Перспективы развития микропроцессоров

Gulftown станет одним из первых представителей семейства Keifer. Этот процессор будет выпущен в 2009;2010 годах при использовании технологического процесса с нормами 32 нм. Он будет объединять 32 четырёхъядерных узла, фактически являясь 128-ядерным CPU с логической точки зрения и 32-ядерным с технологической. Каждый четырёхъядерный узел Gulftown будет снабжён общей разделяемой кэш-памятью объёмом 3 Мбайта и индивидуальным кэшем для каждого ядра объёмом 512 Кбайт. Все такие узлы будут объединены в кольцевую структуру, собственно, формирующую процессор.

Следует отметить, что подобные многоядерные процессоры нацеливаются Intel в первую очередь на покорение серверного рынка. Можно сказать практически наверняка, что настольные компьютеры к 2010 году не потребуют столь продвинутой многопоточности. Главной же задачей Intel, преследуемой при разработке микроархитектур с высоким уровнем параллелизма, является конкуренция на cерверном рынке с компанией Sun, уже сейчас предлагающей процессоры семейства Ultra Sparc, позволяющие выполнять до 32 вычислительных потоков одновременно.

Знакомство с платформой Intel V8 оставляет после себя неизгладимое впечатление. Полученные результаты тестов настолько высоки, что мы, не сомневаясь, можем смело охарактеризовать её как самую быструю десктопную систему для многопоточной работы (среди существующих в настоящее время). Во всех приложениях, имеющих оптимизацию под SMP, рассмотренная платформа для настольных компьютеров и рабочих станций, объединяющая два четырёхъядерных процессора Xeon, просто обязана демонстрировать непревзойдённую производительность.

Впрочем, сказанное справедливо главным образом благодаря отсутствию на рынке конкурирующих восьмиядерных систем. Поэтому, после выхода обновлённой версии платформы AMD FASN8, укомплектованной четырёхъядерными процессорами с микроархитектурой K10, ситуация может измениться. Тем более что Intel V8 имеет ряд существенных недостатков, уходящих корнями в её серверное происхождение.

Во-первых, в предложенной Intel восьмиядерной системе не самым рациональным образом реализована подсистема памяти, построенная на FB DDR2 модулях. Она имеет слишком высокую латентность, что отрицательным образом сказывается на быстродействии в ряде распространённых задач. Во-вторых, используемые в основе Intel V8 материнские платы для рабочих станций, базирующиеся на наборе логики i5000X, не лучшим образом подходят для нужд энтузиастов. Они имеют большое количество ненужных для этой категории потребителей функций, не обладая в то же время никакими средствами для разгона процессоров. И, в-третьих, платформа Intel V8 предлагает несколько урезанные возможности для реализации высокопроизводительной видеоподсистемы. Лишь немногие материнские платы на наборе логики i5000X имеют необходимые слоты для установки пары видеокарт, но даже они позволяют использовать технологии SLI и Crossfire лишь в режиме ограниченной производительности по схеме PCI Express x16 + PCI Express x4.

Поэтому, прежде чем делать окончательный вывод о перспективах платформы Intel V8, как об отличном восьмиядерном решении, необходимо дождаться появления тестов конкурирующей платформы AMD FASN8, снабженной двумя четырёхъядерными процессорами нового поколения. Появление соответствующих CPU семейства Phenom FX (с кодовым именем Agena FX) ожидается в третьем квартале, так что ждать осталось недолго. К тому же уже сейчас можно сказать, что платформы AMD Quad FX и FASN8, в отличие от Intel V8, — более дружественны энтузиастам по своим характеристикам и возможностям. Но все точки над i, безусловно, смогут расставить только результаты тестов.

В отличие от AMD, которая для создания своей платформы Quad FX выпустила специальные процессоры, а также договорилась с партнёрами о создании специализированных наборов логики и материнских плат, компания Intel пошла по более простому пути. Фактически, платформа V8 представляет собой обычную рабочую станцию, построенную на базе двух четырёхъядерных процессоров Xeon Clowertown, устанавливаемых в материнскую плату с чипсетом i5000X Greencreek. В этом смысле предложение Intel не столь инновационно. Компьютеры, построенные на тех же самых принципах, уже давно предлагает своим клиентам компания Apple, они носят название Mac Pro. Кстати, недавно в числе моделей Mac Pro появилась новинка, использующая именно пару скоростных четырёхъядерных процессоров с микроархитектурой Core.

