8-میکروپروسسور
Download
Report
Transcript 8-میکروپروسسور
موضوع :
واحد پردازش مرکزی()cpu
آمزشکده فنی و حرفه ای دخترانه اراک(اطهر)
تهيه کننده:
اکرم خاموشي
تاریخچه
پیش از ظهور اولین ماشین که به پردازندههای امروزی شباهت داشت؛ کامپوترهای مثل
انیاک( )ENIACمجبور بودند برای اینکه کارهای مختلفی را انجام دهند دوباره سیم کشی
کنند .این ماشینها اغلب به رایانههایی ،با برنامه ثابت اطالق میشد تا زمانیکه توانایی
اجرای چند برنامه را پیدا کردند.
عبارت " "CPUاز زمانی برای ابزار اجرا کننده نرمافزار(برنامه رایانه) تعریف شد؛ اولین
ابزارهای که که عبارت " "CPUبه آنها اطالق شد همراه ظهور اولین برنامه ذخیره شده
در رایانه بود .ایده برنامه ذخیره شده مربوط به بعد زمان طراحی ENIACبود.در ۳۰
ژوئن سال ۹( ۱۹۴۵تیر ماه )۱۳۲۴قبل از اینکه انیاک کامل شود ،دانشمند ریاضیدان جان
فون نیومان در مقالهای به نام « »First Draft of a Report on the EDVACآن را
شرح داده بود.سرانجام شکل کلی ارائه داده شده برای برنامه قابل ذخیره شدن در رایانه در
آگوست سال (۱۹۴۹تیر ماه )۱۳۲۸کامل شد.
EDVACبرای اجرا یک سری دستوالعملهای معین (یا عملگرهای خاص) برای گونههای
متفاوت ،طراحی شده بود.این دستورالعملها میتوانستند ترکیب شوند تا برنامههای مفید را بر
روی EDVACاجرا کنند.
حافظه
نکات قابل توجه این بود که برنامهای که برای EDVACنوشته شده بود در یک
رایانهای سریع؛ ذخیره شده بود که سریعتر از ثبت سختافزاری است این پیروزی یک
محدودیت شدید را بر ENIACایجاد میکرد و آن عبارت بود از این که مقدار بسیار زیادی
از زمان و تالش آن صرف تنظیمات دوباره برای انجام یک کار(پردازشی) جدید بود.
با طراحی فون نیومان؛ برنامه یا نرمافزار که EDVACاجرا میکرد میتوانست تغییری
ساده با محتوای حافظه رایانه تغییر دهد .دستگاههای رقمی حال حاضر ،همه با پردازندههایی
توزیع شدهاند که به مدار گسسته و بنابراین به تعدادی تغییر المان برای متفاوت بودن و تغییر
حاالت احتیاج دارند.
قبل از تجاری شدن ترانریستور؛ برای تغییر المانها از electrical relaysو vacum
tubesبه صورت عمومی استفاده میشد .اگرچه اینها از مزایایی چون سرعت -به خاطر
ساز و کار عمومی شان -برخوردار بودند ولی به خاطر بعضی مسایل غیرقابل اطمینان
بودند.
با توجه به نوع دستورالعمل ها،یک پردازنده سه عمليات اساسی را انجام می دهد :
•عملیات محاسباتی نظیر:جمع،تفریق،ضرب و تقسیم.
•انتقال داده از یک محل حافظه به محل دیگر.
•جا به جایی به محل دیگری از برنامه بر اساس شرط خاصی(.)jump
اغلب پردازنده ها یکسری دستورالعمل های پی در پی را اجرا می کنند ،که به آنها برنامه
گفته می شود.یک برنامه شامل چندین دستورالعمل است و هر برنامه دارای چهار مرحله
اجرا است که به ترتیب عبارتند از .fetch,decode,execute,writeback
پردازنده ها را از نظر نوع اجرای دستورات به دو دسته riscو ciscتقسیم می کنند.
