Сучасні мікропроцесорні технології

Замість цього компанія направила всі зусилля, і що головне, кошти на реалізацію власного виробництва наборів мікросхем шляхом покупки канадської компанії ATI. З появою першого результату даних зусиль - виходом чіпсета AMD 690G (V) з інтегрованим відеоядром, компанія склала цілком гідну конкуренцію Intel в секторі офісних і недорогих розважальних ПК, намітивши тим самим орієнтир на найближчий рік. Звичайно, можна припустити, що в покупці компанією AMD канадської ATI лежить куди глибший зміст, ніж просто бажання отримати власне виробництво чіпсетів. На це прозоро натякають і самі представники AMD, розповідаючи про свої плани на розробку багатоядерних мікропроцесорів, де частина ядер буде виконувати роль графічного процесора (GPU) - проект Fusion. Однак, працюючи в бюджетному секторі ринку, і "згодовуючи" пресі прогнози прийдешніх технологічних переворотів, грошей не заробиш. Компанії AMD як повітря була необхідна лінійка процесорів для систем середнього та вищого рівнів продуктивності, здатних конкурувати з модельним рядом Intel Core 2 Duo і Core 2 Quad.

AMD Phenom

Мікроархітектура, що лежить в основі нового сімейства процесорів, отримала свою кодову назву AMD К10, що офіційно звучить, як AMD Family 10h Processors. Тобто за класифікацією AMD Phenom - це вже десяте покоління процесорів компанії. Саме ж сімейство нових чотириядерних процесорів отримало ім'я Phenom, що походить від слова "феномен".

Малюнок 11 Процесор AMD Phenom 2 X4

До нового сімейства процесорів компанія приурочила вихід наборів логіки AMD 7хх, які є системною основою для нових CPU, а за платформою закріпилася назва Spider. Таким чином, після довгих років задовольнялися чіпсетами сторонніх розробників і подальшої руйнівної покупки ATI AMD, нарешті, змогла представити світу власну платформу за схемою компанії Intel - новий процесор та набір мікросхем, з яким він буде працювати.

Що стосується самої мікроархітектури в цілому, то в порівнянні з попереднім поколінням К8 вона була ґрунтовно перероблена, і процесори K10 обзавелися рядом ключових особливостей.

У першу чергу зміни торкнулися організації роботи кеш-пам'яті різних рівнів. Шина обміну даними L1 c LSU (Load-Store Unit - модуль завантаження / вивантаження даних) була розширена до двох 128-бітних ліній читання і двох 64-бітових ліній записи. У свою чергу шина L1-L2 була розширена до 128 біт. З'явилася технологія предвибірки даних безпосередньо в кеш-пам'ять першого рівня (L1), минаючи кеш-пам'ять L2, що, по-перше, дозволяє підвищити швидкість цієї операції, по-друге, знижує навантаження на саму L2.

Крім цього, нового процесори обзавелися загальної для всіх ядер кеш-пам'яті третього рівня (L3) об'ємом 2 MB, розташованої в контролері ОЗУ.

Двоканальний 64-бітний контролер оперативної пам'яті отримав можливість працювати не тільки з підготовлюваними піти в минуле модулями DDR2, але і з модулями, відповідними новому стандарту DDR3. При цьому перші моделі AMD Phenom будуть здатні працювати тільки з DDR2, а реальна підтримка DDR3 з'явиться тільки в майбутньому. Кількість виконавчих блоків, які виконують операції з плаваючою комою, залишилося колишнім і дорівнює трьом, але їх розрядність розширилася з 64 до 128 біт.

Крім цього, процесор обзавівся новим набором SIMD-інструкцій SSE4A, який на горі програмістів несумісний з SSE4.1, анонсований компанією Intel разом з процесорами на ядрі Penryn.

Змінився і тип шини, а точніше, її версія. На відміну від попередніх Athlon 64, які працювали з HyperTransport 2.0, процесори Phenom використовують нову шину HyperTransport 3.0 При цьому зворотна сумісність з версією 2.0 збережена.