В качестве основы собственного восьмиядерного компьютера для энтузиастов компания Intel рекомендует использовать старшие модели процессоров Xeon, известные также под кодовым именем Clowertown. Эти процессоры обладают микроархитектурой Core и имеют четырёхъядерную структуру. Иными словами, они во многом похожи на четырехъядерные процессоры Core 2 Quad и Core 2 Extreme с кодовым именем Kentsfield. Однако, учитывая тот факт, что процессоры Xeon ориентированы на использование в составе серверов и высокопроизводительных рабочих станций, они имеют несколько отличающееся от десктопных процессоров LGA771 исполнение, способны работать в двухсокетных системах и требуют применения особых чипсетов и, соответственно, материнских плат.

Выбор в качестве компонентов топового решения для продвинутых пользователей процессоров Xeon вызван не только тем, что они, в отличие от Core 2 Extreme, способны работать в двухсокетных системах. Дело ещё и в том, что к настоящему моменту линейка процессоров Xeon смогла обогнать свои «настольные» аналоги по целому ряду важных качеств, в том числе и по тактовой частоте. Так, старшая модель Xeon (Clowertown), имеющая процессорный номер X5365, работает на тактовой частоте 3.0 ГГц и использует 1333-мегагерцовую шину, которая придёт в десктопные системы только летом. Именно такие процессоры в количестве двух штук и выступили в качестве базиса «восьмиядерного персонального компьютера для создания медиаконтента» в нашем тестировании.

Intel всеми силами будет стараться улучшить соотношение производительность на ватт — сделать процессор как можно менее жарким и жадным до питания. В планах компании значится ввод нового типа транзисторов с тремя затворами (tri-gate), внедрение новых методов литографической печати, не говоря уже про интервенцию на рынок дискретных видеокарт. Рост степени параллелизма в архитектурах процессоров Intel указан на в Приложении 1.

Intel объявила о завершении разработки 32 нм техпроцесса изготовления чипов, так что первые процессоры с соответствующей технологией должны появиться в конце 2009 года. 22 нм нормы производства должны быть разработаны к 2013 году: в этот срок можно ожидать начало массового изготовления.

Амбициозные планы Intel по развитию ключевых характеристик архитектуры процессоров на период до 2015 года включают в себя следующие пункты:

многопроцессорная обработка на уровне кристалла (CMP);

специализированное аппаратное обеспечение;

подсистемы памяти большой емкости;

микроядро;

виртуализация;

полупроводниковые производственные технологии;

совместимость и доступность экосистемы.

Проблемы, с которыми придется столкнуться:

управление питанием и охлаждением;

параллелизм;

сложность управления;

безопасность и управляемость;

изменчивость и достоверность вычислений;

высокоскоростные межкомпонентные соединения.

III.4 Ближайшие перспективы развития процессоров AMD

Первые процессоры AMD, выполненные по 32-нанометровой технологии, появятся на рынке в 2010 году. Производиться 32-нанометровые чипы AMD будут на предприятии Foundry Company. Эта компания будет выделена из AMD в рамках предстоящей реструктуризации. Foundry Company получит в распоряжение существующие заводы AMD, кроме того, в перспективе планируется строительство новой линии в Нью-Йорке. Причём Foundry Company займётся изготовлением продукции как по заказам AMD, так и по контрактам со сторонними компаниями.

Производство процессоров AMD по 32-нанометровой технологии планируется организовать в Дрездене (Германия). Данная методика будет применяться как при изготовлении центральных компьютерных чипов, так и графических процессоров ATI. На ближайшую же перспективу намечен переход на 45-нанометровый техпроцесс. Ожидается, что выпуск продуктов по этой методике компания освоит до конца текущего года.

Нужно также заметить, что корпорация Intel, главный конкурент AMD, уже демонстрировала образцы процессоров, изготовленных с применением 32-нанометровой методики. Массовое производство таких чипов Intel планирует наладить уже в следующем году. Кроме того, к началу выпуска процессоров с применением 32-нанометровой технологии готовится корпорация IBM.

