Реферат: Техническое и информационное обеспечение ПК
Недостатком К6 является работа с ММХ - приложениями. Производительность при выполнении стандартных тестов на 5% ниже средней производительности ПК процессором Pentium II, а в графических тестах ММХ она отставала уже на 20%. Но в тестах с выполнением фильтрации изображений и цветовым преобразованием процессор К6 показал примерно такие же результаты, как и Pentium II. Нужно отметить, что на рынке процессор К6 позиционируется как аналог упрощенного Pentium II – процессора Pentium Celeron.
Некоторые особенности AMD K6: встроенный кэш 1-го уровня 64Кб; технология изготовления 0,35 микрон; количество транзисторов~8,8млн.; тактовые частоты 166, 200, 233МГц.
Следующий процессор фирмы AMD – К6-3D (К6-2), позиционируется как прямой конкурент процессору Pentium II компании Intel. Процессор К6-3D содержит набор дополнительных команд для оптимизации работы с трехмерной графикой и звуком и имеет усовершенствованный сопроцессор. Процессор устанавливается в материнские платы с разъемом Socket 7. Технология изготовления – 0,25микрон, тактовая частота 266, 300, 350, 400, 450, 475МГц, количество транзисторов – 3,3млн., частота системной шины от 66 до 100МГц. Важнейшее усовершенствование в процессорах К6-2 – применение технологии 3DNow, функциональные возможности которой превосходят возможности технологии ММХ. В сотрудничестве с Cyrix и IDT AMD разработала для этой технологии, называвшейся раньше технологией AMD-3, набор из 21 команды, призванный повысить производительность 3D процессоров. Целью разработок было обеспечить провайдеров услуг Интернета единым набором команд на базе платформы Socket 7, ускоряющим расчеты с плавающей запятой, тем самым повышая производительность при работе с графикой.
Фирма Intel, не желая терять нишу дешевых настольных компьютеров, разработала модификацию Pentium II под названием Celeron. По существу, это 266 или 300МГц процессор Pentium II, чей картридж вставляется в разъем Slot 1. Но для его удешевления удален внешний контейнер и кэш 2-го уровня (все последующие, начиная с 300МГц процессоры с буквой А все же имеют кэш 2-го уровня 128Кб). И хотя Celeron можно установить в стандартную плату для Pentium II, был разработан более экономичный корпус PPGA (Plastic Pin Grid Array). Эти процессоры устанавливаются в «плоский» 370 – контактный процессорный разъем, известный как Socket-370. Это позволило уменьшить стоимость всего системного блока за счет использования более дешевой материнской платы. Сегодня процессоры Celeron производятся в 2 вариантах: как для Socket 370, так и для Slot 1.
Весной 1999г. фирма Intel выпустила процессор Pentium III (картридж SECC-2). Одним из новшеств стало использование потокового расширения - SIMD. К типу SIMD относится большинство мультимедийных инструкций ММХ, позволяющих оптимизировать обработку звука, видео и др. информации, что требует целочисленных вычислений. Было добавлено около 70 новых инструкций, которые предназначены для ускорения написанных в расчете на них игр, вспомогательных модулей Интернет, графических приложений и программ распознавания речи. Также были внесены изменения в блок взаимодействия с системной шиной: появилось 8 новых инструкций кэширования, увеличились внешние буферы. Однако процессор Pentium III сохранил прежнюю архитектуру ядра Р6. Изготовленные по 0,25 микронной технологии, процессоры работают на частотах 450, 500, 550, 600МГц. После перехода на 0,18микронную технологию рабочие частоты будут доведены до 800МГц. Имеют встроенный кэш 1-го уровня 32Кб, 2-го – 512Кб и рассчитаны на работу с внешней шиной 100МГц, а также поддерживают технологию SSE. Разработчики уверяют, что Pentium III способен радикально повысить скорость работы в Интернет. Кроме того, одним из самых перспективных направлений является качественное распознавание речи и перевод устных фраз в письменную форму. За счет команд предварительной выборки и поточного запоминания Pentium III может существенно ускорить обработку данных по алгоритму Витерби, применяемым для распознавания речи. Ускорение видео для 3D было достигнуто еще внедрением набора инструкций ММХ, но и для SSE остался обширный фронт работ: по информации Интел, процессор без труда справится с кодировкой видео по стандарту MPEG-2 в режиме реального времени. Что касается офисных приложений, то вряд ли новые инструкции приведут к ощутимому приросту производительности. Согласно результатам предварительного тестирования, которое проводила сама Интел, показатель Business Winstone 99 под Windows 98 вырос на 1% для процессора Pentium III 450МГц по сравнению с P II 450МГц.
25 октября 1999г. компания Интел выпустила новую модель процессора Р III, известную под названием Coppermine. Главной особенностью чипа является размещение кэш 2-го уровня на одном кристалле с процессорным ядром. Впервые кэш на одном кристалле с CPU появился у Celeron, благодаря чему этот процессор получил столь широкое использование. По данным Интел, Coppermine ~20% быстрее P III при той же тактовой частоте.
Некоторые особенности Coppermine: интегрированная кэш-память 2-го уровня 256Кб работающей на частоте процессора; технология – 0,18микрон; использование внешней шины 133МГц; тактовые частоты 600, 677, 733МГц.
