Физическая структура микропроцессора достаточно сложна. Ядро процессора содержит главный управляющий и исполняющие модули — блоки выполнения операций над целочисленными данными. К локальным управляющим схемам относятся: блок плавающей запятой, модуль предсказания ветвлений, модуль преобразования CISC-инструкций во внутренний RISC-микрокод, регистры микропроцессорной памяти (в МП типа VLIW до 256 регистров), регистры кэш памяти 1-го уровня (отдельно для данных и инструкций), шинный интерфейс и многое другое.
В состав микропроцессора Pentium обычно входят следующие физические компоненты:
Core — ядро МП;
Execution Unit — исполняющий модуль;
Integer ALU — АЛУ для операций с целыми числами (с фиксированной запятой);
Registers — регистры;
Floating Point Unit — блок для работы с числами с плавающей запятой;
Primary Cache — кэш первого уровня, в том числе кэш данных (Data Cache) и кэш команд (Code Cache);
Instruction Decode and Prefetch Unit и Branch Predictor - блоки декодирования инструкций, опережающего их исполнения и предсказания ветвлений;
Bus Interface — интерфейсные шины, в том числе 64- и 32-битовая, и выход на системную шину к оперативной памяти.
операционную часть, содержащую устройство управления (УУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ) и микропроцессорную память (МПП) (за исключением нескольких адресных регистров);
интерфейсную часть, содержащую адресные регистры МПП; блок регистров команд — регистры памяти для хранения кодов команд, выполняемых в ближайшие такты; схемы управления шиной и портами.
Обе части МП работают параллельно, причем интерфейсная часть опережает операционную, так что выборка очередной команды из памяти (ее запись в блок регистров команд и предварительный анализ) выполняется во время выполнения операционной частью предыдущей команды. Современные микропроцессоры имеют несколько групп регистров в интерфейсной части, работающих с различной степенью опережения, что позволяет выполнять операции в конвейерном режиме. Такая организация МП позволяет существенно повысить его эффективное быстродействие.
12 вопрос ЧИПСЕТ
Чипсет (chipset) — набор управляющих микросхем, устанавливаемый на системной плате IBM PC, который определяет ее архитектуру и существенно влияет на производительность персонального компьютера. Предназначен для выполнения совокупности операций, связанных с поддержкой работы центрального процессора и обеспечения более эффективного его взаимодействия с устройствами разнородных видов памяти, шинами, периферийными устройствами, операционными системами, различными приложениями и интерфейсами. Чипсет определяет не только логику функционирования компьютера, но также типы и характеристики устройств (процессора, оперативной памяти, видеокарты, шин, жесткого диска и т.д.), которые могут входить в конфигурацию данной системы.
Широкое распространение чипсеты получили в эпоху 386-х и 486-х процессоров, а до этого чаще применялись наборы микросхем, состоявшие из множества контроллеров средней степени интеграции. Переход к чипсетам позволил уменьшить стоимость материнских плат и повысить взаимную совместимость компонентов, что облегчило задачу проектирования материнских плат. Современные чипсеты выполняются по интегированной технологии с ограниченным числом микросхем.
Наиболее распространенная архитектура современных чипсетов построена на использовании двух микросхем, составляющих основу так называемых северного моста и южного моста. Микросхема северного моста обеспечивает работу с наиболее быстродействующими подсистемами ПК. Содержит контроллер системной шины, контроллер памяти, контроллер графической шины (AGP или PCI-Express) и контроллер шины связи с южным мостом, который обеспечивает работу с более медленными компонентами системы и периферийными устройствами. В состав микросхемы южного моста обычно входят: двухканальный IDE (SATA)-контроллер, USB-контроллер и контроллер шины LCP (Low Pin Count Interface), пришедшей на смену устаревшей шине ISA, опционально встроенная аудиосистема (аудиокодек). С 2005 чипсеты разных производителей все чаще ориентируются на использование многоядерных микропроцессоров. На начало 2000-х наиболее известными производителями чипсетов были: Intel, AMD, VIA Technologies, nVidia, SiS, ALi. Обозначение чипсета чаще всего состоит из названия фирмы-производителя и номера (c указанием спецификации), например: Intel 965 (P965, G965), однако иногда производитель использует имена собственные для обозначения чипсета: nForce, Samurai, Triton, Alladin, Viper, Saturn.
