Процессор с Hyper-Threading
Евгений Рудометов, Виктор Рудометов.
authors@rudometov.com
Статья основана на материалах книг "Устройство мультимедийного компьютера" и "Материнские платы и чипсеты"
Развивая возможности архитектуры NetBurst, фирма Intel разработала новую перспективную технологию Hyper-Threading, обеспечивающую обработку процессором данных в многопроцессорном режиме. Поддержки этой технологии осуществляется моделями процессоров, начиная с объявленного Pentium 4 c рабочей частотой 3,06 ГГц.
Несмотря на неблагоприятные прогнозы многочисленных скептиков, компьютерная отрасль продолжает свое стремительное развитие, удивляя многочисленных пользователей новыми технологиями и созданными на их основе изделиями. Казалось бы еще совсем недавно высшим достижением считался изобретенный специалистами фирмы Intel первый микропроцессор. Известный как i4004, он решал задачи со скоростью 60 тысяч операций в секунду, работал на частоте 108 кГц, был создан по технологии 10 мкм, имел 2300 транзисторов, подключался через 4-разрядную шину и был способен адресовать 640 байт. И вот несколько дней назад, спустя 31 год после выпуска первого процессора, была объявлена новая флагманская модель процессора, рабочая частота которого уже превышает 3 ГГц. Этот процессор архитектуры NetBurst является наиболее мощным представителем линейки Pentium 4. Он создан по технологии 0,13 мкм, имеет ядро Northwood, кэш-память второго уровня (L2) 512 Кбайт, рабочую частоту 3,06 ГГц, рассчитан на работу в системах с процессорной шиной 533 МГц (тактовая частота FSB 133 МГц, что обеспечивает частоту передачи данных 533 МГц) и ориентирован на рынок настольных компьютеров (Desktop).
Являясь наиболее производительной моделью, этот процессор воплотил в себе все достижения специалистов Intel. Эти достижения в совокупности с потенциалом, заложенным в архитектуру NetBurst, позволили достичь столь высоких тактовых частот ядра, а также шин кэш-памяти L2 и процессорной FSB.
Но ни для кого не секрет, что разработка высокочастотных изделий является чрезвычайно сложной задачей, требующей разрешения многочисленных научно-технических проблем.
Действительно, еще каких-нибудь два-три десятка лет назад такие рубежи считались недостижимыми для полупроводниковой техники на основе кремния. Гигагерцевые частоты были подвластны только специальным приборам, типа клистронов, магнетронов и т. п.
И только планомерное совершенствование электронных технологий и архитектуры микросхем позволяли постепенно увеличивать частоты и производительность полупроводниковых изделий.
Но каждый следующий мегагерц, а теперь и гигагерц, даются все труднее, несмотря на кажущуюся простоту и регулярность появления новых все более высокочастотных и более производительных моделей процессоров.
Однако частотный рост является не единственным средством повышения производительности. Специалисты постоянно предлагают новые пути и средства. Ими стали, например, реализация новых, дополнительных команд и даже групп команда типа MMX, SSE и SSE2. Другим путем является использование многочисленных конвейеров и даже нескольких арифметико-логических устройств, реализующих одновременное исполнение нескольких команд.
Все это вместе с ростом тактовых частот ядра и шин способствовало значительному росту производительности процессоров.
Следующим, логическим путем развития архитектуры процессоров стало бы реализация в составе одной микросхемы нескольких ядер, что позволило бы создавать сложные системы, выполняющие команды параллельно на уровне нескольких процессоров. Этот путь собираются выбрать некоторые крупные корпорации, занимающиеся разработкой и выпуском процессоров.
Однако, не рассматривая всех сложностей этого решения, необходимо признать, что данный путь ведет к значительному увеличению цены изделий, по крайней мере, на цену второго ядра.
Перейти к разрелу Процессоры