Які види мікропроцесорів бувають?

Класифікація мікропроцесорів (Лекція)

1. Класифікація мікропроцесорів за кількістю великих інтегральних схем

2. Класифікація мікропроцесорів за призначенням

3. Класифікація мікропроцесорів на вигляд оброблюваних сигналів

4. Класифікація мікропроцесорів за характером тимчасової організації

5. Класифікація мікропроцесорів щодо організації структури

6. Класифікація мікропроцесорів за кількістю виконуваних програм

Існує безліч різних класифікацій мікропроцесорів.

1. Класифікація мікропроцесорів за кількістю великих інтегральних схем

За кількістю великих інтегральних схем (ВІС) у мікропроцесорному комплекті розрізняють мікропроцесори однокристальні, багатокристальні та багатокристальні секційні.

Процесори навіть найпростіших ЕОМ мають складну функціональну структуру, містять велику кількість електронних елементів та безліч розгалужених зв'язків. Змінювати структуру процесора необхідно так, щоб повна принципова схема або її частини мали кількість елементів та зв'язків, сумісну з можливостями ВІС. У цьому мікропроцесори набувають внутрішню магістральну архітектуру, тобто. е. в них до єдиної внутрішньої інформаційної магістралі підключаються всі основні функціональні блоки (арифметико-логічний, робочих регістрів, стека, переривань, інтерфейсу, управління та синхронізації та ін.).

Для обґрунтування класифікації мікропроцесорів за кількістю ВІС треба розподілити всі апаратні блоки процесора між основними трьома функціональними частинами: операційною, керуючою та інтерфейсною.Складність операційної та керуючої частин процесора визначається їх розрядністю, системою команд та вимогами до системи переривань; складність інтерфейсної частини розрядністю та можливостями підключення інших пристроїв ЕОМ (пам'яті, зовнішніх пристроїв, датчиків та виконавчих механізмів та ін.). Інтерфейс процесора містить кілька десятків інформаційних шин даних (ШД), адрес (ША) та управління (ШУ).

Однокристальні мікропроцесори виходять при реалізації всіх апаратних засобів процесора у вигляді однієї БІС або НВІС (надвеликої інтегральної схеми). У міру збільшення ступеня інтеграції елементів у кристалі та числа висновків корпусу параметри однокристальних мікропроцесорів покращуються. Однак можливості однокристальних мікропроцесорів обмежені апаратними ресурсами кристала та корпусу. Для отримання багатокристального мікропроцесора необхідно провести розбиття його логічної структури на функціонально закінчені частини та реалізувати їх у вигляді ВІС (НВІС). Функціональна завершеність ВІС багатокристального мікропроцесора означає, що його частини виконують заздалегідь певні функції та можуть працювати автономно.

На показано функціональне розбиття структури процесора при створенні трикристального мікропроцесора (пунктирні лінії), що містить ВІС операційного (ОП), ВІС керуючого (УП) і ВІС інтерфейсного (ІП) процесорів.

Мал. Функціональна структура процесора (а) та її розбиття для реалізації процесора у вигляді комплекту секційних ВІС (б)

Операційний процесор служить для обробки даних, керуючий процесор виконує функції вибірки, декодування та обчислення адрес операндів і також генерує послідовності мікрокоманд.Автономність роботи та велика швидкодія БІС УП дозволяє вибирати команди з пам'яті з більшою швидкістю, ніж швидкість виконання БІС ВП. При цьому в УП утворюється черга ще не виконаних команд, а також заздалегідь готуються дані, які будуть потрібні ОП в наступних циклах роботи. Така випереджальна вибірка команд заощаджує час ВП на очікування операндів, необхідних виконання команд програм. Інтерфейсний процесор дозволяє підключити пам'ять та периферійні засоби до мікропроцесора; він, по суті, є складним контролером для пристроїв введення/виведення інформації. БІС ІП виконує також функції каналу прямого доступу до пам'яті.

