Организация процессоров

Это новшество позволило перенести в среду персональных ЭВМ элементы операционных систем больших ЭВМ и майнфреймов – многозадачность, защиту памяти и системных ресурсов. Процессор i80386 был 32-разрядным, адресовал до 4Гб памяти, включал аппаратную поддержку виртуальной памяти и возможность адресовать всю память в «плоском» режиме. На машинах с этим процессором можно было реализовывать операционную систему UNIX – классическую систему майнфреймов. В процессоре 386 уже использовалось распараллеливание при одновременной работе 6 основных устройств процессора. В процессоре i80486DX появилась встроенная КЭШ-память 1 уровня (L1) объемом 8К, встроенный математический сопроцессор, а также – пятиступенчатый конвейер в устройствах декодирования и исполнения команд. Процессор Intel Pentium явился первым суперскалярным процессором (Рис.3.10). В нем был реализован двухпотоковый конвейер, который позволял одновременно обрабатывать до двух команд в такте. (Правда, при этом существовало много ограничений, но тем не менее…) Процессор включал раздельную КЭШ-память для инструкций и данных (по 8К), поддерживающую режим обратной записи. Внутренняя разрядность процессора осталась 32 разряда, но некоторые внутренние шины имели разрядность 128 и даже 256 разрядов, а внешняя шина – 64 разряда. В процессоре было реализовано динамическое предсказание переходов и поддержка мультипроцессорных конфигураций. Появление процессора Pentium Pro дало начало новой модификации Intel Architecture – архитектуре P6. Процессор (рис. 3.11) имеет 3-х потоковый конвейер, что позволяет достичь большей степени распараллеливания по сравнению c обычным Pentium. Главной отличительной особенностью процессора является, пожалуй, динамическое исполнение (Dynamic Execution) – реализация неупорядоченного выполнения, спекулятивного исполнения (исполнения по предположению) и усовершенствованного блока предсказаний. В процессоре реализована суперконвейерная архитектура, поскольку он содержит 13 более мелких ступеней конвейера по сравнению с 5 у Pentium, на которых исполняются специальные RISC-подобные инструкции процессора, получившие названия micro-ops.