پردازنده riscبرای اجرای دستورهای ساده و منفرد طراحی شده است و از مجموعه
دستورالعمل های کمی برخوردار است.در این نوع پردازنده ها با کاهش تعداد دستورالعمل
ها ،از پیچیدگی تراشه کاسته شده است،
در نتیجه دستورالعمل ها در این نوع پردازنده ها با کاهش تعداد دستورالعمل ها ،از پیچیدگی
تراشه کاسته شده است ،در نتیجه دستورالعمل ها در این نوع پردازنده ها سریعتر اجرا می
شوند.
به عنوان مثال به جای آنکه دستورالعمل پیچیده ضرب( )mulرا در تراشه قرار بدهند،
اجرای این دستورالعمل جمع( )addتبدیل کرده ،و ضرب را با استفاده از جمع انجام میدهند.
طراحی و ساخت پردازنده های از این نوع آسان است.ولی در عوض برنامه ها به دلیل
استفاده از برنامه های کم ،طوالنی می باشد.
در مقابل پردازنده ها ،ciscبا تعداد دستورهای پیچیده تر طراحی شده است.
نمونه های اولیه پردازنده های اینتل (یعنی)80386،80286،8088همگی از نوع ciscبه
شمار می آمدند اما پردازنده های 486و پنتیوم،تلفیقی از این دو نوع پردازنده ها می باشند.
مشخصاتپردازنده:
پردازنده تراشه ای متشکل از میلیون ها ترانزیستور بسیار کوچک و ظریف است که در یک
محفظه سرامیکی جای گرفته اند.
پردازنده ،روی برد اصلی نصب می شود و سطح آن کمتر از 5*5سانتی متر مربع
است(البته ال در نظر گرفتن محفظه پالستیکی مربوطه).
با این حال ممکن است به نوع پردازنده بیش از 40میلیون ترانزیستور در آن قرار داشته
باشد.و امروزه می تواند در حدود 4میلیارد دستور در ثانیه را انجام دهد.
یک پردازنده ممکن است شامل چند صد میلیون ترانزیستور باشد ،جا دادن این تعداد
ترانزیستور مشکالت خاصی خواهد داشت و باید به عواملی مانند گرمای تولید شده و توان
مصرفی و...توجه شود.
از این رو شرکت های سازنده به فکر کاهش اندازه ترانزیستورها افتادند تا بتوانند تعداد
بیشتری ترانزیستور را در یک تراشه جا دهند.
به همین علت در پردازنده ها از عاملی به عنوان فناوری ساخت یاد می شود که نشان می دهد
ترانزیستور با چه فناوری ساخته شده است.
در سالیان اخیر فناوری ساخت از 180نانومتر به 130نانومتر و 90نانئمتر رسیده است.این
نکته را در نظر داشته باشید که ضخامت موی انسان 1150برابر 0.09میکرون یا 90
نانومتر است که فناوری مورد استفاده در پردازنده های پنتیوم ivاست.عالوه بر ترانزیستور
که به عنوان جزء پایه شناخته می شود ،مشخصات فنی پردازنده با توجه به عوامل زیر تعیین
می شود:
•حافظه نهان(.)cache
•ثبات ها(.)registers
•ساعت داخلی.
•واحد کنترل.
•واحد حساب و منطق.
•کمک پردازنده یا واحد اعشاری(.)floating loint unit
• گذرگاه ها شامل گذرگاه داده ،گذرگاه آدرس ،گذرگاه کنترل.
حافظهنهان:
کش به معنی نهان گاهی است که اطالعات اخیرا استفاده شده -+در آن ذخیره می شود تا در
صورتی که دوباره به آن ها نیاز بود دسترسی به آن ها ساده تر و سریع تر باشد.دو نوع
حافظه نهان وجود دارد یکی RAM Cacheبرای انتقال داده بین RAMو پردازنده و دیگری
Disk Cacheبرای انتقال داده بین RAMو وسایل ذخیره سازی.
حافظههایثبات:
هنگامی که پردازنده دستورالعمل ها را اجرا می کند داده های مورد نیاز آن دستورالعمل به
طور موقت در ثبات نگهداری می شود.برای اجرای دستورات،پردازنده از ثبات ها کمک می
گیرد و می توان در این ثبات ها اطالعاتی را نوشت یا از آن ها اطالعاتی را خواند.ثبات ها
8،16،32یا 64بیتی هستند و بسته به نوع پردازنده تعداد کل ثبات ها از ده تا چند صد ثبات
متفاوت است.
