Большинство современных ПК типа IBM PC (International Business Machine) используют
МП типа CISC, характеристики наиболее распространенных из них приведены в табл. 4.5,
Таблица 4.5. Характеристики наиболее распространенных CISC МП
| Модель МП | Разряди данных | ость, бит адреса | Тактовая частота, МГц | Адресное пространство, байт | Число команд | Число элементов | Год выпуска |
| 4,77 | 4x1 03 | ||||||
| 4,77 | 64x1 О3 | ||||||
| 4,77 и 8 | 10° | ||||||
| 8, 16 | 4,77 и 8 | 10° | |||||
| 8 и 10 | 10° | ||||||
| 10-33 | 4x1 06 (виртуальное 109) | ||||||
| 25-50 | 16х106 (виртуальное 4x10 ) | !987 | |||||
| 33 - 100 | 16x1 06 (виртуальное 4x10 ) | 1,2x1 06 | |||||
| Pentium | 50-150 | 4x10* | 3,1хЮ6 | ||||
| Pentium Pro | 66-200 | 4x1 Оу | 5,5x10° |
Примечания: . У микропроцессоров МП 80386, 80486 есть модификации с
буквами SX, DX, SL и др. (80486SX, 80486DX), отличающиеся от базовой модели разрядностью шин, тактовой частотой, надежностью работы, габаритами,
потреблением энергии, амплитудой напряжения и другими параметрами:
DX практически совпадает с базовой моделью;
SX и SL имеют, в частности, меньшую разрядность шин;
SL и особенно SLE — энергосберегающие, ориентированы на использование в
портативных ПК (Lap Top, Note Book).
2. Число элементов — это количество элементарных полупроводниковых элементов, размещенное в интегральной схеме МП.
Микропроцессоры 80486 DX и все последующие модели могут работать с
умножением внутренней частоты. Например, у МП DX2 внутренняя частота в 2 раза, а у
МП DX4 — в 3 раза выше тактовой. С увеличенной частотой работают только внутренние
схемы МП, все внешние по отношению к МП схемы, в том числе расположенные и на системной плате, работают с обычной частотой.
Отметим некоторые характеристики МП:
• начиная с МП 80386 используется конвейерное выполнение команд — одновременное
выполнение разных тактов последовательных команд в разных частях МП при непосредственной передаче результатов из одной части МП в другую. Конвейерное выполнение команд увеличивает эффективное быстродействие ПК в 2 ~ 3 раза;
• начиная с МП 80286 предусматривается возможность работы в вычислительной сети;
• начиная с МП 80286 имеется возможность многозадачной работы (многопрограммность) и сопутствующая ей защита памяти;
• начиная с МП 80386 обеспечивается поддержка режима системы виртуальных машин,
т.е, такого режима многозадачной работы, при котором в одном МП моделируется как
бы несколько компьютеров, работающих параллельно и имеющих разные операционные системы;
• начиная с МП 80286 микропроцессоры могут работать в двух режимах: реальном (Real
mode) и защищенном (Prptected mode). 8 реальном режиме имитируется (эмулируется)
работа МП 8086, естественно, однозадачная. В защищенном режиме возможна
многозадачная работа с непосредственным доступом к расширенной памяти (см.
подразд. 4.5) и с защитой памяти, отведенной задачам, от посторонних обращений.
Микропроцессоры 80586 (Р5) более известны по их товарной марке Pen-
tium, которая запатентована фирмой Intel (МП 80586 других фирм имеют иные обозначе-
ния: К5 у фирмы AMD, Ml у фирмы Cyrix и др.).
Эти микропроцессоры имеют пятиступенную конвейерную структуру, обеспечиваю-
щую многократное совмещение тактов выполнения последовательных команд, и КЭШ-
буфер для команд условной передачи управления, позволяющий предсказывать
направление ветвления программ; по эффективному быстродействию они приближаются к
RISC МП, выполняющим каждую команду как бы за один такт. Pentium имеют 32-разряд-
ную адресную шину и 64-разрядную шину данных. Обмен данными с системой может вы-
полняться со скоростью 1 Гбайт/с.
У всех МП Pentium имеется встроенная КЭШ-память, отдельно для команд, отдельно
для данных; имеются специализированные конвейерные аппаратные блоки сложения, умно-
жения и деления, значительно ускоряющие выполнение операций с плавающей запятой.
Микропроцессоры Pentium Pro. В сентябре 1995 г. прошли презентацию и
выпущены МП 80686 (Рб), торговая марка Pentium Pro. Благодаря новым схемотехническим
решениям они обеспечивают для ПК более высокую производительность Часть этих нов-
шеств может быть объединена понятием динамическое исполнение (dynamic execution), что
в первую очередь означает наличие 14-ступенной суперконвейерной структуры (superpipe-
lining), предсказания ветвлений программы при условных передачах управления (branch
prediction) и исполнение команд по предполагаемому пути ветвления (speculative execution).
Примечание. В программах решения многих задач, особенно экономических,
содержится большое число условных передач управления. Если процессор
может заранее предсказывать направление перехода (ветвления), то произво-
дительность его работы значительно повысится за счет оптимизации загрузки
вычислительных конвейеров. В процессоре Pentium Pro вероятность правиль-
ного предсказания 90 % против 80 % у МП Pentium.
КЭШ-память емкостью 256 -512 Кбайт — обязательный атрибут высокопроизводи-
тельных систем на процессорах Pentium. Однако у них встроенная КЭШ-память имеет не-
большую емкость (16 Кбайт), а основная ее часть находится вне процессора на материнской
плате. Поэтому обмен данными с ней происходит не на внутренней частоте МП, а на часто-
те тактового генератора, которая обычно в 2 - 3 раза ниже, что снижает общее быстродейст-
вие компьютера. В МП Pentium Pro КЭШ-память емкостью 256-512 Кбайт находится в
самом микропроцессоре.
Микропроцессоры OverDrive. Интерес представляют также недавно разра-
ботанные МП OverDrive, по существу являющиеся своеобразными сопроцессорами, обеспе-
чивающими для МП 80486 режимы работы и эффективное быстродействие, характерные
для МП Pentium. Появились МП OverDrive, улучшающие характеристики и микропроцессо-
ров Pentium.