Intel архитектура процессоров: Архитектуры процессора intel за все время

Содержание

Архитектуры процессора intel за все время

Компания Intel прошла очень длинный путь развития, от небольшого производителя микросхем до мирового лидера по производству процессоров. За это время было разработано множество технологий производства процессоров, очень сильно оптимизирован технологический процесс и характеристики устройств.

Множество показателей работы процессоров зависит от расположения транзисторов на кристалле кремния. Технологию расположения транзисторов называют микроархитектурой или просто архитектурой. В этой статье мы рассмотрим какие архитектуры процессора Intel использовались на протяжении развития компании и чем они отличаются друг от друга. Начнем с самых древних микроархитектур и рассмотрим весь путь до новых процессоров и планов на будущее.

Содержание статьи:

Архитектура процессора и поколения

Как я уже сказал, в этой статье мы не будем рассматривать разрядность процессоров. Под словом архитектура мы будем понимать микроархитектуру микросхемы, расположение транзисторов на печатной плате, их размер, расстояние, технологический процесс, все это охватывается этим понятием. Наборы инструкций RISC и CISC тоже трогать не будем.

Второе, на что нужно обратить внимание, это поколения процессора Intel. Наверное, вы уже много раз слышали — этот процессор пятого поколения, тот четвертого, а это седьмого. Многие думают что это обозначается i3, i5, i7. Но на самом деле нет i3, и так далее — это марки процессора. А поколение зависит от используемой архитектуры.

С каждым новым поколением улучшалась архитектура, процессоры становились быстрее, экономнее и меньше, они выделяли меньше тепла, но вместе с тем стоили дороже. В интернете мало статей, которые бы описывали все это полностью. А теперь рассмотрим с чего все начиналось.

Архитектуры процессора Intel

Сразу говорю, что вам не стоит ждать от статьи технических подробностей, мы рассмотрим только базовые отличия, которые будут интересны обычным пользователям.

Первые процессоры

Сначала кратко окунемся в историю чтобы понять с чего все началось. Не будем углубятся далеко и начнем с 32-битных процессоров. Первым был Intel 80386, он появился в 1986 году и мог работать на частоте до 40 МГц. Старые процессоры имели тоже отсчет поколений. Этот процессор относиться к третьему поколению, и тут использовался техпроцесс 1500 нм.

Следующим, четвертым поколением был 80486. Используемая в нем архитектура так и называлась 486. Процессор работал на частоте 50 МГц и мог выполнять 40 миллионов команд в секунду. Процессор имел 8 кб кэша первого уровня, а для изготовления использовался техпроцесс 1000 нм.

Следующей архитектурой была P5 или Pentium. Эти процессоры появились в 1993 году, здесь был увеличен кэш до 32 кб, частота до 60 МГц, а техпроцесс уменьшен до 800 нм. В шестом поколении P6 размер кэша составлял 32 кб, а частота достигла 450 МГц. Тех процесс был уменьшен до 180 нм.

Дальше компания начала выпускать процессоры на архитектуре NetBurst. Здесь использовалось 16 кб кэша первого уровня на каждое ядро, и до 2 Мб кэша второго уровня. Частота выросла до 3 ГГц, а техпроцесс остался на том же уровне — 180 нм. Уже здесь появились 64 битные процессоры, которые поддерживали адресацию большего количества памяти. Также было внесено множество расширений команд, а также добавлена технология Hyper-Threading, которая позволяла создавать два потока из одного ядра, что повышало производительность.

Естественно, каждая архитектура улучшалась со временем, увеличивалась частота и уменьшался техпроцесс. Также существовали и промежуточные архитектуры, но здесь все было немного упрощено, поскольку это не является нашей основной темой.

Intel Core

 

На смену NetBurst в 2006 году пришла архитектура Intel Core. Одной из причин разработки этой архитектуры была невозможность увеличения частоты в NetBrust, а также ее очень большое тепловыделение. Эта архитектура была рассчитана на разработку многоядерных процессоров, размер кэша первого уровня был увеличен до 64 Кб. Частота осталась на уровне 3 ГГц, но зато была сильно снижена потребляемая мощность, а также техпроцесс, до 60 нм.

Процессоры на архитектуре Core поддерживали аппаратную виртуализацию Intel-VT, а также некоторые расширения команд, но не поддерживали Hyper-Threading, поскольку были разработаны на основе архитектуры P6, где такой возможности еще не было.

Первое поколение  — Nehalem

Дальше нумерация поколений была начата сначала, потому что все следующие архитектуры — это улучшенные версии Intel Core. Архитектура Nehalem пришла на смену Core, у которой были некоторые ограничения, такие как невозможность увеличить тактовую частоту. Она появилась в 2007 году. Здесь используется 45 нм тех процесс и была добавлена поддержка технологии Hyper-Therading.

Процессоры Nehalem имеют размер L1 кэша 64 Кб, 4 Мб L2 кэша и 12 Мб кєша L3. Кэш доступен для всех ядер процессора. Также появилась возможность встраивать графический ускоритель в процессор. Частота не изменилась, зато выросла производительность и размер печатной платы.

Второе поколение — Sandy Bridge

Sandy Bridge появилась в 2011 году для замены Nehalem. Здесь уже используется техпроцесс 32 нм, здесь используется столько же кэша первого уровня, 256 Мб кэша второго уровня и 8 Мб кэша третьего уровня. В экспериментальных моделях использовалось до 15 Мб общего кэша.

Также теперь все устройства выпускаются со встроенным графическим ускорителем. Была увеличена максимальная частота, а также общая производительность.

Третье поколение — Ivy Bridge

Процессоры Ivy Bridge работают быстрее чем Sandy Bridge, а для их изготовления используется техпроцесс 22 нм. Они потребляют на 50% меньше энергии чем предыдущие модели, а также дают на 25-60% высшую производительность. Также процессоры поддерживают технологию Intel Quick Sync, которая позволяет кодировать видео в несколько раз быстрее.

Четвертое поколение — Haswell

Поколение процессора Intel Haswell было разработано в 2012 году. Здесь использовался тот же техпроцесс — 22 нм, изменен дизайн кэша, улучшены механизмы энергопотребления и немного производительность. Но зато процессор поддерживает множество новых разъемов: LGA 1150, BGA 1364, LGA 2011-3, технологии DDR4 и так далее. Основное преимущество Haswell в том, что она может использоваться в портативных устройствах из-за очень низкого энергопотребления.

Пятое поколение — Broadwell

Это улучшенная версия архитектуры Haswell, которая использует техпроцесс 14 нм. Кроме того, в архитектуру было внесено несколько улучшений, которые позволили повысить производительность в среднем на 5%.

Шестое поколение — Skylake

Следующая архитектура процессоров intel core — шестое поколение Skylake вышла в 2015 году. Это одно из самых значительных обновлений архитектуры Core. Для установки процессора на материнскую плату используется сокет LGA 1151, теперь поддерживается память DDR4, но сохранилась поддержка DDR3. Поддерживается Thunderbolt 3.0, а также шина  DMI 3.0, которая дает в два раза большую скорость. И уже по традиции была увеличенная производительность, а также снижено энергопотребление.

Седьмое поколение — Kaby Lake

Новое, седьмое поколение Core — Kaby Lake вышло в этом году, первые процессоры появились в середине января. Здесь было не так много изменений. Сохранен техпроцесс 14 нм, а также тот же сокет LGA 1151. Поддерживаются планки памяти DDR3L SDRAM и DDR4 SDRAM, шины PCI Express 3.0, USB 3.1. Кроме того, была немного увеличена частота, а также уменьшена плотность расположения транзисторов. Максимальная частота 4,2 ГГц.

Выводы

В этой статье мы рассмотрели архитектуры процессора Intel, которые использовались раньше, а также те, которые применяются сейчас. Дальше компания планирует переход на техпроцесс 10 нм и это поколение процессоров intel будет называться CanonLake. Но пока что Intel к этому не готова.

Поэтому в 2017 планируется еще выпустить улучшенную версию SkyLake под кодовым именем Coffe Lake. Также, возможно, будут и другие микроархитектуры процессора Intel пока компания полностью освоит новый техпроцесс. Но обо всем этом мы узнаем со временем. Надеюсь, эта информация была вам полезной.

 

Архитектура Intel® 64

Продукция, разработанная на основе архитектуры Intel® 64
2

Семейство процессоров Intel® Core™ vPro™ оснащает корпоративные ПК аппаратными функциями безопасности, управления и улучшенными возможностями производительности.

Для настольных ПК семейство процессоров Intel® Core™ предлагает самые быстрые и интеллектуальные процессоры корпорации Intel. Способная адаптироваться к потребностям пользователей, данная технология семейства процессоров Intel® Core™ последнего поколения предназначена для автоматической подстройки к изменяющимся требованиям к производительности, сокращая при этом энергопотребление.

Ноутбуки, оснащенные процессором из семейства процессоров Intel® Core™, предоставляют беспрецедентную мобильную технологию для интеллектуального обеспечения производительности в различных приложениях: от цифрового видео и ресурсоемких игр до ответственных бизнес-задач.

Процессоры Intel® Xeon® обеспечивают производительность разнообразных многоядерных 64-разрядных серверов и рабочих станций. Многоядерные процессоры Intel® Xeon® семейства E5 позволяют создавать универсальные одно- и двухпроцессорные 64-разрядные серверы и рабочие станции для широкого спектра инфраструктур, облачных вычислений, приложений с высокой плотностью оборудования и для высокопроизводительных вычислений (HPC). Процессоры Intel® Xeon® семейства E7 обеспечивают исключительную масштабируемость и надежность при выполнении критически важных задач в большинстве ресурсоемких приложений и проектах виртуализации.

конец 80-х — начало 2000-х / Блог компании ua-hosting.company / Хабр

Продолжая тему первой статьи — история эволюции процессоров с конца XX века по начала XXI века.

Во многих процессорах 80-х годов использовалась архитектура CISC (Complex instruction set computing). Чипы были довольно сложными и дорогими, а также не достаточно производительными. Возникла необходимость в модернизации производства и увеличения количества транзисторов.

Архитектура RISC

В 1980 году стартовал проект Berkeley RISC, которым руководили американские инженеры Дэвид Паттерсон и Карло Секвин. RISC (restricted instruction set computer) — архитектура процессора с увеличенным быстродействием благодаря упрощенным инструкциям.

Руководители проекта Berkeley RISC — Дэвид Паттерсон и Карло Секвин

После нескольких лет плодотворной работы, на рынке появилось несколько образцов процессоров с сокращенным набором команд. Каждая инструкция платформы RISC была простой и выполнялась за один такт. Также присутствовало намного больше регистров общего назначения. Кроме того использовалась конвейеризация с упрощенными командами, что позволяло эффективно наращивать тактовую частоту.

RISC I вышел в 1982 году и содержал более чем 44 420 транзисторов. Он имел всего 32 инструкции и работал на частоте 4 МГц. Следующий за ним RISC II насчитывал 40 760 транзисторов, использовал 39 инструкций и был более быстрым.

Процессор RISC II

Процессоры MIPS: R2000, R3000, R4000 и R4400

Архитектура процессоров MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) предусматривала наличие вспомогательных блоков в составе кристалла. В MIPS использовался удлиненный конвейер.

В 1984 году группа исследователей во главе с американским ученым Джоном Хеннесси основала компанию, проектирующую микроэлектронные устройства. MIPS лицензировала микропроцессорную архитектуру и IP-ядра для устройств умного дома, сетевых и мобильных применений. В 1985 году вышел первый продукт компании — 32-битный R2000, который в 1988 году был доработан в R3000. У обновленной модели имелась поддержка многопроцессорности, кэш-памяти инструкций и данных. Процессор нашел применение в SG-сериях рабочих станций разных компаний. Также R3000 стал основой игровой консоли Sony PlayStation.