Появление в 1999г. процессора AMD Athlon (К7), явилось одним из самых ярких событий на рынке процессоров. Работающий на тактовых частотах 500, 550, 600, 750МГц, процессор имеет 3 блока вычислений с плавающей точкой, блок 3DNow, блок ММХ и очень мощный математический сопроцессор. Кэш 1-го уровня 128Кб, кэш 2-го уровня от 512Кб до 8Мб с частотой от 1/3 до 1/1 частоты процессора, поддержка кэш 3-го уровня на МП. Изготавливаются по 0,25микронной технологии и рассчитаны на работу с внешней шиной 200МГц. По результатам SPECfp_base95 производительность Athlon 550МГц на 46% выше, чем у P III с той же тактовой частотой и объемом кэш-памяти.
4.3. Внутренняя память, оперативная, постоянная, сверхоперативная.
Внутренняя память ПК делится на оперативную – ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), постоянную – ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) и сверхоперативную (кэш-память).
ОЗУ – устройство, предназначенное для хранения и текущего изменения информации при работе ПК. Например, при запуске какой-либо программы она сначала считывается с винчестера или др. носителя в ОЗУ. Здесь она может сама себя изменять – стирать, дописывать, переписывать значения переменных, что необходимо для работы программ. ОЗУ работает с очень большой скоростью, современные чипы ОЗУ характеризуются временем доступа 8-10 наносекунд. Особенность ОЗУ – информация теряется сразу после выключения питания.
В современных ПК используются чипы ОЗУ в виде SIMM, DIMM. В перспективе будут использоваться модули RIMM.
Модули SIMM бывают двух видов:
30-и контактные (8 – разрядная шина данных) – использовались в АТ286 – 486 платах;
72-х контактные (16 – разрядная шина данных) – используются в большинстве 486 и во всех Pentium платах. В платах, выпущенных после 1998г. разъемы для них могут отсутствовать, в этом случае на них стоят только разъемы для DIMM.
Модули DIMM имеют 168 контактов (32 – разрядная шина данных) и получили наибольшее распространение в современных ПК на базе процессоров Pentium II, Pentium Celeron, Pentium III и аналогичных им.
По структуре памяти ОЗУ делится на:
FPM – Fast Page Mode;
EDO RAM – Extended Data Output RAM;
BEDO RAM – Burst EDO RAM;
SDRAM – Synchronous Dynamic RAM.
Память FPM долгое время считалась стандартной. Она применялась еще в АТ286, а также в модулях SIMM 30p и SIMM 72p.
Микросхемы динамической оперативной памяти – EDO RAM – отличались несколько лучшими характеристиками (быстродействие 60-70нс), чем память FPM. В EDO RAM добавлен набор регистров, благодаря которым данные на выходе могут удерживаться даже в течение следующего запроса к микросхеме. Такого эффекта можно добиться на обыкновенных FPM DRAM только в режиме чередования адресов. Немаловажным фактором использования такой памяти является то, что она полностью совместима по выводам с современными SIMM – модулями стандартной FPM DRAM. Микросхемы EDO RAM выпускались и в виде модулей DIMM. EDO RAM стала фактическим стандартом для систем на базе Pentium, Pentium Pro.
Микросхемы BEDO RAM распространены значительно меньше, чем EDO RAM. Найти их сегодня в свободной продаже практически невозможно. Хотя при соответствующей аппаратной поддержке BEDO RAM способна обеспечить такую же производительность, как и SDRAM.
Микросхемы SDRAM обладают быстродействием (8-12 нс.), необходимом для использования в ПК с процессорной шиной 100МГц, что обуславливает их применение в современных системах на процессорах Pentium Deshutes, AMD R6, Cyrix 6x86MX. При стандартных частотах 66МГц она имеет большой запас, что положительно влияет на общую устойчивость ПК. Последние разработки SDRAM могут работать и на частоте 133МГц.
ПЗУ (ROM) – постоянное запоминающее устройство, используется, как правило, для хранения BIOS – базовой системы ввода-вывода, а также программ тестирования, выполняющихся при начальной загрузке ПК. Микросхемы ПЗУ выпускаются как специализирующимися на них фирмами, такими как AMI, Award, Phoenix, так и непосредственно производителями ПК – IBM, Compaq и др.
Сверхоперативной памятью (кэш – памятью) называется память, расположенная «между» процессором и ОЗУ. Кэш – память является очень быстрой и используется для хранения наиболее часто используемых участков оперативной памяти. Это могут быть как данные, так и команды процессора. Кэш – память, расположенная на одном кристалле с ядром процессора, называется кэш – памятью 1-го уровня (L1). В случае если кэш-память расположена на картридже процессора, а не на одном с ним кристалле, она называется кэш-памятью 2-го уровня (L2). Кэш-память может располагаться также и на материнской плате в виде самостоятельных микросхем. По типу корпуса кэш-память делится на DIP и COAST. По объему кэш-память относительно невелика, как правило, от 16Кб до 512Кб. Кэш-память различается также по своей тактовой частоте. Чем ближе тактовая частота работы кэш-памяти к частоте самого процессора, тем выше быстродействие ПК.
