Admin

История CPU Intel

Понять историю компании Intel и трёх её основателей можно только тогда, когда вы поймёте кремниевую долину и её истоки. А чтобы это сделать, вам нужно проникнуть в историю компании Shockley Transistor, вероломной восьмёрки и Fairchild Semiconductor. Без их понимания, корпорация Intel останется для вас тем же, что и для большинства людей — тайной.

Intel. История успеха. Само по себе изобретение компьютеров не послужило началом цифровой революции.

Первые компьютеры на основе больших, недешёвых, быстро ломающихся электронных ламп представляли собой дорогостоящие чудища, содержать которые могли только корпорации, университеты, где проводились научные исследования и военные. Появление транзисторов, а затем и новых технологий, позволяющих на крошечном микрочипе вытравить миллионы транзисторов, означало, что вычислительную мощность многих тысяч устройств ENIAC можно сосредоточить в головной части ракеты, в компьютере, который можно держать на коленях и в портативных устройствах. В 1947 году инженеры Bell Laboratory, Джон Бардин и Уолтер Браттейн изобрели транзистор, который был представлен широкой общественности в 1948 году.

Несколько месяцев спустя Уильям Шокли, один из сотрудников компании Bell, разработал модель биполярного транзистора. Транзистор, который по сути представляет собой твердотельный электронный переключатель, заменил драмоцкую вакуумную лампу. Транзистор стал одним из самых важных открытий 20 века.

В 1956 году Нобелевский лауреат по физике Уильям Шокли создал компанию «Шокли-семикондактор» для работы над четырехслойными диодами. Шокли не удалось привлечь своих бывших сотрудников из Bell Labs. Вместо этого он нанял группу, по его мнению, лучших молодых специалистов по электронике, недавно окончивших американские университеты.

В сентябре 1957 года из-за конфликта с Шокли, который решил прекратить исследование кремниевых полупроводников, восемь ключевых сотрудников решили уйти со своих рабочих мест и начать заниматься своим делом. Восемь человек теперь навсегда известны как «Вероломная Восьмерка». Этот эпитет дал им сам Шокли, когда они ушли с работы.

Восьмерка включала в себя Роберта Нойса, Гордона Мура, Джея Ласта, Джина Хоурни, Виктора Гринича, Юджина Клейнера, Шелдона Робертса и Джулиуса Бланка. После ухода они решили создать собственную компанию, но инвестиций взять было неоткуда. В результате обзвона 30 фирм они наткнулись на Fairchild, владельца компании Fairchild Camera and Instrument.

Тот с радостью вложил полтора миллиона долларов в новую компанию, что было почти в два раза больше, чем изначально считалось необходимым. Была заключена так называемая сделка с премией, и если компания окажется успешной, он сможет её выкупить полностью за три миллиона. Fairchild воспользовался этим правом уже в 1958 году, назвав дочернюю компанию Fairchild Semiconductor.

В январе 1959 года один из восьми основателей компании Fairchild, Роберт Нойс, изобрёл кремниевую интегральную схему. При этом Джек Килби в Техас Инструментс изобрёл германиевую интегральную схему на полгода раньше, летом 1958 года. Однако модель Нойса оказалась более пригодной для массового производства, именно она используется в современных чипах.

В шестидесятых годах двадцатого века Fairchild стала одним из ведущих производителей операционных усилителей и других интегральных схем, однако в то же время новое управление Fairchild Camera and Instruments начало ограничивать свободу действий Fairchild Semiconductor, что привело к конфликтам. Члены восьмёрки и другие опытные сотрудники один за другим начали увольняться и основывать собственные компании в Кремниевой долине. Там же было очень много и других открытий, которые оказали очень сильное влияние на развитие полупроводников.

Но эти события не входят в рамки данного видео. Компания Intel была основана 18 июля 1968 года Робертом Нойсом, Гордоном Муром и Эндрю Гроувом. Первое название, выбранное Нойсом и Муром, было NM Electronics.

N и M – первые буквы их фамилий, но оно было не слишком впечатляющим. После отчисланий слишком удачных предложений пришли к окончательному решению – компания будет называться Integrate Electronics Corporation. Само по себе она тоже не было слишком впечатляющим, но имела одно достоинство – сокращенно, компанию можно было назвать Intel.

-

Попробуйте РЖДТьюб - видеохостинг для железнодорожников!

Это звучало хорошо, название было энергичным и красноречивым. Учёные ставили перед собой вполне определенную цель – создать практичную и достойную полупроводниковую память. Ничего подобного ранее не создавалось, учитывая тот факт, что запоминающее устройство на кремниевых микросхемах стоило по крайней мере в 100 раз дороже обычной для того времени памяти на магнитных сердечниках.

Стоимость полупроводниковой памяти достигла одного доллара за бит, в то время как запоминающее устройство на магнитных сердечниках стоило всего лишь около цента за бит. Роберт Нойс говорил, нам необходимо было сделать лишь одно – уменьшить стоимость в 100 раз и тем самым завоевать рынок. Именно этим в основном мы и занимались.

В 1970 году Intel выпустила микросхему памяти в 1 килобит, намного превысив ёмкость существующих в то время микросхем. В одном килобите – 1024 бит. Один байт состоит из 8 бит, то есть микросхема могла хранить всего 128 байт информации.

Созданная микросхема, известная как динамическое оперативное запоминающее устройство DRAM-1103, стала к концу следующего года наиболее продаваемым полупроводниковым устройством в мире. К этому времени Intel выросла из горских энтузиастов в компанию, насчитывающую более 100 сотрудников. В это время японская компания Busicom обратилась к Intel с просьбой разработать набор микросхем для семейства высокоэффективных программируемых калькуляторов.

Первоначальная конструкция калькулятора предусматривала минимум 12 микросхем различных типов. Инженер компании Intel Тед Хофф отклонил данную концепцию и вместо этого разработал однокристальное логическое устройство, получающее команды приложений из полупроводниковой памяти. Этот центральный процессор работал под управлением программы, которая позволяла адаптировать функции микросхемы для выполнения поступающих задач.

Микросхема была универсальна и по своей природе, то есть ее применение не ограничивалось калькулятором. Логически же, модули имели только одно назначение и строго определенный набор команд, которые и использовались для управления ее функциями. С этой микросхемой была связана одна проблема.

Все права на ее принадлежали исключительно Busycom, Тед Хофф и другие разработчики понимали, что данная конструкция имеет практически неограниченное применение. Они настояли на том, чтобы Intel выкупила право на созданную микросхему. Intel предложила Busycom вернуть заплаченные за ее лицензию 60 000 долларов в обмен на право распоряжаться разработанной микросхемой.

В итоге Busycom, находясь в тяжелом финансовом положении, согласились. 15 ноября 1971 года появился первый четырехразрядный микрокомпьютерный набор – 4004. Термин «микропроцессор» появился значительно позже.

Микросхема содержала в себе 2300 транзисторов, стоила 200 долларов и по своим параметрам была сопоставима с первым ЭВМ ENIAC, созданной в 1946 году, использовавшей 18 000 вакуумных электронных ламп и занимавшую 85 кубических метров. Микропроцессор выполнял 60 000 операций в секунду, работал на частоте 108 кГц и производился с использованием 10-микронной технологии. Данные передавались блоками по 4 бит за такт, а максимальный объём адресуемой памяти составлял 640 байт.

4004 использовался для управления светофорами, при анализе крови и даже исследовательской ракетой Пионер-10, запущенной НАСА. Интел 8008 В апреле 1972 года Интел выпустила процессор 8008, который работал на частоте 200 кГц, он содержал 3500 транзисторов и производился по всё той же 10-микронной технологии. Шина данных была 8-разрядной, что позволяло адресовать 16 килобайт памяти.

Этот процессор предназначался для использования в терминалах и программируемых калькуляторах. Интел 8080 Следующая модель процессора 8080 была анонсирована в апреле 1974 года. Этот процессор содержал уже 6000 транзисторов и мог адресовать 64 килобайта памяти.

На нём был собран первый персональный компьютер – Altair 8800, в этом компьютере использовалась операционная система CP-M, а Майкрософт разработала для него интерпредатор языка программирования BASIC, это была первая массовая модель компьютера, для которого были написаны тысячи программ. Со временем 8080 стал настолько известен, что его начали копировать. В конце 1975 года несколько бывших инженеров Intel, занимавшихся разработкой процессора 8080, создали компанию Zilog.

