Читайте также:
|
Форм-фактор материнской платы — стандарт, определяющий размеры материнской платы для персонального компьютера, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, сокета центрального процессора (если он есть) и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.
Форм-фактор (как и любые другие стандарты) носит рекомендательный характер. Спецификация форм-фактора определяет обязательные и опциональные компоненты. Однако подавляющее большинство производителей предпочитают соблюдать спецификацию, поскольку ценой соответствия существующим стандартам является совместимость материнской платы и стандартизированного оборудования (периферии, карт расширения) других производителей.
Существуют материнские платы, не соответствующие никаким из существующих форм-факторов (см. таблицу). Обычно это обусловлено либо тем, что производимый компьютер узкоспециализирован, либо желанием производителя материнской платы самостоятельно производить и периферийные устройства к ней, либо невозможностью использования стандартных компонентов (так называемый «бренд», например Apple Computer, Commodore, Silicon Graphics, Hewlett Packard, Compaq чаще других игнорировали стандарты; кроме того в нынешнем виде распределённый рынок производства сформировался только к 1987 году, когда многие производители уже создали собственные платформы).
| Форм-фактор | Физические размеры | Спецификация, год | Примечание | |
| дюймы | миллиметры | |||
| XT | 8,5 × 11 | 216 × 279 | IBM, 1983 | архитектура IBM PC XT |
| AT | 12 × 11/13 | 305 × 279/330 | IBM, 1984 | архитектура IBM PC AT (Desktop/Tower) |
| Baby-AT | 8,5 × 10/13 | 216 × 254/330 | IBM, 1990 | архитектура IBM PC XT (форм-фактор считается недействительным с 1996 года.) |
| ATX | 12 × 9,6 | 305 × 244 | Intel, 1995 | для системных блоков типов MiniTower, FullTower |
| ATX Riser | Intel, 1999 | для системных блоков типа Slim | ||
| eATX | 12 × 13 | 305 × 330 | ||
| Mini-ATX | 11,2 × 8,2 | 284 × 208 | для системных блоков типа Tower и компактных Desktop | |
| microATX | 9,6 × 9,6 | 244 × 244 | Intel, 1997 | имеет меньше слотов, чем ATX, также возможно использование меньшего PSU |
| LPX | 9 × 11/13 | 229 × 279/330 | Western Digital, 1987 | для системных блоков типа Slim |
| Mini-LPX | 8/9 × 10/11 | 203/229 × 254/279 | Western Digital, 1987 | для системных блоков типа Slim |
| NLX | 8/9 × 10/13,6 | 203/229 × 254/345 | Intel, 1997 | предусмотрен AGP, лучшее охлаждение чем у LPX |
| FlexATX | 9,6 × 7,5/9,6 | 244 × 190,5/244 | Intel, 1999 | разработан как замена для форм-фактора MicroATX |
| WTX | 14 × 16,75 | 355,6 × 425,4 | для высокопроизводительных рабочих станций и серверов среднего уровня | |
| Mini-ITX | 6,7 × 6,7 | 170 × 170 | VIA Technologies, 2003 | допускаются только 100 Вт блоки питания |
| Nano-ITX | 120 × 120 | VIA Technologies, 2004 | ||
| BTX | 12,8 × 10,5 | 325 × 267 | Intel, 2004 | допускается до 7 слотов и 10 отверстий для монтажа платы |
| MicroBTX | 10,4 × 10,5 | 264 × 267 | Intel, 2004 | допускается до 4 слотов и 7 отверстий для монтажа платы |
| PicoBTX | 8,0 × 10,5 | 203 × 267 | Intel, 2004 | допускается 1 слот и 4 отверстия для монтажа платы |
| ETX и PC-104 | используются для встраиваемых (embedded) систем | |||
| CEB | 12 × 10,5 | 305 × 267 | для высокопроизводительных рабочих станций и серверов среднего уровня | |
| Pico-ITX | 3,9 × 2,7 | 100 х 72 | VIA, 2007 | используются в ультракомпактных встраиваемых системах |
| SSI CEB | ? ×? | 305 x 259 | ??? | Материнские платы этого стандарта обычно служат для построения серверов. Разъемы для подключения блока питания имеют 24+8 контактов. |
Наиболее известными производителями материнских плат на российском рынке в настоящее время являются фирмы Asus, Gigabyte, MSI, Intel, Elitegroup, AsRock. Ранее большой известностью пользовались платы фирм Abit и Epox. На сегодня обе фирмы прекратили выпуск материнских плат. Из российских производителей материнских плат можно упомянуть только компанию Формоза, которая производила платы, используя компоненты фирм Lucky Star и Albatron. Из украинских — корпорацию «Квазар-Микро».[1]
Урок №17 Режимы работы процессора
Процессоры могут работать в различных режимах. Под термином «режим» подразумевается способы, которым процессор создает (и обеспечивает) для себя рабочую среду. Режим работы процессора задает способ адресации к оперативной памяти и способ управления отдельными задачами. Процессоры персональных компьютеров могут работать в трех режимах: реальном, защищенном и виртуальном режимах.
Реальный режим
Первоначально персональные компьютеры фирмы IBM могли адресовать только 1 Мбайт оперативной памяти. Это решение, принятое в начале развития персональных компьютеров, продолжало соблюдаться и в последующее время — в каждом компьютере следующего поколения процессор должен был уметь работать в режиме совместимости с процессором Intel 8086. Этот режим назвали реальным. Когда процессор работает в реальном режиме, он может обращаться к памяти только в пределах 1 Мбайт (как и процессор Intel 8086), и не может использовать 32-разрядные и 64-разрядные операции. Процессор попадает в реальный режим сразу же после запуска. В реальном режиме работают операционные системы DOS и стандартные DOS-приложения.
Защищенный режим
Начиная с процессоров Intel 80286 и компьютеров типа IBM PC/AT, появляется защищенный режим. Это более мощный режим работы процессора по сравнению с реальным режимом. Он используется в современных многозадачных операционных системах. Защищенный режим имеет много преимуществ:
■ В защищенном режиме доступна вся системная память (не существует предела 1 Мбайт).
■ В защищенном режиме операционная система может организовать одновременное выполнение нескольких задач (многозадачность).
■ В защищенном режиме поддерживается виртуальная память — операционная система при необходимости может использовать жесткий диск в качестве расширения оперативной памяти.
■ В защищенном режиме осуществляется быстрый (32/64-разрядный) доступ к памяти и поддерживается работа 32-х разрядных операций ввода-вывода.
Каждая выполняемая на компьютере программа имеет свою собственную область памяти, которая защищена от доступа со стороны других программ. Когда какая-либо программа пытается обратиться по неразрешенному для нее адресу памяти, генерируется ошибка защиты памяти. Все современные операционные системы используют защищенный режим, включая Windows 98/Me, Windows NT/2000/XP, OS/2 и Linux. Даже операционная система DOS (обычно работающая в реальном режиме) может использовать доступ к памяти защищенного режима с помощью программного интерфейса DPMI (DOS Protected Mode Interface — интерфейс защищенного режима операционной системы DOS). Этот интерфейс используется компьютерными играми и другими программами под DOS для того, чтобы преодолеть барьер в 640 Кбайт основной памяти DOS. С появлением процессора Intel 386 защищенный режим был усовершенствован: увеличено максимально доступное адресное пространство, расширена система команд. Поэтому он иногда называется усовершенствованным защищенным режимом.
