Современные микропроцессоры семейства х86

Поскольку развитие микропроцессорной техники протекает стремительно, наглядно подтверждая справедливость закона Мура, то рассуждать о современности той или иной модели процессора уместно лишь полгода после её анонсирования. С другой стороны, согласно статистике, в 90% случаев на компьютерах, приобретаемых не для игр, основными программами являются текстовый редактор Microsoft Word и подобные офисные приложения, функционирование которых в однозадачном режиме обеспечивает даже процессор Intel 486. Но не будем пускаться в крайности и дадим обзор тех процессоров, которые совместимы с системными платами и модулями памяти, преобладающими в настоящий момент на рынке. В этом обзоре будут встречаться термины, приблизительный смысл которых необходимо пояснить заранее.

Нормы технологического процесса. Этим параметром характеризуют достигнутую точность технологических операций, применяемых при изготовлении микросхемы. Точнее- это разрешающая способность фотолитографии, предполагающей облучение ультрафиолетом и последующую обработку многочисленных химически и физически разнородных слоёв, последовательно наносимых на кремниевую подложку. Фотолитография позволяет создать в каждом слое рисунок нужного очертания, чтобы сформировать мельчайшие конструктивные элементы создаваемых транзисторов и соединений между ними в соответствии с дизайном микросхемы. Числовая характеристика технологического процеccа - микрометры (микроны, мкм) либо нанометры (нм). Чем выше уровень производственных возможностей фотолитографического оборудования и тоньше линии, из которых формируется рисунок транзисторов и проводников на поверхности кристалла, тем миниатюрнее размеры транзисторов.

В настоящий момент микропроцессоры изготавливаются по нормам технологического процесса 0, 045 мкм (45 нм), обеспечивающего транзисторные элементы исключительно малых размеров. Длина затвора таких транзисторов составляет 35 нм, а толщина изолирующего слоя затвора (оксид кремния SiO₂ или диэлектрик high-k) не превышает 1.2 нм (фактически, это 5 атомных слоёв).

Уменьшение транзисторов и компактность размещения их на кремниевой подложке позволяет создавать более вместительные, сложные, многофункциональные и производительные микропроцессоры. Кроме того, уменьшение конструктивных элементов транзистора позволяет ему быстрее работать, появляется возможность повышать тактовые частоты работы микросхемы.

Рис. 3.3. Конструкция транзистора

Ядро процессора. Под процессорным ядром в контексте сравнения моделей можно понимать разновидность (подвид) процессора в модельном ряду. Модельный ряд микропроцессоров каждой компании-производителя обновляется порой несколько раз в год, и чтобы не обременять неискушённых покупателей обилием сложных технических подробностей, объясняющих отличие одной разновидности продукта от другой, под понятием " тип процессора" подразумевают целое семейство микросхем, объединённых торговой маркой, например: " микропроцессор Intel^® Penryn^®" или " микропроцессор AMD^® Phenom^®". В действительности же под каждым этим названием скрываются несколько, порой существенно друг от друга отличающихся, микропроцессоров. Чтобы отличать микросхемы в модельном ряду, дополнительно упоминают названия ядер процессоров, например: Core 2 Duo " Conroe", Core 2 Duo " Wolfdale", Core 2 Quad " Kentsfield", Core 2 Quad " Yorkfield".

Степпинг процессорного ядра. Степпингом или ревизией называется улучшенная версия процессорного ядра, в которой внесённые в архитектуру микросхемы изменения (редизайн ядра) имеют мелкомасштабный, непринципиальный характер, приводя к улучшению, исправлению, модифицированию отдельной характеристики процессора, не давая повода говорить о создании нового ядра. Например, у процессора AMD Sempron с ядром Palermo имеются степпинги " DH8-E3" и " DH8-E6", в которых набор микрокоманд процессора дополнен инструкциями SSE3 и предусмотрена поддержка 64-разрядных команд. Факт принадлежности процессора к тому или иному степпингу устанавливается изучением маркировки микросхемы или с помощью специальных тестирующих программ, например утилиты " CPU-Z".

Разъём процессора. Это гнездо (socket) на материнской плате, в которое устанавливается микропроцессор. Обычно в названии разъёма фигурирует число электрических контактов, выступающих из микросхемы микропроцессора. Часто разъёмы конструктивно не совпадают не только у продуктов разных производителей, но даже в модельном ряду процессоров одного производителя. Поэтому при приобретении продукта необходимо следить за соответствием разъёма материнской платы и предназначенного для неё процессора. Перечислим разъёмы, соответствующие производимым в настоящее время микропроцессорам семейства х86.