Процессор R3000

В 1991 году вышла линейка нового поколения R4000. Данный процессор обладал 64-битной архитектурой, встроенным сопроцессором и работал на тактовой частоте 100 МГц. Внутренняя кэш-память составляла 16 Кб (8 Кб кэш-команд и 8 Кб кэш-данных).

Через год вышла доработанная версия процессора — R4400. В этой модели увеличился кэш до 32 Кб (16 Кб кэш-команд и 16 Кб кэш-данных). Процессор мог работать на частоте 100 МГц — 250 МГц.

Процессоры MIPS: R8000 и R10000

В 1994 году появился первый процессор с суперскалярной реализацией архитектуры MIPS — R8000. Емкость кэш-памяти данных составляла 16 Кб. У этого CPU была высокая пропускная способность доступа к данным (до 1.2 Гб/с) в сочетании с высокой скоростью выполнения операций. Частота достигала 75 МГц — 90 МГц. Использовалось 6 схем: устройство для целочисленных команд, для команд с плавающей запятой, три вторичных дескриптора кэш-памяти ОЗУ и кэш-контроллер ASIC.

Процессор R8000

В 1996 году вышла доработанная версия — R10000. Процессор включал в себя 32 Кб первичной кэш-памяти данных и команд. Работал CPU на частоте 150 МГц — 250 МГц.

В конце 90-х компания MIPS занялась продажей лицензий на 32-битную и 64-битную архитектуры MIPS32 и MIPS64.

Процессоры SPARC

Ряды процессоров пополнили продукты компании Sun Microsystems, которая разработала масштабируемую архитектуру SPARC (Scalable Processor ARChitecture). Первый одноименный процессор вышел в конце 80-х и получил название SPARC V7. Его частота достигала 14.28 МГц — 40 МГц.

В 1992 году появилась следующая 32-битная версия под названием SPARC V8, на базе которой был создан процессор microSPARC. Тактовая частота составляла 40 МГц — 50 МГц.

Над созданием следующего поколения архитектуры SPARC V9 с компанией Sun Microsystems совместно работали Texas Instruments, Fujitsu, Philips и другие. Платформа расширилась до 64 бит и являлась суперскалярной с 9-стадийным конвейером. SPARC V9 предусматривала использование кэш-памяти первого уровня, разделенного на инструкции и данные (каждая объемом по 16 Кб), а также второго уровня емкостью 512 Кб — 1024 Кб.

Процессор UltraSPARC III

Процессоры StrongARM

В 1995 году стартовал проект по разработке семейства микропроцессоров StrongARM, реализовавших набор инструкций ARM V4. Эти CPU представляли собой классическую скалярную архитектуру с 5-стадийным конвейером, включая блоки управления памятью и поддерживая кэш-память инструкций и данных объемом по 16 Кб каждая.

StrongARM SA-110

И уже в 1996 году был выпущен первый процессор на базе StrongARM — SA-110. Он работал на тактовых частотах 100 МГц, 160 МГц или 200 МГц.

Также на рынок вышли модели SA-1100, SA-1110 и SA-1500.

Процессор SA-110 в Apple MessagePad 2000

Процессоры POWER, POWER2 и PowerPC

В 1985 году компания IBM начала разработку RISC-архитектуры следующего поколения в рамках проекта America Project. Разработка процессора POWER (Performance Optimization With Enhanced RISC) и набора инструкций для него длилась 5 лет. Он был весьма производительный, но состоял из 11 различных микросхем. И поэтому в 1992 году вышел другой вариант процессора, что умещался в одном чипе.

Чипсет POWER

В 1991 году совместными усилиями альянса компаний IBM, Apple и Motorola была разработана архитектура PowerPC (сокращенно PPC). Она состояла из базового набора функций платформы POWER, а также поддерживала работу в двух режимах и была обратно совместима с 32-битным режимом работы для 64-разрядной версии. Основным назначением являлись персональные компьютеры.

Процессор PowerPC 601 использовался в Macintosh.

Процессор PowerPC

В 1993 году был представлен POWER2 с расширенным набором команд. Тактовая частота процессора варьировалась от 55 МГц до 71.5 МГц, а кэш-память данных и инструкций была 128-256 Кб и 32 Кб. Микросхемы процессора (их было 8) содержали 23 миллиона транзисторов, а изготавливался он по 0.72-микрометровой CMOS-технологии.

В 1998 году IBM выпустила третью серию процессоров POWER3 на 64 бита, полностью совместимых со стандартом PowerPC.

В период с 2001 по 2010 вышли модели POWER4 (до восьми параллельно выполняющихся команд), двухядерные POWER5 и POWER6, четырех-восьми ядерный POWER7.

Процессоры Alpha 21064A

В 1992 году компания Digital Equipment Corporation (DEC) выпустила процессор Alpha 21064 (EV4). Это был 64-разрядный суперскалярный кристалл с конвейерной архитектурой и тактовой частотой 100 МГц — 200 МГц. Изготовлен по 0,75-мкм техпроцессу, со внешней 128-разрядной шиной процессора. Присутствовало 16 Кб кэш-памяти (8 Кб данных и 8 Кб инструкций).

Следующей моделью в серии стал процессор 21164 (EV5), который вышел в 1995 году. Он обладал двумя целочисленными блоками и насчитывал уже три уровня кэш-памяти (два в процессоре, третий — внешний). Кэш-память первого уровня разделялась на кэш данных и кэш инструкций объемом по 8 Кб каждый. Объем кэш-памяти второго уровня составлял 96 Кб. Тактовая частота процессора варьировалась от 266 МГц до 500 МГц.

DEC Alpha AXP 21064

В 1996 году вышли процессоры Alpha 21264 (EV6) с 15,2 миллионами транзисторов, изготовленные по 15,2-мкм техпроцессу. Их тактовая частота составляла от 450 МГц до 600 МГц. Целочисленные блоки и блоки загрузки/сохранения были объединены в единый модуль Ebox, а блоки вычислений с плавающей запятой — в модуль Fbox. Кэш первого уровня сохранил разделение на память для инструкций и для данных. Объем каждой части составлял 64 Кб. Объем кэш-памяти второго уровня был от 2 Мб до 8 Мб.

В 1999 году DEC купила компания Compaq. В результате чего большая часть производства продукции, использовавшей Alpha, была передана компании API NetWorks, Inc.

Процессоры Intel P5 и P54C

По макету Винода Дхама был разработан процессор пятого поколения под кодовым названием P5. В 1993 году CPU вышли в производство под названием Pentium.

Процессоры на ядре P5 производились с использованием 800-нанометрового техпроцесса по биполярной BiCMOS-технологии. Они содержали 3,1 миллиона транзисторов. У Pentium была 64-битная шина данных, суперскалярная архитектура. Имелось раздельное кэширование программного кода и данных. Использовалась кэш-память первого уровня объемом 16 Кб, разделенная на 2 сегмента (8 Кб для данных и 8 Кб для инструкций). Первые модели были с частотами 60 МГц — 66 МГц.

Процессор Intel Pentium

В том же году Intel запустила в продажу процессоры P54C. Производство новых процессоров было переведено на 0,6-мкм техпроцесс. Скорость работы процессоров составляла 75 МГц, а с 1994 года — 90 МГц и 100 МГц. Через год архитектура P54C (P54CS) была переведена на 350-нм техпроцесс и тактовая частота увеличилась до 200 МГц.

В 1997 году P5 получила последнее обновление — P55C (Pentium MMX). Появилась поддержка набора команд MMX (MultiMedia eXtension). Процессор состоял из 4,5 миллиона транзисторов и производится по усовершенствованной 280-нанометровой CMOS-технологии. Объем кэш-памяти первого уровня увеличился до 32 Кб (16 Кб для данных и 16 Кб для инструкций). Частота процессора достигла 233 МГц.

Процессоры AMD K5 и K6

В 1995 году компания AMD выпустила процессор K5. Архитектура представляла собой RISC-ядро, но работала со сложными CISC-инструкциями. Процессоры изготавливались с использованием 350- или 500-нанометрового техпроцесса, с 4,3 миллионами транзисторов. Все K5 имели пять целочисленных блоков и один блок вычислений с плавающей запятой. Объем кэш-памяти инструкций составлял 16 Кб, а данных — 8 Кб. Тактовая частота процессоров варьировалась от 75 МГц до 133 МГц.

Процессор AMD K5

Под маркой K5 выпускалось два варианта процессоров SSA/5 и 5k86. Первый работал на частотах от 75 МГц до 100 МГц. Процессор 5k86 работал на частотах от 90 МГц до 133 МГц.

В 1997 году компания представила процессор K6, архитектура которого существенно отличалась от K5. Процессоры изготавливались по 350-нанометровому техпроцессу, включали в себя 8,8 миллионов транзисторов, поддерживали изменение порядка выполнения инструкций, набор команд MMX и блок вычислений с плавающей запятой. Площадь кристалла составляла 162 мм². Объем кэш-памяти первого уровня насчитывал 64 Кб (32 Кб данные и 32 Кб инструкции). Работал процессор на частоте 166 МГц, 200 МГц и 233 МГц. Частота системной шины была 66 МГц.

В 1998 году AMD выпустила чипы с улучшенной архитектурой K6-2, с 9,3 миллионами транзисторов изготавливаемого по 250-нанометровому техпроцессу. Максимальная частота чипа составляла 550 МГц.

Процессор AMD K6

В 1999 году вышла третья генерация — архитектура K6-III. Кристалл сохранил все особенности K6-2, но при этом появилась встроенная кэш-память второго уровня объемом 256 Кб. Объем кэша первого уровня составлял 64 Кб.

Процессоры AMD K7

В том же 1999 году на смену К6 пришли процессоры К7. Они выпускались по 250-нм технологии с 22 миллионами транзисторов. У CPU присутствовал новый блок целочисленных вычислений (ALU). Системная шина EV6 обеспечивала передачу данных по обоим фронтам тактового сигнала, что давало возможность при физической частоте 100 МГц получить эффективную частоту 200 МГц. Объем кэш-памяти первого уровня составлял 128 Кб (64 Кб инструкций и 64 Кб данных). Кэш второго уровня достигал 512 Кб.

Процессор AMD K7

Несколько позже появились кристаллы, базировавшиеся на ядре Orion. Они производилось по 180-нм техпроцессу.

Выход ядра Thunderbird внес необычные изменения в процессоры. Кэш-память 2-го уровня была перенесена непосредственно в процессорное ядро и работала на одинаковой с ним частоте. Кэш был с эффективным объемом 384 Кб (128 Кб кэша первого уровня и 256 Кб кэша второго уровня). Увеличилась тактовая частота системной шины — теперь она функционировала с частотой 133 МГц.

Процессоры Intel P6

Архитектура P6 пришла на смену P5 в 1995 году. Процессор являлся суперскалярным и поддерживал изменения порядка выполнения операций. Процессоры использовали двойную независимую шину, которая значительно увеличила пропускную способность памяти.

В том же 1995 году были представлены процессоры следующего поколения Pentium Pro. Кристаллы работали на частоте 150 МГц — 200 МГц, имели 16 Кб кэш-памяти первого уровня и до 1 Мб кэша второго уровня.

Процессор Intel Pentium Pro

В 1999 году были представлены первые процессоры Pentium III. Они базировались на новой генерации ядра P6 под названием Katmai, которые являлись модифицированными версиями Deschutes. В ядро была добавлена поддержка инструкций SSE, а также улучшился механизм работы с памятью. Тактовая частота процессоров Katmai достигала 600 МГц.

В 2000 году вышли первые процессоры Pentium 4 с ядром Willamette. Эффективная частота системной шины составляла 400 МГц (физическая частота — 100 МГц). Кэш-данных первого уровня достигал объема 8 Кб, а кэш-память второго уровня — 256 Кб.

