро с 6-ю параллельно работающими

исполнительными устройствами, составляющими 5-ступенчатый конвейер;

- 4-потоковый ассоциативный кэш команд с линейной адресацией объемом 16

Кб;

- 4-потоковый ассоциативный кэш данных с обратной записью и линейной

адресацией объемом 8 Кб;

- полное переупорядочивание выполнения инструкций, предварительное

(speculative) исполнение;

- динамический кэш предсказания переходов объемом 1 Кб; в случае

неправильного предсказания задержка составляет менее 3 внутренних тактов;

- 80-разрядное интегрированное, высокопроизводительное устройство

выполнения операций с плавающей запятой, обладающее небольшим временем

задержки при выполнении операций +/*;

- питающее напряжение - 3В, система SSM (System Management Mode) для

уменьшения потребляемой мощности;

- 64-разрядная шина и системный интерфейс помещены в 296-контакный

корпус SPGA, совместимый по выводам с процессором Pentium (P54C) и

процессорным гнездом Socket-7;

- полная совместимость с Microsoft Windows и инсталлированной базой ПО

для процессоров архитектуры х86.

4.2.2.2. Пример маркировки микропроцессора AMD5k86-P75.

---------------------------------------------

| #### ### ### ###### ----------- |\

| ## ## ## ### ## ## ## `\------ | |\

| ###### ## # ## ## ## /| | | |\

| ## ## ## ## ###### | ----,| | |\

| ----/ \| |\

1 -------------------- |\

2 -------- AMD5k86тм-Р75 |\

3 ------------------------ |\

4 -------- AMD-SSA/5-75ABQ |\

| E | Designed for |\

5 ----------------------- /\/------- |\

| (m) (c)1996AMD /\/------- |\

| /\/------- |\

| Microsoft |\

6 -------- HEAT SINK ---------- |\

\ AND FAN REQ'D Windows 95 тм |\

\ |\

`----------------------------------------

--\

\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \

\ \ \ \ \ \ \ \

Обозначения:

1. P-рейтинг 5. Питающее напряжение

2. Название B=3.45 - 3.60B

3. Температура корпуса C=3.30 - 3.465B

W=55C R=70C F=3.135 - 3.465B

Q=60C Y=75C H=2.76 - 3.0B

X=65C Z=85C J=2.57 - 2.84B

4. Серийный номер K=2.38 - 2.63B

6. Температурный режим

4.2.2.3. Тесты.

Система Р – рейтингов измерения производительности процессоров была

предложена в начале 1996 года компаниями AMD, Cyrix, IBM и SGS – Thomson

Microelectronics. P-рейтинг составляется, по результатам проведения

эталонного теста Winstone 96, разработанного издательством Ziff – Davis

Этот тест представляет собой набор из 13 наиболее часто применяемых

приложений, таких как Microsoft Word и Exel.

Следует заметить, что в отличие от системы тестов iComp, которой

пользуется корпорация intel для оценки производительности своих

микропроцессоров, тестовый набор Winstone 96 является общедоступным.

В своем новом чипе AMD5k86 компания AMD воплотила поистине

новаторское сочетание набора инструкций х86 и суперскалярной RISC-

архитектуры (reduced instruction set computing architecture). Как

утверждают некоторые специалисты AMD, благодаря такому решению

микропроцессор AMD5k86 обеспечивает на 30% большую производительность, чем

процессор Pentium с такой же тактовой частотой. Впрочем, результаты

тестирования с использованием пакета тестов Winstone 96 компании Ziff –

Davis показывают, что преимущество несколько скромнее.

Тестовая конфигурация:

|Материнская плата |FIC PA2002 |

|Чипсет |VIA Apollo Master |

|ОЗУ |EDO DRAM объемом 16 Мб |

|Кэш-память L2 |256 Кб |

|Видеоплата |PCI Diamond Stealth64 3200 |

|(640х480х256) |Diamond GT 4.02.00.218 for Windows 95 |

|Видеодрайвер |EIDE Quantum Fireball емкостью 1.2 Гб |

|Жесткий диск | |

AMD5k85-P75 CPU (index 48.8)

Pentium 75 (index 47.4)

AMD5k85-P90 CPU (index 56.7)

Pentium 90 (index 54.9)

4.2.2.4. Материнские платы для AMD5k86.