До конца весны 2009 года компания AMD представит новые двухъядерные Athlon Neo и дополнительные модели процессоров Opteron. Но уже сегодня производитель смотрит в будущее и говорит, что линейка процессоров под брендами Athlon и Opteron будет развиваться и в 2010 году на рынке появится мощная вычислительная платформа Magny-Cours, чипы которой будут насчитывать от 8 до 12 автономных ядер, в еще через два года AMD представит первые 16-ядерные процессоры для серверов и рабочих станций.

Производитель отмечает, что представить обновленные версии процессоров можно было бы и раньше, но финансовый кризис и падение выручки вносит свои коррективы. По словам исполнительного директора компании Дирка Меера, сообщение о новых процессорах и будущих планах компании появилось именно сегодня, и это не случайно, так как именно 22 апреля 6 лет назад AMD представила первый процессор семейства Opteron. Тогда этот процессор достиг серьезного успеха на рынке, хотя и был одноядерным.

В настоящее время AMD также тестирует и улучшает свой 12-ядерный процессор Magny-Cours, который должен выйти на рынок в первом квартале 2010 года. Magny-Cours будет совершенно новым продуктом с существенными изменениями в архитектуре, поэтому он не будет совместим аппаратно с предыдущими поколениями Opteron.

Говоря о более отдаленных перспективах, производитель намерен в 2011 года выпустить еще более мощный процессор Interlagos, который будет работать на базе системной архитектуры Bulldozer. Эти процессоры будут насчитывать от 12 до 16 ядер. На уровне разъемов они будут совместимы с платами класса Magny-Cours.

Будущие процессоры AMD получат как минимум 4 канала HyperTransport, вместо нынешних трех. Также все процессоры будут иметь интегрированные контроллеры памяти, что позволит максимизировать производительность на участке «процессор-оперативная память». Наконец, все процессоры с 8 и более ядрами получат полностью обновленные системы AMD-V и AMD-P для управления виртуализаций и энергопотреблением. Что касается чипов Interlagos, то они также получат поддержку архитектуры Direct Connect Architecture 2.

0.

В компании также обращают внимание и на еще один важный аспект: каждое новое поколение процессоров будет обеспечивать почти линейный рост производительности, чего обычно не происходит (как правило рост составляет 20−40%, а не 100%). Секрет этого в том, что будущие модели чипов будут иметь не только большие количества ядер, но и иные инновации, такие как усовершенствованная система ввода/вывода, новые контроллеры памяти и др.

После релиза компания будет разделять линейку Opteron на два сегмента: Opteron 6000 и 4000

Первые будут базироваться на чипсете G34 и предназначаться для решений класса HiEnd. Они будут поддерживать до 4 каналов памяти DDR3 с 12 модулями памяти на каждый сокет. Вторые будут работать на чипсете С32 с иметь по два канала DDR3.

6000-я линейка будет представлена 12-ядерными Magny-Cours, созданными по 45-нм технологии, и 12−16-ядерными Interlagos, созданными по 32-нм технологии. 4000-я линейка будет представлена чипами Lisbon (c 2010 года) и Valensia с 2011 года.

Вслед за выпуском 6-ядерных процессоров Opteron Istanbul, AMD планирует представить в 2010 году первые устройства, основанные на втором поколении архитектуры DCA (Direct Connect Architecture 2.0). DCA 2.0 получит четыре связи HyperTransport на один процессор, четырехканальный контроллер памяти стандарта DDR3, улучшенные средства виртуализации и более высокую энергоэффективность.

Также в 2010 году появятся новый серверный процессорный разъем G34 (1974 контакта) и процессоры Opteron серии 6000 (в рамках платформы Maranello) под кодовым названием Mangly-Cours, которые производятся по нормам 45-нанометрового технологического процесса и содержат 8 или 12 ядер. Уже в 2011 году будут выпускаться 32-нанометровые модели Interlagos с 12, а позже и с 16 ядрами.

Более доступная платформа San Marino получит разъем C32 и процессоры серии Opteron 4000. 45-нанометровые модели в 2010 году получат 4 и 6 ядер (Lisbon)и контроллер двухканальной памяти стандарта DDR3. В 2011 году также появятся 32-нанометровые устройства Valencia с 6 и 8 ядрами.

В 2012 году планируется представить серверную платформу нового поколения, но подробности о ней пока не сообщаются.