Вибираються з пам'яті команди розпізнаються і виконуються кожною частиною мікропроцесора автономно і може бути забезпечений режим одночасної всіх ВІС МП, тобто. конвеєрний потоковий режим виконання послідовності команд програми (виконання послідовності з невеликим зсувом часу). Такий режим роботи значно підвищує продуктивність мікропроцесора.

Багатокристалічні секційні мікропроцесори виходять у тому випадку, коли у вигляді БІС реалізуються частини (секції) логічної структури процесора при функціональному розбиття її вертикальними площинами (рис. 3, б). Для побудови багаторозрядних мікропроцесорів при паралельному включенні секцій ВІС у них додаються засоби "стикування".

Для створення високопродуктивних багаторозрядних мікропроцесорів потрібно так багато апаратних засобів, що не реалізуються в доступних БІС, що може виникнути необхідність ще й у функціональному розбиття структури мікропроцесора горизонтальними площинами.Через війну розглянутого функціонального поділу структури мікропроцесора на функціонально і конструктивно закінчені частини створюються умови реалізації кожної їх як БИС. Усі вони утворюють комплект секційних ВІС МП.

Таким чином, мікропроцесорна секція це БІС, призначена для обробки кількох розрядів даних або виконання певних операцій, що управляють. Секційність ВІС МП визначає можливість "нарощування" розрядності оброблюваних даних або ускладнення пристроїв управління мікропроцесора при "паралельному" включенні більшої кількості ВІС.

Однокристальні та трикристальні БІС МП, як правило, виготовляють на основі мікроелектронних технологій уніполярних напівпровідникових приладів, а багатокристальні секційні БІС МП на основі технології напівпровідникових біполярних приладів. Використання багатокристальних мікропроцесорних високошвидкісних біполярних БІС, що мають функціональну закінченість при малій фізичній розрядності оброблюваних даних і монтуються в корпус з великою кількістю висновків, дозволяє організувати розгалуження зв'язку в процесорі, а також здійснити конвеєрні принципи обробки інформації для підвищення його продуктивності.

2. Класифікація мікропроцесорів за призначенням

За призначенням розрізняють універсальні та спеціалізовані мікропроцесори.

Універсальні мікропроцесори можуть бути використані для вирішення широкого кола різноманітних завдань. При цьому їхня ефективна продуктивність слабо залежить від проблемної специфіки розв'язуваних завдань. Спеціалізація МП, тобто.його проблемна орієнтація на прискорене виконання певних функцій дозволяє різко збільшити ефективну продуктивність під час вирішення певних завдань.

Серед спеціалізованих мікропроцесорів можна виділити різні мікроконтролери, орієнтовані виконання складних послідовностей логічних операцій, математичні МП, призначені підвищення продуктивності і під час арифметичних операцій з допомогою, наприклад, матричних методів їх виконання, МП обробки даних у різних галузях застосувань тощо. За допомогою спеціалізованих МП можна ефективно розв'язувати нові складні завдання паралельної обробки даних. Наприклад, конволюція дозволяє здійснити більш складну математичну обробку сигналів, ніж методи кореляції, що широко використовуються. Останні в основному зводяться до порівняння двох серій даних: вхідних, переданих формою сигналу, і фіксованих опорних і визначення їх подоби. Конволюція дає можливість у реальному масштабі часу знаходити відповідність для сигналів форми, що змінюється шляхом порівняння їх з різними еталонними сигналами, що, наприклад, може дозволити ефективно виділити корисний сигнал на тлі шуму.

Розроблені однокристальні конвольвери використовуються в пристроях розпізнавання образів у тих випадках, коли можливості збору даних перевершують здатність системи обробляти ці дані.

