Процессор

Процессор имеет два значения в информационных технологиях, которые очень близки и объясняют схожие процессы.

Первое значение термина «процессор» – это машинная программа, управляющая определенными процессами (чаще всего, обработкой данных и вычислительными процессами).

Во втором значении – «процессор» это устройство, которое выполняет вычислительные и логические операции над имеющимися данными.

Процессор во втором своем значении – устройство – может быть автономным или функциональной частью ЭВМ. В последнем случае под этим термином часто подразумевается центральный процессор, в том числе микропроцессор.

Функциональное назначение процессоров делит их на следующие виды: арифметический процессор, буферный процессор, процессор данных, процессор баз данных, текстовый процессор, процессор ввода-вывода, интерфейсный процессор, лингвистический процессор, сетевой процессор, межсетевой процессор, процессор передачи данных, терминальный процессор, специализированный процессор и т.д.

Пользовательские характеристики процессоров отражают его производительность, энергоэффективность, функциональные возможности и стоимость.

Типы процессоров.

Каждый процессор характеризуется набором выполняемых команд, скоростью выполнения команд в миллионах операций в секунду (mips), разрядностью используемой шины, размерами обрабатываемых слов и объемом адресуемой памяти.

В зависимости от набора и порядка выполнения команд процессоры подразделяются на: классические процессоры, процессоры с сокращенным набором команд, процессоры c минимальным набором длинных команд и на процессоры с набором сверхдлинных команд.

CISC (Complex Instruction Set Computing) – это технология и архитектура построения микропроцессоров, разработанная корпорацией Intel.

RISC (Redused Instruction-Set Computing) – эта технология и архитектура построения микропроцессоров, альтернативна технологии CISC.

Разработана корпорацией IBM. Принцип построения RISC-процессоров основан на применении набора простых команд и на их основе сборки требуемых более сложных команд. Это позволяет делать микропроцессоры более компактными и производительными, а также менее энергоемкими и дорогими.

Еще одно преимущество технологии RISC заключается в принципиальной возможности обеспечения совместимости ПК типа IBM PC и Macintosh фирмы Apple.

SPARC (Scalable Processor ARChitecture) – микроархитектура, успешно конкурирующая с RISC-системой компании IBM. Это открытый стандарт процессорной архитектуры, права на которую принадлежат Ассоциации SPARC.

Наиболее известны компании, выпускающие SPARC-серверы, как: Sun Microsystems и Fujitsu Siemens Computers.

В первом процессоре UltraSPARC, разработанном компанией Sun, с целью повышения производительности произведено разделение на кристалле кэш-памяти команд и данных; организована широкая выборка команд; созданы эффективные средства динамического прогнозирования переходов; оптимизированы конвейерные операции обращения к памяти; реализованы команды обмена данными между памятью и регистрами данных с плавающей запятой, что позволяет не приостанавливать выполнение диспетчеризации команд обработки, и т.д.

При изготовлении первой двухъядерной модели, UltraSPARC IV, которая объединяет на одном кристалле два ядра UltraSPARC III, производительность микропроцессора повысилась в 1,6-2 раза. В 2004 г., в связи с переходом на 90 нм технологию, производительность новой версии процессора UltraSPARC IV+ увеличена в 2 раза уже по отношению к UltraSPARC IV.

Еще одной крупной компанией, успешно развивающей технологию производства RISC-процессоров (PA-RISC), является Hewlett-Packard. Эта технология была использована корпорацией Intel при разработке модели Itanium 2. В свою очередь компания HP для перехода от старых HP9000 серверов на платформу Itanium весной и осенью 2006 г. представила семейства серверов HP Integrity, построенных на архитектуре IA-64 и использующих многопроцессорные чипсеты, масштабируемые до четырех и восьми процессорных ядер Montecito.

ZISC (Zero Instruction Set Computer) – это один из проектов IBM, разработанный совместно с компанией Silirec для создания нового поколения микропроцессоров, идущих на смену процессорам RISC (с сокращенным набором команд). Процессоры типа ZISC командами не оперируют, поскольку представляют собой нейронные сети, принимающие на вход векторы длиной от десятков до сотен байтов.

Подключать микропроцессоры ZISC можно параллельно и в неограниченных количествах. Их взаимодействие только повышает качество результата, не сказываясь на времени ответа. Типовая ZISC-плата содержит от трех до шести ZISC-чипов (по 200 нейронов в каждом), подключается она к ПК через шины PCI, ISA, PCMCIA или VME и выполняет 1 млн. операций сопоставления с шаблоном на процессоре, работающем с тактовой частотой 50 МГц.

Среди процессоров также различают процессоры-клоны (cloneprocessor, clone) – это процессор, выпускаемый не фирмой-разработчиком, в том числе и по лицензии или без нее.

Наибольшее распространение на мировом рынке средств вычислительной техники получили клоны микропроцессоров моделей ряда х386, х486, Pentium II,Pentium III и т.д., выпускаемые другими фирмами - не Intel.

Как правило, клоны представляют собой собственную разработку выпускающих их фирм. При этом они могут быть как полностью, так и только частично совместимы с оригинальной продукцией корпорации Intel, иметь отличные от них характеристики и даже успешно конкурировать с ними.