Следующим ядром линейки стало Northwood (2002 год). Процессоры содержали 55 миллионов транзисторов и производились по новой 130-нм КМОП-технологии с медными соединениями. Частота системной шины составляла 400 МГц, 533 МГц или 800 МГц.

Intel Pentium 4

В 2004 году производство процессоров вновь перевели на более тонкие технологические нормы — 90 нм. Вышли Pentium 4 на ядре Prescott. Кэш данных первого уровня увеличился до 16 Кб, а кэш второго уровня достиг 1 Мб. Тактовая частота составляла 2,4 ГГц — 3,8 ГГц, частота системной шины — 533 МГц или 800 МГц.

Последним ядром, которое использовалось в процессорах Pentium 4 стало одноядерное Cedar Mill. Выпускалось по новому техпроцессу — 65 нм. Существовало четыре модели: 631 (3 ГГц), 641 (3,2 ГГц), 651 (3,4 ГГц), 661 (3,6 ГГц).

Процессоры Athlon 64 и Athlon 64 X2

В конце 2003 года AMD выпустила новую 64-битную архитектуру K8, построенную по 130-нанометровому техпроцессу. В процессоре был встроенный контроллер памяти и шина HyperTransport. Она работала на частоте 200 МГц. Новые продукты AMD получили название Athlon 64. Процессоры поддерживали множество наборов команд, таких как MMX, 3DNow!, SSE, SSE2 и SSE3.

Процессор Athlon 64

В 2005 году на рынок вышли процессоры компании AMD под названием Athlon 64 X2. Это были первые двухъядерные процессоры для настольных компьютеров. В основе модели лежали два ядра, выполненных на одном кристалле. Они имели общий контроллер памяти, шину HyperTransport и очередь команд.

Процессор Athlon 64 X2

В течение 2005 и 2006 годов AMD выпустила четыре поколения двухъядерных чипов: три 90-нм ядра Manchester, Toledo и Windsor, а также 65-нм ядро Brisbane. Процессоры отличались объемом кэш-памяти второго уровня и энергопотреблением.

Процессоры Intel Core

Процессоры Pentium M обеспечивали большую производительность, чем настольные процессоры на базе микроархитектуры NetBurst. И поэтому их архитектурные решения стали основой для микроархитектуры Core, которая вышла в 2006 году. Первым настольным четырехядерным процессором стал Intel Core 2 Extreme QX6700 с тактовой частотой 2.67 ГГц и 8 Мб кэш-памяти второго уровня.

Кодовое имя первого поколения мобильных процессоров компании Intel было Yonah. Они производились с использованием техпроцесса 65 нм, основанного на архитектуре Banias/Dothan Pentium M, с добавленной технологией защиты LaGrande. Процессор мог обрабатывать до четырех инструкций за такт. В Core был переработан алгоритм обработки 128-битных инструкций SSE, SSE2 и SSE3. Если раньше каждая команда обрабатывалась за два такта, то теперь для операции требовался лишь один такт.

Intel Core 2 Extreme QX6700

В 2007 году вышла 45-нм микроархитектура Penryn с использованием металлических затворов Hi-k без содержания свинца. Технология использовалась в семействе процессоров Intel Core 2 Duo. В архитектуру добавилась поддержка инструкций SSE4, а максимальный объем кэш-памяти 2-го уровня у двухъядерных процессоров увеличился с 4 Мб до 6 Мб.

Процессор AMD Phenom II X6

В 2008 году вышла архитектура следующего поколения — Nehalem. Процессоры обзавелись встроенным контроллером памяти, поддерживающим 2 или 3 канала DDR3 SDRAM или 4 канала FB-DIMM. На смену шине FSB, пришла новая шина QPI. Объем кэш-памяти 2-го уровня уменьшился до 256 Кб на каждое ядро.

Intel Core i7

Вскоре Intel перевела архитектуру Nehalem на новый 32-нм техпроцесс. Эта линейка процессоров получила название Westmere.
Первой моделью новой микроархитектуры стал Clarkdale, обладающий двумя ядрами и интегрированным графическим ядром, производимым по 45-нм техпроцессу.

Процессоры AMD K10

Компания AMD старалась не отставать от Intel. В 2007 году она выпустила поколение архитектуры микропроцессоров x86 — K10. Четыре ядра процессора были объединены на одном кристалле. В дополнение к кэшу 1-го и 2-го уровней модели K10 наконец получили L3 объемом 2 Мб. Объем кэша данных и инструкций 1-го уровня составлял 64 Кб каждый, а кэш-памяти 2-го уровня — 512 Кб. Также появилась перспективная поддержка контроллером памяти DDR3. В K10 использовалось два 64-битных контроллера. Каждое процессорное ядро имело 128-битный модуль вычислений с плавающей запятой. Вдобавок ко всему, новые процессоры работали через интерфейс HyperTransport 3.0.

В 2007 году с архитектурой K10 вышли многоядерные центральные процессоры Phenom фирмы AMD, предназначенные для использования в стационарных персональных компьютерах. Решения на базе K10 производились по 65- и 45-нм техпроцессу. В новой версии архитектуры (К10,5) контроллер памяти работал с памятью DDR2 и DDR3.

Процессор AMD Phenom

В 2011 году вышла новая архитектура Bulldozer. Каждый модуль содержал два ядра со своим блоком целочисленных вычислений и кэш-памятью 1-го уровня. Поддерживалась кэш-память 3-го уровня объемом 8 Мб, шины HyperTransport 3.1, технологии увеличения частоты ядер Turbo Core второго поколения и наборов инструкций AVX, SSE 4.1, SSE 4.2, AES. Также процессоры Bulldozer были наделены двухканальным контроллером памяти DDR3 с эффективной частотой 1866 МГц.

Процессор AMD Bulldozer

В 2013 году компания представила следующее поколение процессоров — Piledriver. Данная модель являлась улучшенной архитектурой Bulldozer. Были доработаны блоки предсказания ветвлений, возросла производительность модуля операций с плавающей запятой и целочисленных вычислений, а также тактовая частота.

Просматривая историю, можно проследить этапы развития процессоров, изменения в их архитектуре, усовершенствования технологий разработки и многое другое. Современные CPU отличаются от тех, которые выходили раньше, но при этом имеют и общие черты.

коротко о том как устроен CPU

Доброго времени суток. В этой статье вы получите развернутый ответ на вопрос «что такое архитектура процессора». Также после ее прочтения вы узнаете о разновидностях архитектуры и научитесь различать их обозначения.

 

Объяснение термина

Под архитектурой процессора понимается комбинация из:

  • Микроархитектуры — способ ее реализации, то есть составные части проца и методы их взаимодействия между собой и описанными ниже компонентами;
  • АНК — набор команд, включая модель исполнения, регистры устройства, форматы данных и адресов.
  • Микрокода — делает понятными команды уровня АНК для микроархитектуры.

Если рассматривать архитектуру со стороны программистов, то его можно объяснить как совместимость с определенным набором команд (допустим, девайсы, соответствующие командам Intel x86), их структуру (например, как организована система адресации или регистровая память), а также метод исполнения (к примеру, счетчик команд).

Смотря на архитектуру как на аппаратную составляющую компьютера, мы увидим другую картину. Это определенный набор характеристик, которому соответствует целое семейство процессоров, то есть их внутренняя конструкция.

 

Классификация архитектур

По скорости и количеству выполняемых команд архитектуры делятся на:

  • CISC. На английском языке расшифровывается как «Complex Instruction Set Computing», то есть «Комплексный набор команд». Устройствам этого типа свойственно большое количество режимов адресации и команд разного формата и длины, а также сложная кодировка инструкции.
  • RISC. Первое слово в расшифровке заменено на «Reduced», что на нашем языке — «Сокращенный». Это значит, что все команды имеют одинаковый формат и кодировку.
  • MISC (Multipurpose — Многоцелевой ). База элементов делится на две части, которые находятся или в одном корпусе, или в отдельных. Главной выступает RISC CPU. Он дополнен другой частью — постоянным запоминающим устройством микропрограммного управления. Системе присущи характеристики CISC. Большинство команд выполняет первая часть, а команды расширения преобразуются в адрес микропрограммы.

Также существует классификация процессоров, и соответственно архитектур, по назначению:

  • Графические. Как видеокарта отвечает за визуализацию объектов на экране.
  • Математические. Нацелены на расширение набора команд, выполняемых центральным процессором, для решения различных математических задач.
  • Цифровые сигнальные. Специализированные устройства, предназначенные для обработки оцифрованных сигналов.

С физической точки зрения девайсы разделяются по количеству ядер, которые отвечают за выполнение команд. Если их больше одного, устройства называются многоядерными.

 

 

Разбор обозначений

В теме о процессорах вы можете столкнуться с их цифровыми обозначениями типа x64, x86 и пр. Давайте разберемся, что все это значит. Разложу по полочкам.

8086 и компания

В 1978 году компания Intel выпустила 16-битный процессор, получивший название 8086.

 

После него выходили другие модели, в наименованиях которых первые две цифры оставались прежними, а последние менялись на 88, 186, 286, 386, 486 и прочие.

Вот пример i386.

 

Как вы заметили, почти все имена заканчиваются одинаково, поэтому все семейство объединили под условное обозначение x86. Оно устоялось среди пользователей и применялось даже когда Интел начала давать своим продуктам словарные названия типа Пентиум, Кор, Атом и т. д. Переняли эту «моду» и другие производители устройств, совместимых с этим семейством, — IBM, VIA, AMD, Cyrix и др.

Чаще всего это обозначение сейчас используется по отношению к 32-битным процессорам. Они также могут называться, к примеру, i386, i486, i586, когда требуется дать более точные сведения о наборе инструкций.

 

Совершенствование до 64 бит

Компания Intel модернизировала процессоры с 16-битной шиной до 32 бит. Однако AMD приложила усилия к усовершенствованию их до х64. Первый такой продукт она выпустила в 2003 году, не став заморачиваться над названием — просто «AMD64».

Чтобы показать повышенную разрядность процессоров, стали к обозначению «x86» добавлять «64», к примеру, x86_64.

Интел решила выделиться, помечая такие устройства сначала как «IA-32e», а потом «EM64T». Но сейчас чаще можно встретить «Intel 64».

 

Как узнать архитектуру?

В случае с новыми ЦП прочитать их характеристики можно в инструкции или непосредственно на коробке. Но что делать, если вы берете устройство с рук? Или может быть хотите знать, какая архитектура у вашего проца? Выяснить это можно несколькими способами.

 

Средства системы

Выполните следующие действия:

  • Откройте командную строку через меню «Пуск — Программы — Стандартные» или другим удобным способом.
  • Впишите в нее слово systeminfo.
  • Нажмите Enter.

Перед вами появятся сведения об операционке, среди которой будет и архитектура процессора.

Другой способ:

  • Щелкните правой кнопкой мыши на значке «Мой компьютер»;
  • Откройте «Свойства»;
  • Перейдите в «Диспетчер устройств»;
  • Кликните пункт «Процессор».

И тоже получите все данные о нем.

Сторонние программы

Одной из хороших программ, помогающих узнать все о проце, является CPU-Z.

Она бесплатная и распространенная, поэтому вы без проблем ее отыщите и скачаете.

Вам нужно лишь установить и запустить ее, чтобы посмотреть необходимую информацию.

 

В качестве альтернативного варианта могу предложить еще одну достойную прогу — AIDA 64. Она платная (Есть триал период), зато может рассказать все о вашем железе в целом, не только о ЦП.

Получить сведения о процессоре через нее можно, перейдя по разделам «Компьютер — Системная плата — ЦП».

На этом буду заканчивать.

Чтобы не забывать заглядывать ко мне чаще и узнавать больше новой интересной информации, подписывайтесь на обновления.

