Основы САПР пищевых производств. Коротков В.Г - 47 стр.

кристаллом кэш-памяти второго уровня (512 Кбайт) на процессорной плате
потому был в два раза дороже Celeron с интегрированным кэшем (128 Кбайт),
что выход годных кристаллов для быстрой SRAM памяти с исходной кремни-
евой пластины удивительно невелик. Например, процессоры Intel Pentium III и
Celeron с ядром Coppermine практически идентичны. Отличие заключается в
искусственном отключении у Celeron половины кэш-памяти второго уровня и
установке внутреннего множителя рабочей частоты ядра процессора с расчетом
на внешнюю тактовую частоту 66 МГц [17].
      С «легкой руки» Intel появилось в PC индустрии и понятие
«конструктив». Это не совсем по-русски звучащее слово вместе с тем весьма
точно передает суть некоего сооружения, в недра которого заключены
процессоры Intel начиная с серии Pentium II [17].
      Работа процессора состоит из последовательности операций чтения
инструкций, их выполнения и выдачи результата. У первых моделей эти стадии
были разделены во времени, несмотря на то, что за реализацию каждой из них
отвечали разные блоки. А если учесть тот факт, что на время выполнения
наиболее сложных инструкций тогда расходовалось до 20 тактов работы
процессора, то становится очевидным, что эффективность использования
аппаратных ресурсов была не на самом высоком уровне [4].
      Разработчики семейства х86 начали решать эту проблему еще в первом
процессоре х86 - Intel 8086. Идея была довольно очевидной - разбить
выполнение операций на независимые стадии, выделить для исполнения
каждой из них специальный блок в процессоре и, наконец, обеспечить возмож-
ность одновременной обработки нескольких инструкций. Такая процедура
получила название конвейеризации. Аналогия очевидна: как и изделие на
конвейере какого-нибудь завода, инструкция последовательно проходит разные
стадии обработки. При этом следующая за ней команда не ждет конца ее
исполнения, а поступает на конвейер сразу же вслед, всего на шаг позади (на
процессорном языке это означает - на такт позже).
      Итак, в модели 8086 был применен лишь прототип той развитой
конвейеризации, что используется в современных процессорах. Конвейер
фактически состоял из двух стадий - дешифрации и непосредственно
выполнения. То есть во время исполнения инструкции процессор мог
параллельно заниматься дешифровкой следующей [4].
      С каждым новым поколением процессоров конвейер усложнялся. В
настоящее время рекордсменом по глубине конвейеризации (т.е. по количеству
стадий) является процессор Intel Pentium 4, у которого их 20. Архитектура
Pentium 4 даже носит название гиперконвейерной, что лишь подчеркивает
важность рассмотренного механизма обработки инструкций, у процессоров
AMD Athlon данный показатель выглядит скромнее - лишь 10 стадий. Но не
следует думать, что производительность прямо пропорциональна глубине
конвейера. Для каждой конкретной архитектуры существует оптимальное
значение числа стадий, которое к тому же зависит от тактовой частоты
процессора и даже типа выполняемых приложений.

                                                                         47