Эта компания выпустила процессор Z80, который представлял собой значительно улучшенную версию 8080. Этот процессор был несовместим с 8080 по контактным выводам, но сочетал в себе множество различных функций, например интерфейс памяти и схему обновления ОЗУ, что давало возможность разрабатывать более дешевые и простые компьютеры. В Z80 был также включен расширенный набор команд процессора 8080, позволявший использовать его программное обеспечение.

В этот процессор вошли новые команды и внутренние регистры, поэтому ПО, разработанное для Z80, могло использоваться практически со всеми версиями 8080. Первоначально процессор Z80 работал на частоте 2.5 МГц, более поздние версии работали уже на частоте 10 МГц. Содержал 8500 транзисторов и мог адресовать 64 кБ памяти.

Компания RadioShack выбрала процессор Z80 для своего персонального компьютера TRS-80, модель 1. Вскоре Z80 стал стандартным процессором для систем, работающих с операционной системой CP-M и наиболее распространенным ПО того времени. Компания Intel не остановилась на достигнутом и в марте 1976 года выпустила процессор 8085, который содержал 6500 транзисторов, работал на частоте 5 МГц и производился по трёхмикронной технологии. Несмотря на то, что он был выпущен на несколько месяцев раньше Z80, ему так и не удалось достичь популярности последнего.

Он использовался в основном в качестве управляющей микросхемы различных компьютеризированных устройств. В этом году MOS Technologies выпустила процессор 6502, который был абсолютно не похож на процессоры Intel, он был разработан группой инженеров компании Моторола. Эта же группа работала над созданием процессора 6800, который в будущем трансформировался в семейство процессоров 68000.

Цена первой версии процессора 8080 достигла 300 долларов, в то время как 6502 стоил всего около 25 долларов. Такая цена была вполне приемлема для Стива Уозника и он встроил процессор 6502 в новые модели Apple 1 и Apple 2. Процессор 6502 и его преемники с успехом работали в игровых компьютерных системах, число которых вошла приставка Nintendo Entertainment System. Моторола продолжила работу над созданием серии процессоров 68000, которые впоследствии были использованы в компьютерах Apple Macintosh.

Режимы процессора Для упрощения понимания материала, мы ведем понятие режимов процессора. Итак, все 32-разрядные и более поздние процессоры компании Intel и AMD, начиная с 386-го, могут выполнять программы в нескольких режимах. Режимы процессора предназначены для выполнения программ в различных средах.

В разных режимах возможности чипа не одинаковые, потому что команды выполняются по-разному. В зависимости от режима процессора изменяется схема управления памятью системы и задачами. Процессоры могут работать в трех режимах.

Реальный режим, режим IA-32 и расширенный, 64-разрядный режим IA-32i. Рассмотрим каждый из них. Реальный режим.

Все программы, выполняемые в реальном режиме, должны использовать только 16-разрядные команды, 20-разрядные адреса и поддерживаться архитектурой памяти, рассчитанной на емкость до 1 МБ. Режим IA-32, который в свою очередь делится на режимы, защищенный и виртуальный. Первым 32-разрядным процессором для PC был 386-й.

Этот чип мог выполнять абсолютно новую 32-разрядную систему команд. Чтобы полностью использовать преимущества 32-разрядной системы команд, были необходимы 32-разрядная операционная система и 32-разрядные приложения. Этот режим назывался защищенным, так как выполняемые в нем программы защищены от перезаписи своих областей памяти другими Такая защита делает систему более надежной, поскольку ни одна программа с ошибками уже не сможет так легко повредить другие программы и операционную систему.

Кроме того, программу, потерпевшую крах, можно довольно просто завершить без ущерба для всей системы. Виртуальный режим Это режим выполнения 16-разрядной среды, реальный режим, реализованный внутри 32-разрядного защищенного режима, то есть виртуального, а не реального. 64-разрядный режим является расширением архитектуры IA-32 сработанным компанией AMD.

Процессоры, поддерживающие 64-разрядное расширение, могут работать в реальном режиме, в режиме IA-32 или IA-32E. При использовании режима IA-32, процессор может работать в защищенном или виртуальном режиме, IA-32E позволяет работать в 64-разрядном режиме или в режиме совместимости, что подразумевает возможность одновременного выполнения 64- и 32-разрядных приложений. Режим IA-32E включает в себя два подрежима, 64-разрядный режим, который позволяет 64-разрядной операционной системе выполнять 64-разрядное приложение, и режим совместимости, который позволяет 64-разрядной операционной системе выполнять 32-разрядное приложение.

В июне 1978 года Intel совершила революцию, представив свой первый процессор 8086, который содержал набор команд под кодовым названием x86. Этот же набор команд до сих пор поддерживается во всех современных микропроцессорах. Процессор 8086 имел 16-разрядные внутренние регистры и мог выполнять программное обеспечение нового типа, используя 16-разрядные команды.

Он также имел 16-разрядную внешнюю шину данных и поэтому мог передавать в память одновременно 16 бит. Процессор содержал 29 тысяч транзисторов и работал на частоте 5 МГц. Благодаря 20-разрядной шине адреса он мог адресовать 1 МБ памяти.

При создании 8086 обратная совместимость с 8080 не предусматривалась, но в то же время значительное сходство их команд и языка позволяло использовать более ранние версии программного обеспечения. Это свойство впоследствии сыграло важную роль для быстрого перевода программ системы CP-M8080 на рельсы PC. Несмотря на высокую эффективность процессора 8086, его цена была высока по меркам того времени.

И что гораздо чаще важнее для его работы требовалась дорогая микросхема поддержки 16-разрядной шины данных, Чтобы уменьшить себестоимость процессора в 1979 году, Intel выпустила процессор 8088, упрощенную версию 8086. 8088 использовал тоже внутреннее ядро из 16-разрядной регистры, что и 8086. Мог адресовать 1 МБ памяти, но в отличии от предыдущей версии использовал внешнюю 8-разрядную шину данных.

Это позволило обеспечить обратную совместимость с ранее разработанным процессором 8085 и тем самым значительно снизить стоимость создаваемых системных плат и компьютеров. Именно поэтому IBM выбрала для своего первого PC урезанный процессор 8088, а не 8086. Это решение имело далеко идущие последствия для всей компьютерной индустрии.

Процессор 8088 был полностью программосовместим с 8086, что позволяло использовать 16-разрядное программное обеспечение. В процессорах 8085 и 8080 использовался очень похожий набор команд, поэтому программы, написанные для процессоров предыдущих версий можно было легко преобразовать для процессора 8088. Это в свою очередь позволяло разрабатывать разнообразные программы для IBM PC, что являлось залогом его будущего успеха.

Не желая останавливаться на полпути, Intel была вынуждена обеспечить поддержку обратной совместимости с 8086 и 8088 с большинства процессоров, выпущенных в то время. Процессор 8086 появился в 1976 году. Позже для него был разработан сопроцессор 8087, который иногда называют числовым процессором, процессором для обработки числовых данных, процессором NDP или просто математическим сопроцессором.

Он предназначался для выполнения сложных математических операций с более высокой скоростью и точностью, чем это мог сделать обычный процессор. Наиболее полные его преимущества проявляются при обработке больших числовых массивов данных в программах наподобие электронных таблиц. После выпуска процессоров 8088 и 8086 Intel начала разработку более производительного процессора с размещением на кристалле некоторых компонентов поддержки, ранее выпускавшихся в виде отдельных микросхем.

Процессор 80186 Процессоры 80186 и 80188 похожи на своих прародителей, каждый из них является улучшенной версией своего предшественника. Процессор 80186, как и 8086 полностью 16-разрядный, а 80188, как и 8088 компромиссный вариант с внешней 8-разрядной и внутренней 16-разрядной шинами. Различие между этими процессорами заключается в том, что в один корпус помимо собственного процессора было встроено еще 15-20 дополнительных компонентов, а это позволяло резко сократить количество микросхем в компьютере.

Микросхемы 80186 и 80188 использовались в высокоинтеллектуальных периферийных адаптерах. Процессор 80286 Для процессора 80286 или просто 286 проблем с совместимостью не существует. Он появился 1 февраля 1982 года и на его основе был создан компьютер IBM AT.

Выбор процессора 286 в качестве основы для компьютера AT объясняется его совместимостью с процессором 8088, то есть все разработанные для IBM PC и XT программы подходили для AT. Процессор 286 имеет более высокое быстродействие чем его предшественники. Производительность первого компьютера AT с тактовой частотой 6 МГц в 5 раз превышала производительность IBM.

Повышенная производительность объясняется тем, что процессоры 286 намного эффективнее выполняют инструкции. Если процессорам 8086 и 8088 на выполнение одной инструкции требовалось 12 тактов, то 286 всего 4,5. 286 поддерживает два режима работы, реальный и защищенный.

