Еще одна мини-революция произошла вместе с появлением 486-го процессора. В апреле 1989 года появляется i486DX. От 386 он отличался тем, что имел встроенный кэш (8 Кб), встроенный сопроцессор, мог работать в многопроцессорном (SMP) режиме, а также имел 5-ступенчатый конвейер. Новый процессор работал на частотах от 25 до 33 МГц, имел 1,2 миллиона транзисторов, и был произведен по 0.8 микронному техпроцессу.

Благодаря наличию конвейера и встроенному кэшу, производительность "четверки" была в два-три раза выше, чем у "трешки" с той же частотой. Но из-за усложнения процессора и еще не совершенной технологии производства в 1991 году Интел срочно начал выпуск процессора i486SX (16-33 МГц). Он отличался от DX тем, что не имел сопроцессора, а значит, значительно снижалась стоимость его производства. Первые процессоры SX были ничем иным как перемаркированными процессорами DX, у которых не работал сопроцессор.

В то же время появились четверки от АМД: Am486DX-40 и SX-40, которые имели схожие характеристики, но были дешевле. Еще одним конкурентом стала компания Cyrix предложившая покупателям Cx486SLC/DLC. Компания продавала их как 486 процессоры, однако на самом деле это были "трешки" с увеличенной частотой и кэшем. А затем появились Cx486S/DX - которые были полные клоны i486 (только кэш был всего 2 Кб). Еще одним 386 процессором продававшимся под маркой "четверки" бы IBM 486DLC. Тогда же началась рекламная компания, идущая до сих пор: "Intel Inside" (изначально полный лозунг звучал как "Intel: The Computer Inside").

Росли скорости процессоров, и все было бы нормально, но вот однажды процессор стал работать быстрее 25 МГц и даже быстрее 33 МГц. Это принципиальные частоты, поскольку именно со скоростью 25 или 33 МГц работает системная шина, то есть теперь чтобы повысить скорость процессора, нужно было увеличить скорость системной шины. И в 1992 году появилось решение: частоту шины оставить прежней, а процессор заставить работать на вдвое большей частоте. Так появились 486SX2 и DX2 с частотами 50-66 МГц, и был придуман новый термин - коэффициент умножения. В 1994 году начинается производство новой "четверки" - DX4, имеющий утроенную частоту 75 и 100 МГц соответственно, увеличенный объем кэша (16 Кб) и изготовленной по 0.6 мкм технологии. Конкуренты тоже не дремали и выпускали свои версии "разогнанных" процессоров. АМД удалось разогнать свои CPU аж до 120 МГц.

Такое увеличение частоты процессора привело к тому, что новые чипы стали сильно греться. И на них пришлось устанавливать радиаторы, а затем кулеры. Новые процессоры из-за нового техпроцесса требовали пониженное питание, поэтому апгрейд на 486DX4 без смены матери был невозможен, и Интел стала выпускать небольшими партиями процессоры с названием "OverDrive". Это были DX4 процессоры, но они могли работать в старых системных платах. Из-за маленьких партий процессоры были дороги и не пользовались большой популярностью.

После выпуска 486 процессора возникла небольшая заминка, частоты процессора повышались, но ничего нового ни одна компания предложить не могла. Intel решила навести порядок с лицензиями и начала подавать в суд практически на всех крупных производителей процессоров: AMD, Cyrix, UMC.

Мир ждал 586 процессора, но Intel отказалась от такой схемы нумерации процессоров и новый процессор, вышедший в 1993 году, получил название Pentium (кодовое название P5). Он стал первым суперскалярным процессором семейства х86, и мог действительно выполнять несколько команд за один такт. P5 имел встроенный сопроцессор (причем полностью переработанный, с достаточно высокой производительностью). Первые процессоры имели частоты 60 и 66 МГц и работали с 64-битной шиной данных. P5 содержал 3,1 млн. транзисторов, и был построен на 0,8 мкм технологии.

Новый процессор был дорог, и не смог завоевать рынок. Кроме того, в первых партиях процессора была обнаружена ошибка и Intel пришлось бесплатно менять уже проданные процессоры на новые. И вот год спустя, в 1994, появляется новая версия "пня" с кодовым названием P54C. Новый процессор имел частоты от 75 до 200 МГц. Он изготавливался по 0,35 мкм технологии и стоил. немногим меньше 900 долларов. Потом цена стала падать.

Занявшись производством "пней", компания полностью перестала выпускать все остальные процессоры, оставив рынок конкурентам.