کمکپردازنده:
این ابزار برای پردازش اعداد اعشاری به کار می رود.
گذرگاه:
مسیری است که پردازنده را به تمامی اجزای کامپیوتر وصل می کند و رایج ترین مسیر بین
منابعی مانند حافظه،پردازنده و دستگاه های ورودی-خروجی می باشد .در یک بسته بندی
کلی می توان گذرگاه های موجود در رایانه را به دو دسته گذرگاه سیستم و گذرگاه I/Oتقسیم
کرد :
گذرگاهسیستم:
این گذرگاه به عنوان FSBیا گذرگاه جلویی نیز شناخته شده است ،یک مسیر درونی بین
پردازنده و حافظه است.سرعت گذرگاه معموال اشاره به سرعت FSBدارد که پردازنده را به
حافظه متصل میکند.
عالوه بر FSBگذرگاه BSBنیز وجود داردBSB.گذرگاهی است که پردازنده را به حافظه
نهان L2پیوند می دهد و سرعت آن از گذرگاه جلویی خیلی بیشتر می باشد .گذرگاه سیستم
خود شامل سه دسته گذرگاه داده ،گذرگاه آدرس ،گذرگاه کنترل است.
گذرگاهداده:
این گذرگاه یک گذرگاه دوطرفه محسوب می شود .این گذرگاه مسیر رفت و آمد اطالعاتی
است که در عمل خواندن ،از حافظه خوانده شده و یا در عمل نوشتن ،باید در حافظه نوشته
شوند .باید توجه داشته باشید که به جز موارد محدود بیشتر دستگاه های ورودی-خروجی نیز
داده های خود را به حافظه اصلی منتقل می کنند تا از آن جا در اختیار پردازنده قرار گیرد.در
اغلب پردازنده ها عرض گذرگاه داده برابر تعداد بیت های ثبات های داخلی پردازنده
است.معموال سرعت انتقال داده ها در داخل خود پردازنده بیشتر از سرعت انتقال داده روی
خطوط خارجی است.
این به دلیل وجود مسیرهای کوتاه وسیم های ظریف داخل پردازنده می باشد که اجازه ی
سرعت هایی باالتر از گیگاهرتز را ممکن میسازد.
گذرگاهآدرس:
یک گذرگاه آدرس مسیری است که پردازنده از طریق آن ،محل قرارگیری داده ها را در
حافظه مشخص می کند تا داده مورد نظر از آنجا خوانده شده و از طریق گذرگاه داده منتقل
می شود .پردازنده در هر عمل خواندن و یا نوشتن در حافظه،آدرس خانه مورد نظر را با
گذاشتن صفر و یک هایی روی این خطوط مشخص میکند.
جهت آدرس در پردازنده همیشه به سمت خارج است چرا که پردازنده همیشه تولید کننده
آدرس است .برای ارتباط بین حافظه و پردازنده از واسطی به نام Northbridgeاستفاده
میشود.
پردازنده از طریق تعدادی از پایه های خود و به واسطه گذرگاه آدرس ،آدرس مورد نیاز را
به Northbridgeاعالن می کند و Northbridgeآدرس تعیین شده را بر روی حافظه اصلی
پیدا کرده و داده موجود در آن آدرس را از طریق گذرگاه داده به پردازنده تحویل می دهد.
گذرگاهکنترل:
گذرگاهی است که وظیفه هماهنگ کردن پردازنده با دیگر مدارهای سخت افزاری در سیستم
را بر عهده دارد.برای این کار تعداد سیگنال های کنترلی از طریق این گذرگاه منتقل شده و
پردازنده را با بقیه دستگاه ها هماهنگ می سازند.
وقفه:
زمانی که چندین دستگاه ورودی و خروجی مانند فالپی درایو،دیسک سخت،چاپگر،صفحه
نمایش و مودم،به یک رایانه متصل می شوند ،مکانیزم خاصی برای پاسخ به آن ها و
هماهنگ کردن دستگاه های فوق مورد نیاز است.
