Mavzu: Mikroprosessorlar va ularning turlari

Pentium MMX va Pentium II Mikroprosessorlari 1997 yilning yanvarida va iyunida multimedia texnologiyasida ishlash uchun modernizatsiya qilingan va mos ravishda Pentium MMX (MMX — Multi Media EXtention) va Pentium II savdo markalarini olgan Pentium Pro Mikroprosessorlarining taqdimot marosimi bo’ldi. Pentium MMX MP audio va videoma’lumotlarni qayta ishlashga mo’ljallangan qo’shimcha 57ta buyruq, ikki marta kattalashgan (32 Kbaytgacha) kesh-xotira, Pentium Pro MPdan olingan tarmoqlanishlarni oldindan aytish yangi blokini va b. o’z ichiga oladi. Shuning hisobiga unda Pentium MPga nisbatan 1 millionta tranzistorli element ko’proqdir.Bu Mikroprosessorlarni samarali ishlatish uchun barcha eski dasturlarga (shu jumladan Windows 95, Windows NT operatsion tizimlariga ham) moslashtiruvchi dasturli lavhalarni qo’shish kerak; aslida esa, ularsiz ham Pentium MMX MP oddiy Pe ntium MPdan birmuncha unumliroqdir. Pentium MMX MP oddiy ilovalarni bajarishda Pentium MPga qaraganda 10-15% tezkoProqdir, yangi 57ta buyruqni ishlatib multimedia ilovalarini bajarishda esa u 30%ga tezkoProqdir (taqqoslash uchun Pentium Pro MP oddiy ilovalarni bajarishda Pentium MPga qaraganda, taxminan 20% tezkoProqdir). Pentium MMXning xonalarini hisobga olgan holda yozilgan dasturlar oddiy Pentium MPli SHKlarda ishlay olmaydi.
Pentium MMX MP uchun Socket 7 raz’yomli (ajratgich), MMX qo’llab-quvvatlaydigan yangi BIOSli va ikkita ta’minot kuchlanishli (2,8 va 3,5 V) tizimli plata talab etiladi.
Pentium II MP boshqa hamma MP larga nisbatan o’zgacha tuzilishga ega, xususan, u uncha katta bo’lmagan plata-kartrij ko’rinishida bajarilgan bo’lib, unga protsessorning o’zi (Pentium Proda 5,5 mln.ta tranzistor bo’lsa, unda 7,5 mln.ta tranzistor bor) va umumiy hajmi 512 Kbayt bo’lgan ikkinchi darajali kesh-xotiraning to’rtta mikrosxemasi joylashtirilgan. Protsessorning o’z mikrosxemasida joylashgan 1-darajali kesh-xotira Pentium Pro MPda bor bo’lgan 16 Kbayt o’rniga 32 Kbayt sig’imga ega, lekin 2-darajali kesh-xotira MPning ichki chastotasida emas, balki ikki marta kichik chastotada ishlaydi.
Pentium II MP 0,35 mikrO’nli texnologiya asosida ishlab chiqariladi va 2,8 V ta’minot kuchlanishini ishlatadi. Uning uchun, tabiiyki, boshqa barcha Pentiumlarga nisbatan o’zgacha tizimli plata talab etiladi.
Shunday qilib, MMX-tizimni yaratish uchun quyidagilar mavjud bo’lishi kerak:

• 
  pentium MMX yoki Pentium II Mikroprosessorlari;
  
• 
  ushbu Mikroprosessorlarni qo’llovchi tizimli plata;
  
• 
  bu protsessorlarning qo’shimcha buyruqlarini ishlatishga yo’naltirilgan dasturli ta’minot.
  

