mP6 – первые процессоры компании Rise. Предназначены для ноутбуков, использующих Socket 7. Отличаются очень малым тепловыделением. Кэш-память L1 – 16 Кбайт (по 8 Кбайт для данных и инструкций), L2 – от 512 Кбайт до 2 Мбайт, расположена на материнской плате, работает на частоте шины процессора. Поддерживается дополнительный набор инструкций MMX. При оценке производительности своих процессоров Rise, как и Cyrix, использует PR-рейтинг, составляющий от 166 до 366 МГц.
Показаны сообщения с ярлыком Ezra. Показать все сообщения
Показаны сообщения с ярлыком Ezra. Показать все сообщения
Классификация, именование и краткие параметры процессоров AMD
K5 – первые процессоры AMD, анонсированные в качестве конкурента Pentium. Разъем – Socket 7. Подобно Cyrix 6x86, использовали PR-рейтинг с показателями от 75 до 166 МГц. При этом используемая частота системной шины составляла от 50 до 66 МГц. Кэш-память L1 – 24 Кбайт (16 Кбайт для инструкций и 8 Кбайт для данных). Кэш-память L2 расположена на материнской плате и работает на частоте процессорной шины. К5 степпинг 0 имел кодовое имя "SSA5", а у степпингов 1, 3, 5 было кодовое имя "5k86". Стоит отметить, что до 5k86 существовал процессор AMD 5x86-P75, где P75 это рейтинг, а реальная частота была его была 133 МГц (33 x 4), процессор была рассчитан под Socket 5.
Классификация, именование и краткие параметры процессоров Intel. Часть 2.
Katmai – наименование ядра (сентябрь 1999 г.) процессоров Pentium III, пришедшего на смену Deschutes. Добавлен блок SSE (Streaming SIMD Extensions), расширен набор команд MMX, усовершенствован механизм потокового доступа к памяти. Техпроцесс – 0,25 мкм, тактовая частота – 450-600 МГц, кэш-память L2, размещенная на процессорной плате, – 512 Кбайт. Разъем – Slot 1. Частота шины – 100 МГц, но в связи с задержкой Coppermine были выпущены модели 533 и 600 МГц, рассчитанные на частоту шины процессора 133 МГц.
Celeron – семейство процессоров, ориентированных на массовый рынок недорогих компьютеров. В это семейство входят модели, созданные на основе архитектур Covington, Mendocino, Dixon, Coppermine. Впервые появились в апреле 1998 года. Выпускались вначале для Slot 1, в дальнейшем – для Socket 370.
Covington – первые варианты процессоров (апрель 1998 г.) линейки Celeron. Построены на ядре Deschutes. Технология – 0,25 мкм. Тактовая частота – 266-300 МГц, частота шины – 66 МГц, кэш L1 – 32 Кбайта. Для уменьшения себестоимости процессоры выпускались без кэш-памяти второго уровня и защитного картриджа. Питание ядра – 2,0 В. Интерфейс – облегченный Slot 1, конструктив – SEPP (Single Edge Pin Package). Процессоры характеризовались сравнительно низкой производительностью, но, благодаря отсутствию кэш-памяти L2, отличались высокой устойчивостью работы в режимах разгона.
Mendocino – наименование ядра (август 1998 г.) процессоров линейки Celeron. Имеет кэш-память L2 объемом 128 Кбайт, интегрированную в кристалл процессора и работающую на частоте ядра, благодаря чему обеспечивается высокая производительность. Тактовая частота – 300-533 МГц, частота шины – 66 МГц. Учитывая, что на рынке уже существовал процессор с частотой 300 МГц, первая модель процессора, созданная на основе ядра Mendocino и имевшая ту же частоту, получила наименование Celeron 300A. Технология – 0,25 мкм. Питание ядра – 2.0 В. Первоначальный форм-фактор Slot 1 (300-433 МГц) постепенно был вытеснен Socket 370 (300-533 МГц).
Dixon – наименование ядра, а также кодовое имя процессоров, ориентированных на применение в портативных компьютерах. Технология – 0,25 мкм, в дальнейшем – 0,18 мкм. Объем кэш-памяти первого уровня – 32 Кбайта. Как и в Mendocino, кэш-память L2 расположена на чипе, однако ее объем увеличен до 256 Кбайт. Тактовая частота – 300-500 МГц, частота шины – 66 МГц. Официальная классификация – мобильные процессоры Pentium II.
Coppermine – наименование ядра процессоров Pentium III и Celeron. Технология – 0,18 мкм. Характеризуется наличием интегрированных на чипах процессоров 256 Кбайт кэш-памяти L2 для Pentium III и 128 Кбайт – для Celeron. Частота – от 533 МГц и выше. Наряду с FSB100 МГц версиями Pentium III выпущены и варианты FSB133 МГц. Последние процессоры, рассчитанные на Slot 1, постепенно были вытеснены изделиями в конструктиве FC-PGA 370, рассчитанными на разъем Socket 370. Частота шины для процессоров Celeron – 66 МГц, а начиная с модели Celeron 800 – 100 МГц. Напряжение питания ядра – от 1,5 В до 1,7 В.
Coppermine T – наименование ядра процессоров Pentium III и Celeron. Является переходной ступенью от ядра архитектуры Coppermine к ядру архитектуры Tualatin. Создан по технологии 0,18 мкм. Ориентирован на работу с чипсетами, поддерживающими процессоры с ядром Tualatin.
Tualatin-256K – кодовое наименование ядра и процессоров Socket 370 Pentium III, сделанных по 0,13 мкм техпроцессу. Это последние Pentium III. Отличаются от Coppermine более совершенными архитектурой и технологией производства. Характеризуются пониженным напряжением питания и меньшим энергопотреблением. Рабочая частота моделей для Desktop с FSB 100 МГц – 1,0, 1,1 ГГц, а с FSB 133 МГц – 1,13 ГГц и выше.
Tualatin-512K – кодовое наименование ядра и процессоров. Содержит ядро Tualatin, но имеет 512 Кбайт кэш-памяти L2. Процессоры предназначены исключительно для мобильных устройств, соответствующие версии для Desktop не запланированы, чтобы не конкурировать с Pentium 4. В архитектуре процессоров, созданных на основе ядра Tualatin-512K, осуществлена поддержка технологий энергосбережения. Стандартное напряжение ядра – 1,4 В и ниже. На конец 2001 г. запланирован выпуск нового поколения на ядре Tualatin с FSB 100/133 МГц для экономичных моделей мини- и субноутбуков.
Tualatin-512K DP – кодовое наименование ядра и процессоров для серверов и рабочих станций. Выпуск первых моделей с рабочей частотой 1,13 ГГц и 1,26 ГГц запланирован на вторую половину 2001 г.
Pentium III-M – мобильные процессоры нового поколения, изготовленные с использованием 0,13-микронного технологического процесса. Имеют новые средства управления энергопотреблением SpeedStep, Deeper Sleep и т.п. Стандартное напряжение ядра – 1,4 В и ниже.
Pentium III-S – процессоры с ядром Tualatin, технология – 0,13 мкм, кэш L2 – 512 Кбайт, рабочие частоты – с 1,13 ГГц. Предназначены для двухпроцессорных конфигураций.
Timna – кодовое наименование процессоров, созданных на основе ядра Coppermine с кэш-памятью L2 128 Кбайт, интегрированными на чипе графическим ядром и контроллером оперативной памяти. Ориентированы на сверхдешевые PC и телеприставки. Выпуск отменен фирмой Intel вследствие бесперспективности изделия.
Banias – кодовое наименование процессоров, архитектура которых сходна с Timna. В чип интегрированы вычислительное ядро процессора, графическое ядро, а также северный мост чипсета. В отличие от Timna поддержка RDRAM не предусматривается. Предполагается, что кроме версии со стандартным питанием будут выпущены варианты Low Voltage и Ultra Low Voltage.
Разработка проекта Banias ведется в израильском Intel Israel Design Center, начало массового производства процессора намечено на конец 2002 года – начало 2003 года. В основу ядра нового процессора Banias положена модифицированная архитектура Pentium III, но без гиперконвейерной организации, присущей процессорам Pentium 4. Процессоры Banias будут выпускаться в модификациях, присущих нынешним классам мобильных процессоров от Intel, а именно Pentium III/Low-Voltage Pentium III/Ultra-Low-Voltage Pentium III. Для уменьшения потребляемой процессором энергии разрабатывается специальная технология внутрипроцессорных соединений MicroOps Fusion. Первые чипы будут иметь тактовую частоту начиная с той, на которой, скорее всего, остановятся мобильные Tualatin-M - 1,4 ГГц. Впрочем, экономичный процессор найдет место и в серверах, где проблема потребления энергии и тепловыделения также занимает не последнее место.
Как подчеркнул руководитель проекта Banias, перед командой поставлено три главных цели: уменьшение размеров транзисторов для снижения потребляемой энергии, разработка эффективной технологии повышения тактовой частоты без существенного увеличения потребляемой энергии, разработка эффективной технологии работы с командами процессора.
Xeon – официальное наименование линейки процессоров, ориентированных на использование в составе мощных серверов и рабочих станций.
Первые варианты были построены на ядре Deschutes. Являются заменой процессоров Pentium Pro. Технология – 0,25 мкм. Процессорный разъем Slot 2. Процессоры этого типа способны работать в мультипроцессорных конфигурациях. Кэш-память L2 имеет объем 512, 1024, 2048 Кбайт, что во многом определяет высокую стоимость и тепловыделение.
В процессе совершенствования технологии осуществлен выпуск разных моделей процессоров Intel Pentium III Xeon на основе ядра Coppermine с постепенным переходом на архитектуру Tualatin.
Первые модели на архитектуре Tualatin: Intel Pentium III Xeon DP (DP – double processor) – напряжение на ядре 1,10-1,15 В, техпроцесс 0,13 мкм, 512 Кбайт L2, 133 МГц FSB, чипсеты ServerWorks HE-SL и ServerWorks LE-3; Intel Pentium III Xeon MP (MP – multiprocessor) – 1 Мбайт L3 на кристалле для 8-процессорных систем и 512 Кбайт L3 на кристалле для 4-процессорных систем, 1,60 ГГц и выше.
Серверные варианты процессоров, построенных на основе архитектуры Pentium 4 с ядром Foster, получили наименование Intel Xeon. Первые представители этих процессоров имеют рабочие частоты 1,7 ГГц и рассчитаны на использование разъема Socket 603. Первоначально предназначены для рабочих станций высшего и среднего класса с поддержкой двухпроцессорных конфигураций. Поддержку работы Intel Xeon осуществляет чипсет i860, цена которого значительно выше цены i850, используемого совместно с процессорами Pentium 4.
Tanner – кодовое наименование Pentium III Xeon. Предназначен, в первую очередь, для High-End серверов. Тактовая частота от 500 МГц, частота системной шины 100 МГц, CSRAM-кэш второго уровня объемом 512, 1024 и 2048 Кбайт работает на частоте процессора. Поддерживается MMX и SSE, кэш-память L1 – 32 Кбайта.
Celeron – семейство процессоров, ориентированных на массовый рынок недорогих компьютеров. В это семейство входят модели, созданные на основе архитектур Covington, Mendocino, Dixon, Coppermine. Впервые появились в апреле 1998 года. Выпускались вначале для Slot 1, в дальнейшем – для Socket 370.
Covington – первые варианты процессоров (апрель 1998 г.) линейки Celeron. Построены на ядре Deschutes. Технология – 0,25 мкм. Тактовая частота – 266-300 МГц, частота шины – 66 МГц, кэш L1 – 32 Кбайта. Для уменьшения себестоимости процессоры выпускались без кэш-памяти второго уровня и защитного картриджа. Питание ядра – 2,0 В. Интерфейс – облегченный Slot 1, конструктив – SEPP (Single Edge Pin Package). Процессоры характеризовались сравнительно низкой производительностью, но, благодаря отсутствию кэш-памяти L2, отличались высокой устойчивостью работы в режимах разгона.
Mendocino – наименование ядра (август 1998 г.) процессоров линейки Celeron. Имеет кэш-память L2 объемом 128 Кбайт, интегрированную в кристалл процессора и работающую на частоте ядра, благодаря чему обеспечивается высокая производительность. Тактовая частота – 300-533 МГц, частота шины – 66 МГц. Учитывая, что на рынке уже существовал процессор с частотой 300 МГц, первая модель процессора, созданная на основе ядра Mendocino и имевшая ту же частоту, получила наименование Celeron 300A. Технология – 0,25 мкм. Питание ядра – 2.0 В. Первоначальный форм-фактор Slot 1 (300-433 МГц) постепенно был вытеснен Socket 370 (300-533 МГц).
Dixon – наименование ядра, а также кодовое имя процессоров, ориентированных на применение в портативных компьютерах. Технология – 0,25 мкм, в дальнейшем – 0,18 мкм. Объем кэш-памяти первого уровня – 32 Кбайта. Как и в Mendocino, кэш-память L2 расположена на чипе, однако ее объем увеличен до 256 Кбайт. Тактовая частота – 300-500 МГц, частота шины – 66 МГц. Официальная классификация – мобильные процессоры Pentium II.
Coppermine – наименование ядра процессоров Pentium III и Celeron. Технология – 0,18 мкм. Характеризуется наличием интегрированных на чипах процессоров 256 Кбайт кэш-памяти L2 для Pentium III и 128 Кбайт – для Celeron. Частота – от 533 МГц и выше. Наряду с FSB100 МГц версиями Pentium III выпущены и варианты FSB133 МГц. Последние процессоры, рассчитанные на Slot 1, постепенно были вытеснены изделиями в конструктиве FC-PGA 370, рассчитанными на разъем Socket 370. Частота шины для процессоров Celeron – 66 МГц, а начиная с модели Celeron 800 – 100 МГц. Напряжение питания ядра – от 1,5 В до 1,7 В.
Coppermine T – наименование ядра процессоров Pentium III и Celeron. Является переходной ступенью от ядра архитектуры Coppermine к ядру архитектуры Tualatin. Создан по технологии 0,18 мкм. Ориентирован на работу с чипсетами, поддерживающими процессоры с ядром Tualatin.
Tualatin-256K – кодовое наименование ядра и процессоров Socket 370 Pentium III, сделанных по 0,13 мкм техпроцессу. Это последние Pentium III. Отличаются от Coppermine более совершенными архитектурой и технологией производства. Характеризуются пониженным напряжением питания и меньшим энергопотреблением. Рабочая частота моделей для Desktop с FSB 100 МГц – 1,0, 1,1 ГГц, а с FSB 133 МГц – 1,13 ГГц и выше.
Tualatin-512K – кодовое наименование ядра и процессоров. Содержит ядро Tualatin, но имеет 512 Кбайт кэш-памяти L2. Процессоры предназначены исключительно для мобильных устройств, соответствующие версии для Desktop не запланированы, чтобы не конкурировать с Pentium 4. В архитектуре процессоров, созданных на основе ядра Tualatin-512K, осуществлена поддержка технологий энергосбережения. Стандартное напряжение ядра – 1,4 В и ниже. На конец 2001 г. запланирован выпуск нового поколения на ядре Tualatin с FSB 100/133 МГц для экономичных моделей мини- и субноутбуков.
Tualatin-512K DP – кодовое наименование ядра и процессоров для серверов и рабочих станций. Выпуск первых моделей с рабочей частотой 1,13 ГГц и 1,26 ГГц запланирован на вторую половину 2001 г.