Процессоры получили возможность переключаться из реального режима работы в защищенный и обратно (для возврата из защищенного режима в компьютерах на базе процессора 80286 использовались специальные аппаратные решения). Именно с появлением процессоров семейства 386 защищенный режим стал широко использоваться в операционных системах.
Виртуальный режим
Защищенный режим используют графические многозадачные операционные системы, такие как Windows. Иногда возникает необходимость выполнения DOS-программ в среде операционной системы Windows. Но DOS-программы работают в реальном режиме, а не в защищенном. Для решения этой проблемы был разработан виртуальный режим или режим виртуального процессора 8086. Этот режим эмулирует (имитирует) реальный режим, необходимый для работы DOS-программ, внутри защищенного режима. Операционные системы защищенного режима (такие как Windows) могут создавать несколько машин виртуального режима — при этом каждая из них будет работать так, как будто она одна использует все ресурсы персонального компьютера. Каждая виртуальная машина получает в свое распоряжение 1 Мбайтное адресное пространство, образ реальных программ BIOS и т.п. Виртуальный режим используется при работе в DOS-окне или при запуске DOS-игр в операционной системе Windows 98/Ме. При запуске на компьютере DOS-приложения операционная система Windows создает виртуальную DOS-машину, в которой выполняется это приложение.
Урок №18 Адресация памяти в защищенном режиме работы процессора
В любом случае так называемый физический адрес передаётся из процессора в память по шине адреса. Ширина шины адреса определяет максимальный объём физической памяти, непосредственно адресуемой процессором. На рис. 1 показана схема взаимодействия процессора и памяти через шины адреса и данных.
Шина адреса и шина данных
Например, компьютер IBM XT оснащён 20-разрядной шиной адреса и 16-разрядной шиной данных. Это означает, что имеется возможность адресоваться к 216 байтам памяти, т.е. к 1 мегабайту памяти. Причём возможно адресоваться к байтам и словам размером в 16 бит.
Так как адреса принято записывать в шестнадцатеричной форме, то мы можем записать диапазон физических адресов для 20-разрядной шины адреса следующим образом:
00000h <= [физический адрес] <= FFFFFh
Таким образом, для представления физического адреса в компьютерах IBM PC и IBM XT используется двадцать двоичных или пять шестнадцатеричных разрядов.
Однако все регистры процессора i8086 являются 16-разрядными. Возникает проблема представления 20-разрядного физического адреса памяти при помощи содержимого 16-разрядных регистров.
Для разрешения этой проблемы используется двухкомпонентный логический адрес.
Логический адрес состоит из 16-разрядных компонент: компоненты сегмента памяти и компоненты смещения внутри сегмента.
Для получения 20-разрядного физического адреса к сегментной компоненте приписывается справа четыре нулевых бита (для расширения до 20 разрядов), затем полученное число складывается с компонентой смещения. Перед сложением к компоненте смещения слева дописывается четыре нулевых бита (также для расширения до 20 разрядов). Эту процедуру иллюстрирует рис. 2.
Адресация памяти в реальном режиме.
Логический адрес принято записывать в форме <сегмент:смещение>.
Например, пусть у нас есть логический адрес 1234h:0123h. Сегментная компонента равна 1234h, компонента смещения - 0123h. Вычислим физический адрес, соответствующий нашему логическому адресу:
1. расширяем до 20 бит сегментную компоненту, дописывая справа 4 нулевых бита, получаем число 12340h;
2. расширяем до 20 бит компоненту смещения, дописывая слева 4 нулевых бита, получаем число 00123h;
3. для получения физического адреса складываем полученные числа: 12340h + 00123h = 12453h.
Очевидно, что одному физическому адресу может соответствовать несколько логических. Например, физическому адресу 12453h соответствует логический адрес 1245h:0003h.
Фактически в схеме адресации памяти реального режима вся память как бы разбивается на сегменты. Физический адрес начала сегмента (базовый адрес сегмента) равен расширенной до 20 бит сегментной компоненте адреса (расширение выполняется дописыванием справа 4 нулевых бит).
Сегменты могут начинаться не с любого физического адреса, а только с такого, который кратен 16 байтам. Поэтому сегмент может начинаться только с границы параграфа.
Компонента смещения при такой схеме адресации является смещением внутри сегмента памяти. А сам сегмент памяти задаётся сегментной компонентой.
Рис.3 иллюстрирует сказанное выше. На этом рисунке показано соответствие логического адреса 0002h:0028h физическому адресу 00048h.
Соответствие логического и физического адресов.
Логический адрес должен находиться в следующих пределах:
0000h:0000h <= [логический адрес] <= FFFFh:000Fh
Здесь есть одна тонкость. Логический адрес FFFFh:000Fh соответствует максимально возможному физическому адресу FFFFFh. Но используя 16-разрядные регистры процессора вы можете задать и большее значение для логического адреса, например, FFFFh:0010h. Что произойдёт в этом случае?
Если в компьютере установлены процессоры i8086 или i8088, произойдёт переполнение адреса, которое будет проигнорировано процессором. В результате логическому адресу FFFFh:0010h будет соответствовать физический адрес 00000h.
Если же используются процессоры i80286, i80386 или i80486, физическая шина адреса шире 20 бит. Для процессора i80286 шина адреса имеет ширину 24 бита, а для процессоров i80386 и i80486 - 32 бита. При работе в реальном режиме используются младшие 20 адресных линий - от A0 до A19, остальные адресные линии аппаратура компьютера блокирует.
Однако есть возможность снять блокировку с адресной линии A20. При этом в реальном режиме появляется ещё один "льготный" сегмент памяти, лежащий выше границы первого мегабайта. Этот сегмент называется областью старшей памяти (High Memory Area). Ему соответствует диапазон логических адресов от FFFFh:0010h до FFFFh:FFFFh. Размер области старшей памяти составляет 64 килобайта без 16 байт.
Операционная система MS-DOS умеет использовать старшую область памяти, располагая там своё ядро. Для этого необходимо подключить драйвер HIMEM.SYS и поместить в файл CONFIG.SYS строку:
DOS=HIGH
Архитектура процессоров серии i80XXX, работающих в реальном режиме, предполагает хранение сегментной компоненты адреса в специальных сегментных регистрах:
CS - сегмент кода;
DS - сегмент данных;
ES - дополнительный сегмент данных;
SS - сегмент стека.
Компонента смещения может находиться в регистрах BX, BP, SI, DI, IP.
Задавая произвольные значения сегментной компоненты и компоненты смещения любая программа может адресоваться к любому участку памяти компьютера. В частности, любая программа может преднамеренно или из-за ошибки разрушить области данных, принадлежащие операционной системе.
Выделим два основных недостатка схемы адресации памяти реального режима:
1. ограниченное адресное пространство (до 1 мегабайта плюс примерно 64 килобайта старшей области памяти для процессоров i80286, i80386 и i80486);
2. свободный доступ для любых программ к любым областям данных, что представляет потенциальную опасность для целостности операционной системы.