Bularning hammasini Mikroprosessorni tanlashda inobatga olish kerak.
RISC tipidagi Mikroprosessor
RISC tipidagi Mikroprosessorlar oddiy, dasturlarda eng ko’p uchraydigan buyruqlarni o’z ichiga oladi. Qiyinroq buyruqlarni bajarish kerak bo’lganda Mikroprosessorda ularni oddiylaridan avtomatik yig’ish amalga oshiriladi. Bu MPlarda har bir oddiy buyruqni bajarishga, ularni yozib quyilganligi va parallel bajarilishi hisobiga 1 mashina takti sarflanadi
(CISC tizimidagi hatto eng qisqa buyruqni bajarishga ham odatda 4 takt sarflanadi).
RISC tipidagi birinchi MPlardan — ARM (uning asosida jjIBM PC RT SHK yaratilgan) 118ta turli xil buyruqlarga ega _bo’lgan 32-razryadli MP hisoblanadi. Zamonaviy RISC flari (80860, 80960, 80870, Power PC) 150 min. l/amal/sekund tezkor, 64-razryadlidir. Power PC mikroprosessorlari (Perfomance Optimized With Enhanced RISC PC) juda istiqbollidir va hoziming o’zidayoq mashina-serverlarda va Makintosh tipidagi SHKlarda keng qo’llanilmoqda. Power PC mikroprosessorlari 300 MG gacha taktli chastotaga ega, Alpha Mikroprosessorlari esa hozirgi vaqtdagi eng yuqori taktli chastota — 600 MG modeliga ega.
RISC tipidagi mikroprosessorlar juda yuqori tezkorlikka ega, lekin dastur jihatdan CISC- protsessorlar bilan moslashgan — IBM PC SHKlari uchun ishlab chiqilgan dasturlarni bajarishda, ular CISC tipidagi MPlarni dasturli darajada, faqat emulyatsiya (modellashtirish, imitatsiya qilish) qilishi mumkin, bu esa ular samarali unumdorligini keskin pasayishiga olib keladi. Barcha yangi MPlar 0,35 mkm va undan kichik tartibli chiziqli o’lchamli elementlarning shakllanishini ta’minlovchi texnologiya asosida yaratiladi (an’anaviy 80486 va Pentium MPlarida 0,8 mikrO’nli elementlar ishlatilgan).
Elementlar o’lchamlarining kichiklashishi quyidagilarga imkon beradi:

• 
  MP taktli chastotasini 100 MG gacha va undan yuqorigacha oshirish, chunki tezkorlikni oshirishdagi to’siq «yorug’likning» etarli bo’lmagan (!) tarqalish tezligidir (300 000 km/s);
  
• 
  pasaytirilgan manba kuchlanishi 3,3 Vni ishlatish imkoniyati (standart 5 V o’rniga) hisobiga MP qizib ketishini kamaytirish.
  

MP funktsional jihatdan ikki qismdan iborat:

• 
  amalli, u o’z ichiga boshqarish qurilmasi (BQ), arifmetik-mantiqiy qurilma (AMK) va mikroprosessorli xotirani (MPX) oladi (bir nechta adresli registrlardan tashqari);
  
• 
  interfeysli, ular o’z ichiga MPXning adresli registrlarini; buyruqlar registrlari blokini — mashinaning yaqin taktlarida bajariladigan buyruqlar kodlarini, saqlash uchun xotira registrlarini, shinalarni va portlarni boshqarish sxemasini oladi.
  

Ikkala qism parallel ishlaydi, lekin interfeysli qism amalli qismdan o’zib ketadi, shuning uchun xotiradan navbatdagi buyruqni tanlab olish (uni buyruqlar registri blokiga yozish va oldindan tahlil qilish) amalli qism oldingi buyruqni bajarish vaqtida bajariladi. Zamonaviy mikroprosessorlar interfeysli qismida bir nechta guruh, registrlarga ega, ular turli darajadagi o’zib ketish bilan ishlaydi, bu esa amallarni konveyer usulida bajarish imkonini beradi. MPning bunday tashkil etilishi uning samarali tezkorligini sezilarli oshirish imkonini beradi.