Pentium III-M – мобильные процессоры нового поколения, изготовленные с использованием 0,13-микронного технологического процесса. Имеют новые средства управления энергопотреблением SpeedStep, Deeper Sleep и т.п. Стандартное напряжение ядра – 1,4 В и ниже.
Pentium III-S – процессоры с ядром Tualatin, технология – 0,13 мкм, кэш L2 – 512 Кбайт, рабочие частоты – с 1,13 ГГц. Предназначены для двухпроцессорных конфигураций.
Timna – кодовое наименование процессоров, созданных на основе ядра Coppermine с кэш-памятью L2 128 Кбайт, интегрированными на чипе графическим ядром и контроллером оперативной памяти. Ориентированы на сверхдешевые PC и телеприставки. Выпуск отменен фирмой Intel вследствие бесперспективности изделия.
Banias – кодовое наименование процессоров, архитектура которых сходна с Timna. В чип интегрированы вычислительное ядро процессора, графическое ядро, а также северный мост чипсета. В отличие от Timna поддержка RDRAM не предусматривается. Предполагается, что кроме версии со стандартным питанием будут выпущены варианты Low Voltage и Ultra Low Voltage.
Разработка проекта Banias ведется в израильском Intel Israel Design Center, начало массового производства процессора намечено на конец 2002 года – начало 2003 года. В основу ядра нового процессора Banias положена модифицированная архитектура Pentium III, но без гиперконвейерной организации, присущей процессорам Pentium 4. Процессоры Banias будут выпускаться в модификациях, присущих нынешним классам мобильных процессоров от Intel, а именно Pentium III/Low-Voltage Pentium III/Ultra-Low-Voltage Pentium III. Для уменьшения потребляемой процессором энергии разрабатывается специальная технология внутрипроцессорных соединений MicroOps Fusion. Первые чипы будут иметь тактовую частоту начиная с той, на которой, скорее всего, остановятся мобильные Tualatin-M - 1,4 ГГц. Впрочем, экономичный процессор найдет место и в серверах, где проблема потребления энергии и тепловыделения также занимает не последнее место.
Как подчеркнул руководитель проекта Banias, перед командой поставлено три главных цели: уменьшение размеров транзисторов для снижения потребляемой энергии, разработка эффективной технологии повышения тактовой частоты без существенного увеличения потребляемой энергии, разработка эффективной технологии работы с командами процессора.
Xeon – официальное наименование линейки процессоров, ориентированных на использование в составе мощных серверов и рабочих станций.
Первые варианты были построены на ядре Deschutes. Являются заменой процессоров Pentium Pro. Технология – 0,25 мкм. Процессорный разъем Slot 2. Процессоры этого типа способны работать в мультипроцессорных конфигурациях. Кэш-память L2 имеет объем 512, 1024, 2048 Кбайт, что во многом определяет высокую стоимость и тепловыделение.
В процессе совершенствования технологии осуществлен выпуск разных моделей процессоров Intel Pentium III Xeon на основе ядра Coppermine с постепенным переходом на архитектуру Tualatin.
Первые модели на архитектуре Tualatin: Intel Pentium III Xeon DP (DP – double processor) – напряжение на ядре 1,10-1,15 В, техпроцесс 0,13 мкм, 512 Кбайт L2, 133 МГц FSB, чипсеты ServerWorks HE-SL и ServerWorks LE-3; Intel Pentium III Xeon MP (MP – multiprocessor) – 1 Мбайт L3 на кристалле для 8-процессорных систем и 512 Кбайт L3 на кристалле для 4-процессорных систем, 1,60 ГГц и выше.
Серверные варианты процессоров, построенных на основе архитектуры Pentium 4 с ядром Foster, получили наименование Intel Xeon. Первые представители этих процессоров имеют рабочие частоты 1,7 ГГц и рассчитаны на использование разъема Socket 603. Первоначально предназначены для рабочих станций высшего и среднего класса с поддержкой двухпроцессорных конфигураций. Поддержку работы Intel Xeon осуществляет чипсет i860, цена которого значительно выше цены i850, используемого совместно с процессорами Pentium 4.
Tanner – кодовое наименование Pentium III Xeon. Предназначен, в первую очередь, для High-End серверов. Тактовая частота от 500 МГц, частота системной шины 100 МГц, CSRAM-кэш второго уровня объемом 512, 1024 и 2048 Кбайт работает на частоте процессора. Поддерживается MMX и SSE, кэш-память L1 – 32 Кбайта.
Классификация, именование и краткие параметры процессоров Intel. Часть 1
Pentium – первые процессоры семейства P5 (март 1993 г.). Тогда Intel, чтобы не повторить ошибки с i486 (суд отклонил иск к AMD по поводу названия), решила дать своему изделию имя, которое впоследствии стало нарицательным. Первое поколение Pentium носило кодовое имя P5, а также i80501, напряжение питания было 5 В, расположение выводов – "матрица", тактовые частоты – 60 и 66 МГц, технология изготовления – 0,80-микронная, частота шины равна частоте ядра. Выпускались в конструктиве под Socket 4.
Развитием этого семейства стал P54, он же i80502, напряжение питания ядра было снижено с 5 В до 3,3 В, расположение выводов – "шахматная матрица", технология – 0,50 мкм, а затем 0,35 мкм. Тактовая частота ядра – 75-200 МГц, шины – 50, 60, 66 МГц. Объем кэш-памяти L1 – 16Кбайт. Впервые она была разделена – 8 Кбайт на данные и 8 Кбайт на инструкции. Разъем Socket 7. Архитектура IA32, набор команд не менялся со времен процессоров i386.
Pentium MMX (P55, январь 1997 г.) стали следующими процессорами фирмы Intel. Добавился новый набор из 57 команд MMX. Технология – 0,35 мкм. Напряжение питания ядра уменьшилось до 2,8 В. Процессоры потребовали изменения в архитектуре материнских плат, так как двойное электропитание потребовало установки дополнительного стабилизатора напряжения. Объем кэш-памяти L1 был увеличен в два раза и составил 32 Кбайта. Внутренняя тактовая частота – 166-233 МГц, частота шины – 66 МГц. Рассчитаны на Socket 7. Стали последними в линейке процессоров Pentium для компьютеров Desktop.
Tillamook – кодовое наименование ядра процессоров Pentium, созданных в январе 1997 г. Предназначены для применения в портативных компьютерах. Технология – 0,25 мкм. Отличаются пониженным напряжением ядра и рассеиваемой мощности. Кэш-память L1 – 32 Кбайта, набор команд MMX. Тактовые частоты от 133 до 266+ МГц с частотой шины 60-66 МГц. Тип упаковки – TCP и MMC. Существуют переходники для установки Tillamook в гнездо Super 7.
Pentium Pro – первые процессоры шестого поколения, выпущенные в ноябре 1995 г. Впервые применена кэш-память L2, объединенная в одном корпусе с ядром и работающая на частоте ядра процессора. Процессоры имели очень высокую себестоимость изготовления. Выпускались сначала по технологии 0,50 мкм, а затем по 0,35 мкм, что позволило увеличить объем кэш-памяти L2 с 256 до 512, 1024 и 2048 Кбайт. Тактовая частота – от 150 до 200 МГц. Частота шины – 60 и 66 МГц. Кэш-память L1 – 16 Кбайт. Разъем Socket 8. Поддерживали все инструкции процессоров Pentium, а также ряд новых инструкций (cmov, fcomi и т.д.). В архитектуру была введена двойная независимая шина (DIB). В дальнейшем все новшества унаследовали Pentium II. Архитектура Pentium Pro значительно опередила свое время.
Pentium II/III – семейство P6/6x86, первые представители появились в мае 1997 г. Семейство этих процессоров объединяет под общим именем процессоры, предназначенные для разных сегментов рынка: Pentium II (Klamath, Deschutes, Katmai) – для массового рынка ПК среднего уровня, Celeron (Covington, Mendocino, Dixon и т.д.) – для недорогих компьютеров, Xeon (Xeon, Tanner, Cascades и т.д.) – для высокопроизводительных серверов и рабочих станций. Имеет модификации для Slot 1, Slot 2, Socket 370, а также соответствующие варианты для мобильных компьютеров.
Klamath – наименование ядра первых процессоров линейки Pentium II (январь 1997 г.). Технология – 0,35 мкм. Тактовые частоты ядра – 233-300 МГц. Частота шины – 66 МГц, кэш-память L1 – 32 Кбайт, кэш-память L2 – 512 Кбайт. Последняя для снижения стоимости процессора размещена на процессорной плате и работает на половине частоты ядра процессора. Дополнен MMX-блоком. Питание ядра – 2,8 В, конструктив – картридж SECC, разъем – Slot 1.
Deschutes – наименование ядра (январь 1998 г.) процессоров линейки Pentium II, сменившего Klamath. Технология – 0,25 мкм, питание ядра – 2,0 В. Тактовая частота – 266-450+ МГц, частота шины – 66, 100 МГц, кэш-память L1 – 32 Кбайта, кэш-память L2, размещенная на плате процессора, – 512 Кбайт. Разъем – Slot 1. Конструктив – картридж SECC, который в старших моделях был сменен на SECC2 (кэш с одной стороны от ядра, а не с двух, как в стандартном Deschutes; измененное крепление кулера).
Tonga – одно из кодовых наименований мобильных процессоров Pentium II – Mobile Pentium II. Построен на 0,25 мкм ядре Deschutes. Впервые появился в апреле 1998 г. Тактовая частота ядра – 233-300+ МГц, шины – 66 МГц. Выпускался в конструктиве Mini Cartridge Connector и Mobile Module Connector 1 и 2 (MMC-1 и 2).
Развитием этого семейства стал P54, он же i80502, напряжение питания ядра было снижено с 5 В до 3,3 В, расположение выводов – "шахматная матрица", технология – 0,50 мкм, а затем 0,35 мкм. Тактовая частота ядра – 75-200 МГц, шины – 50, 60, 66 МГц. Объем кэш-памяти L1 – 16Кбайт. Впервые она была разделена – 8 Кбайт на данные и 8 Кбайт на инструкции. Разъем Socket 7. Архитектура IA32, набор команд не менялся со времен процессоров i386.
Pentium MMX (P55, январь 1997 г.) стали следующими процессорами фирмы Intel. Добавился новый набор из 57 команд MMX. Технология – 0,35 мкм. Напряжение питания ядра уменьшилось до 2,8 В. Процессоры потребовали изменения в архитектуре материнских плат, так как двойное электропитание потребовало установки дополнительного стабилизатора напряжения. Объем кэш-памяти L1 был увеличен в два раза и составил 32 Кбайта. Внутренняя тактовая частота – 166-233 МГц, частота шины – 66 МГц. Рассчитаны на Socket 7. Стали последними в линейке процессоров Pentium для компьютеров Desktop.
Tillamook – кодовое наименование ядра процессоров Pentium, созданных в январе 1997 г. Предназначены для применения в портативных компьютерах. Технология – 0,25 мкм. Отличаются пониженным напряжением ядра и рассеиваемой мощности. Кэш-память L1 – 32 Кбайта, набор команд MMX. Тактовые частоты от 133 до 266+ МГц с частотой шины 60-66 МГц. Тип упаковки – TCP и MMC. Существуют переходники для установки Tillamook в гнездо Super 7.
Pentium Pro – первые процессоры шестого поколения, выпущенные в ноябре 1995 г. Впервые применена кэш-память L2, объединенная в одном корпусе с ядром и работающая на частоте ядра процессора. Процессоры имели очень высокую себестоимость изготовления. Выпускались сначала по технологии 0,50 мкм, а затем по 0,35 мкм, что позволило увеличить объем кэш-памяти L2 с 256 до 512, 1024 и 2048 Кбайт. Тактовая частота – от 150 до 200 МГц. Частота шины – 60 и 66 МГц. Кэш-память L1 – 16 Кбайт. Разъем Socket 8. Поддерживали все инструкции процессоров Pentium, а также ряд новых инструкций (cmov, fcomi и т.д.). В архитектуру была введена двойная независимая шина (DIB). В дальнейшем все новшества унаследовали Pentium II. Архитектура Pentium Pro значительно опередила свое время.
Pentium II/III – семейство P6/6x86, первые представители появились в мае 1997 г. Семейство этих процессоров объединяет под общим именем процессоры, предназначенные для разных сегментов рынка: Pentium II (Klamath, Deschutes, Katmai) – для массового рынка ПК среднего уровня, Celeron (Covington, Mendocino, Dixon и т.д.) – для недорогих компьютеров, Xeon (Xeon, Tanner, Cascades и т.д.) – для высокопроизводительных серверов и рабочих станций. Имеет модификации для Slot 1, Slot 2, Socket 370, а также соответствующие варианты для мобильных компьютеров.
Klamath – наименование ядра первых процессоров линейки Pentium II (январь 1997 г.). Технология – 0,35 мкм. Тактовые частоты ядра – 233-300 МГц. Частота шины – 66 МГц, кэш-память L1 – 32 Кбайт, кэш-память L2 – 512 Кбайт. Последняя для снижения стоимости процессора размещена на процессорной плате и работает на половине частоты ядра процессора. Дополнен MMX-блоком. Питание ядра – 2,8 В, конструктив – картридж SECC, разъем – Slot 1.
Deschutes – наименование ядра (январь 1998 г.) процессоров линейки Pentium II, сменившего Klamath. Технология – 0,25 мкм, питание ядра – 2,0 В. Тактовая частота – 266-450+ МГц, частота шины – 66, 100 МГц, кэш-память L1 – 32 Кбайта, кэш-память L2, размещенная на плате процессора, – 512 Кбайт. Разъем – Slot 1. Конструктив – картридж SECC, который в старших моделях был сменен на SECC2 (кэш с одной стороны от ядра, а не с двух, как в стандартном Deschutes; измененное крепление кулера).
Tonga – одно из кодовых наименований мобильных процессоров Pentium II – Mobile Pentium II. Построен на 0,25 мкм ядре Deschutes. Впервые появился в апреле 1998 г. Тактовая частота ядра – 233-300+ МГц, шины – 66 МГц. Выпускался в конструктиве Mini Cartridge Connector и Mobile Module Connector 1 и 2 (MMC-1 и 2).
Печально известная ошибка FDiv
Даже после того, как процессор начинает поступать конечным пользователям, тестовая команда Intel не сидит без работы, улучшая качество производства и устраняя различные ошибки, найденные конечными пользователями. Въедливые пользователи, тем не менее, вряд ли найдут ошибки при использовании обычных домашних средств. Любое тестирование, проведенное отдельными пользователями или даже целыми компаниями, тривиально по сравнению с работой, проведенной тестовой командой Intel, и это еще слабо сказано. Да, "опечатки" всегда будут в новых процессорах, но найти их будет можно только случайно, а не с помощью целенаправленного тестирования.
В 1994, относительно серьезная "опечатка" была найдена в процессоре Pentium, сразу после запуска в производство. Ошибка FDiv существует во всех Pentium с частотой от 60 до 100 МГц, и приводит к случайным погрешностям при делении чисел с плавающей точкой. Это вызвало волну шуток в Internet и юмористических передачах ("Сколько нужно разработчиков Pentium, чтобы вкрутить лампочку? 1.99904274017, но такая точность достаточна для обычного применения"), тем не менее, Intel долгое время не признавала публично наличие ошибки. В конце концов, Intel все же признала ошибку и потратила 475 миллионов долларов, чтобы заменить чипы, но урон репутации Intel уже был нанесен.
