Федеральне агентство зв'язку
Бурятський філія ДОЗ ВПΠ«ѳбГУТІВ»
Кафедра ІХТ
Курсова робота
За дисципліни: Організація і архітектура ЕОМ
На тему: Архітектура багатокристальні МП К10 і К10.5
Спеціальність: 230100: ІХТ
Улан-Уде
2011
Введення
Побудова ЕОМ на основі мікропроцесорних БІС дозволяє зменшити вартість мікроЕОМ, порівнянних за своїми параметрами з раніше створеними ЕОМ, в 10 3 - 10 4 разів, габаритних розмірів - в (2-3) x10 4 раз, по потужності споживання - В 10 5 раз. Це означає, що без збільшення загальних витрат мікроелектронна технологія дозволяє суспільству виробити в сотні і тисячі разів більше ЕОМ, ніж раніше.
Мікропроцесор - функціонально закінчений пристрій обробки інформації, що керується зберiгається в пам'ятi. Поява мікропроцесорів (МП) стало можливим завдяки розвитку інтегральної електроніки. Це дозволило перейти від схем малої і середньої ступені інтеграції до великих і надвеликих інтегральних мікросхем (ВІС і НВІС).
За логічним функцій і структури МП нагадує спрощений варіант процесора звичайних ЕОМ. Конструктивно він являє собою одну або декілька ВІС або НВІС.
За конструктивним ознакою МП можна розділити на однокристальних МП з фіксованою довжиною (Розрядністю) слова і певною системою команд; багатокристальні (Секційні) МП з нарощуваний розрядністю слова та мікропрограмним управлінням (вони складаються з двох БІС і більше).
В останній час з'явилися однокристальних МП з мікропрограмного управлінням.
Архітектура багатокристальні МП з мікропрограмного управлінням дозволяє досягти гнучкості в його застосуванні і порівняно простими засобами організувати паралельне виконання окремих машинних операцій, що підвищує продуктивність ЕОМ на таких МП.
В даній курсовій роботі будуть розглянуті два покоління мікропроцесорної архітектури - К10 і К10.5
Історія створення
K 10 - покоління архітектури мікропроцесорів x86 компанії AMD. Процесори цій архітектури з'явилися у продажу в кінці 2007 року.
Перша згадка про мікроархітектурі наступного покоління з'явилося в 2003 році, на форумі Microprocessor Forum 2003. На форумі наголошувалося, що в нову мікроархітектуру буде покладено багатоядерність процесорів, які будуть працювати на тактових частотах до 10 ГГц. Пізніше тактові частоти були в кілька разів занижені. Перші офіційні згадки AMD про розробку чотирьохядерних процесорах з'явилися в травні 2006-го в роадмапі, опублікованому на термін до 2009 року. Правда, тоді нова мікроархітектура значилася під кодовим найменуванням AMD K8L, і тільки в лютому 2007 року було затверджено остаточне найменування AMD K10. Процесори, засновані на поліпшеної архітектурі AMD K8, повинні були стати першими чотирьохядерними процесорами AMD, а також першими процесорами на ринку, в якому всі 4 ядра розташовані на одному кристалі (раніше ходили чутки про появу чотирьохядерного процесора AMD, що представляє собою два двоядерних кристала Opteron).
Серійний випуск чотирьохядерних Phenom II X4 почався в січні 2009 року, трьохядерних Phenom II X3 - в лютому 2009 року, двоядерних Phenom II X2 - в червні 2009 року, а шестиядерних Phenom II X2 - в квітні 2010 року.
Athlon II - заміна Sempron - являє собою Phenom II, позбавлений одного з найважливіших його достоїнств - великий кеш-пам'яті третього рівня (L3), загальною для всіх ядер. Випускається у дво-, трьох-і чотирьохядерних варіантах. Athlon II X2 проводиться з червня 2009 року, X4 - c вересня 2009 року, а X3 - c листопада 2009 року.