Этих недостатков полностью лишена схема адресации памяти, которая используется в защищённом режиме.
Преобразование адресов в защищённом режиме
В защищённом режиме, также как и в реальном, существуют понятия логического и физического адреса. Логический адрес в защищённом режиме (иногда используется термин "виртуальный адрес") состоит из двух 16-разрядных компонент - селектора и смещения. Селектор записывается в те же сегментные регистры, что и сегментный адрес в реальном режиме. Однако преобразование логического адреса в физический выполняется не простым сложением со сдвигом, а при помощи специальных таблиц преобразования адресов.
В первом приближении можно считать, что для процессора i80286 селектор является индексом в таблице, содержащей базовые 24-разрядные физические адреса сегментов. В процессе преобразования логического адреса в физический процессор прибавляет к базовому 24-разрядному адресу 16-разрядное смещение, т.е. вторую компоненту логического адреса.
На рисунке показана сильно упрощённая схема преобразования логического адреса в физический.
Упрощённая схема преобразования логического адреса в физический в защищённом режиме.
Такая схема формирования физического адреса позволяет непосредственно адресовать 16 мегабайт памяти с помощью 16-разрядных компонент логического адреса.
Заметьте, что селектор - это не сегментный адрес. Это индекс, с помощью которого процессор извлекает из специальной таблицы 24-разрядный базовый адрес сегмента. В реальном режиме мы имеем дело с сегментным адресом и смещением, а в защищённом - с селектором и смещением.
На самом деле не все 16 бит селектора используются для индексации по таблице базовых адресов. В качестве индекса выступают старшие 13 бит. Два младших бита (бит 0 и бит 1) используются системой защиты памяти, о чём мы подробно поговорим в следующем разделе. Бит 2 позволяет выбирать для преобразования адреса один из двух типов таблиц преобразования адресов.
Рис. 5. Формат селектора адреса.
На этом рисунке два младших бита обозначены как RPL (Requested Privilege Level). Это поле является запрошенным программой уровнем привилегий и его мы будем обсуждать позже. Поле TI (Table Indicator) состоит из одного бита. Если этот бит равен нулю, для преобразования адреса используется так называемая глобальная таблица дескрипторов GDT (Global Descriptor Table), в противном случае - локальная таблица дескрипторов LDT (Local Descriptor Table).
Таблица дескрипторов - это просто таблица преобразования адресов, содержащая базовые 24-разрядные физические адреса сегментов и некоторую другую информацию. То есть каждый элемент таблицы дескрипторов (дескриптор) содержит 24-разрядный базовый адрес сегмента и другую информацию, описывающую сегмент.
Таблица GDT - единственная в системе. Обычно в ней находятся описания сегментов операционной системы. Таблиц LDT может быть много. Эти таблицы содержат описания сегментов программ, работающих под управлением операционной системы, т.е. отдельных задач. В каждый данный момент времени процессор может использовать только одну таблицу LDT.
Процессор имеет два регистра, предназначенных для адресации используемых в настоящий момент таблиц GDT и LDT. Регистр GTDR описывает расположение и размер таблицы GDT, а регистр LDTR содержит ссылку на использующуюся в настоящее время таблицу LDT.
На рисунке показана уточнённая схема преобразования адресов в защищённом режиме. Из рисунка видно, что регистры процессора GDTR и LDTR определяют расположение в памяти таблиц GDT и LDT соответственно. Таблицы GDT и LDT содержат дескрипторы, описывающие сегменты памяти. В этих дескрипторах, помимо другой информации (заштрихованная область) содержится 24-разрядный базовый адрес сегмента.
Старшие 13 битов селектора (индекс) выбирают элемент из таблицы GDT или LDT в зависимости от состояния бита TI селектора.
Извлечённый из таблицы дескрипторов базовый адрес сегмента складывается процессором для получения 24-разрядного физического адреса.
Уточнённая схема преобразования адресов.
Селектор 0000h адресует самый первый дескриптор в глобальной таблице дескрипторов GDT. Поле RPL для этого дескриптора равно 0, поле TI также равно 0. Селектор 0008h указывает на второй элемент таблицы GDT, а селектор 0014h указывает на третий дескриптор в локальной таблице дескрипторов LDT, т.к. поле TI в нём равно 1.
Урок№18 Основы программирования процессора. Основные команды процессора
Арифметические команды
Прежде чем приступить к изучению арифметических команд, рассмотрим такую форму представления чисел, как десятичные числа.
Десятичные числа – специальный вид представления числовой информации, в основу которого положен принцип кодирования каждой десятичной цифры числа группой разрядов из 4-х бит. При этом каждый байт числа содержит 1 или 2 десятичные цифры в так называемом двоично-десятичном коде (BCD – Binary Coded Decimal), Микропроцессор может хранить такие числа в2-х форматах:
- упакованный формат – в байте 2 десятичные цифры, при этом старшая цифра занимает старшие 4 бита, диапазон представления чисел в одном байте составляет 00-99;
- неупакованный формат - в байте 1 цифра в 4 младших битах. Старшие биты все имеют нулевое значение и называются зоной.
Описываются BCD-числа неупакованные, как DB, а упакованные как DT. Цифры неупакованного числа перечисляются через “,” а упакованного- как обычное десятичное число, например:
PER_1 DB 2,3,4,5,6,8,2;неупаков. 2865432
PER_2 DT 9875645; упаков. 9875645.
Как мы увидим из рассмотрения арифметических команд, описание BCD-чисел и алгоритм их обработки являются делом вкуса программиста.
Арифметические команды сведены в таблицу
| Мнемокод | Формат |
| Команды сложения ADD | ADD приемник, источник |
| ADC | ADC приемник, источник |
| AAA | AAA |
| DAA | DAA |
| INC | INC приемник |
| Команды вычитания SUB | SUB приемник, источник |
| SBB | SBB приемник, источник |
| AAS | AAS |
| DAS | DAS |
| DEC | DEC приемник |
| NEG | NEG приемник |
| CMP | CMP приемник, источник |
| Команды умножения MUL | MUL источник |
| IMUL | IMUL источник |
| AAM | AAM |
| Команды деления DIV | DIV источник |
| IDIV | IDIV источник |
| AAD | AAD |
| Команды расширения знака CBW | CBW |
| CWD | CWD |
Урок №19 Виды прерываний.
В реальном режиме работы в системе прерываний используется понятие вектора прерывания, поскольку для указания адреса программы обработки прерывания здесь требуется не одно значение, а два (значение для сегментного регистра кода и значение для указателя команд), то есть мы имеем дело не со скалярной величиной, а с «векторной», состоящей из двух скалярных.
Итак, каждый вектор прерывания состоит из четырех байтов, или двух слов: первые два содержат новое значение для регистра IP, а следующие два — новое значение для регистра CS. Таблица векторов прерывания занимает 1024 байт. Таким образом, в ней может быть задано 256 векторов прерываний. В процессоре i8086 эта таблица располагается на адресах OOOOOH-003FFH. Расположение этой таблицы в процессорах i80286 и в более поздних определяется значением регистра IDTR (Interrupt Descriptor Table Register — регистр таблицы дескрипторов прерываний). При включении или сбросе процессора i80x86 этот регистр обнуляется. Однако при необходимости можно в регистре IDTR указать смещение и таким образом перейти на новую таблицу векторов прерываний.