Контролер пам'яті процесорів AMD Phenom може працювати в двох режимах, іменованих Ganged і Unganged. Перший - це звичайний спарений режим, в якому два 64-бітових контролера працюють в двоканальному 128-бітному режимі. Відповідно, у другому випадку обидва контролера працюють незалежно один від одного, що може дати перевагу в швидкості при використанні багатопоточних режимів роботи.

На відміну від свого прямого конкурента - чотирьохядерного процесора Intel Core 2 Quad, фактично представляє собою два двоядерних Core 2 Duo, укладених в один корпус, чотири ядра мікропроцесора AMD Phenom фізично виконані на одному кристалі.

Безумовно, така організація неодмінно позначиться на кінцевій вартості продукту, так як відсоток виходу придатних кристалів буде набагато нижче, оскільки в тому випадку, коли хоча б одне з ядер виявиться дефектним, бракованим буде визнаний весь кристал. Втім, спосіб боротьби з цією витратою виробництва AMD вже знайшла. Браковані кремнієві пластини з трьома робочими ядрами будуть використовуватися для виробництва більш дешевих процесорів Phenom X3. Кристали перших моделей мікропроцесорів Phenom виконуються по 65 нм техпроцесу, а наступні будуть виготовлятися за більш тонкої 45 нм технології.

1.10 Via Technologies компанія котра виготовляє мікропроцесори

Малюнок 12 Логотип компанії VIA Technologies

Компанія була створена шляхом перетворення каліфорнійської Symphony Company підприємцем Вен Чі Ченом . До цього він був співробітником Intel, а потім перейшов на роботу в Symphony і до цих пір є її директором. Чен перевів інженерів компанії на Тайвань, де організував випуск мікросхем .

Головний офіс був переведений в Тайбей на Тайвані в 1992 році.

VIA зіграла значну роль у просуванні шини PCI замість застарілої ISA, беручи участь в групі за стандартами PC Common Architecture standard group в 1996 році.

У 1999 році VIA з'явилася на ринку процесорів x86 в результаті придбання компаній Cyrix (до того підрозділу National Semiconductor) і Centaur (належала Integrated Device Technology). Процесори останньої тепер випускаються VIA під марками С3 і С7, як і серія EPIA. Процесор MediaGX залишився у власності National Semiconductor.

У 2001 році було утворено спільне підприємство з S3 Graphics.

Лютий 2005 ознаменувався важливим досягненням - був випущений стомільйонна чіпсет VIA для роботи з процесорами AMD.

1.10.1 Продукція Via Technologies

Samuel - кодове найменування процесорів і ядра. Основою послужило ядро Winchip - 4, що дісталося VIA в спадок від Centaur . Працюють на частотах 500-700 МГц. Виробляються National Semiconductors і TSMC з використанням 0,18 мкм техпроцесу. Процесори використовують набір SIMD 3D Now! Форм - фактор - Socket - 370. Кеш - пам'ять L1 - 128 Кбайт. Отримали найменування Cyrix III. Тактова частота ядра - 500-667 МГц.

Samuel 2 - кодове найменування процесорів і ядра, розроблених групою Centaur. Кеш - пам'ять L2 об'ємом 64 Кбайт. Тактова частота ядра - 667-800 + МГц. Частота шини процесора 100 / 133 МГц, форм - фактор - Socket 370.

Matthew - кодове найменування інтегрованих процесорів. Мають у своєму складі ядро Samuel2 з інтегрованим відео і компонентами North Bridge.

Ezra - кодове найменування процесорів і ядра. Спільна розробка груп Cyrix і Centaur. Перше дійсно нове ядро VIA. Процесори з підтримкою SSE. Кеш - пам'ять L1 - 128 Кбайт, кеш - пам'ять L2 - 64 Кбайта. Технологія - 0,15 мкм c переходом на 0,13 мкм. Тактова частота ядра - 750 МГц з наступним зростанням вище 1 ГГц. TSMC підтвердила інформацію про те, що вона виготовила процесор Ezra з частотою 1 ГГц.