Список широко распространенных системных плат, протестированных в

лабораториях компании AMD и

рекомендованных для установки процессора AMD5k86.

|Производитель |Модель |Чипсет |BIOS |

|Abit |PH5 1.3 |SiS 551 |Award Pentium PCI|

| | | |Sys BIOS (N35) |

|Abit |PH5 2.1 |Intel Triton |Award Pentium PCI|

| | | |Sys BIOS (C4) |

|Atrend |ATC1000 |Intel Triton |Award |

| | | |i430-2A59CA29C-00|

|Atrend |ATC1545 A1 |OPTi Viper |Award OPTi Viper |

| | | |ATS-1545 ver. |

| | | |0.6. |

|Biostar |8500TAC A1 |Intel Triton |AMI 1993 |

|ECS |TR5510 |Intel Triton |Award |

| | | |i430FX-2A59CE1NC-|

| | | |00 |

|ECS |AIO |Intel Triton |Award |

| | | |i430FX-2A59CE1NC-|

| | | |00 |

|FIC |PA2002 1.21 |VIA 570 |Award 4.052G800 |

|Gigabyte |GA586ATS 1B |Intel Triton |Award Intel 430FX|

| | | |PCI-ISA v.1.26 |

|Hsingtech |M507 1.1 |Intel Triton |Award 2/1/1996x |

|Mycomp (TMC) |PCI54ITS 2.00 |Intel Triton |Award |

| | | |i430FX-2A59CM29C-|

| | | |00 |

|Замечание: ранние версии указанных системных плат нуждаются в|

|замене BIOS на более новую версию, правильно распознающую чип|

|AMD5k86 |

4.2.2.5. AMD планирует выпустить K5.

Репутация AMD сильно зависит от успешности затянувшегося проекта К5-

первой самостоятельной пробы архитектурных сил в области х86. Рождение К5

опасно откладывается уже не первый раз. В первом квартале следующего года

AMD планирует перевод K5 на технологический процесс с проектными нормами

0.35 мкм и с трехуровневой металлизацией, разработанный при содействии с HР

и запускаемый на новом заводе AMD Fab 25 в Остине, штат Техас. Это позволит

уменьшить К5 с

4.2 миллионами транзисторов до 167 кв. мм и поднять процент выхода годных,

а также тактовую частоту.

По мнению руководства AMD в 1996 году объем выпуска К5 будет

наращиваться достаточно быстро, что позволит отгрузить до конца года более

пяти миллионов процессоров. Ответом на вызов Intel с ее процессором Pentium

Pro может стать только процессор К6, но уже никто не верит, что его удастся

увидеть раньше 1997 года. Hесмотря на всемирный переход на процессор

Pentium, в следующем году еще могут сохраниться некоторые рынки для 486-х.

Эксперты считают, что потребность таких региональных рынков, как Китай,

Индия, Россия, Восточная Европа и Африка, в 486-х чипах составит до 20

миллионов процессоров в 1996 году. AMD рассчитывает, что именно ей удастся

поставить большую часть от этого количества. Поэтому компания повышает

тактовую частоту 486-х до 133 Мгц, чтобы конкурировать с низшими версиями

процессора Pentium в настольных ПК начального уровня. Однако, AMD будет

усиленно наращивать выпуск К5, поскольку 486-е быстро выходят из моды.

4.3. Процессоры NexGen.

В то время: как компания Intel готовила отрасль к шокирующему выходу

в жизнь серийных моделей серверов и настольных машин на Pentium Pro, фирма

NexGen представляла форуму свои планы по разработке процессора Nx686. Этот

суперскалярный х86-совместимый процессор, к разработке которого

подключается еще и команда архитекторов из AMD, снятых с собственного

неудачного проекта К6, будет содержать около 6 млн. транзисторов, включая

вычислитель с плавающей точкой на одном кристалле с процессором (отказ от

предыдущего двухкристалльного подхода, ослабившего Nx586). Технология КМОП

с проектными нормами 0,35 мкм и пятислойной металлизацией позволила

"упаковать" на одном кристалле семь исполнительных узлов: два для

целочисленных, один для операций с плавающей точкой, по одному для

обработки мультимедиа, команд переходов, команд загрузки и команд записи.