В 1994 году никому не известная компания NexGen Microsystems представила свой процессор Nx586, это был прямой конкурент Pentium'у. За неимением своих заводов их стали производить на заводах IBM. Процессор был хороший: дешевый и быстрый, но он требовал значительных изменений в структуре материнской платы, а на это мало кто мог пойти, учитывая что Интел удерживал около 80% рынка процессоров. И AMD решает купить NexGen вместе со всеми ее разработками. В то время у AMD не было собственного процессора пятого поколения, и они занимались выпуском AMD 5x86-133-P75 (быстрый 486 процессор). Обрати внимание на обозначение P75. АМД придумали сравнивать производительность своих процессоров с аналогичными разработкам Интел, так появился "P-рейтинг" (от слова Pentium).

Купив компанию NexGen, AMD разработала AMD K5 (75 - 116МГц) - процессор с новой архитектурой. Внутри это был полностью RISC, получавший CISC команды. Теоретически, он мог выполнять до четырех команд за один такт. Однако процессор появился лишь в 1996 году и уже не мог полноценно конкурировать с более быстрым и известным "пнем". Компания продолжала использовать P-рейтинг, так, процессор AMD K5 PR 166 имел реальную частоту всего 116.5МГц.

Cyrix тоже разрабатывали свою альтернативу пентиуму. Их проект назывался М1 (Spike).

В 1997 году, Intel решила добавить новые команды к процессору (получившему название P55C). До этого набор команд не менялся со времен 386-го проца. Было добавлено 57 новых команд, которые значительно позволяли ускорить обработку видео и звука. Эти команды получили название MMX (MultiMedia eXtension - мультимедийное расширение). Новые процессоры имели частоты 166, 200 и 233МГц.

Чуть позже Cyrix выпускает процессор совместимый с технологией MMX - 6x86MX. Это был самый медленный и самый дешевый процессор, совместимый с "пнем".

AMD, в ответ на Pentium MMX, выпускает процессор AMD K6 (основанный на процессоре от компании NexGen и имевший поддержку MMX команд). И начиная с этого процессора АМД отказалась от использования P-рейтинга в маркировках, поскольку реальная частота стала соответствовать процессорам Интел от 166 до 233МГц.

В 1998 году был анонсирован K6-2. Он отличался от K6 тем, что имел еще более высокие частоты до 550МГц, но главным отличием было наличие нового набора инструкций "3DNow!". АМД решила пойти против Интела и самостоятельно расширила список команд процессора. Это был некий аналог ММХ команд, но они были предназначены для работы с вещественными, а не целыми числами. А конкретно: для работы с 3D-графикой. Затем, с появлением новых процессоров, стали появляться: SSE (Streaming SIMD (single instruction-multiple data) Extension или MMX2), SSE2 и SSE3. AMD предложила 3DNow! Professional, Enhanced 3DNow! и т.д.

Параллельно с Pentium Intel вела разработку принципиально нового по своей структуре процессора Pentium Pro (кодовое название P6). Он состоял из 21 млн. транзисторов, изготавливался по 0,35 мкм технологии и имел частоты от 150 до 200МГц. Революционность процессора состояла в том, что он имел RISC ядро, содержал в себе три независимых конвейера, два кэша и был оптимизирован специально для работы с 32-битным кодом. Новый процессор предназначался для серверов (в 4-процессорных конфигурациях) и рабочих станций, проводящих сложные вычисления. Однако при работе со стандартными 16-битными приложениями Pentium Pro показывал едва ли не худшую производительность, чем обычный Pentium, поэтому на рынке настольных систем он популярности не завоевал. Именно после выхода Pentium Pro начался постепенный переход с 16-битных приложений на 32-битные.

Хотя первым процессором шестого поколения на самом деле является Pentium Pro, среди обычных пользователей он не получил большого распространения из-за своей высокой стоимости. И в 1997 году Интел выпускает процессор Pentium II. По своей сути это был оптимизированный Pentium Pro с поддержкой MMX. Для удешевления стоимости производства кэш выносят на плату рядом с процессором, и все это хозяйство запихивают в картридж. Такой процессор имел частоты 233-450МГц и производился по 0.35 (0.25) мкм технологии.

В это время появился AMD K6-2, о котором говорилось выше, но из-за более низких частот он не мог составить реальную конкуренцию PII. Также был начат выпуск Cyrix MII, который был дешевый, но медленный.