تمام پردازنده ها دارای یک پایه وقفه هستند که این پایه INTنام دارد .یک ابزار جانبی یا
برنامه در حال اجرا که سرویس خاصی را از پردازنده درخواست میکند با ارسال یک
سیگنالی به پایه INTدرخواست خود را اعالن می کند.
:DMA
DMAبا دستیابی مستقیم به حافظه،روشی است که اجازه میدهد تا داده ها از دستگاه های
ورودی و خروجی ،به حافظه و بالعکس به طور مستقیم و بدون دخالت پردازنده منتقل
شوند.در این صورت پردازنده برای انجام کارهای دیگر آزاد خواهد بود .بدون DMA
اطالعات باید از طریق پردازنده بین حافظه و دستگاه های جانبی مبادله شود.
ساعتداخلیپردازنده:
برای تعیین سرعت کاری پردازنده از یک ساعت داخلی استفاده میشود.این ساعت
عملکردهای مختلف پردازنده را هماهنگ میکند .در رایانه تعداد سیکل ساعت هایی که یک
پردازنده می تواند در ثانیه تولید کند را سرعت ساعت داخلی می نامند.میزان سرعت ساعت
راوسیله ای به نام System Crystalتعیین می کند که روی برد اصلی قرار دارد.عامل
دیگری به نام سرعت ساعت خارجی وجود دارد که نشان دهنده سرعت گذرگاه سیستم یا
همان FSBاست.سرعت ساعت داخلی و خارجی با استفاده از فاکتوری به نام فاکتور ساعت
با هم در ارتباط هستند و این فاکتور در رایانه قابل تنظیم است.
شناساییپردازندهدرسیستم:
.1
.2
.3
.4
.5
.6
استفادهازکتابچهراهنما.
شناساییظاهریقطعه.
استفادهازاطالعاتارائهشدهدرهنگامراهاندازی.
استفادهازبرنامه.setup
استفدهازسیستمعامل.
استفادهازنرمافزارهایکاربردیشناساییقطعات.
انواعسوکتها:
به کانکتوری که ارتباط بین برد اصلی و پردازنده را برقرار می کند سوکت گفته می شود.
سوکت :Slot One
سوکت Slot Oneبرای پنتیوم IIو بعضی مدل های پنتیومIIIاستفاده میشد.این سوکت شامل
242نقطه تماس الکتزیکی بود و با تراشه حافظه نهان ارتباط برقرار می کرد.که در
پردازنده های مدل جدید کنار گذاشته شده است.
سوکت: PGA
پردازندههاییکهدارایاینسوکتهستندظاهریمربعشکلوصدهاپیندارندوانواع
مختلفیازایننوعسوکتوجوددارد.
انواعPGAعبارتنداز:
PGA:CPGA .1سفالی،اینمدلیکیازقدیمیترینمدلهاست.
PGA:PPGA .2پالستیکی.
:FCPGA .3اینمدلرایجتریننوعازاینسوکتاست.
دسته بندی PGAبر اساس تعداد پین هایشان انجام میشود.سوکت های PGAابتدا به سختی
مورد پذیرش واقع شد زیرا برای جا زدن و درآوردن پردازنده در آن ها نیاز به ابزار خاصی
بود.در PGAپین هایی که در زیر پردازنده قرار دارد وارد سوکت شده و به وسیله ضامنی
محکم می شوند.
سوکت : ZIF
در این نوع سوکت ها میتوان به راحتی پردازنده را در سوکت نصب یا از آن جدا کرد.این
سوکت ها با توجه به اهرمی که کنار آن ها وجود دارد به راحتی قابل تشخیص
هستندsocket 7.از این مدل به سرعت به عنوان یک سوکت عمومی رایج شد که دارای 321
پین بود.امروزه تعداد پین ها مبنای نامگذاری این سوکت ها شده است .مثال socket
478دارای 478پین استsocket A .شرکت AMDاز نوع ZIFاست.
سوکت: LGA
این سوکت جدید توزیع توان بهتری را برای پردازنده فراهم می کند .این سوکت از نوع
LGAمی باشد.
در LGAبرخالف ،PGAهیچ پایه ای روی تراشه پردازنده وجود ندارد و پایه ها روی
سوکت جای گذاری شده اند و برای قرار گرفتن صحیح پردازنده در سوکت شکاف هایی قرار
داده شده است.