До скорого.

Архитектура Intel Core

Впервые детальные подробности об архитектуре процессоров Core (ранее — Architecture 101) были озвучены на весенней сессии Форума Intel для разработчиков — IDF Spring 2006. Грубо говоря, архитектура Core 2 Duo является логическим развитием архитектуры Pentium Pro с использованием всех технологий и наработок Intel. В частности новые процессоры имеют довольно короткий конвейер (14-стадий) и способны декодировать и исполнять до 4 инструкций за один такт. Новое ядро Conroe содержит 291 млн. транзисторов, а его площадь равна 144 кв. мм. В рамках архитектуры Core существуют два основных течения: Intel Core 2 Extreme и Intel Core 2 Duo для настольных ПК.

Основные особенности архитектуры Intel Core

Архитектура Intel Core стала основой для процессоров всех сегментов рынка – настольных ПК (Conroe), мобильных ПК (Merom) и серверов (Woodcrest).

Новые чипы на базе архитектуры Intel Core обещают значительный прирост производительности — от 40% для Conroe до 80% для Woodsrest, при одновременном снижении энергопотребления на 35-40%. Новая процессорная архитектура наследует философию эффективного энергопотребления, впервые реализованную в процессорах Intel Pentium M для мобильных ПК на ядре Banias. В новом поколении возможности процессоров улучшены не только благодаря совершенно новым технологиям, но также за счет использования наработок, с успехом применявшихся в чипах с архитектурой Intel NetBurst. И всё же ключевая роль отводится инновациям, впервые реализованным в новом поколении процессорной архитектуры Intel:

  • Технология Intel Wide Dynamic Execution призвана обеспечить выполнение большего количества команд за каждый такт, повышая эффективность выполнения приложений и сокращая энергопотребление. Каждое ядро процессора, поддерживающего эту технологию, теперь может выполнять до четырех инструкций одновременно с помощью 14-стадийного конвейера.

  • Технология Intel Intelligent Power Capability, активируя отдельные узлы чипа только по мере необходимости, значительно снижает энергопотребление системы в целом.

  • Технология Intel Advanced Smart Cache подразумевает наличие общей для всех ядер кэш-памяти L2, совместное использование которой снижает энергопотребление и повышает производительность. При этом, по мере необходимости, одно из ядер процессора может использовать весь объём кэш-памяти при динамическом отключении другого ядра.

  • Технология Intel Smart Memory Access повышает производительность системы, сокращая время отклика памяти и оптимизируя, таким образом, использование пропускной способности подсистемы памяти.

  • Технология Intel Advanced Digital Media Boost позволяет обрабатывать все 128-разрядные команды SSE, SSE2 и SSE3, широко используемые в мультимедийных и графических приложениях, за один такт, что увеличивает скорость их выполнения.

Буквенный индекс в начале маркировки классифицирует тепловыделение процессора, без всякого соотношения с форм-фактором:

В свою очередь 4-значный цифровой индекс также несёт смысловую нагрузку. В общем случае, чем большее 4-значное число представлено маркировкой процессора, тем большей производительностью и энергопотреблением он характеризуется. В то же время первая цифра означает принадлежность чипа к определённому семейству продуктов, вторая цифра – соответствующий расклад чипов внутри семейства. Соответственно, чем больше цифра, тем производительнее чип. Итак, с августа 2006 года в магазинах появились следующие семейства процессоров:

Процессор Ядро Тактовая частота, ГГц Множитель Частота шины, МГц Размер L2 кеша, Мб Типичное тепловыделение, Вт
Core 2 Extreme X6800 Conroe 2,93 11 1066 4 75
Core 2 Duo E6700 Conroe 2,67 10 1066 4 65
Core 2 Duo E6600 Conroe 2,4 9 1066 4 65
Core 2 Duo E6400 Allendale 2,13 8 1066 2 65
Core 2 Duo E6300 Allendale 1,86 7 1066 2 65
Core 2 Duo E4300 Allendale 1,80 9 800 2 65

Работающие в штатном режиме процессоры Conroe и Allendale имеют очень низкое, по современным меркам, тепловыделение. В частности младший процессор E6300 при частоте 1,86 ГГц имеет типичное тепловыделение = 65 Вт. Немалую роль здесь сыграл очень тонкий (65 нм) техпроцесс, а также относительно невысокое напряжение питания. А при включенной технологии Enhanced Intel SpeedStep тепловыделение снижается до 22 Вт. При этом множитель снижается до 6, и понижается напряжение Vcore. Остальные процессоры также поддерживают эту технологию, позволяющую снизить множитель до 6. Поэтому для большинства пользователей использование боксового кулера будет достаточным.

Новое поколение двухъядерных процессоров Intel Core 2 требует специально разработанных для них чипсетов LGA 775 и со старыми материнскими платами не работает. К средней ценовой категории можно отнести процессоры Conroe с 2-мегабайтным кэшем L2. В низшую категорию входят Conroe-1M. Кроме того, есть и бюджетная категория, для которой компания Intel представила процессоры Celeron на очередной модификации ядра Conroe-L, которое представляет собой урезанное ядро Conroe. Изменения следующие: частота системной шины понижена до минимума (200 МГц), как и объем кэша L2 (до 512 Кб).

Celeron на ядре Conroe-L

По состоянию дел до сегоднешнего времени, компания Intel предлагает 4-х ядерные процессоры, которые обеспечивают трехкратный прирост производительности в оптимизированных приложениях. Правда, такое ПО еще большая редкость, и подавляющее большинство программ загружают только одно процессорное ядро. Тем не менее, можно утверждать, что на сегодня двухъядерные процессоры являются наиболее сбалансированным решением.

В конце ноября 2007 года Intel выпустила новое 3-е поколение процессоров на общей архитектуре CORE — Intel Penryn на ядрах Yorkfield и Wolfdale, поддерживающее новый набор инструкций SSE4. Первый из них имеет обозначение QX9650.

Ядро Conroe является на сегодняшний момент наиболее совершенным и “продвинутым”, и процессоры на нем легко обходят единственных конкурентов из AMD. В новом процессоре от Intel PenRyn серьезно ускорено выполнение операций деления (как целых, так и вещественных чисел). Модифицированный блок деления получил название Fast Radix-16 (у семейства Core аналогичный блок назывался Radix-4).

Результат — за один проход новый блок обрабатывает 4 бита вместо двух. Еще у Penryn серьезно модифицирован блок отвечающий за исполнение потоковых команд. На этот шаг инженеры Intel пошли, поскольку в новых процессорах реализован дополнительные набор инструкций SSE4.1. Однако, обычный домашний пользователь никакой разницы в скорости между процессорами Core и Penryn не заметит. Да, Penryn работает чуть быстрее за счет более “зрелой” архитектуры, но в обычном, неоптимизированном программном обеспечении эта разница будет составлять несколько процентов. Другое дело — оптимизированное ПО. Для начала оптимизация под многоядерность. Если она есть, то прирост производительности 4-ядерного процессора по сравнению с условным одноядерным (работающем на такой же частоте, и имеющий ту же архитектуру) может колебаться от 200% до 400%! А оптимизация под использование инструкций SSE4.1 обеспечивает преимущество Penryn над Core до 30% при одной и той же частоте. В общем, семейство процессоров Penryn является эволюционным развитием семейства Core, причем благодаря 45 нм техпроцессу практически все характеристики улучшены (кроме скорости доступа к кешу L2). Иными словами, процессоры Yorkfield и Wolfdale лучше своих предшественников (Kentsfield и Conroe соответственно), и естественно будут пользоваться успехом. Слагаемые успеха просты: модифицированное ядро Conroe + поддержка инструкций SSE4.1, более “тонкий” 45 нм техпроцесс (лучше разгон, меньше тепловыделение) и увеличенный объем кеш памяти второго уровня (до 6/12 Мб). Приобрести двух и четырехъядерные процессоры семейства Penryn, предположительно, можно будет в начале 2008 года. Новые процессоры Penryn лучше всех своих предшественников не только за счет усовершенствований, но и за счет собственно 45 нм техпроцесса. Напряжение ядра стало меньше, тепловыделение меньше, а потенциал тактовой частоты — выше. Однако, Intel не спешит наращивать частоты: известно только о запланированном достижении частот 3,0 — 3,33 ГГц. А возможно при переходе на 400МГц шину, мы увидим процессор с частотой 3,6 ГГц. Но это будет к концу 2008 года. Именно до этого срока запланировано время жизни семейства Penryn, после которого на сцене появится совершенно новая архитектура Nehalem со встроенным контроллером памяти (топовые процессоры будут иметь 8 ядер и одновременно исполнять 16 потоков!). Тогда же Intel точно перейдет на 32 нм техпроцесс.

Эти процессоры Intel действительно могут нас удивить. Появились модели и характеристики CPU Jasper Lake

Об архитектуре Tremont компания Intel рассказывала ранее в этом году. Сама Intel называет Tremont своей самой энергоэффективной архитектурой, и её уже можно «пощупать», так как в процессорах Lakefield есть четыре маленьких ядра Tremont наряду с одним большим на архитектуре Sunny Cove.

В целом же Tremont — это архитектура для нового поколения «атомных» процессоров компании. И новые данные говорят о том, что такие CPU выйдут в начале следующего года. Более того, у источника есть перечень моделей и даже характеристики.

Процессор Ядер/потоков Частоты, ГГц Кэш-память L2, МБ
Настольные
Pentium N6005 4/4 2,0-3,3 4
Celeron N5105 4/4 2,0-2,8 4
Celeron N4505 2/2 2,0-2,9 4
Мобильные
Pentium N6000 4/4 1,1-3,1 4
Celeron N5100 4/4 1,1-2,8 4
Celeron N4500 2/2 1,1-2,8 4

Процессоры Jasper Lake, которые будут основаны на архитектуре Tremont, придут на смену линейке Gemini Lake на основе архитектуры Goldmont. И Jasper Lake должны получиться крайне любопытными, так как показатель исполняемых за такт инструкций (IPC) якобы вырастет на внушительные 30%. Кроме того, 10-нанометровый техпроцесс позволил повысить частоты, так что прирост производительности может оказаться очень большим.

Conroe, Kentsfield, далее по расписанию / Процессоры и память

Одна из самых интересных IT-интриг нынешнего сезона – несомненно, в близящемся анонсе нового поколения многоядерной процессорной архитектуры Intel Core. Благодаря благожелательной PR-политике Intel в целом и открытому общению с прессой в частности, уже сейчас, до официального анонса моделей розничных процессоров, мы знаем об этих чипах очень и очень много. По крайней мере, более чем достаточно, чтобы сегодня представить вниманию наших читателей обзорный рассказ об архитектурных изменениях и усовершенствованиях, реализованных в новом поколении процессоров с архитектурой Intel Core. Уже давно ни для кого не секрет, что новые двухъядерные процессоры с рабочими названиями Merom, Conroe и Woodcrest, для рынков мобильных, настольных и серверных компьютеров соответственно, будут иметь в своей основе единые архитектурные построения под сводным названием Intel Core (ранее — Architecture 101), разве что, с дополнениями в соответствии со специфическими требованиями каждого рыночного сегмента. Тем не менее, представляя сегодня новое поколение архитектуры Intel Core, основной упор будет делаться на чипы для настольных ПК – Conroe. Сразу же уточню, что этот рассказ посвящён исключительно архитектурным особенностям новых процессоров Intel. Поэтому не стоит ожидать в материале каких-либо слухов, утечек или намёков на маркировку чипов Conroe, сроки их анонса и появления в рознице, ожидаемые цены и тому подобное. Максимум, что автор позволил себе в рамках этого рассказа – это предположения о возможном приросте производительности в тех или иных приложениях. Всю остальную информацию, сопровождаемую сравнительным тестированием новых чипов, наши читатели получат в соответствующее время. Вот сейчас фактически тот самый момент, когда лучше семь раз отмерить и подать только проверенную информацию, чем до поры до времени пускать «жёлтые» слухи. Надеюсь, что наши читатели, заранее «переварив» архитектурные особенности нового поколения процессоров Intel, смогут в последствии не отрешённо разглядывать количество «попугаев», полученных при тестировании, но лучше понимать причины и следствия, закономерно ведущие к тому или иному результату. Приступим.