Чуть позже появляется серверный вариант - PentiumII Xeon (усовершенствованная версия PII), стоимостью до 3 тысяч баксов. А для дешевых компьютеров был выпущен Pentium II Celeron (урезанная версия PII). Celeron уступал своему младшему собрату Pentium MMX в скорости, однако он обладал неплохими возможностями для разгона, чем, собственно, и пользовались юзеры.

В 1999 году Интел представляет очередной процессор шестого поколения - Pentium III. Вначале он также выпускался в картриджах, но затем, вследствие усовершенствования техпроцесса, стал доступен в привычном для нас виде. P3 пережил четыре разных ядра: Klamath, Deschutes, Coppermine и Tualatin. И опять принес расширенный набор команд SSE.

В качестве альтернативы AMD представляет K6-III. Причем новый процессор от AMD появился на три дня раньше процессора Интел. И затем в 1999 году появляется AMD Athlon (K7) и его урезанный вариант Duron.

А в это время Cyrix покупается компанией VIA Technologies и прекращает любые попытки конкурировать с Интел и АМД, выпуская абсолютно никакой по производительности процессор Cyrix III. На рынке процессоров х86 остаются два основных игрока.

В ноябре 2000 года Интел представляет последний процессор шестого поколения Pentium 4. Ядро процессора было создано с нуля, при этом была полностью сохранена совместимость с предыдущими поколениями процессоров. По уже сложившейся традиции появились урезанные версии процессоров с маркировкой Celeron. В Pentium 4 была реализована технология Hyper-Threading. Благодаря этой технологии, в системе вместо одного физического процессора видно два "виртуальных" процессора. Операционная система думает, что работает на двухпроцессорной системе, хотя реально установлен только один процессор.

В ответ на Pentium 4, AMD представляет новый процессор Athlon XP и снова возвращается к использованию P-рейтинга в маркировке процессоров. Ничего революционного не происходит: растут частоты процессоров, появляются новые расширения.

Переход с 16-битных на 32-битные приложения произошел почти незаметно для обычного пользователя, примерено так же произойдет и с переходом к 64-битным процессорам. в 2002 году компания AMD представила развитие архитектуры x86 под названием AMD64, представляющее собой очередное расширение набора команд x86, но рассчитанное на работу с 64-битными целочисленными регистрами общего назначения. В "железе" этот набор команд впервые был реализован на процессорах семейства AMD K8: Opteron/Athlon64, полностью программно совместимых и с обычными x86 процессорами.

В течении последующих двух лет стало ясно, что полная реализация потенциала этих процессоров возможна только при работе в операционной системе, использующей соответствующий набор команд и 64-битную адресацию памяти, что, в первую очередь, позволяло без всяких ограничений работать с линейными массивами данных объемом более 4Гб.

В первую очередь на новые процессоры были портированы ОС семейства Linux вместе с достаточно представительным набором критичных к скорости процессора и требующих больших объёмов памяти приложений. Скорость и стабильность работы новых процессоров, а также принципиальные трудности с созданием настольного процессора с архитектурой Intel IA64 сподвигли компанию Microsoft заняться портированием своих ОС на эту платформу.

С этого момента стало ясно, что набор команд AMD64 станет новым индустриальным стандартом, и Intel не осталось ничего другого, как добавить в свои процессоры полный аналог набора команд AMD64, в реализации Intel названный EM64T (Extended Memory 64-bit Technology).

Самые характерные точки в истории освоения новых технологических процессов показаны на следующем рисунке.

Примером такого компромисса является ограничение тактовой частоты процессора.

Накопление этих компромиссов в конце концов становится непреодолимым, и это тупик данной технологии. Согласно информации, выполненный по 45 мкм тех. процессу, восьми ядерный процессор SPARC64 VIIIfx имеет скорость вычислений 128 GFLOPs, - 2.5 раз выше по сравнению с лучшим Intel, двух ядерным Itanium 2, тем не менее, даже с встроенным в Venus диспетчером памяти потребляет составляет только 33% от Itanium 2 следовательно, около 35Вт. Один из "специалистов" вычислил тактовую частоту этого процессора как 16 ГГц. Это неверно уже потому что, при сходной структуре транзисторов, современных тех. процессах и равном 35 Вт его тактовая частота не может превышать 4 ГГц.

Но уже скоро появятся процессоры нового поколения, где вместо шин для связи с внешними устройствами будут использоваться встроенные в процессор оптические системы передачи данных. Это шины обмена информацией с памятью, внешними устройствами, и даже шины связи с HDD, SSD

И тогда процессор, как и компьютер, предстанут в новом и возможно качестве.

1. www.electrosad.ru

2. www.nix.ru

3. www.xard.ru

Страницы: 1, 2