3. Класифікація мікропроцесорів на вигляд оброблюваних сигналів

По виду оброблюваних вхідних сигналів розрізняють цифрові та аналогові мікропроцесори. Самі мікропроцесори є цифровими пристроями, однак можуть мати вбудовані аналого-цифрові та цифро-аналогові перетворювачі.Тому вхідні аналогові сигнали передаються МП через перетворювач в цифровій формі, обробляються і після зворотного перетворення в аналогову форму надходять на вихід. З архітектурної точки зору такі мікропроцесори є аналоговими функціональними перетворювачами сигналів і називаються аналоговими мікропроцесорами. Вони виконують функції будь-якої аналогової схеми (наприклад, виробляють генерацію коливань, модуляцію, зміщення, фільтрацію, кодування та декодування сигналів у реальному масштабі часу тощо, замінюючи складні схеми, що складаються з операційних підсилювачів, котушок індуктивності, конденсаторів тощо) .). При цьому застосування аналогового мікропроцесора значно підвищує точність обробки аналогових сигналів та їх відтворюваність, а також розширює функціональні можливості за рахунок програмного налаштування цифрової частини мікропроцесора на різні алгоритми обробки сигналів.

Зазвичай у складі однокристальних аналогових МП є кілька каналів аналого-цифрового та цифро-аналогового перетворення. У аналоговому мікропроцесорі розрядність даних досягає 24 біт і більше, велике значення приділяється збільшенню швидкості виконання арифметичних операцій.

Характерна риса аналогових мікропроцесорів здатність до переробки великого обсягу числових даних, т.е. е. до виконання операцій складання та множення з великою швидкістю за необхідності навіть за рахунок відмови від операцій переривань та переходів. Аналоговий сигнал, перетворений на цифрову форму, обробляється в реальному масштабі часу і передається на вихід зазвичай в аналоговій формі через цифро-аналоговий перетворювач.При цьому згідно з теоремою Котельникова частота квантування аналогового сигналу повинна вдвічі перевищувати верхню частоту сигналу.

Порівняння цифрових процесорів проводиться зіставленням часу виконання ними списків операцій. Порівняння аналогових мікропроцесорів проводиться за кількістю еквівалентних ланок аналого-цифрових фільтрів рекурсивних фільтрів другого порядку. Продуктивність аналогового мікропроцесора визначається його здатністю швидко виконувати операції множення: чим швидше здійснюється множення, тим більша еквівалентна кількість ланок фільтра в аналоговому перетворювачі і тим складніший алгоритм перетворення цифрових сигналів можна задавати в мікропроцесорі.

Одним із напрямів подальшого вдосконалення аналогових мікропроцесорів є підвищення їх універсальності та гнучкості. Тому разом із підвищенням швидкості обробки великого обсягу цифрових даних розвиватимуться засоби забезпечення розвинених обчислювальних процесів обробки цифрової інформації за рахунок реалізації апаратних блоків переривання програм та програмних переходів.

4. Класифікація мікропроцесорів за характером тимчасової організації

За характером тимчасової організації роботи мікропроцесори ділять на синхронні та асинхронні.

Синхронні мікропроцесори - мікропроцесори, у яких початок і кінець виконання операцій задаються пристроєм управління (час виконання операцій у разі залежить від виду виконуваних команд і величин операндов).

Асинхронні мікропроцесори дозволяють початок виконання кожної наступної операції визначити сигналом фактичного закінчення виконання попередньої операції.Для більш ефективного використання кожного пристрою мікропроцесорної системи до складу асинхронно працюючих пристроїв вводять електронні ланцюги, що забезпечують автономне функціонування пристроїв. Закінчивши роботу над операцією, пристрій виробляє сигнал запиту, що означає його готовність до виконання наступної операції. У цьому роль природного розподільника робіт бере він пам'ять, яка відповідно до заздалегідь встановленим пріоритетом виконує запити інших пристроїв із забезпечення їх командної інформацією та даними.

5. Класифікація мікропроцесорів щодо організації структури

По організації структури мікропроцесорних систем розрізняють мікроЕОМ одно-і багатомагістральні.

В одномагістральних мікроЕОМ всі пристрої мають однаковий інтерфейс і підключені до єдиної інформаційної магістралі, якою передаються коди даних, адрес і керуючих сигналів.

У багатомагістральних мікроЕОМ пристрої групами підключаються до своєї інформаційної магістралі. Це дозволяє здійснити одночасну передачу інформаційних сигналів кількома (або всім) магістралями. Така організація систем ускладнює їхню конструкцію, проте збільшує продуктивність.