Показатели производительности представители NexGen назвать не смогли, но

выразили предположение, что он превзойдет Pentium Pro на 16-разрядных

программах вдвое, а на 32-битовых - на 33 %.

До сих пор мало что известно про Nx686, так как чип еще не

анонсировался и NexGen не хочет раскрывать козыри перед конкурентами в лице

AMD, Cyrix и Intel. Однако, NexGen не хочет раскрывать козыри перед

конкурентами в лице AMD, Cyrix и Intel. Однако, NexGen настаивает о том,

что Nx686 по производительности сопоставим с интеловским Pentium Pro и AMD

K5, и наследует микроархитектуру Nx586, появившуюся в 1994 году. NexGen

называет ее RISC86. Базовая ее идея, как и в случае с Pentium Pro и K5,

состоит в преобразовании сложных CISC-команд программного обеспечения x86 в

RISC-подобные операции, исполняемые параллельно в процессорном ядре RISC-

типа. Этот подход, известный под названием несвязанной микроархитектуры,

позволяет обогатить CISC-процессор новейшими достижениями RISC-архитектур и

сохранить совместимость с имеющимся ПО для х86.

В Nx686 эта философия продвинута на новый логический уровень. Сегодня

в Nx586 имеется три исполнительных блока, трехконвейерное суперскалярное

ядро. Он способен выполнять в каждом такте по одной команде х86.

Возможности для совершенствования очевидны: Nx586 будет содержать пять

исполнительных блоков, четыре конвейера и несколько декодеров, способных

справиться с выполнением двух или даже более команд х86 за один машинный

такт. Для этого потребуется встроить дополнительные регистры переименования

и очереди команд.

Подход к использованию интегрированного кэш-контроллера и интерфейса

для скоростной кэш-памяти остается неизменным. Представители NexGen

говорят, что они изучают возможность использования кристалла вторичной кэш-

памяти по образцу и подобию Intel, тем более что их производственный

партнер IBM Microelectronics способен делать статическую память и

многокристальные сборки (MCM - multichip modules).

Пример практической реализации технологии МСМ фирмы IBM представляет

новая версия процессора Nx586, запланированная к выпуску на конец этого

года и включающая кристалл CPU и FPU в одном корпусе. Одновременное

перепроектирование топологии с масштабированием до размера линии 0.35

микрон позволит компании NexGen основательно уменьшить размеры кристалла

ЦПУ - до 118 кв. мм - меньше в этом классе ничего нет.

NexGen, новичок в группе производителей процессоров х86. Nx596 может

параллельно обрабатывать на нескольких исполнительных блоках до четырех

простейших операций, которые названы командами RISC86. Процессор К5 имеет

похожий четырехпоточный дешифратор, но результаты его работы компания

называет R – ops.

4.4. Процессоры Cyrix.

Первая вещь из грандиозного проекта М1 компании Cyrix, наконец

обнародована. Это процессор Сх 6х86-100, монстроподобный кристалл которого

сложен и очень дорог для того, чтобы претендовать на массовый выпуск в

течении длительного срока. Его проблемы сможет решить процессор, который

пока имеет кодовое название M1rx и опирающийся на техно процесс с

пятислойной металлизацией, идущий на смену трехслойной версии той же 0.6-

мкм технологии. Если проект увенчается успехом, то размер кристалла с 394

кв. мм уменьшится до 225 кв. мм, тогда у Cyrix появится шанс поднять

тактовую частоту до 120 МГц. В этом случае эксперты предсказывают ему

производительность в пределах 176-203 по тесту SPECint92, т.е. на уровне

процессора Pentium 133 (SPECint92=190.9) или 150 МГц. Если все обещания

сбудутся, то Cyrix сможет продать столько процессоров, сколько произведет.

Также компания cyrix предложила компромиссный вариант процессора - 5х86,

основанного на ядре 486-го, усиленного элементами архитектуры 6х86.

Стартовая версия этого гибрида будет совместима по цоколевке с гнездом 486-

го.

4.5. Процессоры Sun Microsystems.

Sun Microsystems процессор UltraSparc-II. Впервые вводя RISC-

технологию, SUN в 1988 году объявила SPARC в качестве масштабируемой

архитектуры, с запасом на будущее. Однако, с 1993 года реализация

SuperSparc стала на шаг отставать от своих конкурентов.

