Перспективы развития микропроцессоров

Семь поколений процессоров. Технология производства микропроцессоров. Сравнительные характеристики процессоров AMD и Intel на ядре Clarkdale. Квазимеханические решения на основе нанотрубок. Одновременная работа с Firefox и Windows Media Encoder.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 11.06.2012
Размер файла 2,2 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Квантовые компьютеры

Фейнман высказал мысль о том, что квантовые задачи должен решать квантовый компьютер: природе задачи должен соответствовать способ ее решения. И предложил один из вариантов квантового компьютера. Но настоящий бум начался в 1995 году, когда американский математик Шор переложил для квантового компьютера алгоритм вычисления простых множителей больших чисел. Шор показал, что если классический компьютер для нахождения множителей числа из 1000 двоичных знаков должен сделать 2 в степени 1000 операций, то квантовому компьютеру для этого понадобится всего 1000 в степени 3 операций Хлебалина, Е. Информатика: энциклопедия.- М.,2005.- С.23..

Компьютер на ядерно-магнитном резонансе.

Теоретических моделей квантового компьютера множество. Проблема, скорее, в том, чтобы найти разумные пути создания реального прибора. Существует как минимум два подхода к осуществлению идеи такого устройства. Ученые, сами того не предполагая, уже создали квантовый компьютер. Его первый «опытный образец» - это импульсный ядерный магнитно-резонансный (ЯМР) спектрометр высокого разрешения. При воздействии импульсом на резонансной частоте одного из ядер оно начинает эволюционировать, остальные же ядра «молчат». Для того чтобы заставить эволюционировать второй атом, надо взять другую частоту и дать импульс на ней. Иными словами, процесс вычислений управляется импульсами переменного магнитного поля, - нужно только написать алгоритм поставленной задачи Хомоненко, А.Д. Основы современных компьютерных технологий.- СПб.,2004. -С.57..

Компьютер на ионных ловушках.

Этот подход основан на использовании ионных ловушек, или «подвешенных» в вакууме ионов. Больше всего экспериментов по квантовым вычислениям с использованием таких кристаллов предложили ученые Инсбрукского университета в Австрии, а осуществили их больше всего ученые из Лос-Аламосской лаборатории в США. И оказалось, что больших кристаллов не удается получить, на сегодняшний день получена цепочка из 30 ионов. Но дальнейший прогресс в увеличении числа ионов связывают с созданием трехмерной лазерной стоячей волны - трехмерной совокупности точек с минимумами потенциальной энергии для поляризованных атомов. Конечно, в этом направлении очень много работы, но само направление, безусловно, верное.

Квантовый компьютер на твердом теле.

Это могут быть сверхпроводники, как предлагают ученые из Института Ландау. Предпочтительнее же подход, который в позапрошлом году высказал австралийский физик Кейн: делать квантовый компьютер на точно таком же кремнии, на котором сегодня работает традиционная микроэлектроника. В нужных местах на расстояниях порядка 100 мкм располагают атомы фосфора - обычная примесь в кремнии, которая прекрасно изучена. Если на таком расстоянии расположить два атома фосфора, то облака внешних электронов немного пересекутся, что необходимо для их взаимодействия, и атомы смогут обмениваться состояниями (один атом управляет электронами другого). Очень похоже на полевой транзистор - те же затворы, только вместо тока - состояния атома Еременко, В.В. Магнитные и магнитоупругие свойства антиферромагнетиков и сверхпроводников.-К.,2004.- С.156.

.

3. Сравнительные характеристики процессоров

3.1 Процессоры Intel на ядре Clarkdale

Ценовое позиционирование двухъядерного CPU Intel Core i3-530 представляется намного более взвешенным и обоснованным по сравнению с его собратом Intel Core i5-661. Недорогой Intel Core i3-530 унаследовал от линейки Clarkdale поддержку технологии Intel Hyper-Threading с возможностью создания виртуальных ядер, интегрированный контроллер памяти DDR3 и большой потенциал производительности, заложенный в новейшей архитектуре Intel. Уникальность процессоров на ядре Clarkdale состоит в том, что они содержат два кристалла: на одном располагаются два 32 нм вычислительных ядра Westmere и кэш-память, а на другом 45 нм графическое ядро, встроенный контроллер памяти и контроллер PCI Express. Процессоры на ядре Clarkdale работают на Socket LGA1155 и Socket LGA1156 платформах, однако использовать возможности встроенного графического ядра позволяют только материнские платы с сокетом LGA1155.

Краткая характеристика процессоров линейки Clarkdale показаны в таблице 1.