Нашли ошибку? Звоните 800-Intel-4-U
Со времени ошибки FDiv, Intel не только улучшила свою технологию проверки и тестирования, но также приняла на вооружение новый подход к Со времени ошибки FDiv, Intel не только улучшила свою технологию проверки и тестирования, но также приняла на вооружение новый подход к "опечаткам". Пользователи теперь могут позвонить по бесплатному номеру (800-Intel-4-U) чтобы сообщить о возможных ошибках. (Разумеется, этим номером, вряд ли будут пользоваться из России). Информация обо всех найденных "опечатках" сначала передается всем основным производителям компьютеров, затем (примерно месяц спустя) эта информация публикуется на сайте Intel. В этом разделе сайта можно найти полное техническое описание каждой ошибки, ее возможные проявления, способы обхода, и если они есть новые прошивки, исправляющие ошибку.
Через 3 года после FDiv, в Pentium II была найдена ошибка, как раз в то время как Intel запускала чип. В этот раз, Intel решила проблему быстро и легко. Так называемая ошибка флагов Dan-0411, невозможность оповещения программ о завершении некоторых операций, была немедленно раскрыта и исправлена без отзыва уже проданных процессоров. Обновление BIOS, метод модификации микрокода во время загрузки, еще не был доступен во время обнаружения FDiv, но может широко использоваться с Pentium II.
"В свете FDiv", говорит Budelman, "мы создали новую религию, если можно так выразиться, хотя это, конечно же, просто свод правил и инструкций для решения проблем в результате обнаружения ошибки. Мы находим "опечатку". Мы исследуем ее, определяя причины и следствия. Мы находим способ решения проблемы. Мы обнародуем информацию об ошибке, следуя инструкциям. Мы объясняем людям о влиянии этой ошибки на их работу и о том, как предотвратить возможные проблемы".
В 1994, относительно серьезная "опечатка" была найдена в процессоре Pentium, сразу после запуска в производство. Ошибка FDiv существует во всех Pentium с частотой от 60 до 100 МГц, и приводит к случайным погрешностям при делении чисел с плавающей точкой. Это вызвало волну шуток в Internet и юмористических передачах ("Сколько нужно разработчиков Pentium, чтобы вкрутить лампочку? 1.99904274017, но такая точность достаточна для обычного применения"), тем не менее, Intel долгое время не признавала публично наличие ошибки. В конце концов, Intel все же признала ошибку и потратила 475 миллионов долларов, чтобы заменить чипы, но урон репутации Intel уже был нанесен.
Нашли ошибку? Звоните 800-Intel-4-U
Со времени ошибки FDiv, Intel не только улучшила свою технологию проверки и тестирования, но также приняла на вооружение новый подход к Со времени ошибки FDiv, Intel не только улучшила свою технологию проверки и тестирования, но также приняла на вооружение новый подход к "опечаткам". Пользователи теперь могут позвонить по бесплатному номеру (800-Intel-4-U) чтобы сообщить о возможных ошибках. (Разумеется, этим номером, вряд ли будут пользоваться из России). Информация обо всех найденных "опечатках" сначала передается всем основным производителям компьютеров, затем (примерно месяц спустя) эта информация публикуется на сайте Intel. В этом разделе сайта можно найти полное техническое описание каждой ошибки, ее возможные проявления, способы обхода, и если они есть новые прошивки, исправляющие ошибку.
Через 3 года после FDiv, в Pentium II была найдена ошибка, как раз в то время как Intel запускала чип. В этот раз, Intel решила проблему быстро и легко. Так называемая ошибка флагов Dan-0411, невозможность оповещения программ о завершении некоторых операций, была немедленно раскрыта и исправлена без отзыва уже проданных процессоров. Обновление BIOS, метод модификации микрокода во время загрузки, еще не был доступен во время обнаружения FDiv, но может широко использоваться с Pentium II.
"В свете FDiv", говорит Budelman, "мы создали новую религию, если можно так выразиться, хотя это, конечно же, просто свод правил и инструкций для решения проблем в результате обнаружения ошибки. Мы находим "опечатку". Мы исследуем ее, определяя причины и следствия. Мы находим способ решения проблемы. Мы обнародуем информацию об ошибке, следуя инструкциям. Мы объясняем людям о влиянии этой ошибки на их работу и о том, как предотвратить возможные проблемы".
Стресс-тесты играми: грубые и неестественные действия
Затем, Intel прогоняет тесты производительности на отдельных системах и стресс-тесты на сетевых серверных конфигурациях, используя все наборы тестов от собственного SysMark до ServerBench от Ziff-Davis и все операционные системы от Windows 95 до UnixWare. В дополнение к такому специализированному автоматизированному тестированию, проверка совместимости включает в себя ручное тестирование с использованием популярных игр и мультимедиа приложений. "Получается так", говорит Budelman, "что игры - одни из самых "стрессовых" программ, которые существуют… особенно для графических подсистем. Они игнорируют BIOS. Они игнорируют ОС. Они производят грубые и неестественные действия".
Только 6 процентов всех ошибок после выхода кристалла обнаруживаются в
процессе проверки на совместимость, но зато они самые скользкие. Например, во время серверных стресс-тестов ошибки могут нарождаться днями или неделями. Серверная тестовая платформа "будет работать 20 дней, а затем умрет на 21 день", говорит Budelman. "Место, в котором произошел сбой, обычно не имеет ничего общего с непосредственной причиной ошибки. Это могло случиться несколькими днями раньше". Современная лаборатория Intel для проверки на совместимость стоит более 20 миллионов долларов и имеет время "полураспада" всего 18 месяцев. Программы нужно обновлять каждые 3 года, а оборудование каждые 12-36 месяцев.
Бета тестирование
Конечно, есть тестирование, которое воспроизводит условия реального мира, и есть тестирование в реальном мире. После получения устойчивого кристалла процессора, Intel посылает чипы к независимым производителям аппаратного обеспечения (independent hardware vendors, IHVs) и независимым разработчикам программного обеспечения (independent software vendors, ISVs) для бета тестирования.
"Мы не делаем все сами", говорит Budelman. "Мы, конечно же, полагаемся на наших партнеров - поставщиков оборудования и программ. Мы работаем с ними. В некоторых случаях, мы просим их провести тестирование, и поставляем им
для этого целые платформы". Для Pentium Pro Intel попросил 600 конечных пользователей, тщательно отобранных, провести предварительное тестирование. Многие бета-тестеры были из компьютерных фирм, но остальные пришли из финансовой, коммерческой и развлекательной сфер. За 5 месяцев тестирования не было найдено никаких новых ошибок.
Когда чип запущен в производство
После почти двух лет проверок и тестирований, чип практически готов для производства. Тем не менее, нет определенной формулы, чтобы определить его готовность. Нельзя ждать пока все недосмотры будет разрешены, так как выявление многих проблем может занять месяцы.
Из сложности кристалла совсем необязательно следует его совершенство. "Покажите мне процессор без "опечаток"", говорит Budelman, "и это будет процессор совершенно не известный на рынке и без тестовой команды". Напротив, тестовая команда Intel должна четко знать все стадии тестового процесса, чтобы точно определить, стабилен ли чип, принимая во внимание соотношение количества выявленных ошибок и недочетов, и числа пройденных стресс-тестов и результатов бета тестирования.
Тем не менее, проверка продолжается. Каждый новый чип, выходящий из фабрики, проходит через последовательность тестов для определения надежности. Прежде всего, устройство Iscan удостоверяет, что внутренние цепи чипа находятся в безопасном работоспособном состоянии. Оно подключается через внешние контакты и прогоняет тесты приблизительно от 10 до 20 секунд. Еще находясь в "вафле" (т.е. когда чипы все в одной пластине) каждый чип тестируется системой S9000, которая в течение 3 секунд производит все необходимые вычисления. Процессоры, не прошедшие этот тест, маркируют и отсеивают, а прошедшие монтируют в корпус.
Чипы в корпусе затем тестируются на различных скоростях второй системой S9000. Некоторые чипы маркируют более низким значением частоты, другие более высокой. (Первые чипы Pentium II работали с частотой 233 или 266 МГц.) Оставшиеся чипы отсеивают. Наконец, достойные чипы вставляют в обычный компьютер и запускают ОС в течение 10-15 минут.
Только 6 процентов всех ошибок после выхода кристалла обнаруживаются в
процессе проверки на совместимость, но зато они самые скользкие. Например, во время серверных стресс-тестов ошибки могут нарождаться днями или неделями. Серверная тестовая платформа "будет работать 20 дней, а затем умрет на 21 день", говорит Budelman. "Место, в котором произошел сбой, обычно не имеет ничего общего с непосредственной причиной ошибки. Это могло случиться несколькими днями раньше". Современная лаборатория Intel для проверки на совместимость стоит более 20 миллионов долларов и имеет время "полураспада" всего 18 месяцев. Программы нужно обновлять каждые 3 года, а оборудование каждые 12-36 месяцев.
Бета тестирование
Конечно, есть тестирование, которое воспроизводит условия реального мира, и есть тестирование в реальном мире. После получения устойчивого кристалла процессора, Intel посылает чипы к независимым производителям аппаратного обеспечения (independent hardware vendors, IHVs) и независимым разработчикам программного обеспечения (independent software vendors, ISVs) для бета тестирования.
"Мы не делаем все сами", говорит Budelman. "Мы, конечно же, полагаемся на наших партнеров - поставщиков оборудования и программ. Мы работаем с ними. В некоторых случаях, мы просим их провести тестирование, и поставляем им
для этого целые платформы". Для Pentium Pro Intel попросил 600 конечных пользователей, тщательно отобранных, провести предварительное тестирование. Многие бета-тестеры были из компьютерных фирм, но остальные пришли из финансовой, коммерческой и развлекательной сфер. За 5 месяцев тестирования не было найдено никаких новых ошибок.
Когда чип запущен в производство
После почти двух лет проверок и тестирований, чип практически готов для производства. Тем не менее, нет определенной формулы, чтобы определить его готовность. Нельзя ждать пока все недосмотры будет разрешены, так как выявление многих проблем может занять месяцы.
Из сложности кристалла совсем необязательно следует его совершенство. "Покажите мне процессор без "опечаток"", говорит Budelman, "и это будет процессор совершенно не известный на рынке и без тестовой команды". Напротив, тестовая команда Intel должна четко знать все стадии тестового процесса, чтобы точно определить, стабилен ли чип, принимая во внимание соотношение количества выявленных ошибок и недочетов, и числа пройденных стресс-тестов и результатов бета тестирования.
Тем не менее, проверка продолжается. Каждый новый чип, выходящий из фабрики, проходит через последовательность тестов для определения надежности. Прежде всего, устройство Iscan удостоверяет, что внутренние цепи чипа находятся в безопасном работоспособном состоянии. Оно подключается через внешние контакты и прогоняет тесты приблизительно от 10 до 20 секунд. Еще находясь в "вафле" (т.е. когда чипы все в одной пластине) каждый чип тестируется системой S9000, которая в течение 3 секунд производит все необходимые вычисления. Процессоры, не прошедшие этот тест, маркируют и отсеивают, а прошедшие монтируют в корпус.
Чипы в корпусе затем тестируются на различных скоростях второй системой S9000. Некоторые чипы маркируют более низким значением частоты, другие более высокой. (Первые чипы Pentium II работали с частотой 233 или 266 МГц.) Оставшиеся чипы отсеивают. Наконец, достойные чипы вставляют в обычный компьютер и запускают ОС в течение 10-15 минут.
Pentium II за $150,000
С чипом A0 на руках, Intel начинает процесс, известный как systems validation (SV, проверка систем), использующий специально собранные и настроенные компьютеры для проверки на соответствие особенностей, режимов, операций и машинных инструкций процессора описанию в его документации. Это включает в себя широкий набор тестов, от специфических тестов особенностей процессора и стресс-тестов температурного режима до случайных тестов машинных инструкций и помех по шине. Каждый чип проходит через семейство тестов, которые используются в течение 15 лет, и каждый чипсет обязан пройти различные тесты внутреннего состояния (чтобы проверить такие вещи, как работа с памятью и шиной PCI).
SV выполняется на нескольких проверочных платах с оснащением специального назначения - специально собранных компьютерах. Для Pentium II Intel собрал около 60 таких систем стоимостью более $150000 каждая. Эта специальная система, получившая имя Diamondback, оснащена процессорами числом до 4х включительно, объединенным мостом/подсистемой памяти, чипсетом в сокетах, программируемым интерфейсом шины и встроенными разъемами для подключения внешних приборов.
Обычно, каждая пара таких платформ требует более $200000 на приборы, включая анализаторы логики, устройства для мониторинга PCI, программируемые источники питания и контроллеры температуры. Эти инструменты используются не только для проверки данных, проходящих через систему, но также и для дополнительной нагрузки на машину.
"Приборы" говорит Budelman, "подключаются к плате для того, чтобы наблюдать за происходящим и передавать управляющие сигналы в шину, чтобы создавать необычные ситуации во время работы процессора". В целом, это огромное количество аппаратуры для SV, работая 24 часа в сутки, позволяет обнаружить около 40 процентов всех ошибок в кристалле.
Проверка на совместимость
Простая проверка того факта, что процессор действует, как
положено по его документации, еще недостаточна. Чип должен работать с существующим реальным оборудованием, программным обеспечением и операционными системами, которые не всегда следуют промышленным стандартам. Compatibility validation (CV - проверка совместимости) начинается с автоматизированного тестирования программ, в котором процессор устанавливается в обычный компьютер и на этой системе выполняется запуск операционной системы и тысяч приложений.
Эти тесты обычно работают без вмешательства техников. Работая без перерыва, тестовые стенды Intel могут автоматически перегрузить систему, инсталлировать ОС и приложение, запустить это приложение и сравнить его работу с эталоном, на уровне пиксельной точности. "Мы нашли ошибку", говорит Budelman, "которая проявлялась как отличие лишь в одном пикселе от эталона".
Intel параллельно тестам программ проводит такие же тщательные тесты оборудования, проверяя, чтобы новый чип был бы совместим с большей частью распространенных на рынке жестких дисков, графических плат, сетевых плат и других устройств. Проверяются буквально тысячи периферийных устройств - архаичных, старых и новых.
SV выполняется на нескольких проверочных платах с оснащением специального назначения - специально собранных компьютерах. Для Pentium II Intel собрал около 60 таких систем стоимостью более $150000 каждая. Эта специальная система, получившая имя Diamondback, оснащена процессорами числом до 4х включительно, объединенным мостом/подсистемой памяти, чипсетом в сокетах, программируемым интерфейсом шины и встроенными разъемами для подключения внешних приборов.
Обычно, каждая пара таких платформ требует более $200000 на приборы, включая анализаторы логики, устройства для мониторинга PCI, программируемые источники питания и контроллеры температуры. Эти инструменты используются не только для проверки данных, проходящих через систему, но также и для дополнительной нагрузки на машину.
"Приборы" говорит Budelman, "подключаются к плате для того, чтобы наблюдать за происходящим и передавать управляющие сигналы в шину, чтобы создавать необычные ситуации во время работы процессора". В целом, это огромное количество аппаратуры для SV, работая 24 часа в сутки, позволяет обнаружить около 40 процентов всех ошибок в кристалле.
Проверка на совместимость
Простая проверка того факта, что процессор действует, как
положено по его документации, еще недостаточна. Чип должен работать с существующим реальным оборудованием, программным обеспечением и операционными системами, которые не всегда следуют промышленным стандартам. Compatibility validation (CV - проверка совместимости) начинается с автоматизированного тестирования программ, в котором процессор устанавливается в обычный компьютер и на этой системе выполняется запуск операционной системы и тысяч приложений.