В ближайшее время компания AMD планирует представить новую модель процессора Phenom II X4, которая станет флагманским представителем своего семейства. Готовящийся к выпуску чип получит название Phenom II X4 965 Black Edition. Он будет производиться по 45-нанометровой технологии, и работать на тактовой частоте 3,4 ГГц. Процессор получит четыре ядра, 2 Мб Кеш-памяти второго уровня и 6 Мб Кеша третьего уровня. Максимальное значение рассеиваемой тепловой энергии (TDP) составит 125 Вт.

III.5 Перспективы развития российской высокопроизводительной микропроцессорной техники серии «Эльбрус»

Одновременно с Intel работа над «явно параллельной» архитектурой шла в России. Отечественная ЭВМ «Эльбрус-3», разрабатываемая в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМиВТ), могла стать одним из первых в мире компьютеров, использующих эту архитектуру. Однако, будучи собран в 1991 г. в единственном экземпляре, отлажен он не был, и работы по его проектированию свернули.

Впоследствии учрежденный ИТМиВТ «Московский центр SPARC-технологий» (МЦСТ) предпринимал попытки возрождения «явно параллельных» процессоров. Из них более всего известен проект микропроцессора «Эльбрус-2000″ или E2K, который и лег в основу нынешнего „Эльбруса-3М“. Как говорят разработчики, „Эльбрус“ — это E2K на 98%». Отличаются они, например, размером кэша I уровня: в «Эльбрусе» его размер — 64 килобайта против 8 в E2K.

Несмотря на скромную тактовую частоту и необходимость эмулировать работу Pentium, вещественные задачи «Эльбрус» обсчитывает быстрее оригинала. «Эльбрус» не быстрее Pentium, но при вещественных вычислениях он при своих 300 MHz показывает производительность, аналогичную Pentium с частотой 500 MHz — 1,5 GHz в зависимости от задачи.

Сейчас о массовости говорить рано: производство можно назвать скорее штучным. Число выпущенных в этом году «Эльбрусов» разработчики характеризуют как «несколько десятков». Тем не менее, к концу 2008 г. они должны поставить заказчикам 100 первых 64-процессорных комплексов «Эльбрус-3М». Как ожидается, они будут работать в частях ПРО, ПВО и в криптографических подразделениях спецслужб [33].

Разрабатывается новая версия процессора — Эльбрус-S (SOC). Частота 500 МГц, 2 контроллера памяти DDR-2. 4 контроллера LVDS 1+1 Gb/s для межпроцессорного взаимодействия.

Развитие микропроцессорной архитектуры «Эльбрус» предполагается вести в направлении создания системы на кристалле, увеличения числа процессорных ядер и повышения тактовых частот путем включения большего числа блоков, реализованных с использованием технологии полностью заказного проектирования, а также развития технологии эффективной совместимости с архитектурами IA-32 и Intel 64.

В 2009 году завершается разработка микропроцессора «Эльбрус-S» (техпроцесс — 90 нм, тактовая частота — 500 МГц), представляющего собой систему на кристалле. В него встроены каналы доступа в память, включая контроллеры DDR2 с общей пропускной способностью 8 Гбайт/с, а для создания многопроцессорных систем на общей памяти — три дуплексных канала когерентного обмена с другими процессорами и канал доступа к внешним устройствам. Пиковая производительность микропроцессора возрастет пропорционально тактовой частоте, а производительность на реальных задачах — в два раза по сравнению с микропроцессором «Эльбрус».

Параллельно начата реализация гибридного микропроцессора, содержащего два ядра с архитектурой «Эльбрус» и четыре специализированных ядра для обработки сигналов (техпроцесс — 90 нм, тактовая частота — 600 МГц). Пиковая производительность этого микропроцессора превысит 30 GFLOPS.

В планах МЦСТ освоить технологические нормы 65, 45 и 32 нм, поднять тактовую частоту микропроцессора выше 2 ГГц и увеличить число ядер в нем до 16. Это позволит получить универсальный микропроцессор терафлопного диапазона, а за счет развития линии гибридных микропроцессоров поднять производительность еще на порядок. При проектировании предполагается использовать технологию энергосбережения.