Эти режимы настолько различаются, что в каждом из них процессор может себя вести совершенно по-разному. В реальном режиме процессор 286 работает как 8086 и полностью совместим на уровне объектных кодов с процессорами 8086, как и 8088. В защищенном режиме 286 представляет собой совершенно новую модель.

Если программа написана с расчетом на его новые возможности, то ей доступна виртуальная память до одного гигабайта. Хотя процессор может адресовать только 16 мегабайт физической памяти. Существенный недостаток процессора заключается в том, что он не может переключаться из защищенного режима в реальный без предварительного аппаратного сброса, то есть горячей перезагрузки компьютера.

Поэтому основным преимуществом будущего 386 процессора стала именно возможность программного переключения из реального режима в защищенный, ну и наоборот. В те годы еще поддерживалась обратная совместимость процессоров, что ничуть не мешало вводить различные новшества и дополнительные возможности. Одним из основных изменений стал переход от 16-разрядной внутренней архитектуры процессора 286 и его более ранних версий к 32-разрядной внутренней архитектуре 386 и последующих процессоров, относящихся к категории IA32.

Эта архитектура была представлена в 1985 году, однако потребовалось еще 10 лет, чтобы на рынке появились такие операционные системы как Windows 95, частично 32-разрядные, и Windows NT, требующие использования исключительно 32-разрядных драйверов. Только через 10 лет появилась операционная система Windows XP, которая была 32-разрядной как на уровне драйверов, так и на уровне всех компонентов. Итак, на адаптацию 32-разрядных вычислений потребовалось 16 лет.

Для компьютерной индустрии это довольно длительный срок. Процессор 80386 Процессор 80386 стал настоящей сенсацией в компьютерном мире, благодаря исключительно высокой производительности по сравнению с предшественниками. Создатели этого полностью 32-разрядного процессора стремились добиться максимальной производительности и возможности работать с многозадачными операционными системами.

Компания Intel выпустила процессор 386 в 1985 году, а системы на его основе появились в конце 86-го, начале 87-го года. В реальном режиме процессор 386 может выполнять команды процессоров 8086 и 8088, затрачивая на них меньше тактов. Среднее количество тактов за команду, как и у 286-го, равно 4,5.

Таким образом, чистая производительность компьютеров с процессорами 386 и 286 при равных тактовых частотах одинакова. Повышение реальной производительности процессора 386 было достигнуто за счёт введения дополнительных программных возможностей и значительного усовершенствования диспетчера памяти. Процессор 386, как мы уже говорили выше, может программно переключаться в защищённый режим и обратно без общей перезагрузки компьютера.

Кроме того, в нём предусмотрен виртуальный реальный режим, в котором может выполняться сразу несколько защищённых одна от другой программ в реальных режимах. Защищённый режим процессора 386 полностью совместим с защищённым режимом 286-го. Дополнительные возможности адресации памяти в защищённом режиме появились благодаря разработке нового диспетчера памяти MMU, в котором реализованы более эффективная страничная организация памяти и программное переключение.

Система команд полностью совместима с 286-ым. Нововведение, появившееся в процессоре 386, виртуальный режим, в котором имитируется работа процессора 8086. При этом несколько экземпляров DOS и других операционных систем могут работать одновременно, используя свои защищённые области памяти.

Сбой или зависание программы в одной области не влияет на остальные части системы. Испорченный экземпляр можно перезагрузить. Существует довольно много разновидностей процессоров 386.

386DX Процессор 386DX представляет собой полностью 32-разрядный процессор, у которого внутренние регистры, а также внутренние и внешние шины данных 32-разрядные. Процессор выпускался в 132-контактном корпусе и потреблял ток около 400 мА. Тактовая частота процессоров 386, выпускаемых Intel, колебалась от 16 до 33 МГц, в то время как микросхема AM386DX40 от компании AMD могла работать на частоте в 40 МГц.

Процессор 386DX способен адресовать память объёмом до 4 ГБ. 386SX Этот процессор был предназначен для компьютеров с возможностями процессора 386, но которые стоили бы не больше системы 286. Как и в процессоре 286, для взаимодействия с остальными компонентами компьютера использовалась 16-разрядная шина данных.

Однако внутренняя архитектура процессора 386SX аналогична архитектуре DX, то есть он может одновременно обрабатывать 32 бита данных. Процессор 386SX оснащён 24-разрядной шиной адреса и может адресовывать только 16 МБ памяти. 386SL Процессор 386SL с малым потреблением мощности предназначен для портативных компьютерах, в которых это обстоятельство имеет решающее значение, при этом он обладает всеми возможностями процессора 386SX.

Структура процессора усложнена за счёт схем SMI, обеспечивающих управление электропитанием. Также предусмотрена поддержка расширенной памяти стандарта LIM и встроен кэш-контроллер для управления внешней кэш-памятью объёмом от 16 до 64 килобайт. Тактовая частота процессора составляла 25 МГц.

Процессор 486 В погоне за быстродействием процессор Intel 80486 стал очередным шагом вперёд. Вычислительная мощность этого процессора вызвала бурный рост в индустрии программного обеспечения. Десятки миллионов копий Windows, а также миллионы копий OS 2 были проданы именно потому, что процессор 486 позволял создать графический интерфейс пользователя для операционных систем, что значительно упростило работу на компьютере.

Быстродействие процессора 486 было в 2 раза выше, чем у 386, то есть производительность процессора 486SX с тактовой частотой 20 МГц была такая же, как у процессора 386DX40 OMD. Было выпущено множество модификаций процессора 486 с тактовыми частотами от 16 до 133 МГц. Процессоры 486 различались не только быстродействием, но и разводкой выводов.

Достичь вдвое большей производительности процессора 486 по сравнению с 386 при одной и той же тактовой частоте удалось благодаря целому ряду нововведений. Сокращение времени выполнения команд. В среднем одна команда в процессоре 486 выполняется всего за 2 такта, а не за 4 с половиной, как в 386.

Введение версии процессора с множителем частоты DX2 и DX4 позволили уменьшить общее время выполнения инструкций до 2 инструкций в расчете на такт кварцевого генератора. Встроенная кэш-память первого уровня обеспечивает коэффициент попадания 90-95%. Использование дополнительного кэша может ещё больше увеличить этот коэффициент.

Укороченные циклы памяти. Стандартный 32-разрядный обмен с памятью происходит за 2 такта. После него можно выполнить до 3-х следующих обменов – до 12 байт, затрачивая на них по одному такту вместо двух.

Встроенный сопроцессор. В некоторых моделях сопроцессор работает с той же тактовой частотой, что и основной процессор, поэтому на выполнение математических операций затрачивается меньше циклов чем в предыдущих сопроцессорах. Производительность встроенного сопроцессора в среднем в 2-3 раза выше, чем у внешнего 80387-го.

486DX Первый процессор 486DX был выпущен Intel 10 апреля 89 года, а первые компьютеры на его основе в 1990-м. Тактовая частота первого процессора составляла 25 мегагерц, а напряжение питания 5 вольт. Позднее появилась микросхема на 33 и 50 мегагерц.

На кристалле размером с ноготь размещается 1-2 миллиона транзисторов. Как и 386-й процессор, 486-й может адресовать память объемом 4 гигабайта и работать с виртуальной памятью до 64 гигабайт. Также он может функционировать во всех трёх режимах, предусмотренных для процессора 386 – реальным, защищённым и виртуальным.

486SL Процессор 486SL некоторое время выпускался в виде отдельной микросхемы, а затем был снят с производства. Микросхемы первоначально предназначались для использования в портативных компьютерах с питанием от аккумуляторов, но они применялись также и в настольных системах. Выпускались также разновидности этих микросхем с напряжением питания 3,3 вольт.

486SX Процессор 486SX начали выпускать в апреле 1991 года, как более дешевый вариант процессора 486DX без сопроцессора. Как мы уже говорили ранее, процессор 386SX – это урезанный 16-разрядный вариант полноценного 32-разрядного процессора 386DX. У него другая разводка выводов.

Ситуация с процессором 486SX совершенно иная. Это полноценный 32-разрядный процессор, выводы которого в основном соответствуют имеющимся в процессоре 486DX. Процессор 486SX появился скорее по маркетинговым, нежели по технологическим причинам.