Модель

Ядер

Потоков

Номинальная частота ядра

Частота Turbo

Кэш L3

Потребление энергии

Цена $

Core i3-530

2

4

2.93 ГГц

-

4 Мб

73 Вт

113

Core i5-661

2

4

3.33 ГГц

3.60 ГГц

4 Мб

87 Вт

196

Core i7-920

4

8

2.66 ГГц

2.93 ГГц

8 Мб

130 Вт

284

Таблица 1. Краткая характеристика процессоров Intel линейки Clarkdale

Относительно недорогой Intel Core i3-530 инженеры Intel лишили возможности при определённых условиях автоматически поднимать тактовую частоту - такую функциональность обеспечивает технология Intel Turbo Boost. Правда, при этом его стандартная частота составляет немалые 2,93 ГГц, что само по себе неплохо. Тепловой пакет Intel Core i3-530 заявлен на уровне 73 Вт и соответствует аналогичному показателю других моделей линейки, за исключением Intel Core i5-661 87 Вт (в данном случае повышенное тепловыделение обусловлено более высокой частотой работы встроенного видеоядра, которая составляет 900 МГц - против 733 МГц у других моделей). В тестировании участвовали оба процессора, а также CPU Intel Core i7-920.

3.2 Процессоры AMD

Спустя некоторое время после дебюта процессоров Intel на ядре Clarkdale компания AMD провела масштабное обновление практически всей своей линейки процессоров. Обращают на себя внимание сразу два обстоятельства: во-первых, были представлены одновременно пять новых моделей CPU; во-вторых, по сравнению с предыдущими моделями, тактовая частота была повышена всего на 100 МГц. Таким образом, обновление происходило широким фронтом и сопровождалось небольшим снижением цены в сочетании с некоторыми улучшениями Мураховский, В.И. Железо ПК. Новые возможности.- СПб.,2005. -С.48.. CPU серии Athlon II X2 базируются на появившемся сравнительно недавно кристалле Regor с двумя вычислительными ядрами (как у некоторых CPU Phenom II), для каждого из которых предусмотрена индивидуальная кэш-память второго уровня объёмом 1 МБ. Эти CPU лишены кэша L3, что является характерной особенностью всего модельного ряда Athlon II. Потенциал разгона процессоров Regor не поражает воображение, зато сам кристалл имеет небольшие размеры и характеризуется низким энергопотреблением в сочетании с малой себестоимостью. Так, AMD Athlon II X2 255 тактован на 3,1 ГГц, имеет TDP 65 Вт и стоит всего $74 - неплохое сочетание цены и качества Франк-Каменецкий, М.Д. Биофизика молекулы ДНК: одно из новых аправлений.- М.,2007-С.48..

Как бы то ни было, трёхъядерники и четырёхъядерники от AMD являются достойными соперниками для семейства Intel Core i3. Хотя AMD пока не может обеспечить тот же уровень вычислительной мощности с помощью двух ядер, она вполне способна предложить за те же деньги большее количество процессорных ядер с некоторыми издержками в виде повышенного энергопотребления и тепловыделения Стин, Э. Квантовые вычисления.- М.,2006.- С.68.. Тестировались: Athlon II Х3 440, Athlon II Х4 635, Phenom II Х4 965 (таблица 2).

Модель

Ядер

Номинальная частота ядра

Кэш верхнего уровня

Потребление энергии

Цена $

Athlon II X3 440

3

3.0 ГГц

3х512 Кб L2

95 Вт

84

Athlon II Х4 635

4

2.9 ГГц

4х512 Кб L2

95 Вт

119

Phenom II Х4 965

4

3.4 ГГц

6 Мб L3

125 Вт

195

Таблица 2. Краткая характеристика процессоров AMD

3.3 Сравнение характеристик

Тестовое ПО: SiSoft Sandra 2010.1.16.11, Prime95, Stream Memory Bandwidth, 64-битная версия CPU-Z 1.52.2, WorldBench 6 Gold, Valve VRAD map build benchmark, Panorama Factory, Cinebench. Использованное программное обеспечение, представляется в широком доступе.

Для большинства тестов использовался режим питания «сбалансированный» (Balanced), подразумевающий включение энергосберегающих функций SpeedStep и Cool'n'Quiet. Тестирование показало, что включение SpeedStep и Cool'n'Quiet не влияет негативно на производительность современных CPU. Это особенно актуально с учётом того, что в большинстве случаев современные компьютерные системы используют эти режимы. Единственным случаем, когда функции энергосбережения были отключены, стало измерение задержки кэш-памяти; в остальных ситуациях их отключение не имело смысла.

Для обеспечения чистоты эксперимента и получения объективных данных были приняты все необходимые меры. Проход каждого теста осуществлялся три раза с последующим усреднением полученных данных.