هدف از طراحی این نوع سوکت ایجاد نقاط تماس بزرگتر سوکت با پردازنده و در نتیجه
امکان تولید فرکانس های باال در پردازنده است .همچنین با این نوع سوکت ،امکان تعبیه پایه
های بیشتر در سوکت وجود دارد که در نتیجه میتوان پایه های تغذیه پردازنده را افزایش داد
با این کار منبع تغذیه پایدارتری برای پردازنده به وجود می آید.
سوکت جدید اینتل سوکت(775یا سوکت )Tو سوکت Fشرکت AMDاز نوع LGAاست.
نسلهایپردازنده:
نسل های مختلفی از پردازنده ها وجود دارند در هر نسل فناوری های متفاوتی برای ساخت
پردازنده استفاده می شود .در نسل هشتم فناوری رایج تعداد هسته مورد استفاده در پردازنده
است از این نظر پردازنده ها به انواع یک هسته ای و چند هسته ای تقسیم می شوند .در
پردازنده های دو هسته ای ،دو پردازشگر و دو حافظه نهان سطح دو در یک واحد سیلیکونی
قرار گرفته اند.
مزیتپردازندههایدوهستهاینسبتبهپردازندههاییکهستهای:
.1
.2
.3
.4
دسترسیبهکاراییباالتر.
بهصرفهبودنازنظراقتصادی.
مصرفکمتر.
گرمایکمتر.
معایبپردازندههایدوهستهای:
.1تاخیردرکارسیستمعامل.
.2پهنایباندثابت.
تفاوت های CPUهای AMDو :Intel
تفاوت های CPUهای AMDو Intelعبارتند از :
AMD -1براساس معماری اجرایی 9مرحله ای ساخته شده است اما معماری پردازنده های
Intelشش مرحله ای می باشد.بدین معنا که AMDدر هر چرخه کاری 9عملیات را انجام
میدهد در حالی که Intelفقط 6عمل را می تواند انجام دهد.
AMD -2از Cache 640kbبرخوردار است درحالیکه ،Intelاز 532 kbبرخوردار
است هر چقدر که میزان Cacheپردازنده بیشتر باشد ،پردازنده کارایی بیشتری خواهد
داشت اطالعات بیشتری میتواند ذخیره کند ودیگر الزم نیست پردازنده برای بدست آوردن
اطالعات یا دستور ها مدت زمان بیشتری را رفت و برگشت به حافظه برد اصلی برای جذب
اطالعات یا دستور العمل ها صرف کند.
AMD -3از مس برای اتصال ترانزیستور های بکار رفته در پردازنده ها استفاده میکند در
صورتی که در ساختمان پردازنده های Intelآلومینیوم بکار رفته است.
مس هادی الکترسیته بهتری است ،ازاین رو پهنای اتصال های بین ترانزیستورها را به
میزان چشمگیری کاهش می یابد .
که این امر باعث مصرف کمتر مواد اولیه و در نتیجه منجر به کاهش هزینه می شود این دلیل
ارزان تر بودن AMDنسبت به P4است.
-4از دیگر تفاوت های میان AMDو Intelمیتوان به راندمان Cacheبر روی چیپ
اشاره کرد AMD ،از معماری انحصاری استفاده میکند که راندمان بیشتری نسبت بیشتری
نسبت به طراحی معماری غیر انحصاری Intelدارد.
AMD -5از تکنولوژی پردازش موازی در مقایسه با Hyper -Threadingاینتل استفاده
میکند ،در بسیاری از کاربردهای امروزی فعال بودن Hyper -Threadingکارائی پائین
تری ارائه میدهد ،نتایج تحقیقات بیشمار منتشر شده در نشریات رایانه ای و پایگاهای
اطالعاتی معتبر بیانگوی این پدیده هستند.
-6یکی دیگر از مهمترین نکات برتر پردازنده های AMDواحد ممیز شناور آن است که از
FPUاینتل بسیار قویتر میباشد که این امر باعث اجرای سریعتر برنامه های چند منظوره(
)MultiMediaمیشود.