Первая партия этих процессоров были обычными микросхемами DX с дефектными сопроцессорами. Вместо того, чтобы отправить их на переработку, производители вставляли кристаллы в корпус, отключив при этом сопроцессор и продавали под названием 486SX. Процессор выпускался с частотами 16, 20, 25 и 33 МГц, а процессор 486SX2 с частотами 50 и 66 МГц.

487SX Так называемый сопроцессор 487SX фактически является процессором 486DX с тактовой частотой 25 МГц, к которому добавлен еще один вывод и изменены функции некоторых других выводов. В марте 1992 года Intel приступила к выпуску процессоров DX2 с удвоенной тактовой частотой, в мае они поступили в розничную продажу под названием Overdrive. С появлением DX2 разработчикам представилась возможность не только модернизировать существующие компьютеры, но и проектировать относительно дешевые системные платы для быстродействующих компьютеров, поскольку теперь не требовалось, чтобы сами системные платы могли работать на такой же высокой частоте, что и процессор.

Компьютер с процессором 486DX2 на 50 МГц оказался гораздо дешевле полной системы 486DX50, так как системная Плата в компьютере с процессором 486DX50 работает на частоте 50 МГц, а в компьютере с процессором 486DX2 только тактовая частота процессора равна 50 МГц, а частота системной платы вдвое меньше, всего 25 МГц. При этом процессоры в обоих компьютерах имеют одинаковое быстродействие. С этого момента давайте отложим историю Intel и кратко погрузимся в историю компании AMD, чтобы вам было все понятно.

Расставим все точки над «и», так сказать. Мы уже делали видеоролик про историю AMD в конце пятнадцатого года, но прошло уже более двух лет, мы чуть-чуть поумнели, если вам будет интересно, рекомендуем его посмотреть. Продолжаем.

В 1969 году Джерри Сандерс, свежачок, сбежавший из Fairchild, решил основать свою собственную компанию, он нанял юриста Тома Скорния и вместе с ним составили бизнес-план на много лет вперед. AMD, она же Advanced Micro Device, должна была разработать и производить микроэлектронику, полупроводниковые микросхемы для компьютеров и электронных устройств. Направление казалось просто фантастически перспективным и для начала разработки требовалось полтора миллиона долларов.

Сегодня такие суммы без проблем дают стартапам, обещающим сделать кошачий туалет с веб-камерой. Но в 1969 году к планам AMD отнеслись скептически и инвестиции долго никто не давал. Когда уже почти все казалось потерянным, Джерри Сандерс пошел к своему бывшему коллеге, а теперь и потенциальному конкуренту, Роберту Нойсу, тому самому основателю Intel.

Роберт внимательно изучил бизнес-план и… подписал чек и еще сказал на прощание, что если вдруг всё же не сложится, Сандерсу всегда будут рады в Intel. Таким образом, именно инвестиции Intel легли в основу бизнеса AMD. За последующие десятилетия в отношениях компаний были очень разные по эмоциональной окраске эпизоды, но этот кусок истории никак не перепишешь.

До самой смерти в 1990 году Роберт Нойс в разумных пределах поддерживал AMD, в частности, способствовал лицензированию разработок Intel, без которых завоевать место под солнцем было бы существенно труднее. Почему Нойс это делал? Сентиментальность? Желание помочь бывшему коллеге? Понимание необходимости присутствия на рынке сильного, но дружественного по сути конкурента. Кто же теперь знает, но возможно, если бы не скоропостижная смерть Нойса в июне 90 года, многое в отношении компаний могло сложиться иначе.

Процессоры с архитектурой x86 использовались в военных разработках и министерство обороны США не радовало перспектива остаться с одним единственным поставщиком чипов. По мере того, как последних становилось всё меньше, вспомните какой зоопарк наблюдался еще в начале 90х. Важность AMD как альтернативного производителя росла.

По соглашению от 1982 года у AMD были все лицензии на производство процессоров 8086, 80186 и 80286. Однако свежеразработанный процессор 8386 intel передавать AMD отказалась категорически и соглашение разорвало. Дальше последовал долгий и громкий судебный процесс, первый в истории компании.

Завершился он только в 1991 году победой AMD. За свою позицию intel выплатила исцу миллиард долларов. Но все же отношения были подпорчены и о былой доверительности речь не шла.

Тем более, что у AMD пошли по пути реверс инжиниринг. Компания продолжала выпускать отличающиеся аппаратно, но полностью совпадающие по микрокоду процессоры am386, а затем и am486. Тут уже в суд пошла intel, снова процесс затянулся надолго и успех оказывался то на одной, то на другой стороне.

30 декабря 1994 года было принято судебное решение, согласно которому микрокод intel все же является собственностью intel. И как-то нехорошо другим компаниям его использовать, если владельцу это не нравится. Поэтому с 1995 года все изменилось всерьез, на процессорах intel pentium и amd k5 запускались любые приложения для платформы, но с точки зрения архитектуры они уже были принципиально разными и получается, что совсем уж настоящая конкуренция intel и amd началась лишь через четверть века после создания компаний.

Впрочем, для обеспечения совместимости перекрестное опыление технологиями никуда не ушло. В современных процессорах intel немало запатентованного amd и наоборот, amd аккуратно добавляет наборы инструкций, разработанные intel. После выпуска процессоров четвертого поколения intel и другие производители занялись разработкой новых архитектур и функций, которые и внедрили в так называемые процессоры пятого поколения.

Pentium В октябре 1992 года intel объявила, что совместимые процессоры пятого поколения под кодовым названием p5 будут называться pentium, а не 586 как предполагали многие. Такое название было бы вполне естественным, однако выяснилось, что цифры не могут быть зарегистрированы в качестве торговой марки, а intel опасались конкурентов, которые давно могли начать выпуск аналогичных микросхем под давно ожидавшимся непатентуемым названием. Процессор pentium совместим с предыдущими моделями intel, но при этом значительно отличается от них.

Одно из отличий вполне можно признать революционным – pentium имеет два конвейера, что позволяет ему одновременно выполнять две задачи. Pentium – один из первых процессоров циск, он фактически эквивалентен двум процессорам 486, однако объединенным в одном корпусе. Процессор pentium имеет 32-разрядную шину адреса, что позволяет адресовать память объемом до 4 гигабайт, но поскольку разрядность шины данных увеличена до 64, при этом с одинаковой тактовой частотой скорость обмена данных оказывается в два раза выше, чем у 486.

При использовании такой шины данных требуется соответствующая организация памяти, то есть каждый банк памяти должен быть 64-разрядным. В большинстве системных плат память организована на основе модулей CMM или DMM в компьютерах. С процессором pentium применяются в основном 36-разрядные модули CMM, 32 бита данных и 4 бита четности, по два модуля на один банк памяти.

На системной плате обычно устанавливаются 4 гнезда для этих модулей, то есть для двух банков памяти. Существует три разновидности процессоров pentium, каждая из которых выпускается в нескольких модификациях. Процессоры первого поколения работают на частотах 60 и 66 МГц, имеют 273-контактный корпус PGA и рассчитаны на напряжение питания 5 вольт.

Они работают на той же частоте, что и системная плата, то есть кратность умножения равна одному. Процессоры pentium первого поколения производятся по технологии 800 нанометров. Производство микросхемы, содержащей около 3,1 миллиона транзисторов, оказалось слишком сложным.

В результате, выход годных микросхем был низким и их производство приостановилось. В то же время некоторые компании, например IBM и Motorola при изготовлении самых сложных микросхем, перешли к технологии, при которой использовалась структура размером 600 нанометров. Из-за большого размера кристалла и высокого напряжения питания в 5 вольт, процессор Pentium с тактовой частотой 66 МГц потреблял около 3,2 Ампер, выделяя огромное для микросхемы количество тепла – 16 Ватт.

Это потребовало установки в некоторых компьютерах дополнительного вентилятора. В марте 1994 года Intel начала выпуск процессоров Pentium 2-го поколения. Эти процессоры работают на частотах 90 и 100 МГц.

Кроме того, появились модификации, рассчитанные на 120, 133, 150, 166 и 200 МГц. Они производятся по технологии, при которой используется структура размером 600 нанометров. Это позволило уменьшить размер кристалла и снизить потребляемую мощность.

В более быстродействующих версиях процессора Pentium 2-го поколения, 120 МГц и выше, используется еще меньше кристалл, созданный по 350-ти нанометровой технологии. Напряжение питания используемое этими процессорами 3,3 Вольта и ниже. Процессоры выпускались в 296-ти контактном корпусе SPGA, который не совместим с форм-фактором процессора первого поколения.