Эти тесты обычно работают без вмешательства техников. Работая без перерыва, тестовые стенды Intel могут автоматически перегрузить систему, инсталлировать ОС и приложение, запустить это приложение и сравнить его работу с эталоном, на уровне пиксельной точности. "Мы нашли ошибку", говорит Budelman, "которая проявлялась как отличие лишь в одном пикселе от эталона".
Intel параллельно тестам программ проводит такие же тщательные тесты оборудования, проверяя, чтобы новый чип был бы совместим с большей частью распространенных на рынке жестких дисков, графических плат, сетевых плат и других устройств. Проверяются буквально тысячи периферийных устройств - архаичных, старых и новых.
ЦП размером с комнату
При тестировании Pentium Pro, Intel добавил третий этап предварительного тестирования, известный как emulation - эмуляция. Хотя с тех пор он не использовался, это показательно для оценки времени и средств, затрачиваемых на процесс проверки. Эмуляция состоит в построении аппаратной модели чипа из дискретных элементов и создании, дословно, процессора размером с комнату, который присоединятся к стандартному компьютеру, и работает на стандартном программном обеспечении.
"Существует возможность", говорит Budelman, "составить большую стойку перепрограммируемых матриц логических элементов, которую можно запрограммировать так, чтобы она работала подобно настоящему
процессору". Стоившая приблизительно 8 миллионов долларов, эмуляция Pentium Pro, работавшая на тактовой частоте в целых 150 КГц, была присоединена к жесткому диску и подсистеме памяти, и на этой системе запускались большинство современных операционных систем. Хотя загрузка длилась несколько часов, и неделя уходила на перезапуск, это была, по словам Budelman, "самая большая эмуляция процессора на Земле".
Такой подход может показаться излишним, но он предоставляет ценный промежуточный этап между RTL и предварительным образцом кристалла. Эмуляция не настолько просто изучаема и управляема, как RTL модель, но она менее абстрактная и работает быстрее. Она не так быстра, как кристалл, но ее легче изучать и изменять.
Если вы нашли ошибку в эмуляции, вы обычно можете перенастроить модель за неделю с небольшими затратами. Если вы нашли ошибку в образце кристалла, требуются 8 недель и 2 миллиона долларов на ее исправление. Intel не эмулировал Pentium II и последующие чипы семейства, но возможно будет эмулировать будущие процессоры.
На подходах к кристаллу
После того, как многомесячное тестирования с помощью RTL, Arcsim и эмуляции показало, что архитектура не содержит просчетов, можно перейти к созданию настоящего кремниевого чипа. Программные тесты настолько основательны, что первый образец кристалла, вышедший из фабрики (fab), всегда работоспособное устройство. "За десять лет", говорит Budelman, "не припомню, чтобы на процессоре не запускалась операционная система в версии кристалла A0" (первая версия чипа, имеющая начальный степпинг, поколение).
Такого стараются избежать всеми силами. Менять готовый кристалл и сложнее и дороже в экспоненциальной прогрессии, чем настраивать программную модель или эмуляцию. Каждый раз, когда обнаруживают ошибку и процессор исправляют, ему присваивают новую двухбуквенную комбинацию. Незначительным степпингам (те, что включают малые изменения) назначают новую цифру, тогда как значительным назначают уже новую букву (например, за A0 следуют A1 и A2, за которыми вдруг могут последовать B1, B2, B3, затем C1 и т.д.)
Тем не менее, в некоторых случаях, Intel может внести изменения в процессор без выпуска нового степпинга. Каждый чип содержит ПЗУ микрокода, постоянную память, которая является переходным звеном между машинной инструкцией и физической схемой чипа. Это позволяет разработчикам процессора легко добавлять новые инструкции без встраивания в чип новых логических схем. Хотя для изменения микрокода обычно требуется и новый степпинг, Intel недавно разработала способ внесения незначительных изменений в микрокод без переработки кристалла. Область ПЗУ микрокода теперь заполнена прерывистыми кусками ОЗУ, которые могут быть перезаписаны на этапе загрузки системы через процедуру BIOS Update (обновление BIOS). Изменение, требовавшее ранее нескольких недель работы и миллионов долларов, теперь можно сделать в течение нескольких дней с небольшими затратами. (Подробнее про обновление микрокода можно прочитать здесь).
Но у Intel есть еще более впечатляющее устройство - focused ion beam, сфокусированный ионный луч, которое в паре со сканирующим (растровым) электронным микроскопом позволяет инженерам просматривать и даже изменять внутренние логические схемы процессора. Это можно сравнить с хирургической операцией на бактерии. Луч может резать и перенаправлять проводники, который в несколько раз тоньше человеческого волоса.
"Существует возможность", говорит Budelman, "составить большую стойку перепрограммируемых матриц логических элементов, которую можно запрограммировать так, чтобы она работала подобно настоящему
процессору". Стоившая приблизительно 8 миллионов долларов, эмуляция Pentium Pro, работавшая на тактовой частоте в целых 150 КГц, была присоединена к жесткому диску и подсистеме памяти, и на этой системе запускались большинство современных операционных систем. Хотя загрузка длилась несколько часов, и неделя уходила на перезапуск, это была, по словам Budelman, "самая большая эмуляция процессора на Земле".
Такой подход может показаться излишним, но он предоставляет ценный промежуточный этап между RTL и предварительным образцом кристалла. Эмуляция не настолько просто изучаема и управляема, как RTL модель, но она менее абстрактная и работает быстрее. Она не так быстра, как кристалл, но ее легче изучать и изменять.
Если вы нашли ошибку в эмуляции, вы обычно можете перенастроить модель за неделю с небольшими затратами. Если вы нашли ошибку в образце кристалла, требуются 8 недель и 2 миллиона долларов на ее исправление. Intel не эмулировал Pentium II и последующие чипы семейства, но возможно будет эмулировать будущие процессоры.
На подходах к кристаллу
После того, как многомесячное тестирования с помощью RTL, Arcsim и эмуляции показало, что архитектура не содержит просчетов, можно перейти к созданию настоящего кремниевого чипа. Программные тесты настолько основательны, что первый образец кристалла, вышедший из фабрики (fab), всегда работоспособное устройство. "За десять лет", говорит Budelman, "не припомню, чтобы на процессоре не запускалась операционная система в версии кристалла A0" (первая версия чипа, имеющая начальный степпинг, поколение).
Такого стараются избежать всеми силами. Менять готовый кристалл и сложнее и дороже в экспоненциальной прогрессии, чем настраивать программную модель или эмуляцию. Каждый раз, когда обнаруживают ошибку и процессор исправляют, ему присваивают новую двухбуквенную комбинацию. Незначительным степпингам (те, что включают малые изменения) назначают новую цифру, тогда как значительным назначают уже новую букву (например, за A0 следуют A1 и A2, за которыми вдруг могут последовать B1, B2, B3, затем C1 и т.д.)
Тем не менее, в некоторых случаях, Intel может внести изменения в процессор без выпуска нового степпинга. Каждый чип содержит ПЗУ микрокода, постоянную память, которая является переходным звеном между машинной инструкцией и физической схемой чипа. Это позволяет разработчикам процессора легко добавлять новые инструкции без встраивания в чип новых логических схем. Хотя для изменения микрокода обычно требуется и новый степпинг, Intel недавно разработала способ внесения незначительных изменений в микрокод без переработки кристалла. Область ПЗУ микрокода теперь заполнена прерывистыми кусками ОЗУ, которые могут быть перезаписаны на этапе загрузки системы через процедуру BIOS Update (обновление BIOS). Изменение, требовавшее ранее нескольких недель работы и миллионов долларов, теперь можно сделать в течение нескольких дней с небольшими затратами. (Подробнее про обновление микрокода можно прочитать здесь).
Но у Intel есть еще более впечатляющее устройство - focused ion beam, сфокусированный ионный луч, которое в паре со сканирующим (растровым) электронным микроскопом позволяет инженерам просматривать и даже изменять внутренние логические схемы процессора. Это можно сравнить с хирургической операцией на бактерии. Луч может резать и перенаправлять проводники, который в несколько раз тоньше человеческого волоса.
Arcsim: быстрая дополнительная проверка
Параллельно RTL тестированию, Intel тестирует отдельную программную модель, известную под сокращением Arcsim. В то время как RTL модель детализирована и работает безумно медленно, Arcsim представляет собой общую высокоуровневую модель, написанную на языке Си, которую можно легко запускать, перезапускать и сравнивать полученные результаты с RTL моделью.
Ошибки отлавливаются, когда результаты RTL тестирования отличаются от результатов работы Arcsim. Проще говоря, Arcsim - это быстрая дополнительная проверка. Эта модель также использует сетевые вычисление через NetBatch, дублируя только выходы чипа, а не его строение (а именно, Arcsim должен выдавать те же данные, что и чип, но не обязательно получать их таким же способом).
Ошибки отлавливаются, когда результаты RTL тестирования отличаются от результатов работы Arcsim. Проще говоря, Arcsim - это быстрая дополнительная проверка. Эта модель также использует сетевые вычисление через NetBatch, дублируя только выходы чипа, а не его строение (а именно, Arcsim должен выдавать те же данные, что и чип, но не обязательно получать их таким же способом).
Многочисленные разделы RTL тестирования
RTL-тестирование, в процессе которого проверяется все, начиная с основной схемы чипа и заканчивая его взаимодействием с периферийными устройствами, подразделяется на несколько дисциплин или разделов. Самая низкоуровневая - это architecture validation (AV - проверка архитектуры), ставящая цель убедиться, что чип - отдельно от всякого сопутствующего оборудования - работает именно так, как это было задумано. "Идея, лежащая в основе AV", говорит Budelman, "заключается в том, чтобы убедиться, что RTL модель удовлетворяет фундаментальному описанию архитектуры, определенной в справочном руководстве для программистов и во внешней спецификации архитектуры (описании назначения команд и регистров)." AV тесты включают в себя как унаследованные тесты, использовавшиеся с предыдущими поколениями процессоров, так и тесты, разработанные специально для тестирования новых возможностей. Для примера, с Pentium II использовались многие тесты, написанные для Pentium Pro, и еще потребовались соответствующие тесты для проверки блока MMX инструкций.
Проверка "входящих и выходящих"
AV разделяется на под-дисциплины: тестирование блоков и тестирование микроархитектуры (µAV). В первом случае Intel отдельно проверяет каждый самостоятельный блок процессора, удостоверяясь в том, что на входные данные блок выдает корректные выходные - проверка "входящих и выходящих", как выразился Budelman.
Затем, в процессе тестирования микроархитектуры проверяется, что все эти блоки могут корректно "общаться" между собой. В отличие от тестирования блоков, которое основано на заранее заданном наборе тестовых ситуаций, µAV использует то, что Intel называет coverage-based validation - проверка, основанная на перекрытии областей. Так как каждое состояние нельзя протестировать по известным причинам, используются случайные тесты в конкретной группе операций.
Хотя тесты случайные в том смысле, что они генерируются на удачу, их граничные условия заданы со знанием и часто меняются. В процессе тестирования Intel проверяет результаты тестов, чтобы убедиться, что каждые новые условия удовлетворяют общему принципу. Если тест получает ошибочные или ранее проверенные условия, он перезапускается.
По-прежнему в рамках RTL модели, вслед за AV проверкой переходят к ко-симуляции (чтобы удостовериться, что чип корректно взаимодействует с различными чипсетами, кэшами и другой сопутствующей аппаратурой) и проверке SMP - симметричного мультипроцессирования (чтобы удостовериться в том, что несколько процессорных чипа могут работать вместе). Ко-симуляция требует, чтобы компьютер полностью моделировался программным способом. В то время как центральный процессор (ЦП) моделируется с помощью IHDL, а чипсет через VHDL, память и периферийные устройства воссоздаются с помощью языка Си. Это тестирование, тем не менее, мало походит на проверку симметричного мультипроцессирования. Проверка SMP может быть пугающей, особенно на этапе RTL модели, так как она часто включает в себя измерение общей загрузки системы, а не проверку заранее заданных условий.
Проверка "входящих и выходящих"
AV разделяется на под-дисциплины: тестирование блоков и тестирование микроархитектуры (µAV). В первом случае Intel отдельно проверяет каждый самостоятельный блок процессора, удостоверяясь в том, что на входные данные блок выдает корректные выходные - проверка "входящих и выходящих", как выразился Budelman.
Затем, в процессе тестирования микроархитектуры проверяется, что все эти блоки могут корректно "общаться" между собой. В отличие от тестирования блоков, которое основано на заранее заданном наборе тестовых ситуаций, µAV использует то, что Intel называет coverage-based validation - проверка, основанная на перекрытии областей. Так как каждое состояние нельзя протестировать по известным причинам, используются случайные тесты в конкретной группе операций.
Хотя тесты случайные в том смысле, что они генерируются на удачу, их граничные условия заданы со знанием и часто меняются. В процессе тестирования Intel проверяет результаты тестов, чтобы убедиться, что каждые новые условия удовлетворяют общему принципу. Если тест получает ошибочные или ранее проверенные условия, он перезапускается.
По-прежнему в рамках RTL модели, вслед за AV проверкой переходят к ко-симуляции (чтобы удостовериться, что чип корректно взаимодействует с различными чипсетами, кэшами и другой сопутствующей аппаратурой) и проверке SMP - симметричного мультипроцессирования (чтобы удостовериться в том, что несколько процессорных чипа могут работать вместе). Ко-симуляция требует, чтобы компьютер полностью моделировался программным способом. В то время как центральный процессор (ЦП) моделируется с помощью IHDL, а чипсет через VHDL, память и периферийные устройства воссоздаются с помощью языка Си. Это тестирование, тем не менее, мало походит на проверку симметричного мультипроцессирования. Проверка SMP может быть пугающей, особенно на этапе RTL модели, так как она часто включает в себя измерение общей загрузки системы, а не проверку заранее заданных условий.
Программно эмулируемый процессор
Проверка до получения первого кристалла начинается с RTL модели процессора (register transfer logic - логическая схема регистровых переходов), программы высокого уровня, созданной, чтобы работать в точности так, как это делал бы настоящий процессор. "Это модель, которая точно описывает функционирование настоящего чипа", говорит Budelman, "но не представляет его в виде транзисторов и логических схем". Процессоры обычно моделируют с помощью фирменного языка RTL известного как IHDL (Intel High-Level Description Language - высокоуровневый язык описания Intel), а чипсет - набор устройств, которые постоянно сопровождают процессор - изготавливается с помощью стандартного промышленного языка, известного как VHDL (VHSIC Hardware Description Language - язык аппаратного описания сверхскоростных ИС, или очень высокоуровневый язык описания).
Процессор в замедленном движении
Intel начинает тестировать RTL модель чипа за несколько месяцев до появления первого кристалла, используя рабочие станции с Unix или Windows NT. Функции процессора симулируются на довольно низких скоростях, от 2 до 5 Гц, по причинам легкости управления и наблюдения. В то время как Pentium II 400 МГц совершает 400 миллионов тактовых циклов в секунду, его RTL модель достигает по максимуму 5 циклов в секунду. "Windows не загрузится в течение всей вашей жизни", говорит Budelman.