Основополагающие формулы, определяющие эффективность современной процессорной архитектуры

Как известно, несколько лет назад компания Intel отказалась от «гонки мегагерцев» и взяла курс на разработку эффективных процессорных микроархитектур с экономным энергопотреблением. А этом свете максимальная эффективность работы процессора напрямую зависит не столько от тактовой частоты, сколько от количества инструкций, выполняемых за один такт. Иными словами, тактовая частота процессора – лишь один из множителей в простой формуле: [Производительность] = [Тактовая частота] x [Количество инструкций, выполняемых за один такт] Таким образом, на практике совсем не обязательно «гнать частоту», есть множество других эффективных способов значительно поднять производительность. Одно из подмножеств таких способов в частности — столь популярное нынче использование многоядерности, хотя, как показывает практика, просто так взять и распараллелить вычисления на множество ядер — тоже задачка не из простых, так просто «в лоб» не решается. Другим весьма эффективным способом повышения одного из множителей выше приведённой формулы расчёта производительности можно назвать метод снижения количества инструкций, необходимых для исполнения той или иной задачи, иными словами, оптимизация потока команд. Нагляднейший пример тому – SIMD-команды (single instruction multiple data) MMX, используемые Intel в виде целочисленных 64-битных SIMD инструкций с 1996 года, начиная чипами Pentium с поддержкой MMX, а также представленные чуть позже 128-битные SIMD инструкции с плавающей запятой и одинарной точностью, впервые представленные пакетом SIMD-расширений SSE в чипе Pentium III и дополненные впоследствии наборами SSE2 и SSE3. Ещё один яркий пример технологии оптимизации потока команд – так называемая технология микрослияния команд (microfusion), в результате чего несколько внутренних микроопераций (micro-ops) процессора могут быть скомбинированы в одну микрооперацию, чем также значительно сокращается общее количество микроопераций для выполнения конкретной задачи. В то же время нынешняя индустриальная установка на выпуск экономичных процессоров требует других расчётов. Таким образом, появляется понятие оптимальной производительности, отражающее количество энергии, затрачиваемое процессором на выполнение той или иной задачи. Получается, что энергопотребление можно оценить как произведение динамической ёмкости (соотношение электростатического заряда проводника к разнице потенциалов между проводниками, обеспечивающими этот заряд) на эффективность исполнения инструкций за такт, квадрат напряжения питания и тактовую частоту: [Энергопотребление] = [Динамическая ёмкость] x [Напряжение] x [Напряжение] x [Тактовая частота] Соотнося это уравнение расчёта энергопотребления с предыдущей формулой, разработчики процессоров могут взвешенно подойти к оценке оптимального баланса между эффективностью количества выполняемых за такт инструкций, динамической ёмкости с одной стороны, подходящего напряжения питания ядра и буферных цепей в связке с тактовой частотой чипа с другой стороны, таким образом можно достичь оптимальной производительности и эффективного энергопотребления. Прошу прощения за затянувшееся вступление и растолковывание прописных истин, но благодаря этому введению будет проще понять цели и методы, применённые при разработке нового поколения микроархитектуры Intel Core с улучшенной производительностью и, что, возможно, ещё более важно, с улучшенной производительностью на ватт.

Основные особенности архитектуры Intel Core

Достаточно точная и подробная информация о внутреннем строении нового поколения процессоров Intel для настольных ПК, появление которых ожидается в самое ближайшее время, была представлена в дни весенних форумов Intel для разработчиков — Intel Developer Forum, в том числе, в дни Московского IDF Spring 2006. Именно тогда впервые было чётко сказано, что Intel планирует начать поставки процессоров на базе архитектуры Intel Core с нормами 65 нм техпроцесса уже в третьем квартале 2006 года. Именно тогда также точно стало известно, что новая архитектура станет основой для процессоров всех сегментов рынка – настольных ПК (Conroe), мобильных ПК (Merom) и серверов (Woodcrest). Новые чипы на базе архитектуры Intel Core обещают значительный прирост производительности — от 40% для Conroe до 80% для Woodsrest, при одновременном снижении энергопотребления на 35-40%. Появление на нашем сайте материала, объясняющего суть этих инноваций только сейчас, обусловлено сразу несколькими причинами. Во-первых, компания Intel наконец-то закончила ребрендинг процессорных линеек и теперь с полной определённостью можно сказать, что новые чипы для настольных ПК будут представлены именно под торговыми марками Intel Core 2 Extreme (Conroe XE) и Intel Core 2 Duo (Conroe, Merom). Во-вторых, прошедшее со времени проведения весеннего IDF время дало возможность осмыслить изменения архитектуры и уточнить особенности её работы, чтобы максимально достоверно донести суть новшеств до наших читателей. И, наконец, в третьих, прошедшая в первой декаде июня выставка Computex 2006, на которой были представлены работающие прототипы систем на базе чипов Conroe, расставила всё по своим местам: новое поколение архитектуры уже достаточно давно существует не только на бумаге, но и в виде вполне готовых к розничным продажам образцов. Так что вполне возможно, что выбор грядущей даты анонса чипов Conroe обусловлен не столько производственными аспектами, сколько «политическими» маркетинговыми соображениями. Новая процессорная архитектура наследует философию эффективного энергопотребления, впервые реализованную в процессорах Intel Pentium M для мобильных ПК с рабочим названием Banias. В новом поколении возможности процессоров улучшены не только благодаря совершенно новым технологиям, но также за счет использования наработок, с успехом применявшихся в яипах с архитектурой Intel NetBurst. И всё же ключевая роль отводится инновациям, впервые реализованным в новом поколении процессорной архитектуры Intel:
  • Технология Intel Wide Dynamic Execution призвана обеспечить выполнение большего количества команд за каждый такт, повышая эффективность выполнения приложений и сокращая энергопотребление. Каждое ядро процессора, поддерживающего эту технологию, теперь может выполнять до четырех инструкций одновременно с помощью 14-стадийного конвейера.
  • Технология Intel Intelligent Power Capability, активируя отдельные узлы чипа только по мере необходимости, значительно снижает энергопотребление системы в целом.
  • Технология Intel Advanced Smart Cache подразумевает наличие общей для всех ядер кэш-памяти L2, совместное использование которой снижает энергопотребление и повышает производительность. При этом, по мере необходимости, одно из ядер процессора может использовать весь объём кэш-памяти при динамическом отключении другого ядра.
  • Технология Intel Smart Memory Access повышает производительность системы, сокращая время отклика памяти и оптимизируя, таким образом, использование пропускной способности подсистемы памяти.
  • Технология Intel Advanced Digital Media Boost позволяет обрабатывать все 128-разрядные команды SSE, SSE2 и SSE3, широко используемые в мультимедийных и графических приложениях, за один такт, что увеличивает скорость их выполнения.
Вот, собственно, и определены главные изменения, привнесённые в новое поколение микроархитектуры Intel Core. Теперь самое время остановиться подробнее на каждом из них.

Intel Wide Dynamic Execution

Под технологией Intel Wide Dynamic Execution подразумевается комплекс новшеств – расширенный анализ данных, спекулятивное, внеочередное исполнение команд и т.п., впервые реализованный Intel в архитектуре P6, использовавшийся в процессорах Pentium Pro, Pentium II и Pentium III. В архитектуре Intel NetBurst для этих целей использовался модуль Advanced Dynamic Execution, обеспечивавший загрузку исполнительных модулей процессора и обладающий улучшенным алгоритмом предсказания ветвлений для снижения количества неверных предсказаний ветвлений. На уровне архитектуры Intel Core всё это объединено в расширенный комплекс технологий под названием Intel Wide Dynamic Execution, позволяющий обеспечить исполнение большего количества команд за один такт, благодаря чему экономится время и энергия. Теперь каждое ядро процессора позволяет единовременно обрабатывать не три, как в архитектуре Intel NetBurst, а до четырёх команд, что выражается в 33% приросте по сравнению с предыдущими поколениями. Среди дополнительных функций, реализованных в комплексе технологий Intel Wide Dynamic Execution, также стоит упомянуть более точное предсказание ветвлений и более глубокое буферирование команд, придающее дополнительную гибкость процессу исполнения. Наряду с этим Intel Wide Dynamic Execution подразумевает эффективное использование технологии макро-слияния — Macro-Fusion (Macro-OPs Fusion), объединяющей микро- и макрооперации в единые исполняемые макрооперации. Если в предыдущих поколениях процессоров Intel каждая входящая инструкция декодировалась и исполнялась отдельно, то теперь использование принципа макро-слияния в процессе декодирования команд позволяет объединять пары некоторых инструкций в единую внутреннюю инструкцию-микрооперацию (micro-op). Исполнение двух инструкций под видом единой микрооперации позволяет снизить суммарную загрузку процессора и увеличить количество инструкций, обрабатываемых за один такт. Более того, арифметико-логические блоки (ALU, Arithmetic Logic Unit), используемые в процессорах с микроархитектурой Intel Core, также доработаны с расчётом обработки объединённых в макрооперации команд, что также отражается на общем снижении энергопотребления чипа. Таким образом, по данным Intel, в общем случае удаётся снизить нагрузку операций до 15% и сократить число микроопераций до 10%. Как видно на иллюстрации ниже, модули префетча (предварительной выборки) подготавливают ряд x86 команд, при этом до пяти из них могут одновременно обрабатываться четырьмя блоками декодирования. В случае возможности слияния двух команд (Macro-Fusion), появляется фактическая возможность параллельной обработки пяти инструкций за такт (единовременно может образовываться не более одной макрокоманды).

Intel Intelligent Power Capability

Другая инновация под сводным названием Intel Intelligent Power Capability представляет собой комплекс мер, направленных на снижение энергопотребления чипа и оптимизации общих конструктивных требований. Технологии, координирующие потребление энергии всеми исполнительными узлами процессора, включают в себя расширенные и оптимизированные по времени выборки данных функции слежения за загруженностью тех или иных логических цепей. Что важно отметить, в архитектуре Intel Core снижение нагрузки производится не отключением неиспользуемых цепей, напротив – следящая логика Intel Intelligent Power Capability включает необходимые логические подсистемы процессора по мере их востребованности. В дополнение к этому многие внутренние шины и массивы логических узлов процессора теперь разнесены и запитываются через отдельные ключи, что позволило переводить их при обработке некоторых видов данных в дополнительный экономичный режим энергопотребления. Основной задачей при реализации такой «точечной», адресной схемы питания было добиться быстрой реакции системы, например, при возвращении в режим полной мощности. В результате взвешенный подход при реализации возможностей Intel Intelligent Power Capability позволил добиться дополнительного снижения энергопотребления без ущерба для быстроты реагирования системы и повысить суммарную энергетическую оптимизацию архитектуры Intel Core.