Перспективные проекты микропроцессорной техники на основе архитектуры «Эльбрус» направлены на разработку базовых технологий и конструкций 8-ядерной системы на кристалле и суперкомпьютера петафлопной производительности на ее основе, обеспечивающих достижение высокой и сверхвысокой производительности отечественных управляющих вычислительных систем и комплексов стратегического значения. С переходом на технологические нормы 45 нм вариант реализации серверов на базе 8-ядерной системы на кристалле при тактовой частоте 2 ГГц обеспечит производительность до 8 TFlops и даст возможность создать суперкомпьютер петафлопной производительности.

Структура микропроцессора «Эльбрус» приведена в Приложении 3.

Заключение

В дипломной работе описано видение, которое в некоторых отношениях существенно отличается от сегодняшних принципов построения процессоров и платформ. Но на самом деле это видение основано на продолжающемся развитии движения компаний-разработчиков в сторону повышения уровня параллелизма и подкреплено нашими постоянными инвестициями, исследованиями, разработками, производственным опытом и не имеющей себе равных экосистемой. Все это создает такие возможности, объединив которые, человечество придет в эру мощных, разносторонних и эффективных вычислительных устройств и платформ, построенных на базе этих устройств. В конечном счете, движущей силой этого развития являются модели использования — то, чего люди ожидают от информационных технологий и как они хотят их использовать. И, несмотря на то, что никто не может предсказать, как будут развиваться технологии в будущем, разработки, которые уже начались, позволяют сделать некоторые выводы.

Общая цель, которую стремятся достичь все разработчики микропроцессоров, в общем-то, кристально ясна — получить процессор максимальной производительности с наименьшими затратами как в разработке, так и в производстве. При этом процессор должен быть как можно более универсален. Лишь при достаточно большой массовости производства можно разделить все расходы по разработке модели на такое количество выпущенных экземпляров, что цена одного процессора будет иметь разумный размер. Если же, допустим, процессор найдет весьма узкое применение, то львиную долю его стоимости будут составлять расходы по собственно разработке процессора, а не расходы по его производству. Именно поэтому так дороги уникальные серверные и процессорные платформы, применяемые для нужд обороны и прочих малораспространенных задач. В общем случае, расходы по разработке, скажем, новой модели Pentium и какой-либо сложной специализированной структуры весьма сопоставимы. Однако цена специализированной системы будет превышать цену обычной в десятки раз. Причина этого — в массовости производства.

Современные процессоры AMD и Intel хоть и обеспечивают превосходное быстродействие, а также поддерживают огромное число современных технологий, все еще остаются сильно измененными разработками 10-летней давности. Но обе компании уже объявили о своих намерениях представить ЦП на основе принципиально новых архитектур. У AMD это Bulldozer, у Intel — Nehalem. В этом материале рассматриваются их основные возможности и нововведения, а также дальнейшие перспективы развития рынка микропроцессоров.

Анализируя сегодняшние потребности и тенденции, можно сказать, что архитектура процессоров и платформ должна двигаться в направлении виртуализированной, реконфигурируемой архитектуры CMP с большим числом ядер, богатым набором встроенных функциональных возможностей, большим объемом внутрикристальной памяти и интеллектуальным микроядром. Такая эволюция архитектур, сопровождаемая необходимостью увеличения объемов вычислений и строгим соблюдением совместимости с тысячами существующих приложений, создает уверенность в том, что процессоры и платформы в ближайшие годы станут основой для создания огромного количества фантастических и интеллектуальных новых приложений, которые изменят наш бизнес и образ жизни так, как мы даже не можем представить. А будущее микропроцессорной техники связано сегодня с двумя новыми направлениями — нанотехнологиями и квантовыми вычислительными системами. Эти пока еще главным образом теоретические исследования касаются использования в качестве компонентов логических схем молекул и даже субатомных частиц: основой для вычислений должны служить не электрические цепи, как сейчас, а положение отдельных атомов или направление вращения электронов. Если «микроскопические» компьютеры будут созданы, то они обойдут современные машины по многим параметрам.

Глоссарий

Архитектура микропроцессора — это аппаратная организация и логическая структура микропроцессора, регистры, управляющие схемы, арифметико-логические устройства, запоминающие устройства и связывающие их информационные магистрали.

Виртуализация — создание абстракций, которые позволяют использовать похожие или даже различные элементы компьютерного оборудования посредством единообразных универсальных интерфейсов.

Виртуальная машина — программная или аппаратная среда, исполняющая некоторый код или спецификация такой системы.