Ezra - T - кодове найменування процесорів і ядра. Сумісність за рівнем сигналів з Tualatin, що дозволяє їх використовувати в материнських платах з чіпсетами, створеними під Tualatin. Технологічний процес 0,13 мкм, алюмінієві сполуки . Кеш пам'ять L1 - 128 Кбайт, L2 - 64 Кбайт. Мають менше, в порівнянні з Ezra, енергоспоживання. Підтримка MMX, 3D Now! Тактова частота ядра - від 800 МГц (6х133 МГц). Випуск запланований на кінець 2001 р.

Nehemiah - кодове найменування процесорів і ядра. Розраховані на роботу при частотах 1,2 + ГГц. Кеш - пам'ять L1 - 128 Кбайт, кеш - пам'ять L2 - 256 Кбайт. Будуть підтримувати інструкції Streaming SIMD Extensions (SSE) і 3DNow! Конвеєр в 17 стадій, напруга живлення ядра 1,2 В, техпроцес 0,13 мкм з використанням мідних з'єднань, площа кристала - 72 кв. мм. Вихід заплановано на 2002 р.

Esther - кодове найменування процесорів і ядра. Кеш - пам'ять L1 - 128 Кбайт, L2 - 256 Кбайт. Конвеєр 17 ступенів. Тактова частота ядра 2 ГГц. Запланований на другу половину 2002 року.

1.11 Положення процесорів AMD, Intel та Via на ринку

Після від'єднання виробничих потужностей AMD в окрему компанію Globalfoundries, останньої, нарешті, вдалося вийти на прибутковий рівень про це свідчать фінансові результати діяльності Globalfoundries. Водночас Intel показала найбільший за останні 30 років квартальне зростання доходу. IDC опублікувала дані, які говорять про те, як це відбилося на ринкових частках AMD і Intel.

За даними IDC, в третій чверті року Intel зайняла 80,3 % світових приставок мікропроцесорів, а частка AMD зменшилася до 19,6 %. Частка VIA 0,1% неухильно впаде й їй залишився лише зовсім незначна частина ринку.

Малюнок 13 Діаграма положення процесорів AMD, Intel та Via на ринку

На ринку мобільних ПК ситуація кардинально інша (багато в чому завдяки популярності Atom): Intel займає 88 %, а AMD всього 11,9 %.

ARM (Advanced RISC Machines) компанія виробляюча мікропроцесори для мобільних пристроїв

ARM (Advanced RISC Machines) - британська корпорація, один з найбільших розробників і ліцензіарів архітектури 32-розрядних RISC- процесорів (ARM), орієнтованих на використання в портативних і мобільних пристроях (телефонах, органайзерах і так далі).

Малюнок 14 Мікропроцесор компанії ARM

Компанія Advanced RISC Machines, ARM, була заснована як спільне підприємство між Acorn Computers, Apple Inc.

ARM не є виробником мікропроцесорів як таким, однак ліцензує власну технологію третім фірмам, таким як Atmel, Cirrus Logic, Intel, Marvell, NXP, Samsung, Qualcomm, Sony Ericsson, Texas Instruments, Broadcom, HiSilicon Technologies, які, власне вони і втілюють її в чіпах.

Технологія ARM виявилася досить успішною і в даний час є домінуючою мікропроцесорної архітектурою для портативних цифрових пристроїв. ARM стверджує, що загальний обсяг мікропроцесорів, вироблених за їх ліцензії, перевищує 2,5 мільярда штук. Тільки за 2013 рік кількість ліцензованих ядер оцінювалося в 12,9 млрд. Бізнесом компанії ARM завжди був продаж ліцензій на виробництво ядер і супутніх елементів напівпровідниковим компаніям, які створювали мікропроцесори та мікроконтролери на їх основі.

Найуспішнішою версією ядра, продажі якої досягли сотень мільйонів штук, був ARM7 TDMI.