Intel Advanced Smart Cache

В новой архитектуре Intel Core реализована весьма и весьма эффективная модель совместного использования ядрами процессора общего кэша L2. Технология Intel Advanced Smart Cache оптимизирована таким образом, чтобы каждое ядро двухъядерного процессора могло получать доступ данным с максимальной эффективностью. Не все современные многоядерные процессоры обладают возможностью распределения доступа к общей кэш-памяти L2. На практике это означает, что каждое ядро вынуждено оперировать с одинаковыми данными, расположенными в собственном кэше L2. Более того, простой одного из ядер при использовании раздельной схемы использования кэша L2 автоматически обозначает простой кэш-памяти L2 этого ядра, то есть, недостаточно эффективное использование ресурсов – в то время, как второе ядро, вполне возможно, «захлёбывается» без дополнительных ресурсов кэша L2. В случае архитектуры Intel Core, когда оба ядра имеют доступ к единому кэшу L2 и обладают возможностью динамического – до 100%! — перераспределения ресурсов кэша L2 в свою пользу в зависимости от текущей загрузки, технология Multi-Core Optimized Cache позволяет добиться оптимального использования ресурсов подсистемы кэш-памяти. Дополнительный плюс Multi-Core Optimized Cache – более быстрая выборка данных из кэша.

Intel Smart Memory Access

Технология под названием Intel Smart Memory Access, то есть, «интеллектуальный доступ к памяти», позволяет повысить производительность системы с помощью оптимизации производительности при обмене данными с подсистемой памяти при общем снижении задержек доступа к памяти. Совершенно новая функция, впервые реализованная при разработке технологии Intel Smart Memory Access, называется достаточно сложным для произношения термином Memory Disambiguation, что на русский язык можно перевести примерно как «устранение противоречий при доступе к памяти». На деле функция Memory Disambiguation обладает возможностью увеличить эффективность out-of-order обработки данных, обеспечивая ядра процессора спекулятивной выборкой данных для исполнения инструкций — до того, как будет исполнен ряд ранее поставленных в очередь на исполнение инструкций. Обычно, когда out-of-order процессор переупорядочивает инструкции, он не может переставить Load до Store, поскольку ещё нет информации о расположении соответствующих данных. В случае использования принципа Memory Disambiguation, устранение противоречий производится с помощью специальных алгоритмов, определяющих, может ли команда Load быть исполнена до предшествующего Store, и в случае положительного результата очерёдность может быть изменена для достижения лучшего распараллеливания процесса обработки инструкций. В тех редких случаях, когда это невозможно, технология определяет конфликт, перезагружает корректные данные и повторно исполняет инструкцию. Наряду с Memory Disambiguation технология Intel Smart Memory Access также включает в себя усовершенствованные узлы префетча, «предсказывающие» содержимое памяти и, будучи помещёнными в кэше, оперативно используемые при нужде. Разумеется, увеличение загрузок из кэша против выборки из системной памяти положительно сказывается на снижении задержек и улучшении производительности. Архитектура Intel Core предусматривает наличие двух узлов префетча на каждый кэш L1 и два на кэш L2, они детектируют потоки и совместно распределяют доступ, что позволяет добиться своевременного размещения данных в кэше L1. Префетчеры кэша L2 анализируют обращения ядер и обеспечивают наличие данных в кэше L2, которые могут понадобиться ядрам в перспективе.

Intel Advanced Digital Media Boost

Термином Intel Advanced Digital Media Boost названа функция, повышающая производительность процессора при исполнении инструкций SSE. Оба класса операций — 128-битные целочисленные арифметические SIMD и 128-битные SIMD с плавающей запятой и двойной точностью призваны уменьшить общее количество инструкций, необходимых для исполнения специфических программных задач, они позволяют ускорить работу множества приложений класса обработки видео и фото, распознавания речи, шифрования, финансовых, инженерных и научных расчётов. Во многих процессорах предыдущих поколений обработку каждой 128-битной инструкции SSE, SSE2 и SSE3 можно рассматривать как одну инструкцию, исполняемую за два такта. Благодаря технологии Intel Advanced Digital Media Boost исполнение таких 128-битных инструкций стало возможно на пиковой скорости за один такт. Особенно эффективно использование технологии Intel Advanced Digital Media Boost в случае обработки мультимедийного контента вроде графики, видео, аудио и других данных с интенсивным использованием SSE, SSE2 и SSE3.

Итого. Перспективы развития микроархитектуры Intel Core

Вот, вкратце, весь ряд основных усовершенствований, реализованных в новой микроархитектуре Intel Core с многоядерной оптимизацией. Как видите, каждая из этих технологий по отдельности способна значительным образом повысить эффективность процессора, а все вместе они значительная сила для установления новых стандартов производительности в сочетании с экономным энергопотреблением. Таким образом, новая микроархитектура Intel Core задействовала все плюсы, уже реализованные в первых поколениях мобильных процессоров Intel Pentium M, взяла всё самое лучшее из наработок архитектуры Intel NetBurst, и, в дополнение, обогатилась самыми свежими инновационными идеями разработчиков. Сегодня мы не будем говорить о конкретной производительности архитектуры Intel Core в той или иной ипостаси. Время ещё не пришло. Однако даже по факту того, что Intel будет использовать Intel Core во всех ключевых сегментах компьютерной техники – серверных, настольных и мобильных системах, говорить о том, что многое поставлено компанией на эту архитектуру. По различным косвенным данным уже можно сделать достаточно точные выводы, что оно действительно того стоит, но… сегодня об этом молчок, дождёмся анонса и результатов лабораторных тестов. Ещё раз напомню, что архитектура Intel Core будет реализована в конкретных розничных продуктах для различных сегментов рынка уже во втором полугодии 2006. Процессоры с рабочим названием Conroe для рынка настольных ПК ожидаются раньше всех. Очевидно, что экономичные чипы нового поколения позволят системным интеграторам заняться разработкой нового поколения тихих, тонких и производительных ПК в совершенно неожиданных форм-факторах. Что касается ближайшего обозримого будущего, то там на горизонте уже «маячит» следующее поколение чипов на базе архитектуры Intel Core, с ещё большим количеством ядер. В частности, для рынка настольных ПК таким процессором станет Kentsfield — первый четырехъядерный процессор Intel для сегмента наиболее высокопроизводительных настольных ПК, основанный на архитектуре Intel Core с передовыми показателями энергоэффективной производительности. Начало поставок этих процессоров запланировано на первый квартал 2007 года. На этом с вами прощаюсь, но, надеюсь, ненадолго, ибо грядёт…

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Архитектура Intel и идентификация процессора с помощью модели CPUID и …

Эта статья предназначена для помощи разработчикам программного обеспечения в понимании «общей картины» последних выпусков архитектуры и процессоров Intel. Модель «тик-так» добавляет предсказуемости дорожной карте архитектуры Intel®. Однако в рамках каждой «тиковой» и «тактовой» архитектуры запускается несколько процессоров для поддержки множества разнообразных вычислительных потребностей потребителей. Хотя общая архитектура набора команд (ISA) и набор функций в рамках данной архитектуры идентичны, происходят определенные специфические для модели вариации, которые обычно перечисляются посредством запроса CPUID [1].Номер модели CPUID — это удобный способ предвидеть специфические для модели функциональные возможности, которые доступны во время выполнения, и впоследствии проектировать архитектурно-зависимые части программного обеспечения (тем не менее, во время выполнения биты функций в CPUID должны всегда проверяться перед использованием ).

Информация в таблице ниже составлена ​​из «Идентификации процессора Intel® и инструкции CPUID» и официального источника информации о продукции Intel.

Для идентификации конкретного процессора используйте Утилиту идентификации процессоров Intel® для операционных систем Microsoft Windows * или загрузочную версию для других операционных систем [2].

Банкноты

  • Суффикс -EP обозначает двойной процессор, что означает, что этот процессор разработан для работы на платформе с двумя процессорами (но может работать и на платформе с одним процессором). Суффикс -EX обозначает многопроцессорность (MP), что означает, что этот процессор предназначен для работы на многопроцессорной платформе, но может работать в конфигурации платформы с одним или двумя процессорами.
  • Номер семейства — это 8-битное число, полученное из сигнатуры процессора путем добавления номера расширенного семейства (биты 27:20) и номера семейства (биты 11: 8).См. Раздел 5.1.2.2 «Идентификация процессора Intel и инструкция CPUID».
  • Номер модели — это 8-битное число, полученное из сигнатуры процессора путем сдвига расширенного номера модели (биты 19:16) на 4 бита влево и добавления номера модели (биты 7: 4). См. Раздел 5.1.2.2 «Идентификация процессора Intel и инструкция CPUID».

Основные архитектуры и процессоры

В эту таблицу включены основные процессоры с технологией 90 нм и выше.Пожалуйста, прочтите и поймите эти важные заявления об отказе от ответственности перед использованием.

Процесс
Технология

Микроархитектура
Кодовое имя

Процессор
Кодовое имя

Процессор
Подпись

Семья
Номер

Модель
Номер

Бренд Intel®
Название (я)

Бренд Intel®
Номер процессора

22 нм

IvyBridge

IvyBridge

0x306Ax

0x06

0x3A

Core ™ i3
Core ™ i5
Core ™ i7
Core ™ i7 Extreme
Xeon® E3

i3-31xx / 32xx-T / U
i5-3xxx-T / S / M / K / ME
i7-3xxx-S / K / M / QM / LE / UE / QE
i7-3920XM
E3-12xxV2

32 нм

SandyBridge

SandyBridge

0x206Ax

0x2A

Core ™ i3
Core ™ i5
Core ™ i7
Core ™ i7 Extreme
Celeron ™ Desktop
Celeron ™ Mobile
Pentium ™ Desktop
Pentium ™ Mobile
Xeon® E3

i3-21xx / 23xx-T / M / E / UE
i5-23xx / 24xx / 25xx-T / S / M / K
i7-2xxx-S / K / M / QM / LE / UE / QE
i7 -29xxXM
G4xx, G5xx
8xx, B8xx
350, G6xx, G6xxT, G8xx
9xx, B9xx
E3-12xx

SandyBridge-E

0x206Dx

0x2D

Core ™ i7
Core ™ i7 Extreme

I7-3820 / 3930 К
i7-3960X

SandyBridge-EN

Xeon® E5

E5-24xx

SandyBridge-EP

Xeon® E5

E5-16xx, 26xx / L / W

Вестмир

Аррандейл

0x2065x

0x25

Celeron ™ Mobile
Pentium ™ Mobile
Core ™ i3
Core ™ i5
Core ™ i7

P4xxx, U3xxx
P6xxx, U5xxx
i3-3xxE, i3-3xxM, i3-3xxUM
i5-4xxM / UM, i5-5xxE / M / UM
i7-6xxE / LE / UE / M / LM / UM

Кларксдейл

Pentium ™ Desktop
Core ™ i3
Core ™ i5
Xeon® 3000

G69xx
i3-5xx
i5-6xx, i5-6xxK
L34xx

Галфтаун

0x206Cx

0x2C

Core ™ i7
Core ™ i7 Extreme
Xeon® 3000

i7-9xx
i7-9xxX
W36xx

Westmere-EP

Xeon® 3000
Xeon® 5000

W36xx
L56xx, E56xx, X56xx

Westmere-EX

0x206Fx

0x2F

Xeon® E7

E7-2xxx, E7-48xx, E7-88xx

45 нм

Nehalem

Кларксфилд

0x106Ex

0x1E

Core ™ i7
Core ™ i7 Extreme

i7-7xxQM, i7-8xxQM
i7-9xxXM

Линнфилд

Core ™ i5
Core ™ i7
Xeon® 3000

i5-7xx, i5-7xxS
i7-8xx, i7-8xxS, i7-8xxK
X34xx

Джаспер Форест

Xeon® 5000
Celeron ™ Desktop

LC55xx, EC55xx
P10xx

Блумфилд

0x106Ax

0x1A

Core ™ i7 Extreme
Core ™ i7
Xeon® 3000

i7-965 / 975
i7-9×0
W35xx

Nehalem-EP

Xeon® 5000

L55xx, E55xx, X55xx, W55xx

Nehalem-EX

0x206Ex

0x2E

Xeon® 7000
Xeon® 6000

L75xx, E75xx, X75xx
E65xx, X65xx

Penryn

Йоркфилд

0x1067x

0x17

Core ™ 2 Quad
Core ™ 2 Extreme
Xeon® 3000

Q9xxx, Q8xxx,! 9xxxS
QX9xxx
L33xx, X3350

Вольфдейл

Celeron ™ Desktop
Core ™ 2 Duo
Pentium ™
Xeon® 5000/3000

E3xxx
E7xxx, E8xxx
E5xxx, E6xxx, E6xxxK
L52xx, E31xx

Penryn

Core ™ 2 Duo Mobile
Celeron ™ M

P7xxx, P9xxx, SL9xxx
722

Харпертаун (ДП)