Драйвер — компьютерная программа, с помощью которой другая программа получает доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства.

Интегральная схема — микроэлектронное изделие окончательной или промежуточной формы, предназначенное для выполнения функций электронной схемы, элементы и связи которого нераздельно сформированы в объеме и/или на поверхности материала, на основе которого изготовлено изделие.

Контроллер — устройство, которое связывает периферийное оборудование или каналы связи с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления периферией.

Кэш-память — буферное запоминающее устройство, работающее со скоростью, обеспечивающей функционирование процессора без режимов ожидания.

Масштабируемость — это способность системы адаптироваться к расширению предъявляемых требований и возрастанию объемов решаемых задач.

Микропроцессор — это программно-управляемое электронное цифровое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки, выполненное на одной или нескольких интегральных схемах с высокой степенью интеграции электронных элементов.

Микроядро — центральная часть операционной системы, выполняющая основные функции управления системой: управление виртуальной памятью; поддержка выполнения процессов; организация взаимодействия процессов; обслуживание ввода/вывода данных и прерываний.

Мультипроцессор — компьютер, имеющий несколько процессоров и работающий в режиме мультипроцессирования.

Оперативная память — это часть общей памяти компьютера, которая является быстро-запоминающим устройством не очень большого объема, непосредственно связанная с процессором.

Параллелизм (многопоточность) — свойство вычислительных платформ и компьютерных программ, позволяющее исполнять разные операции программ одновременно на разных устройствах.

Производительность — показатель среднего объема произведенной товарной продукции на единицу затраченных ресурсов.

Суперкомпьютер — мощный компьютер с производительностью свыше 100 миллионов операций с плавающей точкой в секунду.

Тактовая частота — скорость процессорного таймера, который задает, насколько быстро процессор может обрабатывать данные. Тактовая частота обычно измеряется в ГГц (гигагерц, или миллиард импульсов в секунду).

Транзистор — электронный прибор из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналом управлять током в электрической цепи.

Унипроцессор — устройство, предназначенное для решения конвейеризуемых или векторизуемых фрагментов задач, в особенности для вычисления сложных векторных выражений.

Центральный процессор — основной рабочий компонент компьютера, который: выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.

Чипсет — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций.

Электронная вычислительная машина — комплекс технических (аппаратных) и программных средств для обработки информации, вычислений, автоматического управления.

Бердышев Е. Технология ММХ. Новые возможности процессоров — М.:ДИАЛОГ-МИФИ, 2008; 234 с.

Басманов А.С. МП и ОЭВМ. — М.: Мир, 2005 — 321с.

Белов А. В. Самоучитель по микропроцессорной технике — М.: Наука и техника, 2007 — 256 с.

Бройдо В.Л., Ильина О. П. Архитектура ЭВМ и систем: Учебник для вузов. 2-е издание — СПб: Питер, 2008 — 720 с.

Гук М. Аппаратные средства IBM PC — СПб.: Питер, 2008 — 341 с.

Гук М. Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия — СПБ.: Питер, 2007 — 528 с.

Гук М., Юров В. Процессоры Pentium 4, Athlon и Duron.- СПб.: Питер, 2005 — 512 с.

Корнеев В., Киселев А. Современные микропроцессоры — СПб: BHV-СПб, 2006. — 448 с.

Микушин А. В. Занимательно о микроконтроллерах — СПб: БХВ-Петербург, 2006 — 432 с.

Мячеев А.А., Степанов В. Н. Персональные ЭВМ и микро

ЭВМ, Справочник. — М.: Радио и связь, 2005 — 321 с.

Новиков Ю.В., Скоробогатов П. К. Основы микропроцессорной техники. 4-е издание — М.: Интернет-университет информационных технологий — ИНТУИТ.ру, БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008 — 358 с.

Острейковский В. А. Информатика — М.: Высшая школа, 2007 — 358 с.

Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах. Справочник. — М.: Радио и связь, 2007 — 356 с.

Пятибратов А.П., Гудыно Л. П., Кириченко А. А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации — М.: Финансы и статистика, 2008 — 724 с.

Ровдо А. А. Микропроцессоры — М.:ДМК, 2008. 592 с.

Семененко В. А., Айдидын В. М., Липова А. Д. «Электронные вычислительные машины». — М.: Высшая школа, 2008 — 430 с.