6. Класифікація мікропроцесорів за кількістю виконуваних програм

За кількістю програм розрізняють одно- і багатопрограмні мікропроцесори.

В однопрограмних мікропроцесорах виконується лише одна програма. Перехід до іншої програми відбувається після завершення поточної програми.

У багато або мультипрограмних мікропроцесорах одночасно виконується кілька (зазвичай кілька десятків) програм.Організація мультипрограмної роботи мікропроцесорних керуючих систем дозволяє здійснити контроль за станом та керуванням великою кількістю джерел або приймачів інформації.

Класифікація мікропроцесорів

Однокристальні мікропроцесори являють собою одну НВІС (або УБІС, або ГБІС) - один кристал, на якому реалізовані всі апаратні та функціональні блоки процесора (арифметико-логічний, регістрів, стека, переривань, інтерфейсу, управління та синхронізації та ін.).

Багатокристальні мікропроцесори з'явилися у зв'язку з тим, що можливості однокристальних обмежені технологічними ресурсами їхнього кристала, і часом реалізувати багатопроцесорний комплект швидше, ніж перейти на нову технологію отримання високопродуктивного однокристального мікропроцесора. У зв'язку з цим для підвищення продуктивності окремих пристроїв, виробляють поділ логічної структури проектованого мікропроцесора на функціонально закінчені частини, які потім реалізують у вигляді окремих НВІС, які виконують кожна свої певні функції автономно.

Багатокристальні секційні мікропроцесори виконують те саме завдання, що і багатокристальні, На відміну від останніх полягає у способі розбиття логічної структури процесора. Зазвичай мікропроцесорна секція це НВІС, призначена для обробки декількох розрядів даних або виконання певних операцій, що управляють. Секційність БІС МП визначає можливість "нарощування" розрядності оброблюваних даних або ускладнення пристроїв управління мікропроцесора при

"паралельному" включенні більшої кількості ВІС.

• 2. зафункціонально-структурним особливостям та областям застосування:
  • - універсальні мікропроцесори з CISC – архітектурою;
  • - універсальні мікропроцесори з RISC – архітектурою;
  • - спеціалізовані мікропроцесори;
  • - мікроконтролери.

  Універсальні мікропроцесори з CISC - архітектурою (від англ. "Complicated Instruction Set Computer" - комп'ютер зі складним набором команд) застосовуються головним чином персональних комп'ютерах і серверах, крім цього мікропроцесори цього сімейства широко використовуються в пристроях управління, вбудовуються в різні прилади і системи.

  Універсальні мікропроцесори з RISC - архітектурою (від англ. "Reduced Instruction Set Computer" - комп'ютер зі скороченим набором команд) застосовується в основному в робочих станціях, потужних серверах та при побудові мультипроцесорних систем.

  У класі спеціалізованих мікропроцесорів в даний час найбільш широко представлені DSP (від англ. Digital Signal Processor - процесор цифрової обробки сигналів). Крім DSP випускаються мікропроцесори, спеціалізовані передачі інформації у системах комунікації - комунікаційні контролери, для обробки графічної інформації та інших.

  Мікроконтролери є наймасовішим представником мікропроцесорної техніки. Інтегруючи на одному кристалі високопродуктивний процесор, пам'ять та набір периферійних пристроїв, мікроконтролери дозволяють з мінімальними витратами реалізувати широкий спектр систем керування різними системами та процесами. Так використання мікроконтролерів в об'єктах управління та обробки інформації забезпечує виключно високі показники ефективності за низької їх вартості. У багатьох випадках система взагалі може складатися лише з одного мікроконтролера.

  • 3. завиду оброблюваних вхідних сигналів :
    • - цифрові;
    • - аналогові.

    Розбиття на цифрові та аналогові пов'язане з тим, що звичні цифрові мікропроцесори можуть мати вбудовані у свою структуру аналого-цифрові та цифро-аналогові перетворювачі, які «переводять» їх із категорії цифрових у категорію аналогових мікропроцесорів.

