1.3.6 Технологии и параметры процессоров

iDevice ikoon 1.3.6 Технологии и параметры процессоров

Основными параметрами процессоров являются:

  • Архитектура системы команд: RISC или CISC
  • Расширение системы команд для выполнения обработки больших объёмов данных, когда одна команда охватывает очень сложные операции: MMX (Multimedia Extentsions); SSE - SSE4 - Streaming SIMD (Single Instruction Multiple Data) Extensions; AVX (Advanced Vector Extensions)
  • Ширина шины: число бит, которое обрабатывается одной командой. 64-битные процессоры дают возможность адрессации большего объёма памяти, и одной командой обрабатывать больше данных. В то же время, 32-битные приложения не всегда хорошо согласуются с 64-битной операционной системой. Поэтому надо целсообразно выбирать компьютер с шириной шины соответствующей используемым приложениям.
  • Тактовая частота: характеризует число команд выполняемых процессором в секунду.
  • Потребляемая (рассеиваемая) мощность: Развитие технологии позволило поднять тактовую частоту процессора до гигабайтов, что, в свою очередь, повысило потребляемую процессором мощность и, следовательно, количество выделяемого тепла. Поддержание температуры в рабочем режиме в нормальных пределах является в настоящее время очень серьёзной проблемой.
  • Количество ступеней (стадий) в командном конвейере: чем больше ступеней, тем бльше команд можно обрабатывать одновременно. В самом простом случае мы имеем дело с 4-ступенчатым конвейером: считывание команды, декодирование, исполнение и сохранение результатов. В современных процессорах число стадий доходит до 20.
  • Промежуточная память процессора:между процессором и оперативной памятью создают буферную, «сверхоперативную» память. Эту память называют кэш-памятью (Cache Memory). Быстродействующую кэш-память выполняют на быстродействующих микросхемах типа SRAM и размещают на материнской плате вблизи процессора. Когда процессору нужны данные, он сначала обращается в кэш-память, и только если там нужных данных нет, поисходит его обращение в оператвную память. Принимая блок данных из оперативной памяти, процессор заносит его одновременно и в кэш-память. «Удачные» обращения в кэш-память нзывают попаданиями в кэш. Процент попаданий тем выше, чем больше размер кэш-памяти. Современные процессоры могут даже предсказывать переходы в программе (Branch Prediction) и в соответствии с этим загружать кэш-память.
  • Технология производства: развитие технологии дало возможность миниатюзировать компоненты схем, уменьшить напряжение питания, уменьшить энергию,потребляемую схемой, и поместить больше компонентов в один корпус. Если Intel 8088 был произведён потехнологии 3 микрона, то современные процессоры уже производятся по технологии 32 нанометра. Как правило, процессор с теми же параметрами, произведённый по более современной технологии, выделяет меньше тепла.
  • Количество ядер: фактически показывает сколько процессоров физически размещено в одном корпусе. Ядра могут независимо друг от друга выполнять (параллельно) совершенно разные задачи и, соответственно повышать производительность системы и эффективность использования ресурсов вычислительной системы. Многоядерный процессор позволяет также ограничить выполнение ресурсоёмкой задачи на определённых ядрах и, тем самым, оставляет возможность решения другой задачи на оставшихся свободными ядрах.
  • Поддержка виртуализации означает наличие специальных дополнений к процессору вместе с расширением системы команд для виртуализации. С помощью их можно разделить использование процессорных ресурсов для использования различных операционных систем. Это позволяет виртуально на одном компьютере работать нескольким, например, серверам. Всё это является прекрасным средством для создания учебной среды или среды тестирования, для обучения работе с различными операционными системами на одном компьютере. Виртуализацию, конечно, можно реализовать и без аппаратной поддержки, однако при полной её эмуляции существенно падает производительность системы.