Семененко В.А., Айдидын В. М., Липова А. Д. Электронные вычислительные машины — М.: Высшая школа, 2006 — 430 с.

Смирнов А. Д. Архитектура вычислительных систем. — М.: Наука, 2008 — 355 с.

Сташин В.В., Урусов А. В. Программирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах. — М.: Энергоатомиздат, 2007 — 290 с.

Сырецкий Г. А. Информатика: Фундаментальный курс: Т. 2: Информационные технологии и системы: Учебник для вузов Учебник для вузов — СПб: БХВ-Петербург, 2007 — 521 с.

Фролов А.В., Фролов Г. В. Аппаратное обеспечение IBM PC. — М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2007 — 365 с.

Шагурин И.И., Бердышев Е. М. Процессры IntelМ.: Горячая линия — ТЕЛЕКОМ, 2007; 248 с.

Шахнов В. А. Микропроцессоры, Учебное пособие в 5-ти книгах. — М.: Высшая школа, 2007 — 322 с.

Шахнов В. А. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем, справочник, том 2. — М.: Инфра-М, 2007 — 271 с.

Шилейко А.В., Шилейко Т. И. Микропроцессоры — М.: Высшая школа, 2007 — 279 с.

Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. — М.: Радио и связь, 2008 — 367 с.

Шишигин И., Колесниченко О. Аппаратные средства РС — СПб.: БХВ-Петербург, 2008 — 423 с.

Карабуто А. Отладка кристаллов микросхем // Компьютера. — 2004 — № 37 — с. 34−36

Ким А. К. Развитие архитектуры вычислительных комплексов серии «Эльбрус» // Сб. научных трудов ИТМ и ВТ / Под ред. Калинина С. В. — М: ИТМ и ВТ им. С. А. Лебедева РАН. — 2008.

№ 1, с. 22−27

Озерцовский С. Микропроцессоры Intel: от 4004 до Pentium Pro // Computer Week — 2006 — № 41 — с. 41- 45

Материалы с официального сайта корпорации Intel ;

http://www.intel.com

Материалы с официального сайта компании AMD ;

http://www.amd.com/ru

Материалы с официального сайта компании ЗАО «МЦСТ» ;

http://www.mcst.ru

Материалы Центра информационных технологий ;

http://www.citforum.ru

Приложение 1

Рост степени параллелизма в архитектурах процессоров Intel®

Приложение 2

Основные характеристики микропроцессора «Эльбрус»

1 Технологический процесс КМОП — 0.13 мкм 2 Рабочая тактовая частота — 300 МГц 3 Пиковая производительность:

64 разряда — 6,67 GIPS/2,4 GFLOPS, 32 разряда — 9,5 GIPS/4,8 GFLOPS, 8/16 разряда — 22,6 GIPS/12,2 GFLOPS.

4 Разрядность данных:

целые — 32, 64 вещественные — 32, 64, 80

5 Кэш-память команд 1-го уровня — 64 Кбайт 6 Кэш-память данных 1-го уровня — 64 Кбайт 7 Кэш-память 2-го уровня — 256 Кбайт 8 Кэш-таблица страниц — 512 входов 9 Пропускная способность шин связи с кэш памятью — 9,6 Гбайт/сек 10 Пропускная способность шин связи с оперативной памятью — 4,8 Гбайт/сек 11 Площадь кристалла — 189 мм² 12 Количество транзисторов — 78 млн 12 Количество слоев металла — 8 13 Тип корпуса / количество выводов — HFCBGA / 900 14 Размеры корпуса — 31×31×2,5 мм 15 Напряжение питания — 1,0 / 3,3 В 16 Рассеиваемая мощность — < 6 Вт

Приложение 3

Структура микропроцессора «Эльбрус»

ALU0…ALU5 — арифметико-логические устройства;

APU — устройство предварительной подкачки массивов;

APB — буфер предварительной подкачки массивов;

bypass, bypass A,, bypass B — обходные каналы;

CU — устройство управления;

PF — предикатный файл;

IB — буфер команд;

D$L1 — кэш данных 1-го уровня;

D$L2 — кэш данных 2-го уровня;

MAU — устройств организации доступа в оперативную память;

MMU — устройство организации виртуальной памяти.