У 2008 році здійснено випуск архітектури К10.5, заснованої на К10.
Опис К10
К10 являє собою 65нм процесор SOI. Складається з 450 млн. транзисторів і має площа ядра: 283 кв.мм. Напруга: 1.05V-1.38V. Socket: AM2 + (940 pin)/F (1207 pin)
Оригінальна ядро K10 має кодове ім'я Barcelona (AMD), для співпроцесорів, призначених для серверів. Пізніше були випущені процесори для настільних комп'ютерів, там ядро K10 отримало назву Agena.
Всі процесори з ядром К10, що потрапили на ринок в 2007 році, мають степпінг В2 і ВА і містять помилку в контролері пам'яті, через яку в певних умовах мікропроцесор може неправильно функціонувати (так званий В«TLB bugВ»).
TLB bug
У зв'язку з процесорами Agena і Barcelona (AMD) часто згадується так звана TLB bug або помилка TLB. Дана помилка зустрічається у всіх чотирьохядерних процесорах AMD ревізії B2 і може призвести до дуже рідких випадках до непередбачуваного поведінці системи при високих навантаженнях. Дана помилка критична в серверному сегменті, що стало причиною призупинення всіх поставок процесорів Barcelona (AMD) ревізії В2. Для настільних процесорів Phenom був запропонований TLB patch який запобігає виникненню помилки шляхом відключення частини логіки TLB. Даний патч, хоч і рятує від TLB bug але також негативно впливає на продуктивність. Помилка виправлена ​​в ревізії B3.
TDP і ACP
З виходом процесорів Opteron 3G на ядрі Barcelona (AMD) компанія AMD ввела нову енергетичну характеристику під назвою ACP (Average CPU Power) - середній рівень енергоспоживання нових процесорів при навантаженні. AMD також продовжить вказувати і максимальний рівень енергоспоживання - TDP.
Позначення
C появою процесорів покоління К10 в асортименті AMD змінилися також їх позначення - під новими позначеннями ховаються як моделі, засновані на К10, так і на AMD K8
Система позначень процесорів AMD
Серія процесорів
Позначення
Phenom X4 quad-core (Agena)
X4 9xx0
Phenom X3 triple-core (Toliman)
X3 8xx0
Athlon dual-core (Kuma)
7xx0
Athlon single-core (Lima)
1xx0
Semporn single-core (Sparta)
1xx0
Опис До 10.5
Наступне за Barcelona ядро ​​серверних процесорів має кодове ім'я Shanghai і проводитися по 45 нм нормам. Однак це не просте перенесення архітектури K10 на новий техпроцес. Його архітектура називається K10.5 і має розширений набір інструкцій, володіє 6 Мб розподіленого кеша L3 і підтримкою сокета 1207 + Ядро Deneb (Shanghai) являє собою 45нм процесор покоління К10.5. Складається з ~ 758 млн транзисторів і має площу в 243 мм (проти 731 млн і 246 мм у Intel Nehalem). Відрізняється збільшеним кешем L3 (з 2 МБ до 6 МБ), а також незначними оптимізаціями архітектури.
Основна мета - підвищення частот процесорної лінійки Phenom, зниження TDP, а також собівартості виробництва. За словами AMD, процесори Deneb/Shanghai обходять равночастотние Agena/Barcelona на величину до 35%, володіючи енергоспоживанням на 30% нижче. Анонс процесорів Opteron на ядрі Shanghai відбувся 13 листопада 2008. Процесори Deneb очікувалися в 1ом кварталі 2009. Перші процесори на ядрі Deneb випущені AMD 8 січня 2009 року під ім'ям Phenom II X4 (моделі 920 і 940 Black Edition).
Особливості архітектури К10
В· Основною відмінністю процесорів покоління K10 від своїх попередників на базі AMD K8 є об'єднання чотирьох ядер на одному кристалі, поновлення протоколу Hyper-Transport до версії 3.0, загальний для всіх ядер ке...