Під ліцензією ARM до 2005 року було вироблено близько 1,6 мільярда ядер. У 2005 році близько мільярда ядер ARM пішло на мобільні телефони. Річний звіт ARM за 2006 рік повідомляє що в результаті ліцензування 2500000000 одиниць ( процесорів) було виручено 161 мільйон доларів. Це еквівалентно 0.067 долара за одиницю. Проте це дуже усереднений показник - адже сюди входять і ліцензії на дуже дорогі новітні процесори, і старі дешеві процессори. За станом на січень 2008 року було вироблено більше 10 мільярдів ядер, а за 2013 рік кількість ліцензованих ядер оцінювалося в 12,9 млрд.

Сучасні смартфони, КПК та інші портативні пристрої використовують в основному версію ядра ARMv7. Раніше широко використовувалися ядра ARMv5.

Процесори архітектури ARM в основному використовуються в смартфонах, мобільних інтернет-пристроях (MID), смартбуках, інтернет-планшетах та інших мобільних та енергоефективних пристроях.

Процесори архітектури ARM, за ліцензією отриманої від компанії, випускають такі компанії: Apple, Atmel, Broadcom, Freescale, Marvell, Nvidia, Qualcomm, Samsung, Texas Instruments, VIA, Міландр, STMicroelectronics та інші.

2. Вимоги охорони праці при роботі з комп'ютером

Робота за комп'ютером пов'язана з підвищеним розумовим навантаженням, нервово-емоційною й зоровою напругою. Хочеться підкреслити, що робота за відеодисплейним терміналом (ВДТ) і персональною електронно-обчислювальною машиною (ПЕОМ) повинна проводитися в умовах, що відповідають гігієнічним вимогам.

У приміщенні, у якому здійснюється робота на комп'ютерах, повинне бути гарне освітлення (природне або штучне). Освітленість робочого стола повинна бути в межах 300-500 люкс. При меншій освітленості швидко наступає стомлення зорового аналізатора. Тому працювати в затемненій кімнаті не можна.

Приміщення, де здійснюється робота на ВДТ і ПЕОМ, повинно бути добре провітрено, тому що для виконання розумової роботи мозок споживає в 9 - 10 разів більше кисню.

Тривала робота комп'ютерів приводить до зниження концентрації кисню в повітрі. За одну годину роботи на комп'ютерах зниження концентрації кисню досягало 1,7- 1,8%. Концентрація озону, навпаки, збільшується. Озон є сильним окислювачем, і концентрація його вище гранично припустимих величин може привести до несприятливих обмінних реакцій організму, змінюючи активність ряду ферментів, сприяти порушенню зору, появі головного болю, сухості верхніх дихальних шляхів і ін.

Іншим фактором, обумовленим роботою комп'ютера, є електромагнітні випромінювання (ЕМВ). Цьому факторові останнім часом приділяється велика увага. У літературі є цілий ряд робот, що свідчать про вплив слабкого ЕМВ на внутрішньоклітинні зміни тварин, порушення обмінних процесів. У людей дію ЕМВ зв'язують із порушенням вагітності, викиднями, розвитком катаракти, пухлин, лейкемії й ін. Зараз Санітарними правилами й нормами «Гігієнічні вимоги до відеодисплейних терміналів, персональним електронно-обчислювальним машинам і організації роботи» № 2.2.2.542 - 96 установлені припустимі рівні для електричної й магнітної складових ЕМВ, а також для електростатичного потенціалу.

При наближенні користувача до екрана відеомонітора на відстані 300 мм від екрана ЕМВ перевищували припустимі рівні в 5-7 разів. Установлена оптимальна відстань очей до екрана відеомонітора (600 - 700 мм) на підставі вивчення зорових функцій підтверджується вимірами ЕОМ.

На величину показників ЕМВ впливає й контур заземлення приміщення для ВДТ і ПЕОМ. При поганому заземленні в десятки разів зростають показники ЕМВ, значно перевищуючи припустимі рівні. Тому при організації робіт із ВДТ і ПЕОМ повинне бути проведене якісне заземлення.

Розташування робочих місць із ВДТ і ПЕОМ у ряд приводило до підсумовування ЕМВ на робочих місцях, розташованих між двома відеомоніторами. У зв'язку із цим у приміщеннях не слід рекомендувати розміщення робочих місць у ряд. У той же час цілком задовільні результати по ЕМВ отримані при розміщенні робочих місць із ВДТ і ПЕОМ по периметру приміщення.

