4.4. Микропроцессор к7
К7 содержит более 22 млн. транзисторов на кристалле площадью 184 мм2 и изначально производился по технологии 0,25 мкм с 6 слоями металлизации для тактовых частот 500, 550, 600 и 650 МГц. Впоследствии, с переходом на технологию 0,18 мкм, частота была увеличена до 1 ГГц и выше. Напряжение питания микропроцессора составляет 1,6 В.
Структурная схема микропроцессора К7 приведена на рис. 29.
Рис. 29. Структура микропроцессора К7
Архитектура, реализованная в Athlon, определяет суперскалярное, суперконвейерное выполнение команд, конвейерный блок вычислений с плавающей точкой, аппаратную предвыборку данных в кэш-память и усовершенствованную технологию предсказания ветвлений.
Athlon имеет девять исполнительных блоков: три для обработки целочисленных данных (Integer Execution Unit IEU), три для вычисления адреса (AGU) и три блока для вычислений с плавающей точкой и обработки мультимедийных данных (один для загрузки/сохранения данных с плавающей точкой (FSTORE) и два конвейерных блока для исполнения команд FPU/MMX/3DNOW). Длина целочисленного конвейера составляет 10 стадий, конвейера с плавающей точкой – 15 стадий (в предыдущих моделях FPU не был конвейеризированным). Команда FPU Athlon позволяет одновременно выполнять до двух команд с плавающей точкой.
Athlon может декодировать три команды х86 в шесть RISC-операций. После декодирования ROP попадают в буфер, где ожидают своей очереди на выполнение в одном из функциональных блоков процессора. Буфер К7 содержит 72 операции и выдает 9 ROP для 9 исполнительных устройств.
Увеличенная до 2048 позиций таблица предсказания переходов и усовершенствованный алгоритм предсказания позволяют давать правильный прогноз в 95%.
Athlon имеет 128 Кбайт кэш-памяти первого уровня (64 Кбайт для данных и 64 Кбайт для команд). Для взаимодействия с кэш-памятью второго уровня предусмотрена специальная шина (как у архитектуры Р6 Intel): Кэш-память второго уровня размером 512 Кбайт расположена вне процессорного ядра, в процессорном картридже, и работает на половинной частоте ядра.
Использование при производстве процессора Athlon технологии 0,18 мкм с медными соединениями позволило разработчикам разместить на кристалле кэш-память второго уровня размером 256 Кбайт, работающую на тактовой частоте ядра. Ядро нового микропроцессора содержит 37 млн. транзисторов, имеет площадь кристалла 120 мм2 и работает на частотах от 750 до 1400 МГц.
5. Микропроцессоры с архитектурой x64
5.1.Микропроцессор Itanium ia-64
Микропроцессор Itanium является первым представителем 64-разрядных микропроцессоров Intel. Выпуск этого процессора был начат в 2001 г. Первоначально микропроцессор выпускался по технологии 0,18 мкм для тактовых частот 660, 733 и 800 МГц.
Архитектура микропроцессора Itanium (IA-64) реализует концепцию EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing – явное параллельное выполнение команд) и существенно отличается от архитектуры предыдущих, 32-разрядных микропроцессоров компании Intel.
В табл. 1 приведены основные отличия архитектуры процессора IA-64 от архитектуры процессора х86.
Таблица 1.