Чипы с удвоением частотыКогда в начале 90-х гг. Intel начала говорить о 66 МГц процессоре 486DX (здесь я не рассматриваю пока 80486DX, хотя это была очень известная модель, которая была провозглашена Intel "флагманом" среди чипов с 1989 по 1993 г), разработчики материнских плат должны были начинать бежать впереди паровоза закусив удила. В то же время многие лояльные пользователи услышали первый звонок, предлагавший покупать только такие компьютеры, которые смогут через пару лет работать с более быстрыми процессорами. Итак, Intel выступила с альтернативным способом повышения быстродействия процессора: удвоение частоты.Первоначально удвоение частоты было использовано в специальном процессоре 80486, который вставлялся в разъем процессора на материнской плате с частотой 25 МГц. Материнская плата
Итак, есть чип, тактовая частота которого для внешних операций равна 25 МГц, а для внутренних - 50 МГц; как же Intel должна была обозначить этот чип: 25 МГц или 50 МГц? Вы можете рассматривать этот вопрос как тест на сообразительность: но люди которые должны были принимать решения больше думали о маркетинге, нежели об инженерной сути процессора. Поэтому новый чип получил обозначение 8O486DX2-50, где 2 означает, что частота удваивается, а 50 означает до какой величины она выросла в результате удвоения. Например есть процессор 80486DX2-66, который вставляется в материнскую плату с частотой 33 МГц, но его внутренняя частота равна 66 МГц.В то же время Intel выпустила 80486DX-25, чип у которого и внутренняя и внешняя частота составляли 25 МГц, 80486DX-50 у которого они составляли 50 МГц, и 80486DX2-50. Люди часто спрашивают:"Чему же соответствует реальное быстродействие DX2 DX-25 или DX-50?" Ответ зависит от того, чем вы проверяете это быстродействие. Если работа системы требует от процессора выполнять большой объем вычислений, например обрабатывать таблицы, или строить сложные зависимости, то скорее всего он будет ближе к DX-50. Но если программа работы ориентирована на ввод/вывод (например при обработке баз данных), то он, скорее всего, будет ближе к DX-25. Для приложений в среднем загружающих и процессор, и средства ввода/вывода быстродействие также будет средним....
Чипы с утроением частотыВ 1994 г. Intel представила еще одну разновидность 486 процессора, 486 DX с утроением частоты. Были представлены 75 и 100 МГц версии, предназначенные для работы на материнских платах с частотами 25 и 33 МГц соответственно. (Интересно почему при утроении частоты 33 МГц получилось 100 МГц? Почему не 99 МГц? Опять реалии маркетинга: если округлить 99 МГц получится 100 МГц,... ну и в том же духе. Может быть для вычисления тактовой частоты использовали Pentium со сбоями в его сопроцессоре, a?) Intel также использовал еще одну возможность поднять внутреннюю производительность нового 486, добавив еще немного очень быстрой внутренней памяти в микропроцессор (позже вы узнаете, что это кэш); кэш был увеличен с 8 К до 16 К. Эта небольшая прибавка, а также утроение частоты, побудили Intel прощупать некоторых распространителей процессоров, исследуя их реакцию на обозначение DX4. Это имя только DX4, и никакого 80486 в имени нет. Это обозначение также применимо к 200 МГц Pentium с утроением частоты, который может работать с материнской платой на частоте 66 МГц....
Чипы с умножением частоты в 1,5 разаМы рассмотрели удвоение и утроение частоты. А есть ли чипы с четырехкратным умножением частоты? Нет еще, по крайней мере в семействе Intel 386/486/Pentium. Но есть некоторые разновидности Pentium, в которых внутренняя тактовая частота увеличена на 50 % (т. е. в полтора раза). Изначально предлагались Pentium 60 МГц и Pentium 66 МГц. Позднее появились чипы Pentium с кодовым обозначением Р54С, где тактовая частота составляла 90 и 100 МГц. Эти процессоры устанавливались в материнские платы с частотой 60 Мгц и 66 МГц, а внутренняя тактовая частота была увеличена лишь наполовину.Прежде чем оставить мегагерцы позади, неплохо точно выяснить, почему первоначально были предложены две модификации Pentium с такими близкими тактовыми частотами. Почему побеспокоились о моделях с частотой 60 МГц и 66 МГц?...