    Наприклад, вхідні аналогові дані передаються МП через аналогово-цифровий перетворювач в цифровій формі, обробляються в цифровому вигляді, після чого повертаються в систему (після зворотного перетворення) в аналоговому вигляді. З архітектурної точки зору такі мікропроцесори є ні що інше як аналогові функціональні перетворювачі сигналів і називаються аналоговими мікропроцесорами.

    Вони виконують функції будь-якої аналогової схеми. При цьому застосування аналогового мікропроцесора значно підвищує точність обробки аналогових сигналів та їх відтворюваність, а також розширює функціональні можливості за рахунок програмного налаштування цифрової частини мікропроцесора на різні алгоритми обробки сигналів.

    • 4. захарактеру тимчасової організації роботи:
      • - синхронні;
      • - асинхронні.

      У синхронних У мікропроцесорах початок і кінець виконання операцій задаються пристроєм синхронізації (управління), час виконання операцій при цьому не залежить від виду виконуваних команд і величин операндів.

      У асинхронних У мікропроцесорах початок виконання кожної наступної операції визначається сигналом фактичного закінчення виконання попередньої. Щоб ефективно використовувати всі вузли мікропроцесорної системи, до складу вводять електронні ланцюги, що забезпечують автономне функціонування пристроїв. Закінчивши виконання будь-якої команди, вузол виробляє сигнал запиту, що означає його готовність до виконання наступної операції.

      Роль розподільника завдань виконує пам'ять, яка відповідно до наперед визначених пріоритетів виконує по черзі запити пристроїв щодо забезпечення їх командами та даними.

      • 5. заорганізації структури мікропроцесорних систем :
        • - одномагістральні;
        • - багатомагістральні.

        У одномагістральних У мікропроцесорних системах всі пристрої мають один інтерфейс і підключаються до єдиної інформаційної магістралі, якою передаються дані, адреси та керуючі сигнали.

        У багатомагістральних мікропроцесорні системи пристрою підключаються кожен до своєї інформаційної магістралі, що дозволяє здійснити одночасну передачу даних і сигналів управління відразу багатьом пристроям. Така організація систем ускладнює їхню конструкцію, але дозволяє збільшити продуктивність.

        • 6. За кількістю програм, що виконуються:
          • - однопрограмні;
          • - багатопрограмні.

          У однопрограмних У мікропроцесорах в даний момент часу виконується тільки одна програма. Перехід до виконання наступної програми відбувається після завершення попередньої програми.

          У багатопрограмних (Мультипрограмних) мікропроцесорах, за визначенням, одночасно виконується кілька програм. Що крім підвищення продуктивності мікропроцесорних систем дозволяє здійснювати одночасний контроль за станом та керуванням великою кількістю джерел або приймачів інформації.

          Для комплексної оцінки властивостей окремих мікропроцесорів запроваджено поняття архітектури МП, під цим розуміється його схемотехнічна та логічна організація.

          Краще зрозуміти роботу процесора можна, розглянувши його у складі системи з якою він взаємодіє. Найбільшого застосування отримали мікропроцесорні системи (зокрема й у ЕОМ), використовують магістрально-модульну структуру побудови (рисунок 10.1). Така структура характеризується чітко вираженою загальної шиною, до якої приєднуються всі пристрої системи, які виконуються у вигляді окремих модулів.

          Мікропроцесор координує роботу всіх пристроїв цифрової системи за допомогою загальної (системної) шини, яка включає в себе шину управління, адресну шину (службу для вибору певної комірки пам'яті, порту введення або порту виведення тощо) і шину даних (по якій здійснюється двонаправлене пересилання даних до мікропроцесора і назад).

          Малюнок 10.1 - Типова архітектура мікропроцесора включеного до ЕОМ із магістрально-модульною структурою.