-7زمانی که اینتل P4را طراحی کرد طول PIPELINEرا از 10مرحله در P3به 20
مرحله افزایش داد Intelهمین تغیر توانست که تعداد عملیاتی که در چرخه عملیاتی انجام
می شود بصورت قابل مالحظه ای کاسته میشود و از طرف دیگر افزایش طول
PIPELINEنیازمند افزایش تعداد ترانزیستور ها برای انجام همان تعداد عملیات میباشد که
این امر باعث افزایش اندازه هسته و باال رفتن قیمت تولید میشود .در حالی که AMDبا
وجود افزایش فرکانس پردازنده های خود طول pipelineرا به همان اندازه p3یا k6ثابت
نگهدارد .
:INTEL , AMD پردازنده هاي شرکت هاي
: بیتيایندوشرکتبزرگعبارتنداز64 و32برخيازپردازندههاي
Pentium 4 ,Celeron, Celeron d,athlon xp,sempron,athlon 64,athlon
64fx,opteron,itanium,Pentium m,mobile,centrino,mobile Pentium 4.
تولیدdesktop,mobil,server/work station پردازندههايخودرادرسهخانوادهintel شرکت
:بیتيبودهوعبارتندازdesktop 32 پردازندههاي.مينماید
Pentium 4 ,Celeron, Celeron d,athlon xp,sempron,athlon 64,athlon
64fx,opteron,itanium,Pentium m,mobile,centrino,mobile Pentium 4.
تولیدميdesktop,mobil,server/work station پردازندههايخودرادرسهخانوادهintel شرکت
Pentium 4 ht,Celeron d,Pentium 4 :بیتيبودهوعبارتندازdesktop 32 پردازندههاي.نماید
intel : بیتيبودهوعبارتنداز64وserver/work station -32 پردازندههايhtxe,Celeron. .
Pentium m,Celeron نیزشاملپردازندههايmobile خانوادهxeon,intel itanium2. .
.ميباشدm,mobile Pentium 4
شرکت AMDپردازنده هاي خود را در سه خانواده desktopکه خود شامل athlon xp,sempron,athlon64,athlon64fxاست و
mobileکه شامل ,mobile sempron,mobile athlon64است و server/work stationکه شامل optronميباشد تقسيم مي کند.
پردازنده: intel Pentium ht extream edition
اين پردازنده شامل processor numberنمي باشد و فناوري توليد آن 130نانو است.اين پردازنده با استفاده
از هسته prestoniaداراي حافظه نهان L2برابر 512 kbوحافظه نهان L3برابر 2 Mمي باشد.
شرکت intelاين پردازنده را در دو مدل با فرکانس GHz,3.4GHz 3.2توليد مي کند.اين پردازنده فعال براي
هر دو سوکت LGA775,MPG478ارايه ميشود.
فرکانس FSBاين پردازنده MGHz 800بوده و بر روي بردهاي اصلي با سوکت 775که ازچيپ ست هاي
intel925x express,intel915 G express,intel915 expressبه عنوان پل شمالي استفاده ميشود نصب
مي شود.
پردازنده : Pentium 4 with ht technology
اين پردازنده در 10نوع ارايه مي شود.کليه مدل ها به فناوري 90نانو توليد و داراي حافظه نهان L2به
ظرفيت 1 Mمي باشد.فرکانس FSBکليه اين پردازنده ها MGHz 800بوده و بر روي سوکت LGA775
نصب ميشود.
پردازنده: intel Celeron d
اين پردازنده در 9مدل ارائه مي شود.کليه مدل هاي اين پردازنده داراي 256 kbحافظه نهان L2بوده و
فرکانس FSBآن هاMGHz 533مي باشد.پردازنده Celeronبا فناوري هاي 180و 130نانو توليد شده است.
پردازنده : AMD athlon xp
شرکت AMDاين پردازنده را در سه مدل +2800به فرکانس ,GHz2083و +3000با فرکانس
GHz 2164و +3200با فرکانس GHZ 2200توليد مي نمايد.هر سه مدل اين پردازنده داراي 128 kbحافظه
نهان L1و 512kbحافظه نهان L2مي باشند.فرکانس FSBمدل 2800برابر 333مگا هرتز و فرکانس دو مدل
ديگر برابر 400مگا هرتز است .هر سه مدل داراي 462پين بوده و بر روي سوکت Aنصب ميشوند.