Это похоже на Сизифов труд, но определенно является лучшим решением для получения детальных предварительных результатов. На частоте 5 Гц не только проще создать и провести каждый тест, но также и проще обнаружить потенциальные ошибки, а затем определить их причины. "Плохо то, что работа идет медленно", говорит Budelman. "Хорошая сторона заключается в том, что можно наблюдать и контролировать все вплоть до мелочей".
Эта медленная симуляция требует, тем не менее, неординарного объема вычислительных мощностей. И если вы хотите закончить тестирование
в разумное время, требуются неординарное количество компьютеров. Так что, в дополнение к основному парку выделенных рабочих станций, в процессе тестирования Intel применяет автоматизированный процесс, известный как NetBatch, чтобы использовать вычислительные мощности рабочих станций своих работников. Когда инженер Intel прерывается на чашечку кофе или идет домой вечером, NetBatch немедленно получает доступ к его рабочей станции и запускает RTL тесты - неважно, работает этот инженер в лаборатории в Folsom, California или Haifa, Israel. В час пик, проверочное тестирование использует более 1000 рабочих станций по всему миру. "Ко времени создания реальных кристаллов", говорит Budelman, "мы в среднем успеваем провести 300 миллионов циклов симуляции в неделю. Средняя загрузка всех рабочих станций Intel составляет 87% каждые 24 часа 7 дней в неделю". И даже при 300 миллионов циклов в неделю, за эти семь дней симулируется только 1 секунда работы 300 МГц процессора.
Процессор в замедленном движении
Intel начинает тестировать RTL модель чипа за несколько месяцев до появления первого кристалла, используя рабочие станции с Unix или Windows NT. Функции процессора симулируются на довольно низких скоростях, от 2 до 5 Гц, по причинам легкости управления и наблюдения. В то время как Pentium II 400 МГц совершает 400 миллионов тактовых циклов в секунду, его RTL модель достигает по максимуму 5 циклов в секунду. "Windows не загрузится в течение всей вашей жизни", говорит Budelman.
Это похоже на Сизифов труд, но определенно является лучшим решением для получения детальных предварительных результатов. На частоте 5 Гц не только проще создать и провести каждый тест, но также и проще обнаружить потенциальные ошибки, а затем определить их причины. "Плохо то, что работа идет медленно", говорит Budelman. "Хорошая сторона заключается в том, что можно наблюдать и контролировать все вплоть до мелочей".
Эта медленная симуляция требует, тем не менее, неординарного объема вычислительных мощностей. И если вы хотите закончить тестирование
в разумное время, требуются неординарное количество компьютеров. Так что, в дополнение к основному парку выделенных рабочих станций, в процессе тестирования Intel применяет автоматизированный процесс, известный как NetBatch, чтобы использовать вычислительные мощности рабочих станций своих работников. Когда инженер Intel прерывается на чашечку кофе или идет домой вечером, NetBatch немедленно получает доступ к его рабочей станции и запускает RTL тесты - неважно, работает этот инженер в лаборатории в Folsom, California или Haifa, Israel. В час пик, проверочное тестирование использует более 1000 рабочих станций по всему миру. "Ко времени создания реальных кристаллов", говорит Budelman, "мы в среднем успеваем провести 300 миллионов циклов симуляции в неделю. Средняя загрузка всех рабочих станций Intel составляет 87% каждые 24 часа 7 дней в неделю". И даже при 300 миллионов циклов в неделю, за эти семь дней симулируется только 1 секунда работы 300 МГц процессора.
"Почти невозможная" задача
Рассмотрим Pentium Pro, первый процессор архитектуры P6, которая сейчас используется в Pentium II. Этот процессор для серверов и рабочих станций, представленный в конце 1995 года и теперь закончивший свой жизненный цикл, содержит 5,5 миллионов транзисторов. Если вы решите проверить каждое возможное состояние процессора, придется проверить 25 500 000 комбинаций. Получается число порядка 101 600 000, а ведь это только оценка требуемых объемов работ.
Кроме этого, процессор должен взаимодействовать с чипсетом (еще 2400 состояний), кэшем 2го уровня, подсистемой памяти, сотнями периферийных
устройств, сотнями тысяч программных пакетов и миллионами конкретных пользователей. "Соедините это вместе", - говорит Gerald Budelman (Джеральд Бадельман), главный менеджер Server Validation Engineering - отдела технологии проверки серверов, "и полная проверка оказывается почти невозможной задачей".
Рассмотрим только инструкцию ADD, одну из сотен используемых инструкций процессора Pentium Pro. ADD вычисляет сумму двух 32 битных чисел, одного из заданного регистра и другого из любой ячейки оперативной памяти. С 232 возможных значений для одного числа и таким же количеством для другого, возможны 264 различных комбинации данных. Кроме того, первое число может находиться в любом из восьми регистров, а второе число, если разрядность виртуального адресного пространства равна 48 бит, может находиться по любому из 248 возможных адресов памяти.
Это 251 различных комбинаций по размещению и 264 различных вычислений. Если бы у вас был миллион компьютеров, и каждый проверял бы миллион вычислений в секунду, проверка всех возможных состояний заняла бы 1015 лет. Всего лишь. "Между прочим", - говорит Budelman, "возраст Вселенной оценивается всего в 1012 лет".
Проверка процессора, его тестирование - это настоящее искусство, а не применение грубой силы. Невозможно проверить процессор, проверяя каждое возможную инструкцию. Хотя Intel никогда не сможет выпустить процессор, свободный от ошибок, вполне возможно (и практика это подтверждает), что после многомесячного непрерывного, специализированного и безумно дорогого тестирования на рынок попадет работоспособный и надежный продукт.
До и после кристалла
По словам Budelman, тестирование в Intel "начинается почти на следующий день после того, как у кого-то появилась идея нового микропроцессора, и продолжается не только во время подготовки к выходу, но и до самого конца жизненного цикла". Общий процесс тестирования разделен на две главные составляющие - до и после первого экземпляра кристалла. Предварительное тестирование, проходящее до того, как процессор воспроизводиться в кремнии, оперирует программными моделями, а иногда и аппаратными моделями, собранными из дискретных элементов. На втором этапе тестируются готовые кристаллы, работающие в обычных компьютерах или на специальных стендах.
На каждом этапе преследуется одна и та же цель - поиск и устранение ошибок. Процессор, готовый ли это кристалл или всего лишь модель, тестируют снова и снова практически круглосуточно. Любые потенциальные ошибки или недосмотры протоколируются в главной базе данных и однозначно подразделяются на четыре категории: ложная тревога (ошибка при тестировании), новые ошибки, ранее известные ошибки и не воспроизводимые ошибки (т.е. те, которые нельзя повторить).
Как только ошибка исправлена либо внесением изменений в модель процессора, либо производством нового кристалла, нужно провести тестирование снова, чтобы убедиться в отсутствии новых ошибок. Процесс тестирования, нахождения ошибок и дополнительного тестирования требует не только наличия быстро перестраиваемых тестов, но и быстро настраиваемой системы обработки огромных объемов данных, накапливаемых в результате этих тестов.
Кроме этого, процессор должен взаимодействовать с чипсетом (еще 2400 состояний), кэшем 2го уровня, подсистемой памяти, сотнями периферийных
устройств, сотнями тысяч программных пакетов и миллионами конкретных пользователей. "Соедините это вместе", - говорит Gerald Budelman (Джеральд Бадельман), главный менеджер Server Validation Engineering - отдела технологии проверки серверов, "и полная проверка оказывается почти невозможной задачей".
Рассмотрим только инструкцию ADD, одну из сотен используемых инструкций процессора Pentium Pro. ADD вычисляет сумму двух 32 битных чисел, одного из заданного регистра и другого из любой ячейки оперативной памяти. С 232 возможных значений для одного числа и таким же количеством для другого, возможны 264 различных комбинации данных. Кроме того, первое число может находиться в любом из восьми регистров, а второе число, если разрядность виртуального адресного пространства равна 48 бит, может находиться по любому из 248 возможных адресов памяти.
Это 251 различных комбинаций по размещению и 264 различных вычислений. Если бы у вас был миллион компьютеров, и каждый проверял бы миллион вычислений в секунду, проверка всех возможных состояний заняла бы 1015 лет. Всего лишь. "Между прочим", - говорит Budelman, "возраст Вселенной оценивается всего в 1012 лет".
Проверка процессора, его тестирование - это настоящее искусство, а не применение грубой силы. Невозможно проверить процессор, проверяя каждое возможную инструкцию. Хотя Intel никогда не сможет выпустить процессор, свободный от ошибок, вполне возможно (и практика это подтверждает), что после многомесячного непрерывного, специализированного и безумно дорогого тестирования на рынок попадет работоспособный и надежный продукт.
До и после кристалла
По словам Budelman, тестирование в Intel "начинается почти на следующий день после того, как у кого-то появилась идея нового микропроцессора, и продолжается не только во время подготовки к выходу, но и до самого конца жизненного цикла". Общий процесс тестирования разделен на две главные составляющие - до и после первого экземпляра кристалла. Предварительное тестирование, проходящее до того, как процессор воспроизводиться в кремнии, оперирует программными моделями, а иногда и аппаратными моделями, собранными из дискретных элементов. На втором этапе тестируются готовые кристаллы, работающие в обычных компьютерах или на специальных стендах.
На каждом этапе преследуется одна и та же цель - поиск и устранение ошибок. Процессор, готовый ли это кристалл или всего лишь модель, тестируют снова и снова практически круглосуточно. Любые потенциальные ошибки или недосмотры протоколируются в главной базе данных и однозначно подразделяются на четыре категории: ложная тревога (ошибка при тестировании), новые ошибки, ранее известные ошибки и не воспроизводимые ошибки (т.е. те, которые нельзя повторить).
Как только ошибка исправлена либо внесением изменений в модель процессора, либо производством нового кристалла, нужно провести тестирование снова, чтобы убедиться в отсутствии новых ошибок. Процесс тестирования, нахождения ошибок и дополнительного тестирования требует не только наличия быстро перестраиваемых тестов, но и быстро настраиваемой системы обработки огромных объемов данных, накапливаемых в результате этих тестов.
Проверка процессоров Intel
Представьте точный макет центра Москвы, уместившийся на кончике пальца, со всеми улицами, тротуарами, бульварами, речками, мостами, тоннелями, высотками, старой застройкой… Красная площадь будет тоньше волоса с вашей головы.
Затем представьте, что вы запускаете на макете симуляцию транспортного потока в час пик, с тысячами почти невидимых легковушек, грузовиков, автобусов, трамваев, поездов метро и байкеров по всем дорогам, мостам, тоннелям… Вам нельзя допускать пробок, тем более в центре, где пешеходы шагают прямо по проезжей части, каждый должен добраться до пункта назначения точно в назначенное время.
Теперь представьте, что поставлена задача сделать такую симуляцию с учетом всех возможных перемещений участников движения и с условием отсутствия дорожных происшествий и заторов. Представили?
Проверять процессор на отсутствие ошибок гораздо труднее.
Ежеминутное тестирование
Производители процессоров тратят неимоверное количество времени и средств на то, чтобы протестировать процессор на предмет отсутствия ошибок. Такое тестирование представляет собой действие, в процессе которого каждый новый процессор проверяется на отсутствие дефектов в конструкции, отсутствие ошибок в производственном процессе и на совместимость с программным обеспечением. Например, Intel тратит сотни миллионов долларов в год на проверки, тестируя каждый чип, начиная с его концепции и заканчивая последним днем производства. Группа редакторов и сотрудников тестовой лаборатории PC Magazine недавно посетила центр Intel в Hillsboro, штат Oregon, чтобы узнать подробности о технологии проверки процессоров.
Еще до воплощения в кремнии, новая архитектура моделируется программно и тестируется на протяжении месяцев, ежеминутно в разных частях земного шара. Отдельные тесты часто запускаются на мамонтообразных аппаратных моделях процессора, занимающих целые комнаты. Предварительные образцы проверяются на специально собранных компьютерах, со специальным оборудованием, каждый комплект которого стоит в среднем 250 тысяч долларов. Тесты на совместимость прогоняются на сотнях моделей периферийных устройств и тысячах программных приложений. Intel даже посылает процессоры своим партнерам и конечным пользователям для дальнейшего тестирования. Тем не менее, до сих пор процессоры Intel содержат ошибки.
Хотя с начала продаж у процессора Pentium II было найдено более 50 ошибок (незначительные ошибки не влияют на повседневную работу компьютера), нельзя сказать, что Intel использует неадекватные технологии тестирования. Проверка процессора, как и вышеописанная задача симуляции городского трафика на микроскопической модели центра Москвы - ювелирная работа огромного объема.
Затем представьте, что вы запускаете на макете симуляцию транспортного потока в час пик, с тысячами почти невидимых легковушек, грузовиков, автобусов, трамваев, поездов метро и байкеров по всем дорогам, мостам, тоннелям… Вам нельзя допускать пробок, тем более в центре, где пешеходы шагают прямо по проезжей части, каждый должен добраться до пункта назначения точно в назначенное время.
Теперь представьте, что поставлена задача сделать такую симуляцию с учетом всех возможных перемещений участников движения и с условием отсутствия дорожных происшествий и заторов. Представили?
Проверять процессор на отсутствие ошибок гораздо труднее.
Ежеминутное тестирование
Производители процессоров тратят неимоверное количество времени и средств на то, чтобы протестировать процессор на предмет отсутствия ошибок. Такое тестирование представляет собой действие, в процессе которого каждый новый процессор проверяется на отсутствие дефектов в конструкции, отсутствие ошибок в производственном процессе и на совместимость с программным обеспечением. Например, Intel тратит сотни миллионов долларов в год на проверки, тестируя каждый чип, начиная с его концепции и заканчивая последним днем производства. Группа редакторов и сотрудников тестовой лаборатории PC Magazine недавно посетила центр Intel в Hillsboro, штат Oregon, чтобы узнать подробности о технологии проверки процессоров.
Еще до воплощения в кремнии, новая архитектура моделируется программно и тестируется на протяжении месяцев, ежеминутно в разных частях земного шара. Отдельные тесты часто запускаются на мамонтообразных аппаратных моделях процессора, занимающих целые комнаты. Предварительные образцы проверяются на специально собранных компьютерах, со специальным оборудованием, каждый комплект которого стоит в среднем 250 тысяч долларов. Тесты на совместимость прогоняются на сотнях моделей периферийных устройств и тысячах программных приложений. Intel даже посылает процессоры своим партнерам и конечным пользователям для дальнейшего тестирования. Тем не менее, до сих пор процессоры Intel содержат ошибки.
Хотя с начала продаж у процессора Pentium II было найдено более 50 ошибок (незначительные ошибки не влияют на повседневную работу компьютера), нельзя сказать, что Intel использует неадекватные технологии тестирования. Проверка процессора, как и вышеописанная задача симуляции городского трафика на микроскопической модели центра Москвы - ювелирная работа огромного объема.
Главное — избежать ошибок в трактовке!
Глядя на приведенную схему, и учитывая все вышесказанное, становится совершенно очевидно, чем не является, и к чему не относится processor number.
Processor number не является символом производительности, и не имеет к ней прямого отношения. Это означает, что CPU с большим значением processor number не обязательно должен быть быстрее. С другой стороны, в том числе, он может быть и быстрее — просто нет четкой связи. Какой-нибудь «Pentium 4 780» может иметь большую частоту, чем «Pentium 4 770», может — такую же, но увеличенный объем кэша, а может полностью совпадать по основным физическим характеристикам с предшественником, но поддерживать новый набор инструкций.