Zamonaviy Mikroprosessorlarning turlari quyidagi jadvalda keltirilgan

		Takt chastotasi (MG)	Ishlab chiqilgan vaqti	Ishlab chiqqan tashkilot
	Markasi (turi)				Mikroprosessor o kompyuter markasi	’rnatilgan
1	8088	4,7	1983	Intel	IBM PC XT
			1985 1990		IBM PC IBM PS/2	AT
2	80286	15-25		Intel
	80386	25-40			IBM	386
			1988 - 1991
3	80386SX	25-40		Intel	IBM	386SX
	80386DX	25-40			IBM 386DX
	80386	25-40			IBM	386
			1988 - 1991
3	80386SX	25-40		Intel	IBM	386SX
	80386DX	25-40			IBM 386DX
	80486DX	25-50	1990		IBM	486
4	80486DX2	50-66	1991	Intel	IBM	486DX2
	80486DX4	100	1991		IBM 486DX4
	80486DX2	66-80			Am	486DX2
5	80486DX4	100-120	1992	AMD	Am	486DX4
	80486DX5	133			Am 586

6	80486DLS 80486SLS 80486DX 80586 80560	66-80 66-80 66-80 100 120	- 1993	Cyrix	486DLS 486SLS Cx 486DX Cx 5*86 Cx 5*60
7	80486DX2 80486DX4	66-80 100	- 1993	Ti	Ti 486DX Ti 486DX4
		100 va undan ortiq	1993 - yildan boshl.
8	80586			Intel	Pentium

Pentium mikroprosessorlari 80586 (R5) mikroprosessorlari Intel firmasi tomonidan patent-langan Pentium tovar markasi bo’yicha ko’proq ma’lumdir (boshqa firmalaming 80586 MP boshqacha belgilanishga ega: AMD firmasida K5, Cyrix firmasida Ml va b.). Pentium Pro mikroprosessorlari
1995 yil sentyabrda savdo markasi Pentium Pro bo’lgan 80686 (Rb) MP ning taqdimot marosimi bo’ldi va savdoga chiqarildi.
Mikroprosessor 2 ta kristalddan: MP ni o’zidan va kesh-xoti-radan tashkil toptan. Lekin u Pentium bilan tuliq. mos kelmaydi va xususan, maxsus tizimli platami talab etadi. Pentium Pro 32-bitli ilovalarda yaxshi ishlaydi, 16-bitli ilovalarda esa xattoki Pentiumga birmuncha yutqazadi.
Pentium mikroprosessorlari 80586 (R5) mikroprosessorlari Intel firmasi tomonidan patent-langan Pentium tovar markasi bo’yicha ko’proq ma’lumdir (boshqa firmalarning 80586 MP boshqacha belgilanishga ega: AMD firmasida K5, Cyrix firmasida Ml va b.). Pentium Pro mikroprosessorlari
1995 yil sentyabrda savdo markasi Pentium Pro bo’lgan 80686 (Rb) MP ning taqdimot marosimi bo’ldi va savdoga chiqarildi.

1. 
   Mikroprosessor ishlab chiqarilish tarixi hisoblash sistemasida bir necha parallel prosessorlar.
   

Reja:

1. 
   Elektron hisoblash mashinasi
   
2. 
   Mikroprosessor ishlab chiqarilish tarixi
   
3. 
   Hisoblash sistemasida bir necha parallel prosessorlar
   
4. 
   Bir nech parallel prosessorlarning afzallik tomonlari
   

Maxsuslashtirilgan kompyuterlar CH.Bebbidj g‘oyasida EHMni xotiralash dasturi yordamida boshqarish prinsipini o‘z ichiga olgan barcha asosiy qismlar bor edi. Uning g‘oyalarining afzalligiga ancha keyin etarligicha baholandi.1937 yildan boshlab hozirgi kungacha bir necha milliondan ortiq EHMlar yaratilgan. Biz ularni hozirda kompyuter deb ataymiz. EHMlarning soni ortishi bilan bir vaqtda ularni takomillashtirish jarayoni yanada jadallashdi. Markaziy protsessor va operativ xotiraning elementlar bazasiga, texnik xarakteristikasiga va arxitekturasining murakkabligiga qarab EHMlarni davrlarga va avlodlarga ajratish qabul qilingan. Tezkorlik va operativ xotira xajmi EHM ning asosiy xarakteristikalaridir.Tezkorlik bir sekundda bajariladigan mashinaviy amallarning o‘rtacha soni bilan baholanadi. Hozirgi vaqtda hisoblash mashinalarining rivojlanishining 4ta davri va
5ta avlodi bor. Keyingi avlodining chegaralari ham yaqqol ko‘rinmokda. Hisoblash mashinalari rivojlanishining birinchi davri bu mexanik davrgacha bo‘lgan mashinalar.