پردازنده :AMD sempron
فناوري توليد اين پردازنده 130نانو بوده و کنترل حافظه کامال در داخل پردازنده است .اين پردهزنده داراي
حافظه نهان L1با ظرفيت 128کيلو بايت مي باشد.برخي از مدل هاي آن عبارتند از 2200:با فرکانس 1.5
گيگا هرتز و 2400با فرکانس 1.66گيگا هرتز و 3100با فرکانس 1.8گيگا هرتز.
پردازنده : AMD athlon fx
یکپردازنده 64بستساست.بنابراینگذرگاهآدرسودادهآن 64بیتياست.دارايدومدل fx-51بافرکانس
2.2گیگاهرتزو fx-53بافرکانس 2.4گیگاهرتزاست.اینپردازندهبافناوري 130نانوتولیدوداراي
105.9میلیونترانزیستورميباشد.اینپردازندهداراي 128kbحافظهنهان L2و 152kbحافظهنهان L2
میباشد.
پردازندههای Core i5دومین سری از پردازندههای جدید اینتل بودند که از کنترلر رم درون
پردازنده استفادهکردند و ادامهدهنده معماری نیهالم( )Nehalemدر محصوالت اینتل هستند.
این پردازندهها رده متوسط بازار را هدف قرار دادهاند و با اینکه هنوز به اندازه کافی قیمت
آنها منطقی نیست اما کارایی باالیشان باعث شده تا به عنوان یکی از راهحلهای موجود
برای سیستمهای حرفهای و گیم نیز در نظر گرفته شوند.
مدتی پس از انتشار این پردازندهها مدلهای جدیدی در این سری تولید شدند که در کنار هسته
پردازشی از یک هسته گرافیکی نیز پشتیبانی میکردند و باعث تغییر ساختار مادربوردهایی
شدند که پیش از این در عرف بازار به نام گرافیک آنبورد شناخته میشدند .به این ترتیب
میتوان گفت پردازندههای قدرتمند سری Core i5در حال حاضر یکی از بهترین گزینههای
موجود برای یک سیستم جدید است.
مهندسی نیهالم در این پردازندهها باعث شده تا اینتل بتواند تغییرات جدید را به راحتی در
مدلهای خود اعمال کند .این ساختار اصطالحا ماژوالر است و بخشهای جدید میتوانند
بدون توجه به نحوه کار و ساختار سایر بخشها به پردازنده اضافه شوند .به عنوان مثال
هستههای پردازشی در این ساختار نوعی ماژول هستند یا اینتل کنترلر حافظه را هم به عنوان
یک ماژول جدید به این پردازندهها اضافه کرده است.
در پردازندههای دسکتاپ Core i5مدلهای دو هسته و چهار هسته دیده میشوند که تمامی
آنها با سوکت LGA1156سازگار هستند .هر یک از هستهها دارای ۲۵۶کیلوبایت
کش( )Cacheدر الیه دوم هستند ولی کش در الیه سوم که به صورت اشتراکی بین هستهها
مورد استفاده قرار میگیرد میتواند از سه تا هشت مگابایت متغیر باشد.
فرکانس آنهـا نیـز نسبـتا متفاوت است و از ۴/۲گیگاهرتز تا ۶/۳گـیگاهـرتز را میتوان در
این مـدلهـا پیــدا کرد .یکی از فناوریهای مهم در این سری توربو بوست ( Turbo
)Boostنام دارد که با تغییر خودکار فرکانس پردازنده در شرایط مختلف میتواند کارایی
سیستم را افزایش دهد .به دلیل این تغییرات یکی از فرکانسهایی که در کنار فرکانس اصلی
پردازنده مطرح میشود توان توربو بوست آن است .این فناوری فقط در پردازندههای Core
i5و Core i7دیده میشود.