Processor number не может быть применен для прямого сравнения процессоров различных продуктовых линеек. Понятно, что даже при одинаковом значении processor number, пытаться делать какие-то выводы относительно схожести по неким показателям, к примеру, Pentium M 755 и Pentium 4 755 eXtreme Edition — совершенно напрасное занятие. Более того, было подчеркнуто, что, например, в случае с Pentium M увеличение processor number может означать совершенно другое изменение, чем в случае с Pentium 4 XE, даже если новые модели снова получат один и тот же идентификатор.
Несмотря на то, что увеличение processor number в общем случае означает некое усовершенствование, эта цифра не может быть использована в качестве прямого руководства к действиям при покупке. Больший processor number вовсе не означает, что для данного конкретного пользователя рассматриваемый процессор более предпочтителен.
Таким образом, главное, что следует запомнить — processor number вообще не является технической характеристикой процессора . Это просто его уникальный идентификатор в рамках своей продуктовой линейки, не более. Показательно, что представители Intel приводили в качестве примера одного из «сутевых синонимов» processor number термин SKU (Stock Keeping Unit), употребляемый обычно для обозначения некоего идентификатора товара, хранимого на складе. Таким образом, если пользователь действительно разбирается во всех тонкостях и точно знает, что именно ему нужно — подразумевается, что он просто знает уникальный идентификатор нужного ему устройства, вот и все.
Заключение
Подводя итог, не хотелось бы быть неоправданно многословными. Да, введение чего-то вроде processor number в продуктовые линейки Intel ждали все, и довольно давно. Ждали, собственно, прежде всего, потому, что этот ход выглядит вполне закономерно, т.е., говоря по-простому: «пора бы уже». Конкретное воплощение, с которым нас ознакомили, выглядит логично и не привносит излишней путаницы. Даже наоборот — наконец-то, не нужно будет присматриваться ко всяческим «буковкам» после значения частоты. Что касается изымания частоты работы ядра из маркировки CPU — то это потеря, скажем откровенно, небольшая: данный параметр уже давно потерял свою былую привлекательность в качестве основополагающего при оценке быстродействия… да и всего прочего функционала тоже. Честно говоря, мы не видим особой разницы между недавним подходом AMD, которая «сообщала» нам в названии процессора свое мнение о его скорости (а ведь и она уже отказалась от TPI!), и будущим подходом Intel, которая предоставит нам выяснять данный вопрос полностью самостоятельно. Выяснять-то все равно приходится с помощью тестов, не так ли?
Processor number не является символом производительности, и не имеет к ней прямого отношения. Это означает, что CPU с большим значением processor number не обязательно должен быть быстрее. С другой стороны, в том числе, он может быть и быстрее — просто нет четкой связи. Какой-нибудь «Pentium 4 780» может иметь большую частоту, чем «Pentium 4 770», может — такую же, но увеличенный объем кэша, а может полностью совпадать по основным физическим характеристикам с предшественником, но поддерживать новый набор инструкций.
Processor number не может быть применен для прямого сравнения процессоров различных продуктовых линеек. Понятно, что даже при одинаковом значении processor number, пытаться делать какие-то выводы относительно схожести по неким показателям, к примеру, Pentium M 755 и Pentium 4 755 eXtreme Edition — совершенно напрасное занятие. Более того, было подчеркнуто, что, например, в случае с Pentium M увеличение processor number может означать совершенно другое изменение, чем в случае с Pentium 4 XE, даже если новые модели снова получат один и тот же идентификатор.
Несмотря на то, что увеличение processor number в общем случае означает некое усовершенствование, эта цифра не может быть использована в качестве прямого руководства к действиям при покупке. Больший processor number вовсе не означает, что для данного конкретного пользователя рассматриваемый процессор более предпочтителен.
Таким образом, главное, что следует запомнить — processor number вообще не является технической характеристикой процессора . Это просто его уникальный идентификатор в рамках своей продуктовой линейки, не более. Показательно, что представители Intel приводили в качестве примера одного из «сутевых синонимов» processor number термин SKU (Stock Keeping Unit), употребляемый обычно для обозначения некоего идентификатора товара, хранимого на складе. Таким образом, если пользователь действительно разбирается во всех тонкостях и точно знает, что именно ему нужно — подразумевается, что он просто знает уникальный идентификатор нужного ему устройства, вот и все.
Заключение
Подводя итог, не хотелось бы быть неоправданно многословными. Да, введение чего-то вроде processor number в продуктовые линейки Intel ждали все, и довольно давно. Ждали, собственно, прежде всего, потому, что этот ход выглядит вполне закономерно, т.е., говоря по-простому: «пора бы уже». Конкретное воплощение, с которым нас ознакомили, выглядит логично и не привносит излишней путаницы. Даже наоборот — наконец-то, не нужно будет присматриваться ко всяческим «буковкам» после значения частоты. Что касается изымания частоты работы ядра из маркировки CPU — то это потеря, скажем откровенно, небольшая: данный параметр уже давно потерял свою былую привлекательность в качестве основополагающего при оценке быстродействия… да и всего прочего функционала тоже. Честно говоря, мы не видим особой разницы между недавним подходом AMD, которая «сообщала» нам в названии процессора свое мнение о его скорости (а ведь и она уже отказалась от TPI!), и будущим подходом Intel, которая предоставит нам выяснять данный вопрос полностью самостоятельно. Выяснять-то все равно приходится с помощью тестов, не так ли?
Детали и разъяснения. Интел
Что характерно, уход от частоты совершенно не означает ухода от раскрученных брендов — Pentium 4, Pentium M, Celeron, и прочих. Казалось бы, если уж мы приходим к тому чтобы обозначать модель процессора уникальной цифровой комбинацией, можно было бы пойти дальше, и называть все продукты просто «процессор Intel, модель такая-то». Но нет — все (tm) остаются на местах, более того — названия торговых марок процессоров даже приобретают некий дополнительный вес: убрав из маркировки конкретных моделей CPU частоту, и введя туда вместо нее некий абстрактный «идентификатор», Intel косвенным образом дополнительно фокусирует внимание на общем для данного класса процессоров имени.
В результате, новая система именования CPU от Intel выстраивается по следующей схеме:
Основной бренд (Intel)
Бренд линейки (к примеру, «Pentium M Processor»)
Своего рода «серия» (первая цифра в processor number, к примеру, 7xx)
«Уточнение» в виде еще двух цифр, образующее вместе с первой уникальный идентификатор конкретной модели
В итоге получается примерно следующее: «Intel Pentium M Processor 735». Было подчеркнуто, что все данные об основных архитектурных особенностях и технических характеристиках по-прежнему будут доступны, причем не только в виде справочной информации на сайте или в документации, но в том числе и на коробке с процессором. Уход от использования частоты в маркировке не означает ее исчезновения из списка надписей на упаковке, то же относится к частоте шины, размеру кэша, и так далее. Просто частота переместится в список прочих характеристик, указываемых «мелким шрифтом, для интересующихся».
Соответственно, уникальность processor number в рамках конкретного наименования линейки CPU подразумевает жесткое его соответствие некой комбинации параметров. На данный момент предполагается, что список их будет таков:
Архитектура
Частота работы процессорного ядра
Частота (пропускная способность) процессорной шины
Размеры процессорных кэшей
Некие «Future Intel Technologies»
Пункты с 1 по 4 достаточно очевидны, поэтому наиболее интересен последний — пятый. Можно с достаточно большой степенью уверенности предположить, что эта «служебная заглушка» оставлена на случай выхода процессоров с поддержкой Vanderpool и LaGrande. Т.е. некий гипотетический «Pentium 4 556» может ничем не отличаться от «Pentium 4 555» за исключением того, что в первом (опять-таки, к примеру) поддержка Vanderpool есть, а во втором — отсутствует.
Однако в основном вопросе неясностей нет: в рамках одного процессорного бренда, processor number будет обозначать только одну модель с фиксированным набором технических характеристик. Вспомним то, что говорилось выше про «четыре почти одинаковых Pentium 4 2,8 ГГц» — собственно, вся суть затеи с processor number состоит в том, чтобы в будущем такая ситуация не повторялась. К слову, в этом состоит еще одно очень существенное различие между системами именования CPU у Intel и AMD: в последнем случае, одно и то же маркетинговое имя могут носить несколько различных по характеристикам чипов. К примеру, процессор Athlon XP 2600+ «един в трех лицах»: 2133 МГц / 266 FSB / 256 L2, 2083 МГц / 333 FSB / 256 L2 и 1917 МГц / 333 FSB / 512 L2.
Легко заметить, что «серии» для десктопной и мобильной платформы повторяются: семерка в начале используется одновременно для формирования processor numbers мобильных Pentium M и десктопных Pentium 4 eXtreme Edition, пятерка — для мобильного и десктопного Pentium 4, а тройка — для мобильного и десктопного Celeron. К слову, по этому поводу на брифинге сразу же родилась шутка, что кто-то в Intel очень любит компанию BMW — уж очень устойчивые ассоциации возникают с модельным рядом одного из автомобильных гигантов, причем как в плане выбранных цифр, так и в плане позиционирования соответствующих серий на рынке :). Что любопытно: новая система именований никоим образом не затрагивает серверный сектор — для маркировки CPU линеек Xeon и Itanium по-прежнему будет использоваться частота.
Что касается сроков введения новой маркировки и одновременным присутствием на рынке процессоров маркировки старой, то (было подчеркнуто, что это лишь предварительная информация, так сказать, «намерения», а не окончательное решение), скорее всего, переименованию никакие процессоры подвергаться не будут, т.е. маркировка с processor number коснется только новых продуктов. Первые мобильные процессоры с processor number в названии выйдут, предположительно, в мае, а первые десктопные — в июне. Скорее всего, новую маркировку получат все процессоры на новом мобильном ядре Dothan, а также десктопные процессоры для платформы Socket T (Socket 775). Впрочем, также было сказано, что в качестве исключения, может быть, processor number получат и некоторые выпускаемые сейчас Pentium M на ядре Banias, однако только они — в секторе десктопных CPU никаких переименований не будет.
В результате, новая система именования CPU от Intel выстраивается по следующей схеме:
Основной бренд (Intel)
Бренд линейки (к примеру, «Pentium M Processor»)
Своего рода «серия» (первая цифра в processor number, к примеру, 7xx)
«Уточнение» в виде еще двух цифр, образующее вместе с первой уникальный идентификатор конкретной модели
В итоге получается примерно следующее: «Intel Pentium M Processor 735». Было подчеркнуто, что все данные об основных архитектурных особенностях и технических характеристиках по-прежнему будут доступны, причем не только в виде справочной информации на сайте или в документации, но в том числе и на коробке с процессором. Уход от использования частоты в маркировке не означает ее исчезновения из списка надписей на упаковке, то же относится к частоте шины, размеру кэша, и так далее. Просто частота переместится в список прочих характеристик, указываемых «мелким шрифтом, для интересующихся».
Соответственно, уникальность processor number в рамках конкретного наименования линейки CPU подразумевает жесткое его соответствие некой комбинации параметров. На данный момент предполагается, что список их будет таков:
Архитектура
Частота работы процессорного ядра
Частота (пропускная способность) процессорной шины
Размеры процессорных кэшей
Некие «Future Intel Technologies»
Пункты с 1 по 4 достаточно очевидны, поэтому наиболее интересен последний — пятый. Можно с достаточно большой степенью уверенности предположить, что эта «служебная заглушка» оставлена на случай выхода процессоров с поддержкой Vanderpool и LaGrande. Т.е. некий гипотетический «Pentium 4 556» может ничем не отличаться от «Pentium 4 555» за исключением того, что в первом (опять-таки, к примеру) поддержка Vanderpool есть, а во втором — отсутствует.
Однако в основном вопросе неясностей нет: в рамках одного процессорного бренда, processor number будет обозначать только одну модель с фиксированным набором технических характеристик. Вспомним то, что говорилось выше про «четыре почти одинаковых Pentium 4 2,8 ГГц» — собственно, вся суть затеи с processor number состоит в том, чтобы в будущем такая ситуация не повторялась. К слову, в этом состоит еще одно очень существенное различие между системами именования CPU у Intel и AMD: в последнем случае, одно и то же маркетинговое имя могут носить несколько различных по характеристикам чипов. К примеру, процессор Athlon XP 2600+ «един в трех лицах»: 2133 МГц / 266 FSB / 256 L2, 2083 МГц / 333 FSB / 256 L2 и 1917 МГц / 333 FSB / 512 L2.
Легко заметить, что «серии» для десктопной и мобильной платформы повторяются: семерка в начале используется одновременно для формирования processor numbers мобильных Pentium M и десктопных Pentium 4 eXtreme Edition, пятерка — для мобильного и десктопного Pentium 4, а тройка — для мобильного и десктопного Celeron. К слову, по этому поводу на брифинге сразу же родилась шутка, что кто-то в Intel очень любит компанию BMW — уж очень устойчивые ассоциации возникают с модельным рядом одного из автомобильных гигантов, причем как в плане выбранных цифр, так и в плане позиционирования соответствующих серий на рынке :). Что любопытно: новая система именований никоим образом не затрагивает серверный сектор — для маркировки CPU линеек Xeon и Itanium по-прежнему будет использоваться частота.
Что касается сроков введения новой маркировки и одновременным присутствием на рынке процессоров маркировки старой, то (было подчеркнуто, что это лишь предварительная информация, так сказать, «намерения», а не окончательное решение), скорее всего, переименованию никакие процессоры подвергаться не будут, т.е. маркировка с processor number коснется только новых продуктов. Первые мобильные процессоры с processor number в названии выйдут, предположительно, в мае, а первые десктопные — в июне. Скорее всего, новую маркировку получат все процессоры на новом мобильном ядре Dothan, а также десктопные процессоры для платформы Socket T (Socket 775). Впрочем, также было сказано, что в качестве исключения, может быть, processor number получат и некоторые выпускаемые сейчас Pentium M на ядре Banias, однако только они — в секторе десктопных CPU никаких переименований не будет.
Маркировка процессоров Intel
Intel все-таки решила поменять подход к обозначению моделей своих процессоров. Может переиграла в скуби ду игры онлайн? Связано это с большой путаницей на рынке, когда под одним именем продаются совершенно разные процессоры. Как известно с 1993 года, еще со времен первых Pentium'ов, корпорация Intel избрала такую политику именования своих процессоров, когда во главу угла ставится его частота. Т.е. сначала идет торговая марка, затем обозначение семейства и частота. Например: Pentium MMX 166 или Pentium III 800. Примерно такие позиции были всегда в официальном прайс-листе Intel и, как следствие, во всех магазинах мира. Раньше с такими именованиями не было фактически никаких проблем, всем было, все понятно и каждый покупал такой процессор, который был ему по карману и одновременно имел, как можно большую частоту работы. Лишь изредка появлялись такие продукты как Celeron A, когда новая модель процессора имела такую же частоту, как старый и новому процессору во избежание путаницы присваивался индекс A, например Celeron 300 Mhz A
Но с появлением нового поколения процессоров Pentium 4, ситуация стала усугубляться. Их сменилось уже 7 различных модификаций и само собой периодически покупателям было трудно понять, что именно скрывается за позицией в прайсе Pentium 4 2000 Mhz или, как сейчас, Pentium 4 2800 Mhz. Какова частота работы его шины (FSB)? По какому техпроцессу он произведен? Сколько у него кэша второго уровня (L2)? Конечно, большинство магазинов указывают некоторые(!) характеристики, но все равно не сложно запутаться.
Теперь Intel решила последовать примеру AMD и ввести в эксплуатацию относительное обозначение своих процессоров, которое в принципе не отражает ни какой характеристики процессора. На следующей картинке можно понять о чем идет речь.
Таким образом, теперь каждому типу процессора будет соответствовать уникальный(!) трехзначный номер (processor number). Например, как вам такие названия: Celeron M 340 (1,5 ГГц), Pentium 4 M 538 (3,2 ГГц) или Pentium M 755 (2,0 ГГц ядро Dothan). По моему мнению, такой подход более правилен (тем более его необходимость назрела давно) и более гибок даже по сравнению с подходом AMD. Теперь процессоры Intel можно сравнивать с моделями автомобилей марки BMW.
Маркировка будущих процессоров Intel
Итак, то, о чем уже давно ходят слухи по всей Сети, свершилось: сегодня на небольшом брифинге работники московского офиса Intel официально поделились с нами информацией относительно грядущих изменений в подходе к маркировке и именованию процессоров этой компании. Сразу скажем, что было неоднократно подчеркнуто: предоставляемая информация является официальной, но в то же время предварительной. Т.е. не исключен вариант того, что окончательный вариант концепции будет содержать какие-то изменения.
А свершилось, собственно, то, что из маркировки будущих десктопных и мобильных процессоров Intel пропадет частота. Ее место (именно «место» т.е. всего лишь позицию в маркировочной строке!) займет некая цифра, «правильный» перевод которой на русский язык на данный момент еще не утвержден, поэтому мы ее будем называть во избежание путаницы по-английски: processor number.
Официальная версия относительно причин такого шага звучит следующим образом: расширение модельных линеек, особенно в десктопном секторе, и участившиеся случаи одновременного присутствия на рынке (и даже в производстве) процессоров на базе различных архитектур или ядер — порождает неразбериху. В качестве наиболее показательного, был приведен пример Pentium 4 с частотой 2,8 ГГц: сейчас таких процессоров на рынке… целых четыре модификации:
Pentium 4 2.8 GHz (Northwood, 512 KB L2, 533 MHz FSB)
Pentium 4 2.8A GHz (Prescott, 1 MB L2, 533 MHz FSB)
Pentium 4 2.8C (Northwood, 512 KB L2, 800 MHz FSB, Hyper-Threading)
Pentium 4 2.8E (Prescott, 1 MB L2, 800 MHz FSB, Hyper-Threading)
Понятно, что это создает достаточно сильную неразбериху, т.к. отличия в характеристиках у вышеуказанных CPU достаточно велики, соответственно, разнится их производительность, цена, и возможная сфера применения. К слову, от себя мы можем добавить еще один не очень приятный момент в общий список неурядиц: иногда подобная ситуация используется для всевозможного рода спекуляций не очень добросовестными продавцами компьютерной техники. Таким образом, с точки зрения Intel, ситуация на рынке на данный момент диктует необходимость пересмотреть концепцию маркировки и именования процессоров с тем чтобы исключить возможные разночтения и ошибки, и сделать наименования процессоров более понятными и логичными с точки зрения конечного пользователя.
Вводя в наименование своих будущих CPU «processor number», Intel апеллирует к тому, что всего лишь приводит систему именования (маркировки) своих продуктов к общепринятой практике, успешно используемой другими производителями устройств потребительского класса. Цифровые камеры, автомобили, мобильные телефоны, аудио- и видеотехника — давно уже не содержат в своем названии каких-либо ссылок на количество мегапикселов, мощность двигателя или акустических систем. Эти характеристики, разумеется, ни от кого не скрываются, но наименование конкретной модели либо не содержит ссылок на них, либо если и содержит, то лишь в косвенной форме. На самом деле, апелляция весьма интересная: самим фактом проведения параллели между процессором и цифровой камерой (или даже более того — мобильным телефоном), Intel косвенно признает данные устройства продуктами одной рыночной категории. Камеры, музцентры… и процессоры! Такая себе «бытовая электроника XXI века»…
Но с появлением нового поколения процессоров Pentium 4, ситуация стала усугубляться. Их сменилось уже 7 различных модификаций и само собой периодически покупателям было трудно понять, что именно скрывается за позицией в прайсе Pentium 4 2000 Mhz или, как сейчас, Pentium 4 2800 Mhz. Какова частота работы его шины (FSB)? По какому техпроцессу он произведен? Сколько у него кэша второго уровня (L2)? Конечно, большинство магазинов указывают некоторые(!) характеристики, но все равно не сложно запутаться.
Теперь Intel решила последовать примеру AMD и ввести в эксплуатацию относительное обозначение своих процессоров, которое в принципе не отражает ни какой характеристики процессора. На следующей картинке можно понять о чем идет речь.
Таким образом, теперь каждому типу процессора будет соответствовать уникальный(!) трехзначный номер (processor number). Например, как вам такие названия: Celeron M 340 (1,5 ГГц), Pentium 4 M 538 (3,2 ГГц) или Pentium M 755 (2,0 ГГц ядро Dothan). По моему мнению, такой подход более правилен (тем более его необходимость назрела давно) и более гибок даже по сравнению с подходом AMD. Теперь процессоры Intel можно сравнивать с моделями автомобилей марки BMW.
Маркировка будущих процессоров Intel
Итак, то, о чем уже давно ходят слухи по всей Сети, свершилось: сегодня на небольшом брифинге работники московского офиса Intel официально поделились с нами информацией относительно грядущих изменений в подходе к маркировке и именованию процессоров этой компании. Сразу скажем, что было неоднократно подчеркнуто: предоставляемая информация является официальной, но в то же время предварительной. Т.е. не исключен вариант того, что окончательный вариант концепции будет содержать какие-то изменения.
А свершилось, собственно, то, что из маркировки будущих десктопных и мобильных процессоров Intel пропадет частота. Ее место (именно «место» т.е. всего лишь позицию в маркировочной строке!) займет некая цифра, «правильный» перевод которой на русский язык на данный момент еще не утвержден, поэтому мы ее будем называть во избежание путаницы по-английски: processor number.
Официальная версия относительно причин такого шага звучит следующим образом: расширение модельных линеек, особенно в десктопном секторе, и участившиеся случаи одновременного присутствия на рынке (и даже в производстве) процессоров на базе различных архитектур или ядер — порождает неразбериху. В качестве наиболее показательного, был приведен пример Pentium 4 с частотой 2,8 ГГц: сейчас таких процессоров на рынке… целых четыре модификации:
Pentium 4 2.8 GHz (Northwood, 512 KB L2, 533 MHz FSB)
Pentium 4 2.8A GHz (Prescott, 1 MB L2, 533 MHz FSB)
Pentium 4 2.8C (Northwood, 512 KB L2, 800 MHz FSB, Hyper-Threading)
Pentium 4 2.8E (Prescott, 1 MB L2, 800 MHz FSB, Hyper-Threading)
Понятно, что это создает достаточно сильную неразбериху, т.к. отличия в характеристиках у вышеуказанных CPU достаточно велики, соответственно, разнится их производительность, цена, и возможная сфера применения. К слову, от себя мы можем добавить еще один не очень приятный момент в общий список неурядиц: иногда подобная ситуация используется для всевозможного рода спекуляций не очень добросовестными продавцами компьютерной техники. Таким образом, с точки зрения Intel, ситуация на рынке на данный момент диктует необходимость пересмотреть концепцию маркировки и именования процессоров с тем чтобы исключить возможные разночтения и ошибки, и сделать наименования процессоров более понятными и логичными с точки зрения конечного пользователя.
Вводя в наименование своих будущих CPU «processor number», Intel апеллирует к тому, что всего лишь приводит систему именования (маркировки) своих продуктов к общепринятой практике, успешно используемой другими производителями устройств потребительского класса. Цифровые камеры, автомобили, мобильные телефоны, аудио- и видеотехника — давно уже не содержат в своем названии каких-либо ссылок на количество мегапикселов, мощность двигателя или акустических систем. Эти характеристики, разумеется, ни от кого не скрываются, но наименование конкретной модели либо не содержит ссылок на них, либо если и содержит, то лишь в косвенной форме. На самом деле, апелляция весьма интересная: самим фактом проведения параллели между процессором и цифровой камерой (или даже более того — мобильным телефоном), Intel косвенно признает данные устройства продуктами одной рыночной категории. Камеры, музцентры… и процессоры! Такая себе «бытовая электроника XXI века»…
Многоядерные процессоры
Давайте вспомним историю развития процессоров. Если рассматривать историю развития начиная с самых первых центральных процессоров (i8086), то безусловно то, что повышение производительности достигалось путем повышения тактовой частоты. Но любая технология имеет свой технологический предел. Ведь при повышении рабочей частоты тепловыделение процессоров растет до очень больших значений. В этой ситуации уже не помогает ни активное теплоотведение, ни применение сверх тонких транзисторов.
Так как процессоростроение не стоит на месте, выход из этой ситуации был конечно же найден – многоядерность. Многоядерность – это расположение на одном кристалле нескольких ядер, т.е. как бы два процессора в одном. Когда появились первые такие процессоры в компьютерных кругах были многочисленные споры о целесообразности такой технологии. Сейчас конечно уже ни кто не спорит, так как стало очевидно, что будущее именно за многоядерными процессорами.
Давайте рассмотрим чем же они лучше. Многоядерность по сути похожа на использование в одном ПК нескольких процессоров. Отличие только в том, что при расположении на одном кристалле они не являются полностью независимыми. При работе на обычном программном обеспечении плюсом многоядерного процессора будет возможность одновременного запуска двух ресурсоемких приложений без потери производительности. А вот сделать одну и туже задачу, но значительно быстрее не получится. Т.е. получается что многоядерный процессор на обычном ПО будет работать практически как обычный процессор, только сможет выполнять одновременно несколько «тяжелых» приложений.
Выход из этой ситуации напрашивается сам – разработать новое программное обеспечение специально для многоядерных процессоров. Такой процесс называется распараллеливание процессов. Как оказалось на практике некоторые задачи легко распараллелить. Это задачи кодирования видео и аудио данных. В процессе кодирования такой информации лежит набор однотипных потоков, и сделать так, чтобы они выполнялись одновременно довольно просто. В задачах кодирования выигрыш многоядерных процессоров перед одноядерными по производительности зависит от количества ядер: два ядра – в два раза быстрее, четыре – в четыре раза и т.д. Но к сожаленью большую часть других задач распараллелить намного сложнее. В подавляющем большинстве случаев необходима полная переработка программного кода.
В настоящее время многоядерные процессоры не умеют самостоятельно раскладывать один поток на несколько независимых. Политика производителей многоядерных процессоров в основном направлена пока на совершенствование самих процессоров и на снижение цен. Мировые лидеры в процессорной индустрии Intel и AMD предлагают широкий ассортимент своих многоядерных творений. Разработчики компьютерных игр, как всегда, одни из первых отреагировали на новую технологи. Сейчас многие игры выпускаются с расчетом на такие процессоры, и правильно, ведь за ними будущее.
Так как процессоростроение не стоит на месте, выход из этой ситуации был конечно же найден – многоядерность. Многоядерность – это расположение на одном кристалле нескольких ядер, т.е. как бы два процессора в одном. Когда появились первые такие процессоры в компьютерных кругах были многочисленные споры о целесообразности такой технологии. Сейчас конечно уже ни кто не спорит, так как стало очевидно, что будущее именно за многоядерными процессорами.
Давайте рассмотрим чем же они лучше. Многоядерность по сути похожа на использование в одном ПК нескольких процессоров. Отличие только в том, что при расположении на одном кристалле они не являются полностью независимыми. При работе на обычном программном обеспечении плюсом многоядерного процессора будет возможность одновременного запуска двух ресурсоемких приложений без потери производительности. А вот сделать одну и туже задачу, но значительно быстрее не получится. Т.е. получается что многоядерный процессор на обычном ПО будет работать практически как обычный процессор, только сможет выполнять одновременно несколько «тяжелых» приложений.
Выход из этой ситуации напрашивается сам – разработать новое программное обеспечение специально для многоядерных процессоров. Такой процесс называется распараллеливание процессов. Как оказалось на практике некоторые задачи легко распараллелить. Это задачи кодирования видео и аудио данных. В процессе кодирования такой информации лежит набор однотипных потоков, и сделать так, чтобы они выполнялись одновременно довольно просто. В задачах кодирования выигрыш многоядерных процессоров перед одноядерными по производительности зависит от количества ядер: два ядра – в два раза быстрее, четыре – в четыре раза и т.д. Но к сожаленью большую часть других задач распараллелить намного сложнее. В подавляющем большинстве случаев необходима полная переработка программного кода.
В настоящее время многоядерные процессоры не умеют самостоятельно раскладывать один поток на несколько независимых. Политика производителей многоядерных процессоров в основном направлена пока на совершенствование самих процессоров и на снижение цен. Мировые лидеры в процессорной индустрии Intel и AMD предлагают широкий ассортимент своих многоядерных творений. Разработчики компьютерных игр, как всегда, одни из первых отреагировали на новую технологи. Сейчас многие игры выпускаются с расчетом на такие процессоры, и правильно, ведь за ними будущее.
Вся правда о разгоне компьютера
По поводу разгона компьютера (оверклокинг) спорят давно и постоянно – опасен он или нет. Есть как его сторонники, так и противники. Мы попытаемся в этой статье расставить все точки над «i».
Понятие оверклокинг (разгон) существует уже на протяжении не одного десятка лет. Первыми, кто ставил опыты по разгону были настоящими компьютерными фанатами и профессионалами. В то далекое время сделать разгон процессора возможно было только путем впаивания в электрическую схему материнских плат дополнительных компонентов. Позже, с развитием компьютерных технологий это можно было сделать путем выставления специальных перемычек на материнской плате – джамперов. Сегодня сделать разгон еще проще, системный блок даже нет необходимости открывать, достаточно только менять значения bios.
Если раньше разгон компьютера это был удел настоящих профессионалов, то теперь каждый школьник мажет залезть в bios и спокойно менять параметры. Но у школьника конечно же не та квалификация что и у профи и соответственно он легко может вывести компьютер из строя. Причем возможно даже при этом какой-то компонент системы придет в негодность.
Как известно разгон – это повышение заводских характеристик какого-либо узла ПК с целью повышения производительности. Главная характеристика центрального процессора его тактовая частота. Для повышения тактовой частоты как правило повышают рабочее напряжение процессора. Это конечно плохо сказывается на микроэлектронике и сокращает срок жизни девайса.
Точных цифр сколько прослужит при разгоне тот или иной процессор конечно же нет. В Интернет можно найти различные высказывания, ни чем не подтвержденные. Например, что при разгоне процессора и повышение его температуры на 10 градусов сократит срок его жизни на 10 лет.
Давайте попытаемся в этом разобраться. Современные процессоры рассчитаны на 15-20 лет безостановочной работы. Трудно представить, что компьютер даже самого заядлого игрока будет работать больше 12 часов в сутки. Получается, что процессор в штатном режиме работы просуществует не менее 30 лет. При самом экстремальном разгоне время жизни процессора может сократиться в два раза, т.е. до 15 лет. Как известно, любой, даже самый мощный процессор безнадежно устареет уже через 5 лет. В итоге получается, что ваш процессор гораздо быстрее морально устареет, чем выйдет из строя из-за оверклокинга.