Xeon® 5000

L54xx, E54xx, X54xx

Даннингтон (МП)

0x106Dx

0x1D

Xeon® 7000

L74xx, E74xx, Q7xx

65 нм

Мером

Кловертаун

0x006Fx

0x0F

Xeon® 5000

E53xx, L53xx, X53xx

Кентсфилд

Xeon® 3000
Core ™ 2 Quad
Core ™ 2 Extreme

X32xx
Q6600
QX6xxx

Conroe

Xeon® 3000
Pentium ™
Core ™ 2 Duo
Core ™ 2 Extreme
Celeron ™ Desktop

30xx
E21xx
E43xx, E6xxx
X6800
E1600

Мером

Core ™ 2 Duo M
Pentium ™ Mobile
Core ™ 2 Extreme M

L7xxx, T5xxx, T7xxx, U7xxx
T3200
X7xxx

Woodcrest

Xeon® 5000

51xx

Merom
Conroe

0x1066x

0x16

Celeron ™ Desktop
Celeron ™ Mobile

4хх
5хх

Presler

Кедровая мельница

0x0066x

0x0F

0x06

Pentium ™ 4

3xx, 6xx

Presler

Pentium ™ D

9xx

90 нм

Прескотт

Нокона
Ирвиндейл

0x0063x
0x0064x

0x03 /
0x04

Xeon®

Прескотт

Celeron ™ D
Pentium ™ 4

3хх
5хх

Дотан

Дотан

0x006Dx

0x06

0x0D

Celeron ™ M
Pentium ™ Mobile

3хх
7хх

Архитектуры и процессоры Atom ™

В эту таблицу включены процессоры Atom ™ с технологией 45 нм и выше.Пожалуйста, прочтите и поймите эти важные заявления об отказе от ответственности перед использованием.

Процесс
Технология

Микроархитектура
Кодовое имя

Процессор
Кодовое имя

Платформа
Кодовое имя

Процессор
Подпись

Семья
Номер

Модель
Номер

Бренд Intel®
Название (я)

Бренд Intel®
Номер процессора

32 нм

Atom ™

Сидарвью

Кедровая тропа

0x0366x

0x06

0x36

Atom ™

Серия N2000: N26xx, N28xx
Серия D2000: D25xx (без HT), D27xx

45 нм

Линкрофт

Дубовая тропа

0x0266x

0x26

Z6xx (одноядерный)

Пайнвью

Сосновая тропа

0x016Cx

0x1C

N4xx, D4xx (одноядерный)
N5xx, D5xx (двухъядерный)

Сильверторн

любая

Z5xx

Заявление об ограничении ответственности

Информация в этой статье предназначена для удобного изложения содержания заметки по приложению «Идентификация процессора Intel® и инструкция CPUID» и официального источника информации о продукции Intel®.

В случае несоответствия , информация в исходном примечании по применению и источнике информации о продукте заменяет содержание этой статьи. (Пожалуйста, сообщите автору о любом таком несоответствии).

Пожалуйста, обратитесь к , раздел 2: Руководство по использованию «Идентификации процессора Intel® и инструкции CPUID» для правильного использования CPUID.

Номера процессоров Intel® не являются показателем производительности.Номера процессоров различают функции внутри каждого семейства процессоров, а не для разных семейств процессоров. Подробнее см. Http://www.intel.com/products/processor_number.


Вся предоставленная информация может быть изменена в любое время без предварительного уведомления. Корпорация Intel может вносить изменения в жизненный цикл производства, спецификации и описания продуктов в любое время без предварительного уведомления. Информация в данном документе предоставляется «как есть», и Intel не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий относительно точности информации, а также характеристик, доступности, функциональности или совместимости перечисленных продуктов.Пожалуйста, свяжитесь с поставщиком системы для получения дополнительной информации о конкретных продуктах или системах.



[1] Пример запроса CPUID для проверки функций см. В разделе Использование CPUID для определения наличия наборов инструкций SSE 4.1 и SSE 4.2

[2] В операционных системах на базе Linux * вы можете набрать ‘cat / proc / cpuinfo’, чтобы получить семейство процессоров и номера моделей (обратите внимание, что они отформатированы в десятичном формате, а таблицы в этой статье содержат их в шестнадцатеричном формате. числа).

.

Руководства разработчика программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32

Эти руководства описывают архитектуру и среду программирования Intel® 64 и IA-32
архитектуры.

Объединенный том набор руководств разработчика программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32
Четырехтомный набор руководств разработчика программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32
Набор из десяти томов руководств разработчика программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32
Набор команд архитектуры Intel® Справочник по программированию
Intel® Trust Domain Extensions
Справочное руководство по оптимизации программного обеспечения
Справочные руководства по мониторингу производительности Uncore
Связанные спецификации, примечания по применению и официальные документы

Электронные версии этих документов позволяют быстро получить необходимую информацию и распечатать только те страницы, которые вам нужны.Руководства для разработчиков программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32 теперь доступны для загрузки на одном объединенном томе, наборе из четырех или десяти томов. Все содержимое идентично в каждом наборе; см. Подробности ниже .

В настоящее время загружаемые PDF-файлы всех томов имеют версию 072. Загружаемый PDF-файл справочного руководства по оптимизации архитектур Intel® 64 и IA-32 находится в версии 043. Дополнительные связанные спецификации, примечания по применению и официальные документы также доступны для загрузки .

Примечание Если вы хотите получать уведомления об обновлениях руководств разработчика программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32, вы можете использовать стороннюю службу, такую ​​как Visualping *, чтобы получать уведомления об изменениях на этой странице (см. 1 ниже).

Примечание Мы больше не предлагаем руководства разработчика программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32 на компакт-дисках. Печатные версии руководства доступны для покупки через модель исполнения «печать по требованию» у стороннего поставщика, Lulu (см. Ссылки 1 и 2 ниже): http: // www.lulu.com/spotlight/IntelSDM.

  1. Условия использования
  2. Цена заказа каждого тома устанавливается продавцом печати; Intel загружает окончательную мастер-версию без лицензионных отчислений.

Объединенный набор руководств разработчика программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32

Документ Описание
Intel® 64 и архитектуры IA-32 программное обеспечение разработчика
ручная комбинированная
объемы: 1, 2A, 2B, 2C, 2D, 3A, 3B, 3C, 3D и 4

Этот документ содержит следующее:

Том 1: Описывает архитектуру и среду программирования процессоров, поддерживающих архитектуры IA-32 и Intel® 64.

Том 2: Включает полный справочник по набору команд, от А до Я. Описывает формат инструкции и предоставляет справочные страницы для инструкций.

Том 3: Включает полное руководство по системному программированию, части 1, 2, 3 и 4. Описывает среду поддержки операционной системы архитектур Intel® 64 и IA-32, включая: управление памятью, защиту, управление задачами, обработка прерываний и исключений, поддержка нескольких процессоров, функции управления температурой и питанием, отладка, мониторинг производительности, режим управления системой, инструкции расширений виртуальных машин (VMX), технология виртуализации Intel® (Intel® VT) и расширения Intel® Software Guard Extensions ( Intel® SGX).

Том 4: Описывает зависящие от модели регистры процессоров, поддерживающих архитектуры IA-32 и Intel® 64.

Intel® 64 и IA-32
архитектуры программного обеспечения разработчика
изменения в документации вручную

Описывает исправления ошибок, внесенные в руководство разработчика программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32 между версиями.

ПРИМЕЧАНИЕ: Этот документ об изменении применяется ко всем наборам руководств разработчика программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32 (комбинированный набор томов, набор из 4 томов и набор из 10 томов).


Четырехтомный набор руководств разработчика программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32

Этот набор состоит из тома 1, тома 2 (комбинированного 2A, 2B, 2C и 2D), тома 3 (комбинированного 3A, 3B, 3C и 3D) и тома 4. Этот набор позволяет упростить навигацию по набору инструкций. ссылка
а также руководство по системному программированию с помощью функционального кросс-томного оглавления, ссылок и указателя.

Документ Описание
Intel® 64 и IA-32
программное обеспечение архитектуры
руководство разработчика
том 1: Базовый
архитектура

Описывает архитектуру и среду программирования процессоров, поддерживающих архитектуры IA-32 и Intel® 64.

Intel® 64 и IA-32
программное обеспечение архитектуры
руководство разработчика
комбинированные тома 2А,
2B, 2C и 2D:
Ссылка на набор инструкций, A-
Z

Этот документ содержит полный справочник по набору инструкций, от A до Z, в одном томе.Описывает формат инструкции и предоставляет справочные страницы для
инструкции. Этот документ позволяет легко перемещаться по справочнику по набору инструкций через функциональное оглавление, ссылки и
. индекс.

Intel® 64 и IA-32
программное обеспечение архитектуры
руководство разработчика
комбинированные тома 3А,
3B, 3C и 3D: Система
руководство по программированию

Этот документ содержит полное руководство по системному программированию, части 1, 2, 3 и 4, в одном томе.Описывает среду поддержки операционной системы Intel®
. 64 и IA-32 архитектуры, в том числе: управление памятью, защита, управление задачами, обработка прерываний и исключений, поддержка нескольких процессоров,
функции управления температурой и питанием, отладка, мониторинг производительности, режим управления системой, инструкции расширений виртуальных машин (VMX),
Технология виртуализации Intel® (Intel® VT) и расширения Intel® Software Guard Extensions (Intel® SGX). Этот документ позволяет легко ориентироваться в системе
руководство по программированию с помощью функционального кросс-томного оглавления, ссылок и указателя.

Intel® 64 и IA-32
программное обеспечение архитектуры
руководство разработчика
Том 4: Модель-
специальные регистры

Описывает зависящие от модели регистры процессоров, поддерживающих архитектуры IA-32 и Intel® 64.


Набор из десяти томов архитектур Intel® 64 и IA-32
Руководства разработчика программного обеспечения

Этот набор содержит ту же информацию, что и набор из четырех томов, но разделен на десять меньших
PDF-файлы: том 1, том 2A, том 2B, том 2C, том 2D, том 3A, том 3B, том
3C, объем 3D и объем 4.Этот набор лучше подходит для тех, у кого низкая скорость соединения.