Таблица векторов прерываний заполняется (инициализируется) при запуске системы, но, в принципе, может быть изменена или перемещена.
Каждый вектор прерывания имеет свой номер, называемый номером прерывания, который указывает его место в таблице. Этот номер, помноженный на четыре (сдвиг на два разряда влево и заполнение освободившихся битов нулями) и сложенный с содержимым регистра IDTR, дает абсолютный адрес первого байта вектора прерываний в оперативной памяти.
Подобно вызову процедуры прерывание заставляет микропроцессор сохранить в стеке информацию для последующего возврата, а затем перейти к группе команд, адрес которых определяется вектором прерывания. Таким образом, прерывание вызывает косвенный переход к своей подпрограмме обработки за счет получения ее адреса из вектора прерывания.
В IBM PC, как и в других вычислительных системах, прерывания бывают двух видов: внутренние и внешние.
Внутренние прерывания, как мы уже знаем, возникают в результате работы процессора в ситуациях, которые нуждаются в специальном обслуживании, или при выполнении специальных команд (INT, INTO). Это следующие прерывания:
В качестве операнда команды INT указывается номер прерывания, которое нужно выполнить, например INT 10H. Программные прерывания как средство перехода на соответствующую процедуру были введены для того, чтобы выполнение этой процедуры осуществлялось в привилегированном режиме, а не в обычном пользовательском.
Внешние прерывания возникают по сигналу какого-нибудь внешнего устройства. Существует два специальных внешних сигнала среди входных сигналов процессора, при помощи которых можно прервать выполнение текущей программы и тем самым переключить работу центрального процессора. Это сигналы Л/М/(Мо Mask Interrupt — немаскируемое прерывание) и INTR (Interrupt Request — запрос на прерывание). Соответственно, внешние прерывания подразделяются на немаскируемые и маскируемые.
Маскируемые прерывания генерируются контроллером прерываний по заявке определенных периферийных устройств10. Контроллер прерываний (его обозначение 18259А) поддерживает восемь уровней (линий) приоритета; к каждому уровню «привязано» одно периферийное устройство11. Маскируемые прерывания часто называют аппаратными прерываниями.
Как известно, прерывания могут быть инициированы внешним устройством ПЭВМ или специальной командой прерывания из программы. В любом случае если прерывания разрешены, то выполняется следующая процедура.
Когда системная подпрограмма принимает управление, она может разрешить снова маскируемые прерывания командой STI (Set Interrupt Flag — установить флаг прерываний), которая переводит флаг IF в состояние 1, что разрешает микропроцессору вновь реагировать на прерывания, инициируемые внешними устройствами, поскольку стековая организация допускает вложение прерываний друг в друга.
Закончив работу, подпрограмма обработки прерывания должна выполнить команду IRET (Interrupt Return), которая извлекает из стека три 16-разрядных значения и загружает их в указатель команд IP, регистр сегмента команд CS и регистр PSW соответственно. Таким образом, процессор сможет продолжить работу с того места, где он был прерван.
В случае внешних прерываний процедура перехода на подпрограмму обработки прерывания дополняется следующими шагами.
Номер прерывания и его приоритет устанавливаются на этапе инициализации системы. После запуска ОС пользователь, как мы уже отмечали, может изменить таблицу векторов прерываний, поскольку она ему доступна.
Работа системы прерываний в защищенном режиме
В защищенном режиме работы система прерываний микропроцессора i80x86 работает совершенно иначе. Прежде всего, вместо таблицы векторов, о которой мы говорили выше, она имеет дело с таблицей дескрипторов прерываний (Interrupt Descriptor Table, IDT). Дело здесь не столько в названии таблицы, сколько в том, что таблица IDT представляет собой не таблицу с адресами обработчиков прерываний, а таблицу со специальными системными структурами данных (дескрипторами), доступ к которой со стороны пользовательских (прикладных) программ невозможен. Только сам микропроцессор (его система прерываний) и код операционной системы могут получить доступ к этой таблице, представляющей собой специальный сегмент, адрес и длина которого содержатся в регистре IDTR (см. рис. 4.2). Этот регистр аналогичен регистру GDTR в том отношении, что он инициализируется один раз при загрузке системы. Интересно заметить, что в реальном режиме работы регистр IDTR также указывает на адрес таблицы прерываний, но при этом, как и в процессоре i8086, каждый элемент таблицы прерываний (вектор) занимает всего 4 байт и содержит 32-разрядный адрес в формате селектор-.смещение (CS:IP). Начальное значение этого регистра равно нулю, но в него можно занести и другое значение. В этом случае таблица векторов прерываний будет находиться в другом месте оперативной памяти. Естественно, что перед тем, как занести в регистр IDTR новое значение, необходимо подготовить саму таблицу векторов. В защищенном режиме работы загрузку регистра IDTR может произвести только код с максимальным уровнем привилегий.
Каждый элемент в таблице дескрипторов прерываний, о которой мы говорим уже в защищенном режиме, представляет собой 8-байтовую структуру, более похожую на дескриптор шлюза, нежели на дескриптор сегмента.
Как мы уже знаем, в зависимости от причины прерывания процессор автоматически индексирует таблицу прерываний и выбирает соответствующий элемент, с помощью которого и осуществляется перенаправление в исполнении кода, то есть передача управления на обработчик прерывания. Однако таблица IDT содержит только дескрипторы шлюзов, а не дескрипторы сегментов кода, поэтому фактически получается что-то типа косвенной адресации, но с рассмотренным ранее механизмом защиты с помощью уровней привилегий. Благодаря этому пользователи уже не могут сами изменить обработку прерываний, которая предопределяется системным программным обеспечением.
Дескриптор прерываний может относиться к одному из трех типов:
При обнаружении запроса на прерывание и при условии, что прерывания разрешены, процессор действует в зависимости от типа дескриптора (коммутатора), соответствующего номеру прерывания. Первые два типа дескрипторов прерываний вызывают переход на соответствующие сегменты кода, принадлежащие виртуальному адресному пространству текущего вычислительного процесса. Поэтому про них говорят, что обработка прерываний по этим дескрипторам осуществляется под контролем (в контексте) текущей задачи. Последний тип дескриптора (коммутатор задачи) вызывает полное переключение процессора на новую задачу со сменой всего контекста в соответствии с сегментом состояния задачи (TSS). Рассмотрим оба варианта.
Обработка прерываний в контексте текущей задачи
Обработку прерывания в контексте текущей задачи поясняет рис. 4.12.
При возникновении прерывания процессор по номеру прерывания индексирует таблицу IDT, то есть адрес соответствующего коммутатора определяется путем сложения содержимого поля адреса в регистре IDTR и номера прерывания, умноженного на 8 (справа к номеру прерывания добавляется три нуля). Полученный дескриптор анализируется, и если его тип соответствует коммутатору перехвата или коммутатору прерывания, то выполняются следующие действия.
Таким образом, в случае обработки прерываний, когда дескриптором прерывания является коммутатор перехвата или коммутатор прерывания, мы остаемся в том же виртуальном адресном пространстве, и полной смены контекста текущей задачи не происходит. Просто мы переключаемся на исполнение другого (как правило, более привилегированного) кода, доступного исполняемой задаче. Этот код создается системными программистами, и прикладные программисты его просто используют. В то же время механизмы защиты микропроцессора позволяют обеспечить недоступность этого кода для его исправления (со стороны приложений, его вызывающих) и недоступность самой таблицы дескрипторов прерываний. Удобнее всего код обработчиков прерываний располагать в общем адресном пространстве, то есть селекторы, указывающие на такой код, должны располагаться в глобальной таблице дескрипторов.
Обработка прерываний с переключением на новую задачу
Совершенно иначе осуществляется обработка прерываний в случае, если дескриптором прерываний является коммутатор задачи. Формат коммутатора задачи отличается от формата коммутаторов перехвата и прерывания прежде всего тем, что в нем вместо селектора сегмента кода, на который передается управление, указывается селектор сегмента состояния задачи (рис. 4.13). В результате осуществляется процедура перехода на новую задачу с полной сменой контекста, ибо сегмент состояния задачи полностью определяет новое виртуальное пространство и адрес начала программы, а текущее состояние прерываемой задачи аппаратно (по микропрограмме микропроцессора) сохраняется в ее собственном сегменте TSS.
При этом происходит полное переключение на новую задачу с вложением, то есть выполняются следующие действия.
Таким образом, коммутатор задачи дает указание процессору произвести переключение задачи, и обработка прерывания осуществляется под контролем отдельной внешней задачи. В каждом сегменте TSS имеется селектор локальной таблицы деск- рипторов (LDT), поэтому при переключении задачи процессор загружает в регистр LDTR новое значение. Это позволяет обратиться к сегментам кода, которые абсолютно не пересекаются с сегментами кода любых других задач, поскольку именно локальные таблицы дескрипторов обеспечивают эффективную изоляцию виртуальных адресных пространств. Новая задача начинает свое выполнение на уровне привилегий, определяемом полем RPL нового содержимого регистра CS, которое загружается из сегмента TSS. Достоинством этого коммутатора является то, что он позволяет сохранить все регистры процессора с помощью механизма переключения задач, тогда как коммутаторы перехвата и прерываний сохраняют только содержимое регистров IFLAGS, CS и IP, а сохранение других регистров возлагается на программиста, разрабатывающего соответствующую программу обработки прерывания.
Справедливости ради следует признать, что несмотря на возможности коммутатора задачи, разработчики современных операционных систем достаточно редко его используют, поскольку переключение на другую задачу требует существенно больших затрат времени, а полное сохранение всех рабочих регистров часто не требуется. В основном обработку прерываний осуществляют в контексте текущей задачи, так как это приводит к меньшим накладным расходам и повышает быстродействие системы.
Урок №20 Основные характеристики современных процессоров
Тактовая частота задает ритм жизни компьютера. Чем выше тактовая частота, тем меньше длительность выполнения одной операции и тем выше производительность компьютера.
Под тактом мы понимаем промежуток времени, в течение которого может быть выполнена элементарная операция. Тактовую частоту можно измерить и определить ее значение. Единица измерения частоты - МГц – миллион тактов в секунду.
Другой характеристикой процессора, влияющей на его производительность, является разрядность. В общем случае производительность процессора тем выше, чем больше его разрядность. В настоящее время используются 18,16-, 32- и 64-разрядные процессоры, причем практически все современные программы рассчитаны на 32- и 64-разрядные процессоры. Часто уточняют разрядность процессора и пишут, например, 16/20, что означает, что процессор имеет 16-разрядную шину данных и 20-разрядную шину адреса. Разрядность адресной шины определяет адресное пространство процессора, т.е. максимальный объем оперативной памяти, который может быть установлен в компьютере.
Производительность процессора является интегральной характеристикой, которая зависит от частоты процессора, его разрядности, а так же особенностей архитектуры (наличие кэш-памяти и др.). Производительность процессора нельзя вычислить, она определяется в процессе тестирования, т.е. определения скорости выполнения процессором определенных операций в какой-либо программной среде.
Технический процесс (иногда пишут технология) — не основная характеристика процессора для обычного обывателя, но знать о нем надо, чтобы понимать заумные статьи на компьютерных сайтах. Чем меньше тех процесс, тем как говорится, лучше. По факту - это площадь кристалла на процессоре. Чем кристаллы меньше, тем их больше можно уместить, следовательно увеличить тактовую частоту. Да и на меньший кристалл нужно меньше подавать напряжения, поэтому и тепловыделение уменьшается, поэтому опять же можно увеличить тактовую частоту.
Socket – этот параметр нужен для стандартизации всех процессоров по разъемам подключения к материнской плате. Например, Socket LGA775 – если вы такую характеристику встретите на материнской плате, то к ней подойдут только процессоры с маркировкой Socket LGA775 и никакие другие. Обратное правило тоже действует.
Количество ядер — этот параметр показывает количество одновременно работающих программ. Количество ядер в последнее время прочно вошло в основные характеристики процессора, что многие ошибочно полагают, что если ядер больше, то всегда будет прирост производительности. К сожалению если программа не оптимизирована под 4 ядра, то вы хоть убейтесь она 4 ядра использовать не будет.
Частота шины процессора — это скорость с которой происходит обмен данными между процессором и системной шиной компьютера. Её любят указывать продавцы в прайсах. Измеряется точно также как тактовая частота и по понятным причинам всегда ниже.
Коэффициент умножения (или умножение) - он нужен, чтобы получить тактовую частоту процессора. Частоту шины вам нужно умножить коэффициент. Помнить нужно только одно в процессорах Intel есть одна полезная технология со смешным названием Quad Pumping — так вот она позволяет передать 4 блока данных за такт, поэтому маркетологи пользуются этим и преувеличивают в 4 раза физическую частоту шины.
Тепловыделение процессора — измеряется в ватах. Простым языком если сказать, то показывает какой мощности у вас должен быть вентилятор(кулер), чтобы обеспечить бесперебойную работу. Это очень важный параметр для любителей повыделываться и разгонять процессоры выше номинала.
Максимальная рабочая тем пература — всё то, что вы прочитали о тепловыделении можно отнести и к температуре. Если вы превысите максимум, то процессор перегреется, и вполне возможно компьютер или выключится или сам начнет перезагружаться.
Поддержка различных технологий — если в прайсе вдруг через запятую перечисляются непонятные технологии типа SSE2 или 3DNow, то знайте, что это хорошо. Чем больше функциональности тем лучше.
Урок №21 Основные современные модели процессоров
Сегодня писать о центральных процессорах не так интересно, как лет пять назад, когда была в самом разгаре гонка за мегагерцами, а AMD умудрялась теснить абсолютного лидера всех времен и народов, корпорацию Intel, на рынках чипов для серверных и настольных систем.
На рынке представлены сразу несколько семейств, причем разных поколений. Их объединяет одно - процессорный разъем Socket 775. Любопытно, что даже под одной маркой могут скрываться совершенно разные чипы, поэтому давайте разберемся, кто есть кто.
Celeron
Это самое простое и недорогое семейство. До недавнего времени покупка процессора под этой маркой была бессмысленной. Все чипы Celeron D с трехзначным индексом 3xx были построены на базе морально устаревшего ядра Pentium 4 Prescott, да еще и сильно урезанного - объем кэш-памяти второго уровня (далее L2) составлял смешные по нынешним меркам 256 Кбайт, а работать они могли лишь с системной шиной 533 МГц. Когда на рынке правят бал многоядерные чипы с архитектурой Core, покупать такие микросхемы мог только убежденный техноманьяк-некрофил.
Однако в Intel решили не хоронить марку Celeron, существующую еще с апреля 1998 года, и все-таки перевели бюджетные модели на новую архитектуру. Результатом этих действий стало исчезновение чужеродной буквы "D" из названия и появление "четырехсотой" серии, в которую вошли всего три модели с индексами 420, 430 и 440 и тактовыми частотами 1,60; 1,80 и 2 ГГц. Эти чипы - "половинки" от двухъядерных Core 2 Duo на ядре Conroe с 512 Кбайт кэша L2 и системной шиной 800 МГц. Благодаря новой архитектуре, Celeron получил поддержку 64-битных расширений EM64T и технологии Executive Disable Bit (об этих и других технологиях см. врезку). Главным достоинством Celeron 4xx можно считать низкий TDP (или, говоря по-русски, термопакет) - всего 35 Вт, так что они вполне могут найти применение, скажем, в офисных "тонких клиентах", благо прекрасно работают даже с пассивным охлаждением.
Как ни странно, в Intel решились и на еще один эксперимент - выпустить двухъядерный Celeron! Технически Celeron E1200 - это ядро Allendale, но серьезно урезанное: общий для обоих ядер кэш L2 составит всего 512 Кбайт, а системная шина ограничена все теми же 800 МГц. Добавилась технология энергосбережения Enhanced SpeedStep, но термопакет чипа достиг 65 Вт, типичных для "полноценных" Core 2 Duo. Лично мне совершенно непонятно, кому понадобился двухъядерный Celeron с такими абсурдными характеристиками. В Intel, видимо, тоже призадумались над этим - выпущена одна-единственная модель, и никаких других ожидать не приходится (Я мог бы сказать, что этот процессор - настоящая мечта оверклокера с ограниченным бюджетом, но, пожалуй, промолчу. - С.В.).
Pentium 4
Лишь пара слов об этих мастодонтах, по какому-то недоразумению еще встречающихся в прайс-листах московских фирм. Последние Pentium 4 - это одноядерные процессоры на ядрах Prescott или Cedar Mill с поддержкой системной шины 800 МГц, рассчитанные на установку в Socket 775. Объем кэш-памяти может составлять 1 или 2 Мбайт. Выпускались две серии Pentium 4 последнего поколения - "пятисотая" и "шестисотая". Если для всех чипов с индексом 6xx характерен кэш второго уровня объемом 2 Мбайт, поддержка технологий EM64T, Hyper-Threading, Executive Disable Bit и Enhanced SpeedStep, то у процессоров серии 5xx могут быть любые характеристики в любом сочетании, за исключением 1 Мбайт кэша L2 и отсутствия Enhanced SpeedStep. В некоторых "шестисотых" реализована также технология виртуализации VT, а в отдельных моделях - даже технология "глубокого сна" Enhanced Halt State (C1E). По сегодняшним меркам термопакет одноядерных Pentium 4 высок даже для двухъядерных процессоров - от 84 до 115 Вт. Представляют исключительно исторический интерес.
Pentium 4 Extreme Edition
А вот эти господа еще вполне дееспособны, хотя и не так привлекательны, как в момент своего появления. Задуманные в 2003 году как процессоры для особо требовательных (и состоятельных) поклонников компьютерных игр, они стали первыми десктопными чипами со встроенной кэш-памятью третьего уровня (ядро Gallatin). Было выпущено несколько моделей, причем последняя из них построена на ядре Prescott 2M. Здесь уже нет кэш-памяти L3, кэш L2 составляет 2 Мбайт, и есть поддержка шины 1066 МГц, Hyper-Threading, EM64T и Executive Disable Bit. Термопакет - 115 Вт.
Технологии Intel и AMD
Технологии Intel
Intel Extended Memory 64 Technology (EM64T) - 64-битные расширения архитектуры x86, обеспечивающие прямую 64-битную адресацию до терабайта оперативной памяти.
Execute Disable Bit - аппаратная технология защиты от вредоносных программ за счет запрета выполнения кода в определенной области памяти.
Intel Virtualization Technology - технология виртуализации, позволяющая запускать на одном физическом компьютере сразу несколько операционных систем.
Intel Thermal Monitor 2 - технология автоматического мониторинга температуры процессора, управления частотой и напряжением, защищающая от перегрева.
Enhanced SpeedStep - технология динамической регулировки частоты и напряжения процессора в зависимости от загрузки, позволяющая снижать энергопотребление и тепловыделение.
Enhanced Halt State (C1E) - технология снижения до минимума напряжения питания процессора при переходе в состояние "глубокого сна" в отсутствие нагрузки.
Intel TXT (Trusted Execution Technology) - технология безопасности, защищающая данные от перехвата на уровне процессора, чипсета, устройств ввода и дисплея.
Технологии AMD
AMD64 - 64-битные расширения архитектуры x86, обеспечивающие прямую 64-битную адресацию до терабайта оперативной памяти.
NX Bit - аппаратная технология защиты от вредоносных программ за счет запрета выполнения кода в определенной области памяти.
AMD Virtualization - технология виртуализации, позволяющая одновременно запускать на одном физическом компьютере несколько операционных систем.
AMD Cool'n'Quiet - технология динамической регулировки частоты и напряжения процессора в зависимости от загрузки, позволяющая снижать энергопотребление и тепловыделение.
Примечание: как видите, функционально технологии обеих компаний почти идентичны, только называются по-разному.
Pentium D
Первые двухъядерные процессоры Intel, построенные еще на основе старой архитектуры NetBurst. Модели серии 8xx (ядро Smithfield) выпускались по 90-нм техпроцессу, а модели серии 9xx (ядро Presler) - уже по 65-нм технологии. Несмотря на устаревшую архитектуру, инженерам компании удалось добиться термопакета от 95 до 130 Вт, не слишком превышающего типичный для одноядерных Pentium 4. Кэш L2 - 2х1 Мбайт для серии 8xx и 2х2 Мбайт - для серии 9xx.
В отличие от тех же Pentium 4, эти чипы в продаже практически не встречаются, но нам они интересны не только тем, что это первые двухъядерные процессоры компании, но еще и тем, что именно в них массово появилась поддержка технологии виртуализации VT. Любопытно, кстати, что в Pentium D заблокирована технология Hyper-Threading - похоже, это было сделано, дабы избежать проблем с существовавшим на то время программным обеспечением, совершенно не готовым не только к виртуальным четырехъядерным чипам, но и к физическим двухъядерным.
Pentium Extreme Edition
Этот "странный зверь" - на самом деле ближайший родственник Pentium D. Двухъядерные чипы с индексами 965 и 955 построены на ядре Presler, а модель с индексом 840 - на ядре Smithfield. Принципиальные отличия от Pentium D - поддержка Hyper-Threading, в случае с 840 - также энергосберегающей технологии Enhanced SpeedStep, а в случае с 865 и 955 - системной шины 1066 МГц. Больше отличий нет. Да и в продаже их почти не сыщешь.
Pentium Dual Core
Еще более странное название - Pentium и при этом Core. Что же это? Это двухъядерные десктопные чипы на базе новой архитектуры Core, которой сегодня мы имеем удовольствие наслаждаться. В семейство вошли всего пять процессоров на ядре Allendale - фактически "настольном" варианте мобильного Yonah. Как ни странно, но эти чипы появились лишь в июне 2007 года, когда уже вовсю продавались Core 2 Duo.
Трудно сказать, чем руководствовались в Intel, выпуская Pentium Dual Core, ведь архитектурно они не отличаются от Core 2 Duo, - возможно, стремлением сохранить раскрученную марку Pentium, которой к тому времени исполнилось пятнадцать лет. Судя по тому, что они вошли в серию E2хxx, эти процессоры рассматриваются в Intel как более дешевые варианты Core 2 Duo, где есть серии E4xxx, E6xxx и E8xxx. Это действительно так: в отличие от старших серий, у E2xxx кэш L2, общий для обоих ядер, ограничен 1 Мбайт, частота системной шины - только 800 МГц, а поддержка технологии виртуализации VT отсутствует. Тактовые частоты - от 1,6 до 2,4 ГГц. Термопакет типично "коровский": 65 Вт.
Core 2 Duo
Самые популярные и самые продаваемые на сегодняшний день процессоры Intеl, и неслучайно, ведь они демонстрируют лучшие показатели цена/производительность. Подавляющее большинство готовых компьютеров оснащаются сегодня именно "корышками". Core 2 Duo - непосредственный преемник Pentium 4 как массового универсального процессора, доступного в самых разных модификациях. Первые Core 2 Duo на ядре Conroe были выпущены в августе 2006 года, модели на ядре Allendale появились в январе 2007 года, а модели на ядре Wolfdale - в январе 2008 года.
Все модели под маркой Core 2 Duo - это двухъядерные процессоры на основе архитектуры Core, выполненные по 65-нм (Allenfale и Conroe) или 45-нм (Wolfdale) технологическим нормам. Во всех чипах (за отдельными исключениями) реализованы технологии EM64T, Execute Disable Bit, Enhanced Speed Step, VT, Enhanced Halt State (C1E) и Thermal Monitor 2.
Все чипы серии 8xxx, E6780 и E6850 поддерживают технологию Intel TXT. Кроме того, у всех моделей одинаковый термопакет - 65 Вт, что существенно ниже, чем у предшественников на базе архитектуры NetBurst.
В модельный ряд Core 2 Duo входят три варианта процессоров: на ядре Allendale, уже знакомом нам по Pentium Dual Core, на ядре Conroe и на ядре Wolfdale. Отличаются они тем, что в первых объем кэш-памяти второго уровня составляет 2 Мбайт, во вторых - 4 Мбайт, а в третьих - 6 Мбайт. Allendale работают с системной шиной 800 или 1066 МГц, Conroe - c FSB 1066 или 1333 МГц, а Wolfdale - только с шиной 1333 МГц. Кроме того, чипы Wolfdale поддерживают мультимедийные расширения SSE 4.1, остальные - только SSE 3. Тактовые частоты у Allendale немного ниже, чем у Conroe, а у Woldfale - выше, чем у Conroe. Соответственно, Allendale - самые дешевые чипы линейки, а Wolfdale - самые дорогие.
Семейство Core 2 Duo делится на три серии: E4xxx, E6xxx и E8xxx. Младшая серия состоит из чипов на Allendale, средняя - на Conroe, за исключением моделей E6300 и E6400, а старшая - на Wolfdale. Здесь нужно отметить, что под одними и теми же названиями могут фигурировать по два разных чипа. Дело в том, что модификации с разными степпингами отличаются минимальным напряжением питания и энергопотреблением в режиме "глубокого сна" Enhanced Halt State (C1E). Модели со степпингом L2 в режиме C1E потребляют 12 Вт, со степпингами M0 и G0 - 8 Вт, а со степпингом B2 - 22 Вт. Проблема в том, что на защитной крышке процессора указывается лишь его идентификатор, а чтобы узнать по нему степпинг, придется залезть в Интернет на специальную страницу сайта Intel.
Еще один важный нюанс: новейшие процессоры на ядре Wolfdale не работают со старыми наборами системной логики серий 945/965/975 - для них требуется системная плата на новых чипсетах G31/33/34,P31/35 или Q33/35, о чем следует помнить при выборе модели. (Боюсь, тут автора ввели в заблуждение рекомендации самой Intel. На практике поддержка процессора материнской платой зависит от таланта инженеров ее производителя и оперативности обновления BIOS. Так, в свое время первые Core 2 Duo прекрасно работали в связке с древним чипсетом i865, а у меня самого свежайший E8400 пашет на материнской плате Asus P5W DH Deluxe, где установлен i975X. Конечно, вместе с таким современным процессором лучше взять и "мамку" ему под стать, но делать это вовсе не обязательно. - С.В.)
Розничные цены на процессоры Core 2 Duo колеблются от $100 за снятый с производства E4300 (1,8 ГГц) до $350 за E8500 (3,16 ГГц), так что каждый сможет выбрать чип по потребностям и по карману.
Core 2 Quad
Четырехъядерные процессоры на базе архитектуры Core впервые появились в январе 2007 года - это были чипы на ядре Kentsfield, изготовленные по 65-нм технологии. В марте 2008 года к ним добавились обновленные модели на ядре Yorkfield, изготовленные уже по 45-нм техпроцессу.
Технически Core 2 Quad аналогичны Core 2 Duo, но, поскольку содержат вдвое больше ядер, оснащены и большим объемом кэш-памяти L2.
Модели первого поколения Q6600 и Q6700 оснащены 8 Мбайт кэша L2, работают с системной шиной 1066 МГц и могут устанавливаться на платы с чипсетами 975X или P965. У моделей второго поколения Q9450 и Q9550 по 12 Мбайт кэша L2, а у Q9300 - 8 Мбайт. Для этих процессоров требуются чипсеты G33/35, P35, Q33/35 или X38, и все они работают с шиной 1333 МГц (Перечитайте предыдущий комментарий. Новейшие четырехъядерники Intel тоже поддерживаются моей архаичной материнской платой - С.В.).
Несмотря на четыре ядра, термопакет Core 2 Quad не выше, чем у последних Pentium 4: у всех моделей он составляет 95 Вт, за исключением модификации Q6600 со степпингом B3, тепловыделение которого достигает 105 Вт.
Цены младших моделей Core 2 Quad серии Q6xxx сопоставимы с ценами старших моделей Core 2 Duo серии, поэтому в ближайшее время они вряд ли станут массовыми. Тем не менее на сегодняшний день это самое высокопроизводительное решение Intel для настольных компьютеров, если не считать безумно дорогих Core 2 Extreme. На базе Core 2 Quad за приемлемые деньги можно собрать чрезвычайно мощную систему, особенно если речь идет об игровом компьютере.