Перейти от микросхем первого поколения к микросхемам второго поколения можно только заменив системную плату. Третье поколение появилось в январе 1997 года. Новый процессор включает устройство MMX с конвейерной обработкой команд Cache с обратной записью объемом 16 КБ против 8 КБ в более ранних и 4,5 миллиона транзисторов.

Микросхемы Pentium MMX производятся по усовершенствованной 350-ти нанометровой технологии и работают на пониженном напряжении 2,8 Вольт. AMD K5 K5 это Pentium совместимый процессор разработанный компанией AMD. Поскольку разработчики стремились создать процессор физический и функционально совместимый с Intel Pentium, любая системная плата, которая корректно поддерживает Intel Pentium должна поддерживать и AMD K5.

Однако для правильного распознавания AMD K5 может потребоваться обновление BIOS. Микросхемы K5 маркируются в соответствии с их оценкой эффективности P-Rating, то есть число на микросхеме указывает не истинную тактовую частоту, а оценочное значение Это показатель частоты процессора Pentium, обладающего тем же быстродействием, что и данный процессор AMD. Например, процессор версии PR166 фактически работает на тактовой частоте 117 МГц.

Такой подход компании AMD к маркировке своих процессоров объясняется тем, что архитектура K5 была более современной по сравнению с архитектурой Pentium и для достижения одинакового быстродействия процессорами K5 требовалась гораздо меньшая частота. Но даже несмотря на эти улучшения, компания AMD представляла на рынке K5 как процессор пятого поколения, аналогичный Pentium. Когда появилось следующее поколение процессоров компании Intel, те, кто рассчитывал на название Sexium, были разочарованы.

Шестое поколение процессоров В P6 реализованы возможности, которых не было в процессорах предыдущих поколений. Семейство процессоров шестого поколения отметило свой день рождения появлением на рынке в ноябре 1995 года Pentium Pro. С тех пор компания Intel выпустила великое множество других процессоров P6, однако во всех них использовалось то же ядро, что и в Pentium Pro.

Pentium Pro Первым наследником Pentium MMX стал процессор Pentium Pro. Представлен он был в ноябре 1995 года, а массовые продажи начались в 1996 году. Процессор заключен в 387-контактный корпус, установленный в гнездо типа Socket 8, поэтому он несовместим по разводке контактов с более ранними процессорами Pentium.

Внутри 387-контактного корпуса на самом деле находились две микросхемы. Одна из них содержит сам процессор Pentium Pro, а другая кэш-память второго уровня объемом 256 кБ, 512 кБ или 1 МБ. В самом процессоре содержится 5,5 млн транзисторов, в кэш-памяти объемом 256 кБ — 15,5 млн транзисторов, а в кэш-памяти объемом 512 кБ — 31 млн.

Итого, в модуле с кэш-памятью объемом 512 кБ содержится 36,5 млн транзисторов, а при емкости 1 МБ их количество возрастает до 68 млн. Pentium Pro с кэш-памятью объемом 1 МБ состоит из трех микросхем. процессора и двух кэшей объемом по 512 кБ.

В Pentium Pro реализована архитектура двойной независимой шины, благодаря чему сняты ограничения на пропускную способность памяти, присущие процессорам предыдущих поколений. Pentium II Процессор Pentium II компания Intel представила в мае 1997 года. До своего официального появления на рынке он был известен под кодовым названием Clomass и вокруг него в компьютерном мире ходило огромное количество слухов.

Pentium II по существу тот же процессор шестого поколения, что и Pentium Pro, но с добавленной технологией MMX, включая удвоенный объем кэш-памяти первого уровня и 57 новых инструкций MMX. Ядро процессора Pentium II имеет 7,5 млн транзисторов. При его производстве используется улучшенная архитектура P6 компании Intel.

Вначале все процессоры Pentium II производились по 350 нанометровой технологии, однако уже при изготовлении Pentium II с частотой 333 МГц используется 250 нанометровый процесс. Это позволило уменьшить кристалл, увеличить тактовую частоту и снизить потребляемую мощность. В апреле 1998 года семейство Pentium II пополнилось дешевым процессором Celeron, используемым в домашних ПК и профессиональным процессором Pentium II Xeon, предназначенным для серверов и рабочих станций.

Также в 1998 году Intel впервые интегрировала кэш-память второго уровня, которая работала на полной частоте ядра процессора непосредственно в кристалл, что позволило существенно повысить его быстродействие. В то время как процессор Pentium стремительно завоевывал доминирующее положение на рынке, AMD приобрела компанию NextGen, работающую над процессором NX-686. В результате слияния компаний появился процессор AMD K6.

Этот процессор, как в аппаратном, так и в программном отношении, был совместим с процессором Pentium, то есть устанавливался в гнездо Socket 7 и выполнял те же программы. AMD продолжила разработку более быстрых версий процессора K6 и завоевала значительную часть рынка ПК среднего класса. В процессоре AMD K6 в соответствии с промышленным стандартом была реализована новая система команд мультимедия MMX, которая была обновлена в процессорах AMD K6 II и стала называться 3DNow.

Компания AMD разработала процессор K6 с гнездом типа Socket 7. Это позволило производителям компьютеров создавать системы, которые можно легко модернизировать. Изначально для производства этих процессоров применялся 350 нанометровый техпроцесс, позже с целью повышения производительности при уменьшении размера ядра и энергопотребления был произведен переход на 250 нанометровый техпроцесс. Celeron Intel Celeron – настоящий хамелеон, изначально он относился к семейству P6 и был построен на основе ядра Pentium 2, затем были выпущены версии на основе ядра Pentium 3, а самые последние версии базируются на ядре Pentium 4, в том числе и Prescott.

Основная область применения процессоров Celeron – компьютерные системы эконом-класса. Основные различия между Celeron и Pentium 2, 3 и 4 – в объеме кэш-памяти 2 уровня, корпусе и быстродействии шины процессора. Появление в процессоре K6 III кэш-памяти 2 уровня, работающей с полной тактовой частотой, имеет особое значение, это позволило процессорам серии K6 подняться на более высокий уровень и успешно конкурировать с процессорами Celeron и Pentium компании Intel.

Обновленная система Command 3D Now делает этот процессор вполне подходящим для игровых компьютерных систем нижнего и среднего уровней. Pentium 3 Процессор Pentium 3 представлен в феврале 1999 года. Он имел то же ядро, что и Pentium 2 с поддержкой дополнительных инструкций SSE и внедренное в ядро кэш-памятью 2 уровня.

В Pentium 3 реализованы новые поточные SIMD расширения в 70 команд, обеспечивающих улучшенные возможности обработки изображений, трехмерной графики, поточного видео-аудио и распознавания речи. Процессор Pentium 3 изначально выпускался по 25-микронной технологии и содержал 9,5 миллионов транзисторов. В конце 1999 года Intel перешла к ядру CooperMine, созданному по 0,18-микронной технологии и имеющему дополнительные 256 килобайт встроенной кэш-памяти 2 уровня.

В результате процессор стал содержать 28,1 миллион транзисторов. Последняя версия Pentium 3 – Dualatin, создана по 130-нанометровой технологии и имеет 44 миллиона транзисторов. Системные платы, выпущенные до появления Dualatin, не поддерживают этот процессор из-за другого расположения контактных выводов.

Процессоры Pentium 3 работают на тактовых частотах от 450 МГц до 1,4 ГГц. В Pentium 3 установлено 32 килобайта кэш-памяти 1 уровня и 256 либо 512 килобайт кэш-памяти 2 уровня, работающий на половинной или полной частоте процессора. Объём кэш-памяти 2 уровня позволяет кэшировать до 4 гигабайт адресуемой памяти.

Pentium 3 может использоваться в двухпроцессорных системах с объёмом памяти 64 гигабайта. В 1998 году компания AMD представила процессор Athlon, который позволял ей конкурировать с Intel на рынке высокоскоростных настольных ПК, практически на равных. Этот процессор оказался весьма удачным, а Intel получила в его лице достойного соперника в области высокопроизводительных систем.

Сегодня успех процессора Athlon не вызывает сомнений, однако во время выхода его на рынок, на этот счёт были и опасения. Дело в том, что в отличии от своего предшественника К6, который был совместим как на программном, так и на аппаратном уровне с процессором Intel, Athlon был совместим только на уровне программного обеспечения. Он требовал специфичного набора микросхем, системное логики и специального гнезда.

Новые процессоры AMD выпускались по 250-нм технологии с 22 миллионами транзисторов. У них присутствовал новый блок целочисленных вычислений ALU. Объём кэш-памяти первого уровня составлял 128 кБ, 64 кБ инструкций и 64 кБ данных, кэш второго уровня достигал 512 кБ.