Но надо не забывать еще и о том, что разгон обязательно скажется не только на центральном процессоре, а и на других устройствах системы, в первую очередь это материнская плата. При разгоне и повышении тактовой частоты и повышении рабочего напряжения произойдет увеличение энергопотребления. Повышение энергопотребления даст дополнительную нагрузку на элементы питания процессора, находящиеся на материнке. Многие, особенно китайские, производители экономят на качественных компонентах при создании материнских плат (например, на конденсаторах), что может привести к выходу ее из строя. Хуже всего то, что при сгорании материнская плата может сжечь не только процессор, но и другие устройства. Так же обстоят дела и с некачественными блоками питания. Хорошо, что в последнее время производители стали более внимательно относится к качеству силовых элементов на системных платах, что сделало эту проблему менее актуальной.
Оверклокеры частенько сталкиваются с таким явлением как нестабильность. На самом деле практически все процессоры нестабильны. Просто в обычных условиях эксплуатации критическая ошибка может появиться один раз в 10 лет, а при разгоне это произойдет намного раньше.
Поводя итог можно вспомнить, что в последнее время стали популярны соревнования по оверклокингу, где разыгрываются хорошие призы и денежные награды. Так что разгон может быть еще и полезным!
Понятие оверклокинг (разгон) существует уже на протяжении не одного десятка лет. Первыми, кто ставил опыты по разгону были настоящими компьютерными фанатами и профессионалами. В то далекое время сделать разгон процессора возможно было только путем впаивания в электрическую схему материнских плат дополнительных компонентов. Позже, с развитием компьютерных технологий это можно было сделать путем выставления специальных перемычек на материнской плате – джамперов. Сегодня сделать разгон еще проще, системный блок даже нет необходимости открывать, достаточно только менять значения bios.
Если раньше разгон компьютера это был удел настоящих профессионалов, то теперь каждый школьник мажет залезть в bios и спокойно менять параметры. Но у школьника конечно же не та квалификация что и у профи и соответственно он легко может вывести компьютер из строя. Причем возможно даже при этом какой-то компонент системы придет в негодность.
Как известно разгон – это повышение заводских характеристик какого-либо узла ПК с целью повышения производительности. Главная характеристика центрального процессора его тактовая частота. Для повышения тактовой частоты как правило повышают рабочее напряжение процессора. Это конечно плохо сказывается на микроэлектронике и сокращает срок жизни девайса.
Точных цифр сколько прослужит при разгоне тот или иной процессор конечно же нет. В Интернет можно найти различные высказывания, ни чем не подтвержденные. Например, что при разгоне процессора и повышение его температуры на 10 градусов сократит срок его жизни на 10 лет.
Давайте попытаемся в этом разобраться. Современные процессоры рассчитаны на 15-20 лет безостановочной работы. Трудно представить, что компьютер даже самого заядлого игрока будет работать больше 12 часов в сутки. Получается, что процессор в штатном режиме работы просуществует не менее 30 лет. При самом экстремальном разгоне время жизни процессора может сократиться в два раза, т.е. до 15 лет. Как известно, любой, даже самый мощный процессор безнадежно устареет уже через 5 лет. В итоге получается, что ваш процессор гораздо быстрее морально устареет, чем выйдет из строя из-за оверклокинга.
Но надо не забывать еще и о том, что разгон обязательно скажется не только на центральном процессоре, а и на других устройствах системы, в первую очередь это материнская плата. При разгоне и повышении тактовой частоты и повышении рабочего напряжения произойдет увеличение энергопотребления. Повышение энергопотребления даст дополнительную нагрузку на элементы питания процессора, находящиеся на материнке. Многие, особенно китайские, производители экономят на качественных компонентах при создании материнских плат (например, на конденсаторах), что может привести к выходу ее из строя. Хуже всего то, что при сгорании материнская плата может сжечь не только процессор, но и другие устройства. Так же обстоят дела и с некачественными блоками питания. Хорошо, что в последнее время производители стали более внимательно относится к качеству силовых элементов на системных платах, что сделало эту проблему менее актуальной.
Оверклокеры частенько сталкиваются с таким явлением как нестабильность. На самом деле практически все процессоры нестабильны. Просто в обычных условиях эксплуатации критическая ошибка может появиться один раз в 10 лет, а при разгоне это произойдет намного раньше.
Поводя итог можно вспомнить, что в последнее время стали популярны соревнования по оверклокингу, где разыгрываются хорошие призы и денежные награды. Так что разгон может быть еще и полезным!
Основания для разгона процессора
Разгон процессора — это процесс увеличения скорости работы процессора выше рекомендованной производителем. Что же является основанием для такого повышения производительности процессора? Ответ на этот вопрос очень прост и вытекает из того, как назначается процессору тактовая частота. После производства партии кристаллов-заготовок (обычно не менее 10 000) их подвергают тестированию на общую работоспособность. После этого для выборки процессоров из оттестированной партии определяют, на какой максимальной тактовой частоте они будут гарантированно устойчиво работать. Если процессоры «не выдерживают» заданную частоту, их тестируют на меньшей. В соответствии с результатами тестов всей партии назначается номинальная частота, которая и указывается в спецификациях, например Celeron 1,7 ГГц или Pentium IV 3,2 ГГц.
Естественно, в тестируемой партии процессоров могут оказаться экземпляры, обеспечивающие устойчивую работу и на большей частоте. А учитывая, что температурные условия при тестировании более жесткие, чем при работе в вентилируемом корпусе, при эффективном и интенсивном охлаждении процессора можно обеспечить нормальную работу на частоте выше номинальной.
На величину максимально достижимой тактовой частоты процессора влияют некоторые факторы. Это используемые при разработке и производстве чипа проектно-технологические нормы (в настоящее время технология 0,13 мкм, ранее — 0,18 мкм) и особенности архитектуры процессора — длина конвейера (чем длиннее, тем лучше) и частота кэш-памяти второго уровня.
Сразу же нужно заметить, что разгон процессора — дело опасное, так как может привести к потере работоспособности отдельных устройств ПК. И, как правило, все, кто рассказывает о разгоне процессоров, делают обязательные приписки о том, что не несут ответственности за выход системы пользователя из строя при ее разгоне. Но в большинстве случаев процессор выходит из строя, потому что пользователь пренебрегает некоторыми общими правилами выполнения этого процесса. Рекомендуется придерживаться следующих основных правил:
1. Разгонять процессор нужно постепенно;
2. Ни в коем случае не пренебрегать охлаждением процессора;
3. После разгона процессора необходимо протестировать стабильность работы ПК с различными программами.
Тактовую частоту можно повысить тремя способами:
1. Увеличить множитель частоты,
2. Увеличить скорость системной шины;
3. Увеличить и скорость системной шины, и множитель.
Рассмотрим это на примере процессора Pentium с частотой 400 МГц. В этом случае процессор стандартно работает с множителем 6 при тактовой частоте системной шины 66 МГц (6x66 = 396, или - 400 МГц). Если вы хотите повысить только тактовую частоту процессора, то рекомендуется повысить множитель, например до 6,5. Тогда процессор будет работать с частотой 433 МГц, а все другие компоненты продолжают работать с частотой системной шины. Это более простой и безопасный метод разгона, так как проще выяснить те пределы, до каких можно разогнать процессор.
В большинстве случаев этот способ неприменим к системам на основе процессоров Intel, поскольку Intel заблокировала выполнение подобных манипуляций. Системы же на основе AMD вполне пригодны для применения такого разгона.
Второй способ вызывает несколько больше изменений. Если вместо множителя повысить саму тактовую частоту системной шины (например, 6x72 = 432 МГц), то придется работать быстрее не только процессору, но и всем его устройствам. Установка (6x75 = 450 МГц) на практике является более быстрой, чем приведенная выше (6,5x66 = 429 МГц), хотя сам процессор работает медленнее. Особенность второго способа состоит в том, что при изменении скорости работы системной шины автоматически изменяется и скорость работы оперативной памяти и карт расширений и не всегда удается провести изменения так, чтобы обеспечить стабильность работы всех компонентов.
Ниже приведены рекомендации, выполнив которые можно разогнать процессор до нужной частоты и обеспечить стабильную работу ПК:
1. Изменяйте частоту системной шины не более чем на 10 МГц за одну итерацию;
2. Не изменяйте множитель частоты за одну итерацию на величину, большую единицы;
3. После каждого изменения параметров системы перезагружайте ПК и убеждайтесь, что Windows загружается без проблем;
4. Дойдя до такой, скорости, при которой Windows не загружается, вернитесь к предыдущему значению скорости (уменьшение скорости также проводите постепенно);
5. Определив необходимую скорость работы процессора и перезагрузив компьютер, проведите тестирование системы на предмет стабильной ее работы.
6. Поздравьте Себя! Вы стали оверклокером. Можете прорезюмировать некоторые трудности и особенности своего процессора. Может Вы захотите разгонять камни на професcиональном уровне? Напишите резюме образец, и отправте какой нибудь крупной фирме.
Естественно, в тестируемой партии процессоров могут оказаться экземпляры, обеспечивающие устойчивую работу и на большей частоте. А учитывая, что температурные условия при тестировании более жесткие, чем при работе в вентилируемом корпусе, при эффективном и интенсивном охлаждении процессора можно обеспечить нормальную работу на частоте выше номинальной.
На величину максимально достижимой тактовой частоты процессора влияют некоторые факторы. Это используемые при разработке и производстве чипа проектно-технологические нормы (в настоящее время технология 0,13 мкм, ранее — 0,18 мкм) и особенности архитектуры процессора — длина конвейера (чем длиннее, тем лучше) и частота кэш-памяти второго уровня.
Сразу же нужно заметить, что разгон процессора — дело опасное, так как может привести к потере работоспособности отдельных устройств ПК. И, как правило, все, кто рассказывает о разгоне процессоров, делают обязательные приписки о том, что не несут ответственности за выход системы пользователя из строя при ее разгоне. Но в большинстве случаев процессор выходит из строя, потому что пользователь пренебрегает некоторыми общими правилами выполнения этого процесса. Рекомендуется придерживаться следующих основных правил:
1. Разгонять процессор нужно постепенно;
2. Ни в коем случае не пренебрегать охлаждением процессора;
3. После разгона процессора необходимо протестировать стабильность работы ПК с различными программами.
Тактовую частоту можно повысить тремя способами:
1. Увеличить множитель частоты,
2. Увеличить скорость системной шины;
3. Увеличить и скорость системной шины, и множитель.
Рассмотрим это на примере процессора Pentium с частотой 400 МГц. В этом случае процессор стандартно работает с множителем 6 при тактовой частоте системной шины 66 МГц (6x66 = 396, или - 400 МГц). Если вы хотите повысить только тактовую частоту процессора, то рекомендуется повысить множитель, например до 6,5. Тогда процессор будет работать с частотой 433 МГц, а все другие компоненты продолжают работать с частотой системной шины. Это более простой и безопасный метод разгона, так как проще выяснить те пределы, до каких можно разогнать процессор.
В большинстве случаев этот способ неприменим к системам на основе процессоров Intel, поскольку Intel заблокировала выполнение подобных манипуляций. Системы же на основе AMD вполне пригодны для применения такого разгона.
Второй способ вызывает несколько больше изменений. Если вместо множителя повысить саму тактовую частоту системной шины (например, 6x72 = 432 МГц), то придется работать быстрее не только процессору, но и всем его устройствам. Установка (6x75 = 450 МГц) на практике является более быстрой, чем приведенная выше (6,5x66 = 429 МГц), хотя сам процессор работает медленнее. Особенность второго способа состоит в том, что при изменении скорости работы системной шины автоматически изменяется и скорость работы оперативной памяти и карт расширений и не всегда удается провести изменения так, чтобы обеспечить стабильность работы всех компонентов.
Ниже приведены рекомендации, выполнив которые можно разогнать процессор до нужной частоты и обеспечить стабильную работу ПК:
1. Изменяйте частоту системной шины не более чем на 10 МГц за одну итерацию;
2. Не изменяйте множитель частоты за одну итерацию на величину, большую единицы;
3. После каждого изменения параметров системы перезагружайте ПК и убеждайтесь, что Windows загружается без проблем;
4. Дойдя до такой, скорости, при которой Windows не загружается, вернитесь к предыдущему значению скорости (уменьшение скорости также проводите постепенно);
5. Определив необходимую скорость работы процессора и перезагрузив компьютер, проведите тестирование системы на предмет стабильной ее работы.
6. Поздравьте Себя! Вы стали оверклокером. Можете прорезюмировать некоторые трудности и особенности своего процессора. Может Вы захотите разгонять камни на професcиональном уровне? Напишите резюме образец, и отправте какой нибудь крупной фирме.
Как работает центральный процессор
Центральный процессор несомненно можно назвать сердцем любого современного компьютера, представляющий собой очень маленький (с ноготь человека) кремниевый кристалл, содержащий огромное количество (несколько миллионов) транзисторов, размещённых в нём.
Быстродействие таких процессоров достигает около сотни или более миллионов команд (или инструкций) в секунду. Центральный процессор довольно часто называют чипом (от англ. chip — микросхема, а chipset — это набор микросхем). Такие распространенные слова, как центральный процессор, микропроцессор и чип стали в наше время синонимами. Вспомним, что действия центрального процессора заключаются в выполнении некоторой программы, т.е. набора вполне определенных команд, поступающих во вполне определенном порядке.
Процесс выполнения каждой команды состоит в следующем: сначала двоичный код команды извлекается из памяти по заданному адресу, затем этот код преобразуется во внутренний для процессора код — команда дешифруется. И, наконец, команда исполняется. Для выполнения многих команд добавляются действия по считыванию данных из памяти. Такие команды, естественно, выполняются дольше, что усложняет работу ЦП, создавая интервал времени, когда ЦП ожидает поступления данных. Чтобы ускорить работу ЦП, в современных компьютерах используется механизм конвейеризации. Смысл этого механизма состоит в том, что, пока одна команда извлекается из памяти, вторая в это же время дешифруется, а третья исполняется.
Одновременно в конвейере может находиться 5 или 6 команд, каждая на разной стадии работы с ней. Таким образом, по завершении выполнения одной команды сразу начинается исполнение другой, которая к этому моменту уже извлечена из памяти и дешифрована. Механизм конвейеризации значительно увеличивает быстродействие компьютера.
Быстродействие таких процессоров достигает около сотни или более миллионов команд (или инструкций) в секунду. Центральный процессор довольно часто называют чипом (от англ. chip — микросхема, а chipset — это набор микросхем). Такие распространенные слова, как центральный процессор, микропроцессор и чип стали в наше время синонимами. Вспомним, что действия центрального процессора заключаются в выполнении некоторой программы, т.е. набора вполне определенных команд, поступающих во вполне определенном порядке.
Процесс выполнения каждой команды состоит в следующем: сначала двоичный код команды извлекается из памяти по заданному адресу, затем этот код преобразуется во внутренний для процессора код — команда дешифруется. И, наконец, команда исполняется. Для выполнения многих команд добавляются действия по считыванию данных из памяти. Такие команды, естественно, выполняются дольше, что усложняет работу ЦП, создавая интервал времени, когда ЦП ожидает поступления данных. Чтобы ускорить работу ЦП, в современных компьютерах используется механизм конвейеризации. Смысл этого механизма состоит в том, что, пока одна команда извлекается из памяти, вторая в это же время дешифруется, а третья исполняется.
Одновременно в конвейере может находиться 5 или 6 команд, каждая на разной стадии работы с ней. Таким образом, по завершении выполнения одной команды сразу начинается исполнение другой, которая к этому моменту уже извлечена из памяти и дешифрована. Механизм конвейеризации значительно увеличивает быстродействие компьютера.
Подписаться на:
Сообщения (Atom)