          Склад МП на малюнку 10.1 представляється наступним стандартним набором блоків:

          • - пристрій сполучення з ОШ(УЗОШ) - являє собою інтерфейс зв'язку МП із системною шиною;
          • - МП пам'ять(МПП) - включає КЕШ-пам'ять і регістри різного призначення (загальні, зсувні і т.п.) - служить для зберігання вихідних, проміжних і кінцевих даних роботи процесора;
          • - пристрій управління(УУ) - призначене для управління та контролю за виконанням операцій, вибором команд програми у необхідній послідовності, їх дешифрування та обробки;
          • - арифметико-логічний пристрій(АЛУ) - призначене для виконання арифметичних та логічних операцій над числовою та символьною інформацією, що надходить у МП, і є найголовнішим блоком процесора.

          Маючи перераховані вище блоки у своєму складі, мікропроцесор може виконувати наступні операції:

          • - арифметичні: додавання, віднімання, розподіл, множення;
          • - логічні:І, АБО, що виключає АБО, заперечення (інверсія), зсув;
          • - пересилання',
          • - передачі управління:розгалуження, умовний та безумовний переходи, вхід у підпрограму або вихід з неї, обробка переривань;
          • - управління процесором:перемикання регістрів різного призначення, керування енергоспоживанням тощо.

          Виконання цих операцій мікропроцесор здійснює під впливом що надходять на його вхід мікрокоманд. До них відносяться, наприклад, такі як: команди зміни вмісту комірок пам'яті, оновлення вмісту регістрів загального призначення, виконання операцій з пам'яттю-стеком, виконання операцій в АЛУ, зміни вмісту регістру стану та багато інших. Різноманітність команд управління МП є його систему команд. Чим більше команд виконує МП, тим ефективніше може бути реалізований алгоритм розв'язання будь-якої прикладної задачі. Системи команд різних МП відрізняються одна від одної, оскільки кожен МП призначений для певної сфери застосування. Крім відмінностей системи команд, МП можуть відрізнятися організацією режиму переривань, тобто. можливістю МП використовувати вільні проміжки часу виконання іншої частини програми.

          Розглянемо як приклад особливості архітектур процесорів AMD К8 та Intel Core (Р8). Ці двоядерні процесори компаній Intel і AMD відповідно представлені на малюнках 10.2 і 10.3.

          У основі мікроархітектури обох процесорів, К8 і Р8, лежать одні й самі принципи побудови. Обидва ядра є суперскалярними і конвеєрними, тобто паралельно обробляють кілька команд з перевизначенням порядку їхнього прямування з метою оптимального завантаження обчислювальних ресурсів.

          Малюнок 10.2 – Архітектура процесора AMD К8.

          Вибірка команд в обох процесорах проводиться з окремого кешу першого рівня для інструкцій (L1I), вибору даних – з кешу даних (L1D).Обидва кеші організовані однаково з використанням блочно-асоціативного принципу вибірки. Читання команд із кешу виконується з випередженням та передбаченням умовних переходів. Є також розташований на кристалі повношвидкісний кеш другого рівня. Звертання до пам'яті також виконується з випередженням, щоб мінімізувати простий процесор в очікуванні даних.

          Рисунок 10.3 – Архітектура процесора Intel Core.

          Є відмінності в архітектурах представлених процесорів. Так, обчислювальне ядро ​​процесора AMD К8 є переробленим і доповненим варіантом ядра К7 (Athlon/Athlon ХР). У ньому обробка команд

          цілих і з плаваючою комою виконується на окремих пристроях. Для цілих команд передбачено три практично рівноцінних блоки, що виконують як арифметико-логічні, так і адресні операції. Операції з плаваючою комою, а також SIMD-команди MMX/SSE/3DNow виконуються також у трьох блоках, але розрахованих на різні дії. Декодування (перетворення у внутрішні мікрооперації) теж виконується по три. Саме так, трійками, вони і "мандрують" обчислювальними ресурсами. Процесор ще на етапі вибірки вибирає, як виконуватимуться команди. Ефективність завантаження обчислювальних блоків при цьому не буде максимальною, але кількість та тривалість стадій, через які проходять команди у процесі виконання, зменшується. При виконанні непотрібних команд, що трапляється при неправильному передбаченні напрямку розгалуження у програмі, процесор К8 дуже швидко очищує та перезавантажує конвеєр. Згідно з загальновизнаною думкою, саме ця особливість є головною перевагою процесора AMD перед Pentium 4.