2000 год ознаменовался появлением на рынке новых разработок от обеих компаний. 6 марта 2000 года AMD выпустила первый в мире процессор с тактовой частотой в 1 ГГц. Это был представитель набирающего популярность семейства Athlon на ядре Orion.

Также AMD впервые представила процессоры Athlon, Thunderbird и Duron. Процессор Duron по существу был идентичен процессору Athlon и отличался от него только меньшим объёмом кэш-памяти второго уровня. Thunderbird в свою очередь использовал интегрированную кэш-память, что позволило повысить его быстродействие.

Pentium 4 Процессор Pentium 4, выпущенный в ноябре 2000 года, представляет собой совершенно новое поколение процессоров. Если вместо имени ему присвоить порядковый номер, это будет процессор 786, так как он является представителем другого поколения, отличающегося от предыдущих процессоров класса 686. Компания Intel отказалась от использования римских цифр для обозначения процессоров, отдав предпочтение стандартной арабской номерации.

Pentium 4 представляет новую архитектуру Netburst, включающую в себя гиперконвейерную технологию, механизм быстрого выполнения операций, системную шину с рабочей частотой 400, 533, 800, 1066 МГц и кэш-память контроля выполнения команд. Гиперконвейерная технология позволяет удвоить по сравнению с Pentium 3 интенсивность конвейерной обработки инструкций, что связано с уменьшением величины шага выполняемых операций. Это также дает возможность использовать более высокие тактовые частоты.

AMD тем временем представила процессор Athlon XP, созданный на основе ядра Palomino, а также Athlon MP, разработанный специально для многопроцессорных серверных систем. В течение 2001 года AMD и Intel продолжили работу над повышением быстродействия разрабатываемых микросхем и улучшением параметров существующих процессоров. В 2002 году Intel представила процессор Pentium 4, впервые достигший рабочей частоты в 3,06 ГГц.

Последующие за ним процессоры будут также поддерживать технологию гипертрейдинг. Одновременное выполнение двух потоков дает для процессоров с технологией гипертрейдинг прирост производительности от 25 до 40 процентов по сравнению с обычными процессорами Pentium 4. Это вдохновило программистов заняться разработкой многопотоковых программ и подготовило почву для появления в скором будущем многоядерных процессоров. В 2003 году AMD выпустила первый 64-разрядный процессор Athlon 64, кодовое название Clawhammer или К8.

В отличие от серверных 64-разрядных процессоров Itanium и Itanium 2, оптимизированных для новой 64-разрядной архитектуры программных систем и довольно медленно работающих с традиционными 32-разрядными программами, Athlon 64 воплощает в себе 64-разрядное расширение семейства x86. Через некоторое время Intel представила свой собственный набор 64-разрядных расширений, которое назвала и M64T или IA32E. Расширения Intel были практически идентичны расширениям AMD, что означало их совместимость на программном уровне.

До сих пор некоторые операционные системы называют их AMD64, хотя в маркетинговых документах конкуренты предпочитают собственные бренды. Помимо поддержки 64-разрядных инструкций, существенное отличие Athlon 64 и Athlon 64FX от других процессоров состоит в том, что в них интегрирован контроллер памяти. Обычно контроллер памяти встроен в северный мост или соответствующий модуль хаб-архитектуры на системной плате.

Однако в случае Athlon 64, как и Athlon 64FX, он расположен непосредственно в процессоре. Это означает, что в данном случае шина процессора отличается от других решений. При использовании традиционной архитектуры процессор взаимодействует с северным мостом, набором микросхем системной логики, которые в свою очередь взаимодействуют с памятью и другими компонентами системы.

Поскольку процессоры Athlon 64 и Athlon 64FX оснащены интегрированным контроллером памяти, они взаимодействуют с памятью напрямую, а к северному мосту обращаются при необходимости работы с другими компонентами. Это позволило значительно повысить быстродействие не только обмена данными с памятью, но и процессорной шины в целом. Основное различие между процессорами Athlon 64 и Athlon 64FX заключается в различных объемах кэш-памяти второго уровня и разной пропускной способностью шины памяти.

В этом же году Intel выпускает первый процессор, в котором была реализована кэш-память третьего уровня Pentium 4 Extreme Edition. Он оснащен кэш-памятью второго уровня объемом 512 килобайт и третьего уровня L3 объемом 2 мегабайт, что привело к увеличению количества транзисторов до 178 миллионов. Это значительно больше, чем у Pentium 4, поскольку при использовании 13-микронной технологии размеры ядра были очень велики, производство процессора оказалось весьма дорогостоящим, поэтому и розничная цена была довольно высокой.

Процессор Pentium 4 Extreme Edition рассчитан, прежде всего, на заядлых поклонников компьютерных игр, которые согласились доплатить за повышенное быстродействие. При выполнении стандартных бизнес-приложений дополнительная кэш-память практически бесполезна, однако она оказывается весьма кстати при запуске требовательных к ресурсам трехмерных игр. Также появилась микросхема Pentium M для портативных компьютеров.

Она задумывалась как составная часть новой архитектуры Centrino, которая должна была, во-первых, снизить энергопотребление, увеличив тем самым ресурс аккумулятора, во-вторых, обеспечить возможность производства более компактных и легких корпусов. Для того, чтобы 64-разрядные вычисления стали реальностью, необходимы 64-разрядные операционные системы и драйверы. В апреле 2005 года компания Microsoft начала распространять пробную версию Windows XP Professional x64 Edition, поддерживающую дополнительные инструкции AMD 64 и EM64T.

Не сбавляя обороты, AMD в 2004 году выпускает первый в мире двухъядерный x86 процессор Athlon 64x2. На тот момент очень немногие приложения умели использовать два ядра одновременно, но в специализированном программном обеспечении прирост производительности был весьма внушительным. Данные процессоры изначально проектировались с дополнительным местом для второго ядра, благодаря перекрестному контроллеру памяти, ядра могут взаимодействовать напрямую, не обращаясь к микросхеме северного моста, как в первом поколении двухъядерных процессоров Intel.

В результате, большинство систем на базе процессоров Athlon 64 для гнезда Socket 939 допускают модернизацию процессора до двухъядерного без замены системной платы. Если системная плата поддерживает процессоры, выполняемые по 90-нанометровой технологии, значит для обеспечения поддержки двухъядерных процессоров достаточно обновить биос. Компания Intel представила свои первые двухъядерные процессоры Pentium Extreme Edition и Pentium D в апреле 2005 года, хотя до момента появления на рынке данные процессоры носили кодовое название Smithfield.

Они базируются на ядре Pentium 4 Prescott, фактически стараясь вывести двухъядерные процессоры на рынок как можно быстрее. Intel просто объединила на одной подложке два ядра Prescott. В 2006 году AMD представляет первый в мире четырёхъядерный серверный процессор, где все четыре ядра выращены на одном кристалле, а не склеены из двух, как у коллег по бизнесу.

Решены сложнейшие инженерные задачи и на стадии разработки и на производстве. В этом же году Intel сменила название бренда Pentium на Core и выпустила двухъядерную микросхему Core 2 Duo. В отличии от процессоров архитектуры надберст, Pentium 4 и Pentium D, в архитектуре Core 2 ставка делалась не на повышение тактовой частоты, а на улучшение других параметров процессоров, таких как кэш, эффективность и количество ядер.

Рассеивая, мощность этих процессоров была значительно ниже, чем у настольной линейки Pentium. С параметром TDP, равным 65 Вт, процессор Core 2 имел наименьшую рассеиваемую мощность из всех доступных тогда в продаже настольных микропроцессоров, в том числе на ядрах Prescott Intel с TDP равным 130 Вт, на ядрах San Diego AMD с TDP равным 89 Вт. Первым настольным четырехъядерным процессором стал Intel Core 2 Extreme QX6700 с тактовой частотой 2.67 ГГц и 8 МБ кэш памяти второго уровня.

В 2007 году вышла 45-нанометровая микроархитектура Penren с использованием металлических затворов Hi-Key без содержания свинца. Технология использовалась в семействе процессоров Intel Core 2 Duo, в архитектуру добавилась поддержка инструкций SSE4, а максимальный объём кэш памяти второго уровня у двухъядерных процессоров увеличился с 4 МБ до 6 МБ. Прежде чем начать знакомство с многообещающей микроархитектурой Михаэлем, несколько слов необходимо сказать о причинах её появления.