С появлением UltraSparc, четвертого поколения архитектуры SPARC,

компания связывает надежды на восстановление утраченных позиций. Он

содержит ни много, ни мало, но девять исполнительных блоков: два

целочисленных АЛУ, пять блоков вычислений с плавающей точкой (два для

сложения, два для умножения и одно для деления и извлечения квадратного

корня), блок предсказания адреса перехода и блок загрузки/записи.

UltraSparc содержит блок обработки переходов, встроенный в первичную кэш

команд, и условно выполняет предсказанные переходы, но не может выдавать

команды с нарушением их очередности. Эта функция перекладывается на

оптимизирующие компиляторы.

Архитектура SPARC всегда имела регистровые окна, т.е. восемь

перекрывающихся банков по 24 двойных регистра, которые могут предотвратить

остановки процессора в моменты комплексного переключения, связанные с

интенсивными записями в память. Разработчики компиляторов склонны считать

эти окна недостаточным решением, поэтому в UltraSparc используется

иерархическая система несвязанных шин. Шина данных разрядностью 128 бит

работает на одной скорости с ядром процессора. Она соединяется через

буферные микросхемы с 128-разрядной системной шиной, работающей на частоте,

составляющей половину, треть или четверть скорости процессорного ядра. Для

согласования с более "медленной" периферией служит шина ввода-вывода Sbus.

Фирма Sun реализует эту схему на аппаратном уровне с помощью

коммутационной микросхемы, являющейся составной частью схемного комплекта

окружения. Эта микросхема может изолировать шину памяти от шины ввода-

вывода, так что ЦПУ продолжает, например, запись в графическую подсистему

или в иное устройство ввода-вывода, а не останавливается во время чтения

ОЗУ. Такая схема гарантирует полное использование ресурсов шины и

установившуюся пропускную способность

1.3 Гигабайт/с.

В процессоре UltraSparc – II используется система команд Visual

Instruction Set (VIS), включающая 30 новых команд для обработки данных

мультимедиа, графики, обработки изображений и других целочисленных

алгоритмов. Команды VIS включают операции сложения, вычитания и умножения,

которые позволяют выполнять до восьми операций над целыми длинной байт

параллельно с операцией загрузки или записи в память и с операцией перехода

за один такт. Такой подход может повысить видеопроизводительность систем.

4.6. Процессоры Digital Equipment.

Digital Equipment процессор Alpha наиболее тесно следует в русле RISC-

философии по сравнению со своими конкурентами, "посрезав излишки сала" с

аппаратуры и системы команд с целью максимального спрямления маршрута

прохождения данных. Разработчики Alpha уверены, что очень высокая частота

чипа даст вам большие преимущества, чем причудливые аппаратные излишества.

Их принцип сработал: кристалл 21164 был самым быстрым в мире процессором со

дня своего появления в 1995 году. Процессор 21164 в три раза быстрее на

целочисленных вычислениях, чем Pentium-100, и превосходит на обработке

числе с плавающей точкой, чем суперкомпьютерный набор микросхем R8000 фирмы

Mips. Топология процессора следующего поколения 21164А не изменилась, но

она смаштабирована, кроме того, модернизирован компилятор, что повысило

производительность на тестах SPECmarks. Предполагается, что готовые образцы

нового процессора, изготовленные по КМОП - технологии с нормами 0.35

микрон, при тактовой частоте свыше 300 МГц будут иметь производительность

500 по SPECint92 и 700 по SPECfp92.

Процессоры семейства 21164 на прибегают к преимуществам исполнения не

в порядке очередности (out – of – order), больше полагаясь на

интеллектуальные компиляторы, которые могут генерировать коды, сводящие к

минимуму простои конвейера. Это самый гигантский процессор в мире - на

одном кристалле размещено 9.3 миллиона транзисторов, большая часть которых

пошла на ячейки кэш-памяти. Alpha 21164 имеет на кристалле относительно

небольшую первичную кэш прямого отображения на 8 Кбайт и 96 Кбайт

вторичной. За счет вздувания площади кристалла достигнута беспрецедентная

производительность кэширования.

В 21164 работает четыре исполнительных блока (два для целых и два для

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8