          Обчислювальне ядро ​​процесора Intel Р8 теж успадковане від процесора попереднього покоління, але не Pentium 4, Pentium 3. Втім, після внесених змін воно помітно ускладнилося. Так, вибірка команд триває чотирма, а чи не трьома пристроями одночасно, причому процесор " навчився " у деяких випадках об'єднувати дві вихідні команди на одну. Далі отримані мікро-операції, теж придатні до об'єднання в пари, містяться у загальну чергу великого розміру, звідки надходять виконання. Два виконавчі блоки займаються доступом у пам'ять і три - виконанням, причому команд як цілих, так і з плаваючою комою. Відзначимо можливість обробляти 128-бітові та упаковані команди SSE повністю, а не розбивати їх на дві окремі операції, як у випадку процесора AMD.

          Незважаючи на складніший спосіб диспетчеризації команд, загальна довжина конвеєра у Intel Р8 збільшилася незначно. Крім того, в даному процесорі є складний блок передбачення розгалужень, який використовує передові алгоритми, що зводять до мінімуму ймовірність неправильного передбачення і наступного за ним перезавантаження конвеєра.

          Обидва процесори можуть ефективно обробляти 64-розрядні інструкції AMD64/Intel64.

          Кеші першого рівня у процесорів, що порівнюються, відрізняються. У AMD К8 обидва кеші мають розмір по 64 Кб, але містять лише два блоки в наборі. У Intel Р8 кеші вдвічі менше, але їхня асоціативність (число блоків у наборі) в 4 рази вище. Тому ефективність кешування даних та команд обома процесорами приблизно однакова. Intel Р8 розмір кеша другого рівня набагато більше, але у AMD К8 є вбудований контролер пам'яті, що забезпечує набагато менші затримки при доступі до пам'яті.Процесор Intel працює через системну шину FSB, отже, використовує зовнішній контролер пам'яті. З іншого боку, ефективний механізм доступу до пам'яті з випередженням (апаратна передвиборка) дозволяє значно зменшити вплив великих затримок на загальну продуктивність, а механізм усунення неоднозначностей при доступі до пам'яті - не звертатися до пам'яті без необхідності. Таким чином, розробники Intel змогли досягти хорошої швидкості роботи з пам'яттю іншими способами.

          Обидва процесори є двоядерними, але за принципом об'єднання ядер відрізняються (показано малюнку 10.4). У процесорі AMD К8 два ядра з'єднані в точці, яка називається System Request Queue - черга системних запитів. Зауважимо, що цей блок спочатку було розраховано підключення двох процесорів. До SRQ підключено загальний на два ядра контролер Crossbar, який з'єднує SRQ з контролером пам'яті та контролером шини HyperTransport. Кеш другого рівня у кожного ядра свій, тому що робота з ним виконується, минаючи SRQ.

          У процесора Intel Р8 архітектура інша, в ньому два ядра об'єднані в точці блоку доступу до системної шини.

          Малюнок 10.4. Порівняння двоядерних архітектур: a) Athlon 64 Х2 та б) Intel Core.

          До цього ж блоку підключено і кеш другого рівня, тому розробники вирішили залишити один кеш на два процесори. З одного боку, це дозволяє не тільки виключити необхідність синхронізації двох кешів (забезпечення ідентичності даних, що збігаються), але і домогтися більш ефективного розподілу обсягу між ядрами. Те ядро, яке частіше звертається до кешу другого рівня, заповнить його своїми даними. Але з іншого боку, обидва ядра змушені звертатися до одного кешу одночасно.

          Таким чином, порівнюючи архітектури представлених процесорів можна зробити висновок, що особливості архітектур кожного з них дозволяють їм отримати додаткові переваги в роботі.

          Наприклад, для процесора Intel характерна найбільш ефективна вибірка та розподіл команд по виконавчим пристроям, що дає більш високу продуктивність для мегагерц частоти. А процесор AMD має вбудований контролер пам'яті, що забезпечує набагато менші затримки при доступі до пам'яті.