Очевидно, что на первый взгляд весьма успешная микроархитектура Core чем-то не удовлетворяет микропроцессорного гиганта, причём причины этого не лежат на поверхности. Оказывается, существенным недостатком Core, особенно досаждающим Intel, стал их немодульный дизайн. Выступая дальнейшим развитием мобильных процессоров Pentium M, микропроцессоры Core 2 изначально проектировались как двухъядерные полупроводниковые кристаллы.

Последующий же переход к выпуску многоядерных представителей семейства Core 2 стал выявлять слабые места такого подхода. Так, четырёхъядерные и шестиядерные представители микроархитектуры Core просто собирались из нескольких двухъядерных кристаллов, что приводило к затруднению взаимодействия между ними. Обмен данными между разрозненными ядрами организовывался через системную память, что порой вызывало большие задержки, обусловленные ограниченной пропускной способностью процессорной шины.

Иными словами, дальнейшее увеличение многоядерности и многопроцессорности, вызванное основным вектором увеличения производительности современных систем, рано или поздно должны были завести Intel в тупик. Именно поэтому Intel и стремились к скорейшему переходу на нехайлем микроархитектуру, которая в первую очередь решает описанные структурные проблемы. Ведь ключевыми особенностями нехайлем, бросающимися на вид, стали интегрированный в процессор контроллер памяти и новая шина с топологией . . . QuickPath Interconnect, являющаяся аналогом HyperTransport от AMD и позволяющая не только связать процессор с чипсетом, но и несколько процессоров между собой напрямик.

Процессоры обзавелись встроенным контроллером памяти, поддерживающим 2 или 3 канала DDR3, SD-RAM или 4 канала FB-DMM. На смену шине FCB пришла новая шина QPI. Вскоре Intel перевела архитектуру нехайлем на новый 32-нанометровый техпроцесс.

Эта линейка процессоров получила название Westmary. Компания AMD старалась не отставать от Intel. В 2007 году она выпустила новое поколение архитектуры микропроцессоров x86 Phenom.

Четыре ядра процессора были объединены на одном кристалле. В дополнение к кэшу первого и второго уровня, модели К10 наконец получили L3 объемом 2 мегабайта. Объем кэша данных и инструкций первого уровня составлял 64 килобайта каждый, а кэш памяти второго уровня 512 килобайт.

Также появилась перспектива поддержки контроллера памяти DDR3. В К10 использовались два 64-битных контроллера. Каждое процессорное ядро имело 128-битный модуль вычислений с плавающей запятой.

Вдобавок ко всему новые процессоры работали через интерфейс Гипертранспорт 3.0. В видеоролике «Эволюция разгона процессоров AMD и Intel» мы уже упоминали, что процессор Core i7, вышедший в 2008 году, стал новым флагманом высокопроизводительных настольных систем вплоть до начала 2017 года. Многие просили нас осветить линейку процессоров AMD FX. Ну что ж, давайте посмотрим.

К 2011 году эпоха атлонов и конкурентная борьба на процессорном рынке уже перешла в некоторое затишье, однако длилась она совсем недолго. Уже в январе Intel представила свою новую архитектуру – Sandy Bridge, которая стала идейным развитием первого поколения Core, целой вехи, которая позволяла синему гиганту взять лидерство на рынке. Поклонники AMD ждали ответа «красных» довольно долго.

Лишь в октябре на рынке появился долгожданный бульдозер – возвращение на рынок бренда AMD FX. Новая архитектура AMD взяла на себя очень многое – противостояния с лучшими решениями Intel, ставших впоследствии легендарными. Дорого обошлась чипмейкеру из Sunnyvale.

Уже традиционный для «красных» раздутый маркетинг, связан с громким заявлением и невероятными обещаниями, перешел все границы. Бульдозер назвали «настоящей революцией» и предрекали архитектуре достойнейшую борьбу против новинок от конкурента. Что же заготовил FX для победы на рынке? Ставку на многопоточность и бескомпромиссную многоядерность.

В 2011 году AMD FX гордо назвали самым многоядерным процессором на рынке, и это не было преувеличением. В основе архитектуры лежало целых 8 ядер, пусть и логических, на каждый из которых приходился один поток. На момент анонса архитектуры новый FX на фоне 4 ядер конкурента был инновационным и смелым решением, заглядывающим далеко вперед.

Но увы, AMD всегда делала ставку лишь на одно направление и в случае с бульдозер это была тнють не та сфера, на которую рассчитывал массовый потребитель. Продуктивность новых чипов AMD была весьма высока и в синтетике FX без труда показывал впечатляющие результаты. К сожалению, сказать того же об игровых нагрузках было нельзя.

Мода на 1-2 ядра и отсутствие поддержки нормального распараллеливания ядер привело к тому, что бульдозер с большим скрипом справлялся с нагрузками, там где Сэнди Бридж даже не чувствовал трудностей. Прибавить к этому целых 2 ахиллесовых пяты серии, зависимость от быстрой памяти, северного моста, а также наличие лишь одного FPU блока на каждые 2 ядра и результат выходит весьма печальный. AMD FX назвали горячей и неповоротливой альтернативой быстрым и мощным синим процессорам, которая брала лишь относительно дешевизной и совместимостью со старыми материнскими платами.

На первый взгляд это был полный провал, однако AMD никогда не брезговала работать над ошибками и именно такой работой стала Вишера, своего рода перезагрузка архитектуры бульдозер, вышедшая на рынок в конце 2012 года. Обновленный бульдозер получил название Piledriver, а сама архитектура прибавила в инструкциях, нарастила мускулов в однопоточных нагрузках и оптимизировала работу большого числа ядер, из-за чего возросла производительность. Однако в те времена конкурентом для обновленной и посвежевшей серии красных выступила Ivy Bridge, в AMD решили действовать уже по обкатанной стратегии привлечения бюджетных пользователей, общей экономии на комплектующих и возможности получить больше за меньшее деньги, не посягая на сегмент выше.

Но самое забавное в истории появления самой неудачной по мнению большинства архитектуры в арсенале AMD то, что продажи трудно назвать не то что провальными, а даже посредственными. Так по данным магазина NewEdge за 2016 год вторым по популярности процессором стал AMD FX 6300, уступивший лишь i7-6700K. Небезызвестный лидер бюджетного красного сегмента FX 8350 вошел в пятерку самых продаваемых процессоров, немного отстав от i7-4790K.

При этом даже относительно дешевые i5, которые приводили в пример маркетинговых успехов и народного статуса, значительно отставали от проверенных временем старичков на базе Pillar Drive. В 2011 году анонсируется, а затем чуть позже выпускается партия новых процессоров на архитектуре Sandy Bridge для нового, вышедшего в том же году сокета LGA 1155. Это второе поколение современных процессоров Intel, полное обновлений линейки, которая положила дорогу коммерческого успеха для Intel, ведь аналогов по мощности на ядро и по разгону не было.

Возможно вы помните i5-2500K, легендарный процессор, он разгонялся до частоты почти в 5 ГГц с соответственным башенным охлаждением и способен даже сегодня обеспечить приемлемую производительность в системе с одной, а возможно и двумя видеокартами в современных играх. За счет припоя специального теплопроводящего вещества под крышкой. Процессоры этого поколения ставили новые частотные рекорды.

Также абсолютно успешным в этом поколении были i7-2600K и i7-2700K, четырехъядерные процессоры с гипертрейдингом. Разгонялся он чуть слабее, но имел более высокую производительность, а соответственно и тепловыделение. Его брали под системы для быстрого и эффективного видеомонтажа, а также для проведения трансляций в интернете.

Что интересно, его, как и i5-2500K, тоже используют сегодня не только геймеры, но и стримеры. Можно сказать, что данное поколение стало народным достоянием, так как все хотели именно процессоры от Intel, что сказалось на их цене не в лучшую для потребителя сторону. В 2012 году Intel выпускает третье поколение процессоров под названием Ivy Bridge.

Новое поколение процессоров базируется все на том же сокете LGA 1155, а процессоры этого поколения не сильно опережают предыдущие. Связано это с тем, что конкуренции в топовом сегменте не было. Всё та же AMD, не сказать, чтобы плотно дышала в спину первых.

Потому Intel могли позволить себе выпускать процессоры чуть мощнее предыдущего поколения, ведь фактически стали монополистами на рынке. Но тут закрался еще один подвох. Теперь в виде термоинтерфейса под крышкой Intel использовали не припой, а какую-то свою, как прозвали в народе, «жвачку», что было сделано для экономии и приносило им еще больше дохода.