.این فناوری در حالت عادی توان پردازش را در حد مشخصی نگه میدارد اما زمانی که
سیستم عامل درخواستی باالتر از توان پردازش داشته باشد ،فرکانس به طور خودکار باال
میرود .در این روش از مدیریت برق و توان سیستم( )ACPIاستفاده میشود و در کنار
افزایش فرکانس ،ولتاژها نیز تغییر میکنند .این افزایش در واحدهایی به اندازه ۱۳۳
مگاهرتز اعمال میشود و از نظر فنی با محدودیتهای مواجه است.
به عنوان مثال تا زمانی که پردازنده به سقف توان حرارتی خود نرسیده باشد میتواند تغییر
فرکانس را تحمل کند .اینتل برای جلوگیری از آسیب دیدن پردازنده یک فرکانس بیشینه تعیین
کرده که نمیتوان از آن فراتر رفت.
یکی دیگر از فناوریهای مهم این پردازندهها نیز Hyper-Threadingاست که در
مدلهای دوهستهای این سری دیده میشود .با کمک این فناوری هر هسته پردازشی میتواند
تبدیل به دو هسته منطقی شود و سیستم عامل این پردازندهها را به عنوان چهار هستهای
میشناسد .در توضیح این روش باید گفت اغلب فرآیندهای پردازشی نیاز باالیی به فرکانس
ندارند اما تعداد دستورالعملهایی که به طور همزمان به پردازنده میرسد ،باال است
بنابراین تعداد واحدهای پردازشی مهمتر از توان است .توجه داشته باشید در این روش
واحدهای اجرایی نصف نمیشوند و هسته پردازنده همان خصوصیات اصلی خود را دارد با
این حال با ایجاد دو هسته منطقی( )Logicalسیستم عامل تعداد هستهها را بیش از تعداد
واقعی آنها میبیند .در نتیجه دستورهای بیشتری در یک لحظه به پردازنده میرسد .ضمن
اینکه پردازندههای Core i5توانایی تقسیم این دستورات بین هستهها را دارند و با توجه به
جریان پردازشی این درخواستها را مدیریت میکنند.
در پردازندههای Core i5از رمهای DDR3با فرکانس ۱۳۳۳مگاهرتز پشتیبانی میشود
و با چینش دو کانال سازگار هستند .این پردازندهها دارای کنترلر گرافیکی نیز هستند که
میتوانند از طریق آن یک رابط PCIEبا سرعت x16را کنترل کنند .برای پیکربندی
کارتهای گرافیکی در حالتهای SLIو کراسفایر این رابط به دو رابط x8تقسیم میشود.
البته در پردازندههایی که دارای هسته گرافیکی هستند تنها از یک رابط x16پشتیبانی
میشود.
نحوه نامگذاری این پردازندهها نیز میتواند هنگام انتـخاب موثر باشد .پردازندههای Core
i5که نام مدل آنها با عدد شش شروع میشود دارای هسته گرافیکی هستند و معموال روی
مادربوردهایی که تراشه H55یا H57دارند نصب میشوند در حالی که مادربوردهایی با
تراشه P55به دلیل نبود رابط FDIنمیتوانند از توان گرافیکی آنها استفاده کنند .نکته دیگر
در مورد نامگذاری این پردازندهها فرکانس هسته گرافیکی است .در این مدلها دو نوع
فرکانس گرافیکی وجود دارد که شامل ۹۰۰مگاهرتز و ۷۳۳مگاهرتز میشود .مدلهایی که
مانند Core i5 661نام آنها به عدد یک ختم میشود ،دارای هسته گرافیکی با فرکانس ۹۰۰
مگاهرتزهستند وهسته گرافیکی مدلهایی که عددآخر نام آنها صفر است مانند Core i5 660
از فرکانس ۷۳۳مگاهرتز پشتیبانی میکنند .عالوه بر این مورد ،مدلهایی که با عدد شش
آغاز میشوند دو هستهای هستند و از فناوری هایپرتریدینگ پشتیبانی میکنند.
نمونهایازپردازندهها:
ریز پردازنده MOS6502در بسته دوتایی که به صورت رایج ۸بيتی طراحی شدهاست.
Die of an Intel 80406DX2 microprocessor
CPU AMD
CPU INTEL
ریزپردازندهاینتل 80486DX2دریکبستهسرامیکی