В екрана відеомонітора утвориться електростатичне поле (ЕСП), що у робочій зоні може бути вище припустимого рівня згідно Санправил 2.2.2.542-96. Тривале перебування в ЕСП, що перевищує припустимі рівні, може негативно позначитися на самопочутті, нервовій і серцево-судинній системах. У зв'язку із цим не рекомендується доторкатися до екрана руками й знімати на себе заряди ЕСП. ЕСП притягає пил на екран, що сприяє збільшенню потенціалу ЕСП. Тому перед початком роботи варто протирати екран відеомоніторів, звільняючи їх від пилу. Окремі автори зв'язують почервоніння очей і обличчя при роботі на ВДТ і ПЕОМ із дією ЕСП.

Підвищення температури повітря, зниження відносної вологості викликають більше навантаження на кардіореспираторну систему, у результаті чого погіршується робота нирок, утрудняється мислення, з'являється головний біль, знижується працездатність.

Застосування побутових кондиціонерів не рятує положення, тому що вони в основному працюють на рециркуляції й свіже повітря надходить в обсязі не більше 15 - 25%. Крім того, при роботі кондиціонера утвориться шум, рівень якого досягає 65 дб, тобто перевищує припустимий на 15 дб, що негативно для нервової й серцево-судинної систем. При використанні побутових кондиціонерів доцільно розташовувати їх у верхній зоні вікна.

В установах, обладнаних комп'ютерами, для поліпшення мікрокліматичних умов необхідно строго дотримувати норми площі на один комп'ютер - 6м2 і об'єм - 24м3.

Висновок

У кінці 20 століття людство вступило на шлях інформаційного суспільства. Але це суспільство неможливо уявити без електроніки, інтернету, радіо і телебачення, потужних комп'ютерів і сучасних мікропроцесорів.

Мікропроцесор - центральний пристрій (або комплекс пристроїв) ЕОМ (або обчислювальної системи), яке виконує арифметичні і логічні операції, задані програмою перетворення інформації, керує обчислювальним процесом і координує роботу пристроїв системи (запам'ятовуючих, сортувальних, введення - виведення, підготовки даних і ін ).

У цій роботі було вивчено пристрій мікропроцесорів, його технології виготовлення і були розглянуті види сучасних мікропроцесорів.

Завданням, поставлені в даній курсовій роботі були виконані. Був зроблений аналіз тенденцій розвитку сучасних мікропроцесорів, виявлено їх значущість для суспільства.

У результаті проведеної роботи були зроблені наступні висновки: на світовому ринку продажу процесорів в даний час лідирують дві компанії Intel і АMD. Які в свою чергу безперервно конкурують між собою і намагаються витіснити один одного з світового ринку. На початку 2005 року лідером була компанія AMD, чиї процесори були і продуктивніше, і дешевше, мали меншу тепловиділення. Але у квітні того ж року Intel пустила процесор Core 2 Duo, а в 2007 Core 2 Quad, які стали лідерами з продажів на світовому ринку. Зараз лідерство залишає за собою компанія Intel. Але і AMD веде бурхливі науково - дослідні роботи і, можливо, в недалекому майбутньому випустить на ринок абсолютно новий і потужний мікропроцесор.

Використані матеріали

мікропроцесор пам'ять шина

http://itnews.com.ua/analitics/215.html

http://www.hardwareluxx.ru/index.php/news/hardware/grafikkarten/26616-amd-and-intel-to-gain-share-in-the-graphics-market.html

http://www.compdoc.ru/comp/cpu/short-processor-x86-history.html

http://www.thg.ru/cpu/amd_cpu_history

http://www.thg.ru/cpu/intel_cpu_history/index.html

http://www.xard.ru/post/15811/default.asp

http://nvworld.ru/news/tags/amd/intel

http://uk.wikipedia.org/wiki/ARM

Размещено на Allbest.ru