Общая производительность системы

С недавнего времени в составе тестового программного обеспечения появился пакет PC WorldBench. При работе с ним возникали ситуации, когда невозможно было получить повторяющихся устойчивых результатов. Было обнаружено, что WorldBench проявляет крутой нрав и периодически отказывается корректно работать. Также было замечено, что в одних и тех же тестах могут получаться разные результаты, и далеко не всегда это обусловлено различием в уровне производительности процессоров. Некоторые бенчмарки в составе PC WorldBench 6, такие как Windows Media Encoder 9, не оптимизированы под многопоточность, хотя современные версии подобного рода приложений в большинстве своём умеют использовать все преимущества многоядерности/многопоточности. По этой причине было решено воспользоваться только некоторыми тестами в составе PC WorldBench.

Тестовый модуль MS Office Productivity помогает получить представление о реальной производительности системы при работе с приложениями офисного пакета Microsoft Office 2003 SP-1 (Приложение А, Таблица 3). В ходе тестирования осуществлялось симулирование работы в многозадачной среде посредством переключения между несколькими офисными приложениями. В данном случае польза от дополнительных вычислительных ядер минимальна, поэтому результаты для различных моделей разнятся не более чем на 20%.

Одновременная работа с Firefox и Windows Media Encoder

В тесте выполняется кодирование видео в фоновом режиме с активным интернет-браузером Firefox (Приложение А, Таблица 4). Работа ещё одного приложения в фоновом режиме незначительно отразилась на результатах предыдущего теста.

Потребляемая мощность и энергоэффективность

Потребляемая мощность играет очень важную роль в комплексной оценке производительности современных процессоров. Этот показатель особенно актуален с учётом проводимого сравнительного анализа для определения лидера в модельных парах, составленных конкурирующими решениями Леонтьев, В.П. Персональный компьютер. Карманный справочник.- М., 2004.-С.178.

.

Для оценки мощности, потребляемой системой на протяжении определённого промежутка времени, использовался анализатор Extech 380803. Замеры производились в точке подключения системы к питающей сети. Таким образом, полученные результаты отражают данные по энергопотреблению системы в целом, в том числе процессора, материнской платы, подсистемы памяти, графической подсистемы, жёстких дисков (питание монитора осуществлялось по отдельной линии).

Для большей наглядности результаты представлены на двух графиках (диаграммы 1 и 2).

нанотрубка микропроцессор ядро clarkdale

Диаграмма 1. Потребляемая мощность AMD

Диаграмма 2. Потребляемая мощность Intel

Интересно, что системная конфигурация на базе Phenom II демонстрирует показатели на уровне Intel Core i7-920. Таблица 5 (приложение А) содержит средневзвешенные результаты тестирования на пиковое потребление мощности, характеризующие работу системы при рендеринге 3D-сцены в течение 10 секунд в промежутке между 15-й и 25-й секундами.

В этом тесте лидерство Intel проявляется в ещё большей степени. Сравнение данных по Intel Core i5-661 и Athlon II Х4 635 показывает, что система на базе AMD Athlon II Х4 635 потребляет на 28 Вт больше.

Сравнение полученных результатов говорит о большом прогрессе, достигнутом в области эффективного расходования электроэнергии. Так, система на базе самого раннего решения от Intel в составе тестового набора потребляет в 7,5 раз больше энергии по сравнению с системой на основе самого передового в этом смысле CPU Intel Core i7-920. Очевидно, что переход от одного вычислительного ядра к четырём сопровождался существенным повышением уровня энергетической эффективности, хотя стремительный прогресс в этой области обусловлен также и рядом других усовершенствований.

Игровые приложения

Фантастический шутер от первого лица Borderlands с элементами ролевой игры, созданный на основе графического движка Unreal Engine от компании Epic Games, включает в себя тест производительности. Применялись настройки видео самого высокого качества с различными разрешениями экрана. Минимальные разрешения лучше всего демонстрируют различия в производительности процессоров, поэтому внимание следует обратить в первую очередь именно на эти результаты. В высоких разрешениях начинают сказываться ограничения графической подсистемы, представленной видеокартой GeForce GTX 260 (Таблицы 6, 7, 8).

Таблица 6. Разрешение 1024х768

Таблица 7. Разрешение 1280х960

Таблица 8. Разрешение 1600х1200

В полученных результатах чётко прослеживается зависимость скорости работы подсистемы памяти от типа процессора. Очевидно, что перенос контроллера памяти с чипсета на процессор способствовал значительному повышению эффективности подсистемы памяти.

Чем выше разрешение, тем большую роль начинает играть графическая подсистема, и тем сильнее нивелируются различия в производительности между тестируемыми CPU. Следовательно, данные, полученные в минимальном разрешении 1024х768, позволяют получить наиболее объективную картину.

Intel Core i3-530 несколько опережает своего основного конкурента AMD Athlon II X4 635, хотя средний FPS последнего, равный 52, позволяет обеспечить вполне достойный уровень играбельности. В данном случае не стоит придавать особого значения минимальному FPS: во-первых, для всех представленных моделей процессоров он находится в пределах одного диапазона; во-вторых, здесь скорость работы CPU, по-видимому, не оказывает решающего влияния на значение минимального FPS.

Существует мнение, согласно которому практически любой относительно современный десктопный CPU сможет обеспечить приемлемый уровень игрового процесса для большинства современных игр. Это точка зрения имеет право на существование по той причине, что многие игры разрабатываются также и для игровых консолей, которые оснащаются не самыми мощными процессорами.

Ещё несколько слов о тесте. Во-первых, наличие более двух вычислительных ядер, по-видимому, никак не влияет на производительность в Borderlands. Во-вторых, процессор Phenom II, в отличие от своих собратьев из семейства Athlon II, продемонстрировали более высокие результаты благодаря кэшу L3.

Тест Source Engine Particle Simulation

В настоящее время в компьютерной графике для представления трёхмерных объектов, не имеющих чётких пространственных границ, широко применяется так называемая система частиц, симулирующая дым, пар, огонь и другие эффекты, при этом реализм и степень полноты отображения объектов определяются вычислительными возможностями системы. В тесте используются механизмы системы частиц игрового движка Source, позволяющего распределять обработку данных между несколькими ядрами (Таблица 9).

Таблица 9. Результаты теста Source Engine Particle Simulation

Здесь новые CPU Intel с поддержкой Hyper-Threading продемонстрировали небольшое преимущество реальных ядер перед виртуальными: так, Intel Core i5-661 с четырьмя виртуальными ядрами отстаёт от своего собрата Intel Core i7-920.

Разгон

Был проведён комплекс мер по определению максимально возможного значения тактовой частоты процессора, при котором будет возможна стабильная работа системы. Процедура разгона включала в себя изменение базовой частоты, повышение напряжения питания процессора и уменьшение множителя частоты памяти с соответствующим температурным мониторингом. При каждом новом повышении тактовой частоты запускался тест стабильности Prime95.

Следуя стандартной процедуре, частоту Intel Core i5-661 удалось поднять до невероятных 4,5 ГГц при 1,4 В, что означает 50% повышение по сравнению со штатным значением 3,3 ГГц. В ходе манипуляций с базовой частотой (133 МГц) и множителем памяти было подобрано максимальное значение тактовой частоты процессора, при котором система функционировала стабильно. При достижении уровня 4,15 ГГц стало заметно, что CPU сильно греется, а стандартный кулер от Intel не успевает отводить тепло. В тесте на предельную нагрузку 661-я модель работала без сбоев, но нагревалась до 74° C. Перегрев был вызван тем, что в BIOS Setup материнской платы ASUS значение напряжения питания процессора было установлено в положении AUTO. Таким образом, к тому моменту, когда частота CPU достигла максимального уровня, напряжение питания ядра автоматически поднялось до 1,4 В против штатных 1,16 В (надо отдать должное интеллектуальным способностям утилиты). Что касается штатного кулера Intel, то подобного рода разгон предполагает обязательное применение более производительной модели. Результат представлен на рисунке 7.

Рисунок 7. Разгон процессора Intel Core i5-661

Воодушевляющие результаты для Core i5-661 позволили предположить, что в случае с Core i3-530 удастся достичь того же уровня. Разгон Intel Core i3-530 позволил добиться его стабильной работы при значении базовой частоты 200 МГц и соответствующей тактовой частоте процессора 4,4 ГГц. Таким образом, и в этом случае удалось достичь почти 50% прироста производительности.

С повышением тактовой частоты до 4,4 ГГц BIOS автоматически поднял напряжение питания до 1,4 В. Для того, чтобы оценить, насколько точно и корректно утилита способна регулировать напряжение питания, был проведён эксперимент по определению минимального значения напряжения питания CPU, при котором система сможет функционировать стабильно. Вручную выставив значение 1,237 В (для 4,4 ГГц), была произведена перезагрузка системы, но её работа оказалась нестабильной. Методом подбора было найдено искомое значение - 1,387 В.

Полученный результат говорит о том, что при работе с процессорами Clarkdale утилита BIOS прекрасно справилась со своими обязанностями, продемонстрировав способности грамотно управлять напряжением питания процессора. Результат представлен на рисунке 8.

Рисунок 8. Разгон процессора Intel Core i3-530

AMD Athlon II X4 635 разгонялся менее охотно. Тем не менее, его частоту удалось поднять со стандартных 2,9 ГГц (1,4 В) до 3,48 ГГц (1,45 В). При этом использовался мощный. Результат представлен на рисунке 9.

Рисунок 9. Разгон процессора AMD Athlon II X4 635

Как видно в таблице 10 (приложение Б), в разогнанном состоянии (с использованием Dirt) процессоры Clarkdale просто «летают», демонстрируя производительность на уровне самых быстрых CPU.

Говоря о разгоне, нельзя обойти вниманием такой немаловажный момент, как сопутствующее ему повышенное энергопотребление. Полученные результаты говорят о том, что современные CPU обладают высоким потенциалом для разгона (хотя при этом он ограничивается максимальным уровнем напряжения и тепловыделения, т.е. процессор может в буквальном смысле сгореть).

Как бы то ни было, разгон можно считать вполне оправданным, даже несмотря на неизбежное повышение расхода электроэнергии. Если посмотреть на результаты теста, можно заметить, что система на базе разогнанного Intel Core i3-530 потребляет энергии меньше, чем тестовая конфигурация с неразогнанным Intel Core i7-920.

Таким образом, энергопотребление дорогих высокопроизводительных процессоров Intel или AMD и их более доступных собратьев в состоянии разгона находится в пределах одного диапазона. В самой процедуре разгона нет ничего сложного, разве что кулер нужно будет заменить на более мощный.

Оптимальный вариант

Теперь можно дать оценку каждой из тестируемых моделей процессоров с точки зрения комплексного анализа её потребительских свойств. К этой чрезвычайно важной задаче следует отнестись со всей ответственностью, поскольку существует опасность допустить ошибку при расчётах, некорректно сформулировать мысль или исказить эмоциональную составляющую оценки.

Прежде всего, данные для каждого CPU по каждому бенчмарку были собраны воедино и переведены в процентную систему счисления, где в качестве базового уровня (100%) был взят классический Intel Pentium 4 670. В ситуациях, когда один тест включает в себя несколько модулей/сценариев, рассчитывалось средневзвешенное значение с учётом результатов по каждому из них. Таким образом соблюдался принцип равенства всех бенчмарков и результатов, полученных в каждом из них.

Индекс общей производительности получен методом простого учёта всех данных по всем тестам и не предполагает подробного анализа в аспекте приоритетности или других подобных «изысков». Вместе с тем тестовый пакет формировался с прицелом на максимально полный охват, поэтому итоговый рейтинг производительности позволяет получить достаточно полное представление о тестируемых CPU.

Следующий этап анализа включает в себя сбор данных о стоимости CPU, содержащихся в официальных прайс-листах Intel и AMD (цены определялись по данным официальных сайтов). Стоимости указаны на момент их появления в розничной продаже.

Если взять общую производительность по каждому CPU и поделить на цену, то полученные результаты будут выглядеть так, как показано в приложении Б (таблица 11). Эти результаты позволяют получить достаточно полное представление об оценке каждого из процессоров с точки зрения производительности на доллар цены - и здесь CPU из семейства Athlon II выглядят лучше других. В этих условиях особую актуальность приобретает проблема оптимального соотношения цены и качества, поэтому был подготовлен график, отражающий именно этот аспект: соотношение «цена/производительность. Этот график удобен тем, что позволяет найти наиболее производительное решение в определённом ценовом диапазоне. За основу взят Pentium 4-670, как 100% производительности (Приложение В, график 1).

Заключение

Необходимо отметить, что, ученые и инженеры успешно преодолевают барьеры на пути повышения производительности элементов и сиcтем. Они предлагают различные пути решения встающих перед компьютерной отраслью проблем. Это и улучшение полупроводниковых техпроцессов, и совершенствование архитектуры высокочастотных микросхем, и внедрение перспективных технологий, и даже поиск путей модификации конструкций системных блоков.

За счёт того, что современные процессоры очень быстры, переключение между задачами обычно остаётся незаметным на взгляд пользователя. Однако существуют и приложения, прервать которые для передачи процессорного времени другим задачам в очереди достаточно сложно. В этом случае операционная система начинает подтормаживать, что нередко вызывает раздражение у человека, сидящего за компьютером. Также, нередко можно наблюдать и ситуацию, когда приложение, забрав ресурсы процессора, «зависает», и такое приложение бывает очень тяжело снять с выполнения, поскольку оно не отдаёт процессорные ресурсы даже планировщику операционной системы.

Подобные проблемы возникают в системах, оснащённых многоядерными процессорами, на порядок реже. Дело в том, процессоры с несколькими ядрами способны выполнять одновременно несколько вычислительных потоков, соответственно, для функционирования планировщика появляется больше свободных ресурсов, которые можно разделять между работающими приложениями. Фактически, для того, чтобы работа в системе с многоядерным процессором стала некомфортной, необходимо одновременное пересечение процессов, пытающихся захватить в безраздельное пользование все ресурсы CPU.

Исходя из проделанной работы можно сделать следующие выводы:

· ученые и инженеры успешно преодолевают барьеры на пути повышения производительности элементов и сиcтем;

· достигнутая степень интеграции позволяет строить параллельные системы, в которых число процессоров может достигать десятков тысяч;

· ввиду того, что технология виртуальной многопоточности, Hyper-Threading присутствует в процессорах Intel уже очень продолжительно время, разработчики программного обеспечения к настоящему времени предлагают достаточно большое число программ, способных получить выигрыш от многоядерной архитектуры CPU;

· основная цель будущей нанотехнологии, по всей вероятности, - создание структур, способных к эволюции и саморазвитию;

· идея объединения нескольких ядер в одном процессоре продемонстрировала свою состоятельность на практике;

· среди приложений, скорость работы которых на многоядерных процессорах будет увеличена, следует отметить утилиты для кодирования видео и аудио, системы 3D моделирования и рендеринга, программы для редактирования фото и видео, а также профессиональные графические приложения класса САПР;

· существует большое количество программного обеспечения, которое многопоточность не использует или использует её крайне ограниченно. Среди ярких представителей таких программ - офисные приложения, веб-браузеры, почтовые клиенты, медиа-проигрыватели, а также игры. Однако даже при работе в таких приложениях многоядерная архитектура CPU способна оказать положительное влияние. Например, в тех случаях, когда несколько приложений выполняются одновременно.

Будущее за нанотехнологиями, оперирующими величинами порядка нанометра. Это технологии манипуляции отдельными атомами и молекулами, в результате которых создаются структуры сложных спецификаций. Поэтому переход от "микро" к "нано" - это уже не количественный, а качественный переход: скачок от манипуляции веществом к манипуляции отдельными атомами. Мир таких бесконечно малых величин намного меньше, чем мир сегодняшних микрокристаллов и микротранзисторов.

Наиболее значимые практические результаты достигнуты в области молекулярной электроники. Она логически близка к традиционной полупроводниковой электронике. Методами молекулярной электроники из углеводородных соединений удается получить аналоги диодов и транзисторов, а следовательно, и основные булевы модули И, ИЛИ и НЕ, из которых затем можно строить схемы любой сложности. Подобный подход позволяет сохранить преемственность архитектурных решений.

Глоссарий

№ п/п

Новые понятия

Содержание

1

Диэлектрик

Материал, плохо проводящий или совсем не проводящий электрический ток. Основное свойство диэлектрика состоит в способности поляризоваться во внешнем электрическом поле.

2

TDP

Величина, показывающая, на отвод какой тепловой мощности должна быть рассчитана система охлаждения процессора или другого полупроводникового прибора.

3

Квантовый компьютер

Вычислительное устройство, работающее на основе квантовой механики. Квантовый компьютер принципиально отличается от классических компьютеров, работающих на основе классической механики. Полномасштабный квантовый компьютер является пока гипотетическим устройством.

4

Легирование

Добавление в состав материалов примесей для изменения физических и химических свойств основного материала. Различают объемное (металлургическое) и поверхностное (ионное, диффузное и др.) легирование.

5

УФ-излучение

Электромагнитное излучение, занимающее диапазон между фиолетовым концом видимого излучения и рентгеновским излучением. Диапазон условно делят на ближний (380--200 нм) и дальний, или вакуумный (200-10 нм) ультрафиолет.

6

Рендеринг

Термин в компьютерной графике, обозначающий процесс получения изображения по модели с помощью компьютерной программы.

7

Репрезентативная выборка

Выборка, в которой все основные признаки генеральной совокупности, из которой извлечена данная выборка, представлены приблизительно в той же пропорции или с той же частотой, с которой данный признак выступает в этой генеральной совокупности.

8

Термическое оксидирование

Процесс создания оксидной плёнки (диоксида кремния SiO2) на поверхности кремниевой подложки.

9

Транзистор

Трёхэлектродный полупроводниковый электронный прибор, в котором ток в цепи двух электродов управляется третьим электродом.

10

Флуктуация

Любое колебание или любое периодическое изменение. В квантовой механике - случайные отклонения от среднего значения физических величин, характеризующих систему из большого числа частиц; вызываются тепловым движением частиц или квантовомеханическими эффектами.

11

Фон-неймановское узкое место

Ограничение производительности из-за последовательного потока вычислений.

12

Фотолитография

Метод получения рисунка на тонкой плёнке материала. Один из основных приёмов планарной технологии, используемой в производстве полупроводниковых приборов.

13

Фоторезист

Полимерный светочувствительный материал.

14

Эпитаксия

Закономерное ориентированное наращивание одного кристаллического материала на поверхности другого (подложки).

15

SpeedStep

Энергосберегающая технология Intel, в основе которой лежит динамическое изменение частоты и энергопотребления процессора в зависимости от используемого источника питания

16

Cool'n'Quiet

Технология понижения скорости и энергопотребления центрального процессора, представленная AMD в серии процессоров Athlon 64. Её действие заключается в понижении частоты и напряжения при неполной загруженности процессора

Список использованных источников

1 Байцер, Б. Архитектура вычислительных комплексов. [Текст] / Б. Байцер.-М.: Мир, 2004. - 241 с. - ISBN 5-3269-7763-7.

2 Басманов, А. С., Широков Ю. Ф. Микропроцессоры и однокристаль-ные микроЭВМ: Номенклатура и функциональные возможности. [Текст] / Под А. С. Басманов, Ю. Ф. Широков. - М.: Энергоатомиздат, 2005.-127 с.- ISBN 5-6248-3548-4.

3 Балашов, Е. П., Григорьев, В. Л., Петров, Г. А. Микро- и миниЭВМ. [Текст] Е. П.Балашов, В. Л. Григорьев, Г. А. Петров.- Л.: Энергоатомиздат, 2004. -376 с.- ISBN 5-235-48355-4.

4 Бачило, А.Г., Ткаченко И.А. Два путешествия с компьютером [Текст] / А.Г. Бачило, И.А. Ткаченко - М. : Мол.гвардия, 2004. - 271с. - ISBN 5-235-00912-6.

5 Белунцов, В.О. Железо ПК [Текст] / В.О. Белунцов. - СПб.: Десс, 2005. - 196 с. - ISBN: 5-9604-0006-7.

6 Влох, О.Г. Явления пространственной дисперсии в параметрической кристаллооптике[Текст]/ О.Г. Влох.- М.: БИНОМ, 2005.- 212с.- ISBN 5-154789-25-7.

7 Вуд, А. Микропроцессоры в вопросах и ответах. [Текст] / А. Вуд.- М.: Энергоатомиздат, 2005. -185 с. - ISBN 5-57468-105-6.

8 Быков, С.Е. Производительность ПК [Текст] / С.Е. Быков. - СПб.: Десс, 2005. - 187 с. - ISBN: 5-8904-1876-7.

9 Гивоне, Д., Россер Р. Микропроцессоры и микрокомпьютеры: Вводный курс [Текст] / Д. Гивоне.- М.: Мир, 2007.- 463 с. - ISBN 5-6378-4782-1.

10 Денисов, Т.В. Обзор МП [Текст] / Т.В. Денисов. - М.: Наука, 2005.-102 с.-ISBN 5-862241-15-8.

11.1Еременко, В.В. Магнитные и магнитоупругие свойства антиферромагнетиков и сверхпроводников[Текст]/ В.В. Еременко, В.А. Сиренко. -К.: Наук. думка, 2004.- 294 с.- ISBN 5-489751-45-5.

12 Кобаяси, Н. Введение в нанотехологию [Текст] / Н. Кобаяси. -М.: БИНОМ, 2005. -134 с. - ISBN 5-4021-4320-5.

13 Корнеев, В.В.Современные микропроцессоры. [Текст] /В.В. Корнеев.-М.: Нолидж, 2006.-240с. - ISBN 5-3456-1103-7.

14 Кукин, В.Н. Информатика: организация и управление[Текст]/В.Н.Кукин.- М.: Экономика, 2005.-198с.-ISBN 5-499246-45-5.

15 Леонтьев, В.П. Персональный компьютер. Карманный справочник[Текст]/В.П. Леонтьев. - М.:ОЛМА-ПРЕСС, 2004.- 239с.-ISBN 5-793241-21-1.

16 Майоров, С.И. Информационный бизнес: коммерческое распространение и маркетинг[Текст]/ С.И. Майоров. - М.: Финансы и статистика, 2007. - 256 с.-ISBN 5-293625-17-8.

17 Мураховский, В.И. Железо ПК. Новые возможности [Текст] / В.И. Мураховский. - СПб.: Питер, 2005. - 592 с. - ISBN: 5-469-01056-2.

18 Нестеров, П. В. Микропроцессоры. Архитектура и ее оценка. [Текст] / П. В. Нестеров.- М.: Высшая школа, 2006.- 104 с.- ISBN 5-93037-104-0.

19 Петров, А.А Нанотехнологии. [Текст]/ А.А Петров.- М.: СОЛОН-Пресс, 2006. - 115с.-ISBN 5-742941-25-7.

20 Ратнер, М., Ратнер, Д. Нанотехнология[Текст]/ М. Ратнер , Д. Ратнер.-М.: БИНОМ, 2006.- 175 с.- ISBN 5-48754-27-5

21 Семененко, В. А., Ступин. Ю. В. Справочник по электронной вычислительной технике [Текст] / справ. пособие для проф. учеб. заведений / В. А. Семененко, Ю. В. Ступин. - М.:Машиностроение, 2006. - 224с.- ISBN 5-217-02090-3.

22 Соучек, Б. Микропроцессоры и микроЭВМ [Текст] / Б. Соучек.- М.: Сов. радио, 2005. -517 с. - ISBN 5-154-12874-4.

23 Стин, Э. Квантовые вычисления [Текст]/ Э.Стин.- М.: РХД, 2006.- 111с. -ISBN 5-4987-7168-4.

24 Уокерли, Дж. Архитектура и программирование микроЭВМ.[Текст] / Дж. Уокерли.- М.: Мир, 2003.-486 с.- ISBN 5-4779-0245-3.

25 Фигурнов, В.Э. IBM PC для пользователя[Текст]/В.Э. Фигурнов.-М.:ИНФРА М 2004. 475с.- ISBN 5-2468-4452-2.

26 Франк-Каменецкий, М.Д. Биофизика молекулы ДНК: одно из новых аправлений[Текст]/ М.Д. Франк-Каменецкий.- М.: ИНФРА-М, 2007-187 с. - ISBN 5-30-456875-7.

27 Хасэгава, Х. - Мир компьютеров в вопросах и ответах[Текст] / Х.Хасэгава.-М. : Мир, 2004 - 118с.- ISBN 5-03-000485-8.

28. Хлебалина, Е. Информатика: энциклопедия[Текст] / Е. Хлебалина. - М.: ИНФРА-М, 2005. - 460с.-ISBN 5-169874-65-3.

29. Хомоненко, А.Д. Основы современных компьютерных технологий ТекстА.Д. Хомоненко. - СПб.: КОРОНА , 2004. - 446 с. - ISBN 5-7931-0019-9.

30. Открытая электронная энциклопедия Wikipedia [Электронный ресурс] / Процессор - Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/PC.

31. Статья основанная на пресс-релизе корпорации Intel [Электронный ресурс]/ Закон Мура-40 лет - Режим доступа: http://www.ixbt.com/editorial/moorelaw40th.

Приложение А

Таблица 3. Тестовый модуль MS Office Productivity

Таблица 4. Кодирование видео с активным интернет-браузером Firefox

Таблица 5. Пиковое потребление мощности

Приложение Б

Таблица 10. Разгон процессоров

Таблица 11. Процент производительности за доллар

Приложение В

График 1. Соотношение «цена - качество»

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Микропроцессор как важнейший компонент персонального компьютера, особенности их устройства, основные составные и их назначение. Функции, параметры и производительность микропроцессоров, сравнительные характеристики. Поколения и виды процессоров Intel.

    контрольная работа [42,3 K], добавлен 25.11.2010

  • Стратегия развития процессоров Intel. Структурная организация современных универсальных микропроцессоров. Особенности многоядерной процессорной микроархитектуры Intel Core, Intel Nehalem, Intel Westmere. Серверные платформы Intel c использованием Xeon.

    реферат [36,5 K], добавлен 07.01.2015

  • Логические функции и структура микропроцессоров, их классификация. История создания архитектуры микропроцессоров x86 компании AMD. Описание К10, система обозначений процессоров AMD. Особенности четырёхъядерных процессоров с микроархитектурой К10 и К10.5.

    курсовая работа [28,9 K], добавлен 17.06.2011

  • Краткая история развития микропроцессора как важнейшего элемента любого персонального компьютера. Сущность, значение, функциональные возможности процессоров. Особенности микропроцессоров Pentium, Intel i80386 и i80486. Применение и значение сопроцессора.

    курсовая работа [27,5 K], добавлен 09.11.2010

  • Понятия и принцип работы процессора. Устройство центрального процессора. Типы архитектур микропроцессоров. Однокристальные микроконтроллеры. Секционные микропроцессоры. Процессоры цифровой обработки сигналов. Эволюция развития микропроцессоров Intel.

    реферат [158,8 K], добавлен 25.06.2015

  • История развития, устройство и назначение центральных процессоров Intel. Особенности архитектуры различных поколений ЦП. Характеристики и общая схема чипсетов материнских плат разных серий. Повышение их функциональности и уровня производительности.

    реферат [121,4 K], добавлен 08.11.2015

  • История развития фирмы INTEL. Развитие и выпуск процессоров INTEL. Обзор технологии ATOM. Обзор процессоров. Материнская плата Gigabyte GC230D. Ноутбуки на базе процессоров INTEL ATOM. Ноутбук MSI Wind U100-024RU, ASUS Eee 1000H, Acer One AOA 150-Bb.

    курсовая работа [233,0 K], добавлен 24.11.2008

  • Характеристика одноядерных и двухъядерных процессоров линейки Intel, история их развития. Знакомство с особенностями микропроцессоров, предназначенных для систем с поддержкой симметричной многопроцессорности. Pentium II и следующие поколения Pentium.

    реферат [30,0 K], добавлен 27.11.2013

  • История и перспективы развития производства процессоров компьютеров. Основы работы центрального процессора. Характеристика многоядерных процессоров. Ведущие производители: Intel и AMD, их планы по выпуску новых процессоров. Советы по выбору CPU.

    курсовая работа [2,8 M], добавлен 03.11.2011

  • Экскурс в историю развития компьютерных микропроцессоров. Основные характеристики, свойства и технологии производства. Первые процессоры, революционная "трешка". Основные конкуренты Intel на рынке микропроцессоров. Революция номер два: шестое поколение.

    реферат [338,6 K], добавлен 17.12.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.