Эта тема просто взорвала сеть, больше нельзя было разгонять процессоры под завязку, ведь они получили температуру в среднем на 10 градусов больше предыдущих. Потому частоты остались в пределах от 4 до 4,2 ГГц. Экстремалы даже вскрывали крышку процессора с целью замены термопасты на более эффективную.

А сделать это без скола кристалла или повреждения контактов процессора удавалось не всем, однако метод оказался эффективным. Тем не менее, можно выделить некоторые процессоры, которые пользовались успехом. Успешным среди этого поколения можно выделить i5-3340 и i5-3570K.

По производительности они не отличались, тут все упиралось в чистоту, кэш был все тот же 6 мегабайт. 3340 не имел возможности разгона, потому 3570K был желаннее, на что один, что второй обеспечивали хорошую производительность в играх. Из i7 на сокете 1155 это был единственный 3770 с индексом K, с кэшем 8 мегабайт и частотой от 3.5 до 3.9 ГГц, разгоняли его обычно до 4.2-4.5 ГГц.

Интересно, что в том же 2011 году вышел новый сокет LGA-2011, для которого вышло 2 суперпроцессора i7-4820K, 4 ядра, 8 потоков с L3 кэшом 10 мегабайт. И i7-4930K, 6 ядер, 12 потоков, L3 кэш был равен целых 12 мегабайт. Что это были за монстры, сказать трудно.

Такой процессор стоил примерно 1000 баксов и был мечтой многих школьников в то время, хотя для игр, конечно, он был слишком мощным, больше подходил под профессиональные задачи. В 2013 году выходит Haswell, да-да, еще один год, еще одно поколение по традиции чуть мощнее предыдущего, потому как AMD снова не смогла. Известно оно как самое горячее поколение, однако i5 этого поколения были довольно таки успешными.

Связано это с тем, что ребята с Сэндика побежали менять свои как они думали устаревшие процы на новую революцию от Intel, с чем потом горели все интернеты. Процессоры разгонялись даже хуже, чем предыдущее поколение, из-за чего многие до сих пор недолюбливают это поколение. Производительность этого поколения была немного выше предыдущего, ну процентов на 15, что немного, но монополия делает свое дело, а ограничения по разгону – хорошая опция для Intel, чтобы давать меньше халявной производительности пользователю.

Все i5 по традиции были без гипертрейдинга, работали на частоте от 3 до 3.9 гигагерц в бусте, брать можно было любой с индексом K, так как это гарантировало хорошую производительность, пусть и не с очень высоким разгоном. i7 тут был по началу всего один, это 4770K, 4 ядра, 8 потоков, от 3.5 до 3.9 гигагерц, рабочая лошадка, но греется без хорошего охлаждения очень сильно. Не скажу, что был популярен у скальперов, но люди, которые скальперировали крышку, говорят, что результат немного лучше.

На воде берет порядка 5 гигагерц, если повезет. Это касалось любого процессора со времен Сэндика, однако это не конец. В этом поколении был такой себе Xeon i3-1231v3, который по сути был тем же i7-4770, только без интегрированной графики и разгона.

Вставлялся в обычную мать с сокетом 1150 и стоил гораздо дешевле 7го. Чуть позже выходит i7-4790K, и он обладает уже улучшенным термоинтерфейсом, но это все еще не тот припой, что был раньше. Тем не менее, процессор разгоняется больше, чем 4770.

Поговаривали даже о случаях разгона в 4.7 гигагерц на хорошем охлаждении. Также существуют монстры этого поколения i7-5960X, Xtreme Edition 5930K и 5820K. Это были самые напичканные по самой неболой процессоры на тот момент.

Они базируются на новом 2011 v3 сокете и стоят кучу денег. Но и производительность у них исключительная, что не мудрено, ведь у старшего процессора в линейке целых 16 потоков и 20 мегабайт кэша. В 2015 году выходит Skylake на сокете 1151, и все бы ничего и вроде почти та же самая производительность, однако это поколение отличается от всех предыдущих во-первых уменьшенным размером теплопроводительной крышки, во-вторых поддержкой памяти DDR4 и программной поддержкой DirectX 12, OpenGL 4.4, OpenCL 2.0, что говорит о лучшей производительности в современных играх, в которых и будут использоваться эти APU.

Также оказалось, что даже процессоры без индекса ка можно разгонять, делалось это при помощи шины памяти, однако это дело быстро прикрыли. Процессоров тут было немного, Intel опять улучшили бизнес-модель. Зачем выпускать 6 процессоров, если из всей линейки популярны 3-4, значит будем выпускать 4 процессора среднего и 2 дорогого сегмента.

2 марта 2017 года в продажу поступили новые процессоры старшей линейки AMD Ryzen 7 1800X, 1700X и 1700. На период весна-лето-осень 2017 года старший Ryzen самый быстрый 8-ядерный процессор в мире. Здесь подтвердилось еще одно предположение насчет 10-ядерного Intel Core i7-6950X, на самом деле это и был настоящий и единственный ответ Ryzen, Intel заранее украла победу у AMD, типа что бы вы там не выпускали, самый быстрый процессор в любом случае останется у нас, и тогда на презентации Лиза Су не смогла назвать Ryzen абсолютным чемпионом, а всего лишь лучшим из 8-ядерных.

Такой вот тонкий троллинг со стороны Intel. Сейчас компании AMD и Intel представляют новые флагманские процессоры, у AMD это 3Dripper, у Intel Core i9, цена 18-ядерного 36-поточного флагмана Intel Core i9-7980XE составляет порядка 2000 долларов, цена 16-ядерного 32-поточного процессора Intel Core i9-7960X составляет 1700 долларов, тогда как у аналогичного 16-ядерного 32-поточного AMD Ryzen 1950X цена составляет порядка 1000 долларов. Выбор всегда за вами.

Мы бы не увидели компанию Intel такой, как она выглядит сегодня, если бы она не использовала недобросовестную конкуренцию в продвижении своей продукции. Так в мае 2009 года компания была оштрафована Еврокомиссии на огромную сумму в 1.5 миллиарда долларов США за подкуп производителей персональных компьютеров и одной торговой фирмы за выбор в пользу процессоров от компании Intel. Руководство Intel тогда заявило, что от решения подать иск не выиграют ни пользователи, которые могли покупать компьютеры по более низкой цене, ни правосудие.

Есть у Intel и более старый и действенный метод конкуренции. Включив впервые инструкцию CPUID, начиная с процессоров i486, создав и распространив собственный бесплатный компилятор, Intel обеспечила себя успехом на многие годы вперед. Такой компилятор генерирует оптимальный код для процессоров Intel и посредственно для всех остальных процессоров.

Таким образом, даже мощный технический процессор от конкурентов проходил по неоптимальному ветвлению программы. Это снижало итоговую производительность приложений и не давало показывать примерно равный уровень производительности со схожим по характеристикам процессором Intel. Такие условия конкуренции не выдержала компания VIA, резко сократив реализацию процессоров.

Ее энергоэффективный процессор Nano уступил новому на тот момент Intel Atom. Всё было бы хорошо, если бы ни один технически грамотный исследователь Agnerhok не сумел сменить CPUID на процессоре Nano. Ожидаемая производительность возросла и превысила производительность конкурента, но новость не произвела эффекта информационной бомбы.

Конкуренция Jesp компании AMD, вторым по величине производителем микропроцессоров x86 и x64 в мире, также не проходила гладко для последней. В 2008 году из-за проблем с финансами, AMD пришлось расстаться с собственным производителем полупроводниковых интегральных микросхем компании Global Foundries. AMD в борьбе с Intel делала ставку на многоядерность, предлагая доступные процессоры с несколькими ядрами, в то время как Intel в этой категории продуктов могла ответить процессорами с меньшим количеством ядер, но с наличием технологии кипертритинг.

Многие годы Intel наращивала голю рынка мобильных и настольных процессоров, вытесняя конкурента. Серверный же рынок процессоров уже полностью захвачен, и только в последнее время ситуация начала меняться. Выход процессоров AMD Ryzen заставил компанию Intel сменить основную тактику небольшого увеличения рабочих частот процессоров, хотя и тестовые пакеты помогали компанию Intel лишний раз не волноваться, так например в синтетических тестах C-Smart разница между шестым и седьмым поколениями настольных процессоров Core i7 была непропорциональной росту частоты при идентичных характеристиках ядер.

Но теперь компания Intel также начала наращивать количество ядер для настольных процессоров, а также сделала ребренд уже имеющихся моделей процессоров. Это хороший шаг навстречу своим потребителям, становящимся технически грамотными.

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Комната совещаний.

Перенес: Admin. Держитесь и всего вам доброго.