Pentium был действительно твердым орешком для проектирования. Команда разработчиков из Intel была чрезвычайно стеснена тем обстоятельством, что любой вновь разрабатываемый чип должен был в состоянии выполнять старые программы. Такое требование совместимости снизу вверх усложняло микропроцессор. Это усложнение выражалось в необходимости вводить в состав чипа много мелких компонентов, поскольку, говоря языком разработчиков, "совместимость снизу вверх требует много кремния". Кроме того, этот кремний греется. Поместите много кремния в одно место и он сам разрушится из-за перегрева. Увеличьте частоту тактового генератора и микропроцессор станет чрезвычайно горячим.Pentium выдвинул свои тепловые условия. Согласно словам Intel, ожидалось, что процессоры Pentium 60 МГц и Pentium 66 МГц будут нагреваться до температуры 85` по Цельсию....
Это уже достаточно, чтобы поджарить что-нибудь. Intel тяжко пыталась сделать Pentium 66 МГц работоспособным, но это было настолько трудным, что они делали такой чип, который обычно сами и отвергали. В итоге сделанные чипы не были отвергнуты, но только потому, что могли работать несколько медленнее, и то с принудительным охлаждением на частоте 60 МГц.Так 60 МГц чипы не были отвергнуты: Intel понизила планку для чипов 66 МГц, чтобы их можно было продать.Однако тактовая частота не единственный фактор, влияющий на нагрев чипа. Еще одним фактором является напряжение питания. Количество тепла, выделяемое чипом пропорционально квадрату питающего напряжения. Большинство процессоров работают при напряжении 5 В.Intel решила сделать свой полуторный чип Р54С низковольтным, сделав питающее напряжение равным 3,3 В. 5 в квадрате равно 25, а 3,3 в квадрате примерно 11. Такой 3-вольтовый чип уже мог работать при наличии вентилятора, и поэтому при изготовлении DX4, новых Pentium и некоторых последующих чипов, Intel использовала 3-вольтовое питание. Для питания Pentium Pro надо уже 1,5 В....
Фактически оказалось, что 3-вольтовый DX4 будучи быстрее чем 80486 оказался и более холодным. Именно поэтому в лэптопах, где процессоры не имеют вентиляторов, он оказался более приемлемым нежели какой-нибудь из 80486.Ни два, ни полтора: Pentium OverdriveЯ знаю, что все эти перестановки тактовых частот выглядят несколько причудливо, но это еще не все. Intel предлагает Pentium Overdrive чип, который позволяет поднять некоторые 486 системы до уровня Pentium.По этому поводу следует сделать пару оговорок: во-первых такой чип не будет работать на всех 486 системах; вы должны иметь систему, в которой разъем под процессор имеет увеличенный размер. Такие разъемы имеют дополнительные контакты, предназначенные для чипа Pentium Overdrive. Во-вторых, Pentium Overdrive подобен Pentium, но Pentium это 64-разрядный процессор, a Pentium Overdrive 32-разрядный....
Впрочем, хватит с нас плохих новостей. Хорошей новостью является то, что внутренняя тактовая частота Pentium Overdrive в два с половиной раза выше чем частота материнской платы. Pentium Overdrive установленный на материнскую плату с частотой 25 МГц будет работать с внутренней частотой 66 МГц. На материнской плате с частотой 33 Мгц, внутренняя частота процессора будет равняться 83 МГц. Но не существует Pentium Overdrive для 50 МГц 486DX, поскольку для такой системы нет удвоения и утроения.Покупая чип Overdrive помните, что вы выбираете чип, который "привязан" к быстродействию материнской платы компьютера. Если у вас стоит 486DX2-66, это значит, что материнская плата вашего компьютера работает с частотой 33 МГц, а процессор удваивает эту частоту....
Для увеличения быстродействия процессора можно делать его более быстрым на физическом уровне, повышая его тактовую частоту. Но можно воспользоваться другим способом, заставив эффективнее использовать каждый такт генератора.В последние годы Intel шла именно по этому пути; например процессор 8088 был заменен процессором 80188, процессором, который на первый взгляд делал то же, что и 8088-й. Где же разница?Отличие 80188 от 8088 (как впрочем и 80486 от 80386) лежало в области значительного увеличения эффективности выполнения микрокоманд. Предположим, для простоты, что эффективность выполнения микрокоманд означает только "Какое количество тактов требуется процессору для выполнения определенных действий?" Например, 8088 может выполнять деление целых чисел; результатом деления 7 на 2 будет 3 (дробная часть отбрасывается). На выполнение такой операции ему потребуется около 70 тактов. А вот 80188 выполнит ту же операцию за 25 тактов. Если сравнить два идентичных ПК, в которых установлены 8088 и 80188, то окажется, что компьютер с 80188 будет быстрее....
Комментариев нет:
Отправить комментарий