Core 2 Extreme
"Экстремальное" семейство последнего поколения - это исключительно четырехъядерные процессоры. Модели QX6700, QX6800 и QX6850 построены на ядре Kentsfield (65-нм), как и Core 2 Quad, а модели QX9650, QX9770 и QX9775 - на ядре Yorkfied XE (доработанная модификация Yorkfield, 45-нм). Кэш-память L2 моделей на Kentsfield - 8 Мбайт, а моделей на Yorkfied XE - 12 Мбайт. QX6700 и QX6800 работают с шиной 1066 МГц, QX6850 и QX9650 - с шиной 1333 МГц, а QX9770 и QX9775 - и вовсе с шиной 1600 МГц, что позволяет использовать с ними оперативную память типа DDR3 1600.
Для QX9770 и QX9775 не подойдут системные платы на "обычных" чипсетах - им требуются наборы системной логики DX48BT2 и E5400. Скорее всего вы не найдете "материнок" для этих чипов от сторонних производителей, и вам придется приобрести платы DX48BT2 и DX5400, выпущенные самой Intel.
Корпорация неизменно устанавливает одинаковую оптовую цену на все новые чипы семейства Core 2 Extreme - $999, а с появлением каждой новой модели все предыдущие формально считаются устаревшими. Однако в московских магазинах чип QX9775 пока замечен не был, и там продается QX9650, который оценивается примерно в 1300 долларов.
Архитектура Intel Core
Новая микроархитектура, пришедшая на смену NetBurst, изначально разрабатывалась как многоядерная, поэтому при ее создании в Intel пошли по пути "всеобщего расширения". В первую очередь расширению была подвергнута сама архитектура исполнительного ядра, разрядность которой возросла с 32 до 64 бит. Число ступеней исполнительного конвейера сократилось до 14, а количество одновременно исполняемых инструкций возросло до 4 для каждого ядра. Таким образом, двухъядерный процессор может одновременно выполнять 8 операций. Были доработаны блоки предсказания ветвлений и увеличены буферы инструкций.
В новой микроархитектуре Intel уделила особое внимание усовершенствованию блоков исполнения инструкций SSE. Если раньше 128-битные команды SSE выполнялись за два такта, то благодаря технологии Advanced Digital Media Boost исполнение занимает всего один такт. Сам набор SSE3 был дополнен новыми инструкциями. Технология Smart Memory Access позволила оптимизировать использование полосы пропускания шины памяти и тем самым повысить производительность системы.
Sempron
Бюджетный процессор, который в 2004 году пришел на смену морально устаревшему Duron, был призван конкурировать с интеловским Celeron. Во всяком случае, его проектировали по тому же принципу, "урезая" основную массовую модель компании. Если первые Sempron представляли собой "урезанные" Athlon XP, то ныне выпускаемые - это упрощенные одноядерные Athlon 64, которые осенью 2003 года стали первыми в мире 64-разрядными процессорами для настольных компьютеров.
Существуют модификации Sempron для устаревшего разъема Socket 939 и для современного Socket AM2, причем чипы старых модификаций купить уже практически невозможно, поэтому для экономии места их мы описывать не будем.
Что касается моделей для Socket AM2, здесь мы можем встретить чипы на ядре Manila или Sparta. Процессоры на ядре Manila выполнены по 90-нм техпроцессу и отличаются кэш-памятью L2 объемом 128 или 256 Кбайт и тепловыделением 35 или 62 Вт. Более новые чипы на ядре Sparta производятся по 65-нм технологии, оснащаются кэш-памятью второго уровня объемом 256 или 512 Кбайт, а их термопакет составляет всего 45 Вт.
Отличить модели на Manila и Sparta можно по названию процессора: новые модели маркируются по схеме LE-1xxx, тогда как старые используют так называемый "индекс производительности" вроде 3400+.
Чипы работают с системной шиной Hyper-Transport 800 МГц, а встроенный контроллер оперативной памяти поддерживает двухканальную оперативную память DDR2. Поддерживаются технологии AMD64, Cool'n'Quiet и NX Bit.
Как ни странно, розничные цены на Sempron не самые приятные: от 40 долларов за LE-1100 (1,9 ГГц) до 75 долларов за LE-1300 (2,3 ГГц). В этот ценовой диапазон попадают все (!) ныне выпускаемые Athlon, так что вряд ли кто-то предпочтет им урезанную версию.
Athlon
Одноядерные процессоры, постепенно уступающие звание самых массовых чипов AMD двухъядерным Athlon X2 Dual Core. Раньше они носили название Athlon 64, но теперь официально называются просто Athlon. Как и в случае с Sempron, Athlon встречается в версиях для Socket 939 и для Socket AM2, но все последние модели выпускаются исключительно для AM2.
Сегодня в линейке Athlon шесть процессоров: LE-1600, LE-1620, LE-1640, 3500+, 3800+ и 4000+ на ядре Orleans (90-нм). В чипах с индексами LE-1xxx устанавливается 1 Мбайт кэша L2, а в чипах с "индексами производительности" - 512 Мбайт. При этом, несмотря на одно и то же ядро, "новые" Athlon рассеивают всего 45 Вт тепла, а "старые" - 62 Вт.
Процессоры работают с системной шиной Hyper-Transport 1000 МГц и поддерживают технологии AMD64, AMD VIrtualization, Cool'n'Quiet и NX Bit. Встроенный двухканальный контроллер оперативной памяти рассчитан на память типа DDR2 533/667/800.
Ценовой диапазон Athlon - 47-60 долларов, так что, на наш взгляд, эти чипы заслуживают куда большего внимания, чем описанный выше Sempron.
Athlon X2 Dual-Core
Самые востребованные на сегодняшний день двухъядерные процессоры компании AMD. Как и Athlon, ранее назывались Athlon 64 X2, но AMD официально поменяла название, отбросив "64", поскольку поддержкой 64-битных вычислений сегодня никого не удивишь, а конкурирующие Core 2 Duo и так все 64-разрядные.
Старшие модели (от 5200+ до 6400+) построены на основе ядра Windsor, младшие (от 4000+ до 5000+) - на ядре Brisbane (возможны варианты, поскольку AMD постепенно переводит все процессоры на 65-нм техпроцесс). Чипы на ядре Windsor выпускаются по 90-нм технологии и оснащаются кэш-памятью объемом 2 или 1 (5200+) Мбайт. Термопакет моделей составляет 89 или 125 Вт - довольно внушительное тепловыделение по нынешним временам. Процессоры на ядре Brisbane производятся по 65-нм технологии и оснащаются 1 Мбайт кэш-памяти второго уровня. Термопакет этих чипов - 65 Вт, то есть такой же, как у конкурирующих Intel Core 2 Duo.
Как и одноядерные Athlon, Athlon X2 рассчитаны на системную шину Hyper-Transport 1000 МГц и поддерживают технологии AMD64, AMD VIrtualization, Cool'n'Quiet и NX Bit. Двухканальный контроллер памяти поддерживает оперативную память типа DDR2 533/667/800.
Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 449 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Универсальные регистры | | | Phenom X4 |