Том
Документ Описание
Intel® 64 и IA-32
программное обеспечение архитектуры
руководство разработчика
том 1: Базовый
архитектура
Описывает архитектуру и среду программирования процессоров
. поддержка архитектур IA-32 и Intel® 64.
Intel® 64 и IA-32
программное обеспечение архитектуры
руководство разработчика
том 2А: Инструкция
установить ссылку, A-L
Описывает формат инструкции и предоставляет справочные страницы для
инструкции (от А до Л).Этот том также содержит оглавление
для объемов 2A, 2B, 2C и 2D.
Intel® 64 и IA-32
программное обеспечение архитектуры
руководство разработчика
том 2Б: Инструкция
установить ссылку, M-U
Содержит справочные страницы для инструкций (от M до U).
Intel® 64 и IA-32
программное обеспечение архитектуры
руководство разработчика
том 2С: Инструкция
задание, V-Z
Содержит справочные страницы для инструкций (от V до Z).
Intel® 64 и IA-32
программное обеспечение архитектуры
руководство разработчика
том 2D: Инструкция
установить ссылку
Включает ссылку на расширения безопасного режима. В этом томе также содержится
приложения и указатели для томов 2A, 2B, 2C и 2D.
Intel® 64 и IA-32
программное обеспечение архитектуры
руководство разработчика
том 3A: Система
руководство по программированию, часть 1
Описывает среду поддержки операционной системы IA-32 и
. Архитектуры Intel® 64, в том числе: управление памятью, защита, задача
управление, обработка прерываний и исключений и мультипроцессор
поддержка.Этот том также содержит оглавление томов 3A,
. 3B, 3C и 3D.
Intel® 64 и IA-32
программное обеспечение архитектуры
руководство разработчика
том 3B: Система
руководство по программированию, часть 2
Продолжает освещение тем системного программирования, начатое в
. том 3А. Том 3B охватывает функции управления температурой и питанием,
отладка и мониторинг производительности.
Intel® 64 и IA-32
программное обеспечение архитектуры
руководство разработчика
том 3C: Система
руководство по программированию, часть 3
Продолжает освещение тем системного программирования, начатое в
. том 3A и том 3B. Том 3C описывает режим управления системой,
инструкции расширений виртуальных машин (VMX) и Intel® Virtualization
Технология (Intel® VT).
Intel® 64 и IA-32
программное обеспечение архитектуры
руководство разработчика
объем 3D: Система
руководство по программированию, часть 4
3D охватывает системное программирование с помощью Intel® Software Guard
Расширения (Intel® SGX).Этот том также содержит приложения и
поддержка индексации для томов 3A, 3B, 3C и 3D.
Intel® 64 и IA-32
программное обеспечение архитектуры
руководство разработчика
Том 4: Для конкретных моделей
регистры
Описывает зависящие от модели регистры процессоров, поддерживающих IA-32 и
. Архитектуры Intel® 64.

Расширения набора команд архитектуры Intel®
Справочник по программированию


Справочное руководство по оптимизации программного обеспечения


Справочные руководства по мониторингу производительности Uncore


Связанные спецификации, указания по применению и официальные документы

.

Руководство разработчика по архитектуре Intel® 64 и IA-32: Vol. 1

Руководство разработчика программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32 состоит из восьми томов: Базовая архитектура, Справочник по набору инструкций AM, Справочник по набору инструкций NZ, Справочник по набору инструкций, Руководство по системному программированию, часть 1, Руководство по системному программированию, часть 2, Система Руководство по программированию, часть 3, и Руководство по системному программированию, часть 4. Изучите все восемь томов при оценке ваших потребностей в дизайне.

Руководство разработчика программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32, Том 1: Базовая архитектура (номер для заказа 253665) является частью набора, который описывает архитектуру и среду программирования процессоров Intel® 64 и IA-32.Другие тома в этом наборе:

• Руководство разработчика программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32, тома 2A, 2B и 2C: Справочник по набору инструкций (номера для заказа 253666, 253667 и 326018).
• Руководство разработчика программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32, тома 3A, 3B, 3C и 3D: Руководство по системному программированию (номера для заказа 253668, 253669, 326019 и 332831).

Руководство разработчика программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32, том 1, описывает базовую архитектуру и среду программирования процессоров Intel 64 и IA-32.В Руководстве разработчика программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32, тома 2A, 2B и 2C, описывается набор команд процессора и структура кода операции. Эти тома относятся к прикладным программистам и программистам, пишущим операционные системы, или руководителям. В Руководстве разработчика программного обеспечения для архитектур Intel® 64 и IA-32, тома 3A, 3B, 3C и 3D, описывается среда поддержки операционной системы процессоров Intel 64 и IA-32, включая управление памятью, защиту, управление задачами, прерывания и исключения. обработка, поддержка нескольких процессоров, функции управления температурой и питанием, отладка, мониторинг производительности, режим управления системой, инструкции расширений виртуальных машин (VMX), технология виртуализации Intel® и расширения Intel® Software Guard.Эти тома предназначены для разработчиков операционных систем и BIOS.

.

Графический адаптер Intel®

Документация разработчика для Intel® Processor Graphics

Графический адаптер Intel®

обеспечивает графику, вычисления, мультимедиа и отображение для многих наших процессоров, включая процессоры Intel® Core ™ 6-го поколения. Использует ли ваш код один из популярных графических или вычислительных API? Вы хотите глубже понять архитектуру нашего графического оборудования? В таблице вы найдете нужные документы, которые помогут вам написать и настроить программное обеспечение, чтобы оно отлично работало с графикой процессора Intel.

Если вы разрабатываете вычислительные приложения, руководства по вычислительной архитектуре являются основополагающими для чтения, а руководства по оптимизации OpenCL ™ показывают, как оптимизировать. Если в вашем коде используются графические API, прочтите руководства по разработке графики или справочные руководства для программистов.

Мы сопоставляем серию процессоров Intel с каждым поколением графики вместе с различными названиями процессорной графики, применимыми к этой серии. Поколения графической архитектуры процессоров Intel® называются «Gen», поэтому для поколения 9 вы увидите Gen9 и т. Д.

Процессор серии

Прежнее кодовое имя

Запуск Дата

Графические технологии

Обозначение графической системы процессора

Направляющие

Процессоры Intel® Core ™ 10-го поколения Ледяное озеро III квартал 2019 г. Gen11 TBD

Руководство разработчика и оптимизации для Intel® Processor Graphics Gen11 API

Обзор графической архитектуры

Gen11

Процессоры Intel® Core ™ i7 8-го поколения

Кофейное озеро

I квартал 2018 г.

Gen9

Intel® UHD графика 630

Руководство по производительности графического API Gen9

Вычислительная архитектура Gen9

Процессоры Intel® Core ™ i7 7-го поколения

Озеро Каби

I квартал 2017 г.

Intel® HD графика 630

Процессоры Intel® Core ™ i7 6-го поколения

Skylake

2016

Intel® Iris ™ Pro графика 580,

Intel® Iris ™ Pro графика P580

Процессоры Intel® Core ™ i5 6-го поколения

2015

Intel® Iris ™ Graphics 550,

Intel® Iris ™ Graphics 540,

Intel® HD графика 530,

Intel® HD графика P530,

Intel® HD графика 520,

Intel® HD графика 515,

Intel® HD графика 510

Процессоры Intel® Core ™ i3 6-го поколения

Процессоры Intel® Core ™ m7 6-го поколения

Процессоры Intel® Core ™ m5 6-го поколения

Процессоры Intel® Core ™ m3 6-го поколения

Процессор Intel® Pentium® серии 4000 для мобильных устройств

Процессор Intel® Pentium® серии G4400 для настольных ПК

Процессор Intel® Pentium® серии G4500 для настольных ПК

Процессор Intel® Celeron® серии 3000 для мобильных устройств

Процессор Intel® Celeron® серии G3000 для настольных ПК

Семейство процессоров Intel® Xeon® E3 v5

Процессоры Intel® Core ™ i7 5-го поколения

Broadwell

2015

Поколение 8

Intel® Iris ™ Pro P6300,

Intel® Iris ™ Pro 6200,

Intel® HD графика 6100,

Intel® HD графика 6000,

Intel® HD графика P5700,

Intel® HD графика 5600,

Intel® HD графика 5500,

Intel® HD графика

Вычислительная архитектура Gen8

Руководство разработчика графического API Gen8

Руководство по оптимизации OpenCL ™, 2014 г.

Процессоры Intel® Core ™ i5 5-го поколения

Процессоры Intel® Core ™ i3 5-го поколения

Процессор Intel® Pentium® серии 3000 для мобильных устройств

Процессор Intel® Celeron® серии 3000 для мобильных устройств

Семейство процессоров Intel® Xeon® E5 v4

Мобильный процессор Intel® Core ™ M-5Y серии

2014

Intel® HD графика 5300

Процессор Intel® Atom ™ серии Z3700

Bay Trail

2013

Gen7

Intel® HD графика (1) Справочное руководство для программистов с открытым исходным кодом
Процессор Intel® Atom ™ серии E3800
Процессор Intel® Pentium® серии J2000
Процессор Intel® Celeron® серии J1000
Процессор Intel® Pentium® серии N3000
Процессор Intel® Celeron® серии N2000
Процессоры Intel® Core ™ i7 4-го поколения

Haswell

2013

Gen7.5

Intel® Iris ™ Pro графика 5200,

Графика Intel® Iris ™ 5100,

Intel® HD графика 5000,

Intel® HD графика P4700,

Intel® HD графика 4600,

Intel® HD графика P4600,

Intel® HD графика 4400,

Intel® HD графика 4200,

Intel® HD графика (1)

Вычислительная архитектура Gen7.5

Gen7.5 руководство разработчика графического API

Процессоры Intel® Core ™ i5 4-го поколения
Процессоры Intel® Core ™ i3 4-го поколения
Процессор Intel® Celeron® серии 2000
Процессор Intel® Celeron® серии G1000
Процессор Intel® Pentium® 3000 серии
Процессор Intel® Pentium® серии G3000
Семейство процессоров Intel® Xeon® E3 v3
Процессор Intel® Atom ™ серии Z2500

Clover Trail

2012

Интегрированный

Воображение * PowerVR * SGX545 Гид отсутствует
Процессор Intel® Atom ™ серии Z2400
Процессоры Intel® Core ™ 3-го поколения

Ivy Bridge

2012

Gen7

Intel® HD графика 4000,

Intel® HD графика 2500,

Intel® HD графика P4000,

Intel® HD графика (1)

Руководство разработчика графического API Gen7

Процессор Intel® Pentium® серии 2000, G2000 и A1000
Процессор Intel® Celeron® серии 1000 и G1000
Семейство процессоров Intel® Xeon® E3 v2
Семейство процессоров Intel® Core ™ 2-го поколения

Песчаный мост

2011

Gen6

Intel® HD графика 3000,

Intel® HD графика P3000,

Intel® HD графика 2000,

Intel® HD графика (1)

Руководство разработчика графического API Gen6
Процессор Intel® Pentium® G600, G800, 900 и B900 серий
Процессор Intel® Celeron® серии G400, G500, 700, B700, 800 и B800
Семейство процессоров Intel® Xeon® E3
  1. Компоненты Intel® HD Graphics доступны во многих линейках продуктов.

Старое графическое оборудование

Старое графическое оборудование больше не поддерживается, а новые документы, как правило, дают лучшее представление о разработке программного обеспечения для графических процессоров Intel. В исторических целях вот руководства для более старого оборудования:

Прочие ресурсы

Определите графические элементы процессора Intel по имени и номеру процессора.

Чтобы идентифицировать графическое оборудование во время выполнения, посмотрите пример обнаружения графического процессора.В коде показано, как читать идентификатор устройства в приложении DirectX *, и перечислены идентификаторы графических устройств для продуктов, показанных выше, и других.

Узнайте, как графика Intel® Iris ™ обеспечивает превосходное визуальное восприятие.

Вы разрабатываете под Linux *? Ознакомьтесь с графической документацией Linux, чтобы узнать о графике процессора.

Вам нужны сведения об оптимизации ЦП? См. Руководства для разработчиков программного обеспечения.

Загрузить драйверы для Intel® Processor Graphics

Найдите последние версии драйверов для оборудования Intel®, включая графические адаптеры для процессоров, в центре загрузки Intel®.

Инженерная поддержка

Для получения дополнительной информации о разработке игр для графических процессоров Intel посетите сообщество разработчиков игр Intel®. Там вы найдете полезные справочники по всему, от многопоточности до звука. Если у вас есть другие вопросы, в том числе вопросы о драйверах, обращайтесь на форумы. Если вы не можете найти ответ на свой вопрос выше, посетите страницу поддержки Intel® HD Graphics.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *