긴급 CPU 문제 ~!
Intel 및 AMD
편집자: 어떤 것이든 발전에서 성장까지 가는 과정을 거치게 된다. CPU 는 오늘날 이 규모와 성과로 발전할 수 있으며, 그 발전 역사는 더욱 흥미진진하다. 컴퓨터의' 코어' 로서 CPU 도 예외는 아니다. 이 문장 덕분에 우리는 짧지만 치열한 CPU 개발 과정에 들어갔다. 이 검토 과정에서 Dell 은 주로 2 대 CPU 거물인 ——Intel 과 AMD 의 제품 개발 프로세스를 설명했습니다. Cyrix 와 IDT 와 같은 다른 CPU 회사들의 경우, 우리는 그들의 제품을 거의 보지 못하기 때문에 편폭이 제한되어 있기 때문에 군더더기를 하지 않을 것이다.
첫째, X86 시대의 CPU
CPU 는 197 1 년으로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 당시 R&D 단계에 있던 인텔은 세계 최초의 마이크로프로세서 4004 를 출시했습니다. 이것은 계산기에 사용되는 최초의 4 비트 마이크로프로세서일 뿐만 아니라, 처음으로 개인이 살 수 있는 컴퓨터 프로세서이기도 하다! ! 4004 에는 2300 개의 트랜지스터가 포함되어 있어 기능이 상당히 제한적이고 속도가 느립니다. 당시 블루 거인 IBM 과 대부분의 비즈니스 사용자들에게 불치됐지만, 결국 획기적인 제품이었다. 그 이후로 인텔은 마이크로프로세서와 인연을 맺었다. CPU 의 역사 발전 과정은 실제로 인텔 X86 시리즈 CPU 의 발전이라고 할 수 있으며, 이를 통해' CPU 역사 여행' 을 펼칠 것입니다.
4004 프로세서 코어 아키텍처 맵
1978 년, 인텔은 다시 한 번 16 비트 마이크로프로세서를 생산해 Intel 이라는 이름을 붙였다. 함께 제공되는 수학 협프로세서 i8087 도 나왔다. 이 두 칩은 호환 가능한 명령어를 사용하지만 i8087 명령어에는 대수, 지수, 삼각 함수 등의 수학 계산에 특화된 명령어가 추가되었습니다. 이러한 명령 집합은 i8086 및 i8087 에 적용되기 때문에 이를 X86 명령 세트라고도 합니다. 인텔은 더 발전되고 더 빠른 2 세대, 3 세대 등 새로운 CPU 를 생산했지만 기존 X86 명령어와 여전히 호환되며 후속 CPU 이름을 지정할 때 기존 X86 순서를 그대로 따르고 상표 등록 문제로 인해 아라비아 숫자로 이름을 계속 지정하는 것을 포기했습니다. AMD, Cyrix, 486 이전 (486 포함) CPU 와 같이 나중에 발전한 다른 회사들의 경우 자체 X86 CPU 이름을 따서 명명되었지만 586 년에는 시장 경쟁이 갈수록 치열해졌습니다. 상표 등록 문제 때문에 이들은 더 이상 인텔의 X86 CPU 와 동일하거나 유사한 이름을 사용할 수 없으므로 586 및 686 호환 CPU 의 이름을 지정해야 합니다.
1979 년 인텔은 여전히 16 비트 마이크로프로세서에 속하는 8088 칩을 출시했으며 29,000 개의 트랜지스터를 포함하고 있습니다. 클럭 주파수 4.77MHz, 주소 버스 20 비트, 1MB 메모리 사용 가능. 8088 의 내부 데이터 버스는 16 비트이고, 외부 데이터 버스는 8 비트이며, 형제 8086 은 16 비트입니다. 198 1 8088 칩이 처음으로 IBM PC 에 사용되어 새로운 마이크로컴퓨터 시대를 열었다. 8088 년부터 PC (개인용 컴퓨터) 의 개념이 전 세계적으로 발전하기 시작했다.
인텔 8086 프로세서
1982 년, 많은 젊은 독자들이 아직 강보에 있을 때, 인텔은 이미 최신 획기적인 제품인 Zao 80286 칩을 출시했는데, 이는 8006 과 8088 에 비해 크게 발전했다. 여전히 16 비트 구조이지만 CPU 에134,000 개의 트랜지스터가 포함되어 있습니다. 내부 및 외부 데이터 버스는 모두 16 비트이고 주소 버스는 24 비트이며 주소 지정 가능 16MB 메모리입니다. 80286 부터 CPU 는 실제 모드와 보호 모드의 두 가지 작동 모드로 진화했습니다.
인텔 80286 프로세서
1985 년 인텔은 80X86 시리즈 최초의 32 비트 마이크로프로세서인 80386 칩을 출시했으며, 제조 공정도 크게 향상되었습니다. 80386 은 80286 에 비해 12.5MHz 클럭 주파수로 275,000 개의 트랜지스터를 포함한 후 20MHz, 25MHz, 33MHz 로 올라갔다. 80386 의 내부 및 외부 데이터 버스는 모두 32 비트이고, 주소 버스도 32 비트이며, 최대 4GB 의 메모리를 주소 지정할 수 있습니다. 실제 모드와 보호 모드 외에도 가상 86 이라는 작업 모드가 추가되어 여러 8086 프로세서를 동시에 시뮬레이션하여 멀티태스킹 기능을 제공합니다. 표준 80386 칩, 즉 앞서 말씀드린 80386DX 외에도, 인텔은 다양한 시장과 애플리케이션을 위해 80386 칩 (80386SX, 80386SL, 80386DL 등) 을 출시하고 있습니다. 1988 의 80386SX 는 80286 과 80386DX 사이의 시장 포지셔닝을 위한 칩입니다. 80386DX 와 달리 외부 데이터 버스 및 주소 버스는 80286 과 동일하며 각각 16 비트와 24 비트 (즉, 주소 지정 기능은 16MB) 입니다. 1990 의 80386 SL 및 80386 DL 은 주로 랩톱과 에너지 효율적인 데스크탑에 사용되는 저전력 에너지 절약 칩입니다. 80386 SL 과 80386 DL 의 차이점은 80386SX 와 80386DX 를 기반으로 하지만 둘 다 새로운 작업 모드인 SMM (시스템 관리 모드) 을 추가한다는 것입니다. 시스템 관리 모드로 들어가면 CPU 가 자동으로 작동 속도를 낮추고, 디스플레이, 하드 드라이브 등의 부품이 작동을 멈추거나, 심지어 작동을 멈추고, "절전" 상태로 들어가 에너지를 절약할 수 있습니다.
인텔 80386 프로세서
1989 년, 잘 알려진 80486 칩은 인텔에서 출시한 것이다. 이 칩의 위대함은 실제로 1 만 개의 트랜지스터의 경계를 깨고10.2 만 개의 트랜지스터를 통합한다는 것이다. 80486 의 클럭 주파수는 25MHz 에서 33MHz 및 50MHz 로 점차 증가했습니다. 80486 은 80386, 수학 보조 프로세서 80387 및 8KB 캐시를 하나의 칩에 통합했으며, 80X86 시리즈는 처음으로 RISC (Litting Discription Command) 기술을 사용하여 클럭 주기 당 하나의 명령을 실행할 수 있습니다. 또한 버스팅 모드를 사용하여 스토리지와의 데이터 교환 속도를 크게 높였습니다. 이러한 개선으로 80486 은 80387 수학 보조 프로세서가 장착된 80386DX 보다 4 배 높은 성능을 제공합니다. 80386 과 마찬가지로 80486 도 몇 가지 유형이 있습니다. 위에서 설명한 원래 모델은 80486DX 입니다. 1990 은 486 형 저가 모델인 80486SX 를 소개합니다. 80486DX 와의 차이점은 수학 보조 프로세서가 없다는 것입니다. 80486 DX2 는 클럭 멀티플라이어 기술을 사용합니다. 즉, 칩 내부의 작동 속도는 외부 버스의 두 배입니다. 즉, 내부 칩은 시스템 클럭보다 두 배 빠르게 실행되지만 원래 클럭 속도로 외부 세계와 통신합니다. 80486 DX2 의 내부 클럭 주파수는 주로 40MHz, 50MHz 및 66MHz 입니다. 80486 DX4 는 또한 내부 유닛이 외부 버스보다 2 배 또는 3 배 빠른 속도로 작동할 수 있는 클럭 멀티플라이어 기술을 갖춘 칩입니다. 이러한 향상된 내부 작동 주파수를 지원하기 위해 슬라이스 내 캐시가 16KB 로 확장되었습니다. 80486 DX4 의 클럭 주파수는 100MHz 로 80486 DX2 의 66MHz 보다 40% 빠릅니다. 80486 에는 SL 향상, 노트북 또는 에너지 효율적인 데스크탑을 위한 시스템 관리 모드가 있습니다.
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둘째, 펜티엄 시대의 CPU
80486 의 대성공을 계승하여 몇 배의 돈을 벌어들인 인텔은 1993 에서 차세대 고성능 프로세서인 펜티엄 (펜티엄) 을 출시했다. CPU 시장의 경쟁이 치열해짐에 따라 인텔은 AMD 와 다른 회사들이 더 이상 같은 이름으로 밥그릇을 빼앗을 수 없다고 판단해 상표등록을 제안했다. 미국 법률에서는 아라비아 숫자로 등록할 수 없기 때문에 인텔은 속임수를 써서 라틴어로 상표를 등록했다. 펜티엄 (펜티엄) 은 라틴어에서' 5' 라는 뜻이며, 인텔도 아주 듣기 좋은 중국어 이름인 펜티엄 (펜티엄) 을 주었다. 펜티엄 공급업체 코드는 P54C 입니다. 펜티엄 트랜지스터 수는 최대 365,438+백만 개로 클럭 주파수가 60MHZ, 66MHZ 에서 200MHZ 로 증가했습니다. 66MHZ 의 펜티엄 오리지널 마이크로프로세서만이 33MHZ 의 80486 DX 보다 3 배 이상 높은 성능을 가지고 있으며 100MHZ 의 펜티엄 (펜티엄) 은 33MHZ 의 80486 DX 보다 6 ~ 8 배 빠릅니다. 즉, 펜티엄 (Pentium) 부터 우리 모두는 가능한 적은 돈으로 가능한 많은 성능을 얻을 수 있는 좋은 방법으로 오버클러킹을 하고 있습니다. 세계 최초의 586 급 프로세서인 펜티엄 역시 최초로 오버클러킹이 가장 많은 프로세서입니다. 뛰어난 제조 공정으로 인해 전체 CPU 제품군의 부동 소수점 성능도 다양한 성능 중 가장 강하며 오버클러킹 성능이 가장 뛰어나 586 급 CPU 시장의 대부분을 차지하게 되었습니다. 펜티엄 제품군의 주파수는 60/66/75//90/100/120/133//kloc-0 입니다 흥미롭게도 펜티엄 75 부터 CPU 의 소켓 기술이 이전 소켓 4 에서 소켓 5 와 소켓 7 을 모두 지원하는 것으로 정식 전환되었으며, 이 중 소켓 7 은 지금까지 계속 사용되고 있습니다. 또한 모든 펜티엄 CPU 에는 16K 레벨 1 캐시가 내장되어 있어 처리 성능이 더욱 향상되었습니다.
인텔 펜티엄 프로세서
한편 AMD 는 K5 시리즈 CPU 를 출시했습니다. (AMD 도 이름을 바꿨다! ) 는 75/90/100/120/133/16kb 의 6 가지 주파수로 제공됩니다. 내부 버스의 주파수는 펜티엄과 비슷하며 모두 60 또는 66MHz 입니다. 부동 소수점 연산에서는 펜티엄 (펜티엄) 보다 못하지만 K5 시리즈 CPU 는 모두 그렇습니다. 그럼에도 불구하고 AMD 는 K5 시리즈의 배송일을 질질 끌면서 결국' 586' 경쟁에서 인텔에 패했다.
1, 초기 좌절-펜티엄 프로:
원래 일부 CPU 시장을 차지했던 인텔은 멈추지 않았습니다. 다른 회사들이 여전히 그들의 펜티엄 (펜티엄) 을 따라잡고 있을 때, 그것은 1996 에 최신 세대의 6 세대 X86 시리즈 CPU——P6 을 출시했다. P6 은 단지 그것의 연구 코드일 뿐이다. 출시 후 P6 에는 매우 큰 이름인 펜티엄 프로 (Pentium Pro) 가 있습니다. Pentimu Pro 에는 최대 550 만 개의 트랜지스터가 포함되어 있으며 내부 클럭 주파수는 133MHZ 로 펜티엄 100MHZ 보다 거의 두 배 빠른 처리 속도를 제공합니다. Pentimu Pro 의 레벨 1 (온칩) 캐시는 8KB 명령어와 8KB 데이터입니다.
인텔 펜티엄 프로 프로세서
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Pentimu Pro 의 패키지에 Pentimu Pro 칩 외에 256KB 의 L2 캐시 칩이 있다는 점은 주목할 만하다. 두 칩은 고대역폭의 내부 통신 버스를 통해 상호 연결되며, 프로세서와 캐시 사이의 연결선도 이 패키지에 배치되므로 캐시가 더 높은 주파수로 더 쉽게 작동할 수 있습니다. 펜티엄 프로 200MHZ CPU 의 L2 캐시는 200mhz 에서 실행되므로 프로세서와 같은 주파수로 작동합니다. 이 디자인은 펜티엄 프로 최고의 성능을 제공합니다. Pentimu Pro 의 가장 주목할 만한 점은' 동적 실행' 이라는 혁신적인 기술을 보유하고 있다는 점이다. 이는 펜티엄 초과 아키텍처를 돌파한 후 또 다른 도약이다. Pentimu Pro 시리즈는150/166/180/200 으로 작동하며 L1 캐시는 16KB 입니다 클럭 속도가 200 인 CPU 의 경우 내장 캐시가 각각 256KB 라는 점을 제외하면 세 가지 버전이 있습니다. 하지만 당시 캐싱 기술이 성숙하지 않았고 당시 캐시 칩이 매우 비쌌기 때문에 Pentimu Pro 의 성능은 좋았지만 경쟁사에 의해 뒤처지지 않았습니다. 게다가, 가격이 매우 비싸서, Pentimu Pro 는 실제 일회성 판매량이 가장 적고, 시장 수명이 매우 짧다. Pentimu Pro 는 인텔 최초의 실패한 제품이라고 할 수 있습니다.
화려한 시작-펜티엄 MMX:
펜티엄 프로 경험을 통해 인텔은 1996 년 말, 벤더 코드 P55C, 즉 우리가 흔히 펜티엄 MMX 라고 부르는 개선된 펜티엄 시리즈를 출시했습니다. 이 프로세서는 당시 힘겨운 보조 캐시를 통합하는 것이 아니라, MMX 기술을 사용하여 성능을 향상시키는 또 다른 방법을 사용했습니다.
MMX 기술은 인텔의 새로운 멀티미디어 향상 명령어 세트 기술이며, 영어 전체 이름은 "멀티미디어 확장 명령어 세트" 로 번역될 수 있습니다. MMX 는 1996 에서 펜티엄 CPU 의 오디오, 비디오, 그래픽 및 통신 응용 프로그램을 향상시키기 위해 인텔사에서 채택한 새로운 기술입니다. CPU 에 57 개의 MMX 명령을 추가합니다. 명령어 세트에 MMX 명령어를 추가하는 것 외에도 CPU 칩에 있는 L 1 의 캐시를 원래 16KB 에서 32KB 로 늘립니다 (16K 수명 +65438). MMX 기술은 혁신일 뿐만 아니라 CPU 발전의 새로운 시대, 이후의 SSE, 현재의 3D 입니다! Iso 명령 세트도 MMX 에서 개발되었습니다.
인텔 펜티엄 MMX 프로세서
인텔이 펜티엄 MMX 를 출시한 지 몇 달 후, AM 도 자신의 신제품 K6 을 출시했다. K6 시리즈 CPU * * * 는 5 개의 주파수로 166/200/ 233/266/300 입니다. 5 개 모두 66 개 대역이지만 이후 233/266/300 은 마더보드 BIOS 업그레이드를 통해 100 대역을 지원할 수 있어 CPU 성능이 향상되었습니다. 특히 1 차 캐시가 MMX 의 두 배인 64KB 로 늘어났기 때문에 펜티엄 MMX 보다 비즈니스 성능이 훨씬 뛰어납니다. 그러나 멀티미디어 확장 명령 집합이 부족하기 때문에 게임을 포함한 K6 의 멀티미디어 성능은 펜티엄 MMX 만큼 좋지 않습니다.
3, 장점 수립-펜티엄 ⅱ:
1997 년 5 월 인텔은 펜티엄 프로 동급 제품인 펜티엄 II 를 출시했습니다. 1 세대 펜티엄 II 의 핵심은 Klamath 입니다. 펜티엄 2 세대의 1 세대 칩으로 66MHz 버스에서 233,266,300,333MHz 의 4 가지 클럭 속도를 실행한 다음 100Mhz 버스의 펜티엄 2 세대 (주파수 300,350,400) 를 출시했습니다. 펜티엄 II 는 펜티엄 Pro 와 동일한 커널 구조를 사용하여 원래 펜티엄 프로 프로세서의 우수한 32 비트 성능을 계승하지만 세그먼트 레지스터의 쓰기 속도를 높이고 MMX 명령 세트를 추가하여 16 비트 운영 체제의 실행 속도를 높입니다. 이름을 바꿀 수 있는 세그먼트 레지스터가 장착되어 있기 때문에 펜티엄 II 는 쓰기 작업을 추정할 수 있으며 이전 세그먼트 값을 사용하는 명령과 새 세그먼트 값을 사용하는 명령을 함께 사용할 수 있습니다. 펜티엄 II 에서 인텔은 과거 BiCMOS 제조 공정이 서툴고 전력 소모가 많은 바이폴라 하드웨어를 변경하여 750 만 개의 트랜지스터를 203 제곱 밀리미터의 코어로 압축했습니다. 펜티엄 II 는 펜티엄 프로 보다 6 평방 밀리미터 더 큰, 하지만 펜티엄 프로 보다 200 만 트랜지스터를 수용할 수 있습니다. 팬 게이트 크기가 0.28 미크론에 불과하기 때문에 이러한 트랜지스터의 속도가 빨라져 X86 의 전례 없는 클럭 속도에 도달합니다.
인텔 펜티엄 ii 프로세서
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인터페이스 기술 방면에서 펜티엄 II 는 인텔의 경쟁사를 물리치고 더 큰 내부 버스 대역폭을 얻기 위해 처음으로 최신 solt 1 인터페이스 표준을 채택했습니다. 세라믹 패키지 대신 금속 케이스를 사용한 인쇄 회로 기판으로 프로세서 구성 요소뿐 아니라 32KB 레벨 1 캐시를 통합합니다. 단면 카드 (SEC 카드라고도 함) 를 사용하여 펜티엄 II 프로세서를 연결하려면 인쇄 회로 기판 (PCB) 을 SEC 카드에 직접 꽂기만 하면 됩니다. SEC 카드의 플라스틱 포장 케이스는 단면 카드 상자 또는 SEC (Single logo Contact Carridge) 카트리지라고도 하며 펜티엄 II 의 로고와 펜티엄 II 의 컬러 이미지가 새겨져 있습니다. SEC 카드 카트리지에서 프로세서 패키지, L2 캐시 및 TagRAM 은 SEC 카드 (받침대) 에 연결되고, 받침대의 한쪽 (프로세서 코어의 한쪽 포함) 에는 알루미늄 히트싱크가 제공되고 다른 쪽에는 검은색 플라스틱으로 밀봉됩니다. 펜티엄 CPU 에는 32KB 의 슬라이스 L 1 캐시 (16K 명령/16K 데이터) 가 있습니다. 57 MMX 명령; 8 개의 64 비트 MMX 레지스터. 750 만 개의 트랜지스터로 구성된 핵심 부분은 203 제곱밀리미터의 공정에서 제조되었다. 프로세서는 PCB (printed circuit board) 에 고정되어 양방향 SMP 를 잘 지원합니다. L2 캐시의 경우 5 12K 가 있으며 4 방향 다중 구간 (cascaded) 슬라이스 외 동기식 버스트 SRAM 캐시에 속합니다. 이러한 캐시는 코어 프로세서의 절반 속도 (266MHz CPU 의 경우 133MHz) 로 실행됩니다. 펜티엄 ii 의 SEC 카드는 1 슬롯 (약 ISA 슬롯 크기) 을 삽입하도록 설계되었습니다. 모든 슬롯1마더보드에는 두 개의 플라스틱 브래킷으로 구성된 고정 장치가 있습니다. SEC 카드는 두 플라스틱 브래킷 사이에서 슬롯 1 으로 밀어 넣을 수 있습니다. SEC 카드를 제자리에 꽂으면 히트싱크를 알루미늄 히트싱크에 연결할 수 있습니다. 266MHz 의 펜티엄 II 는 200MHz 의 펜티엄 프로 (각각 38.2w 및 37.9w) 보다 약간 더웠지만, SEC 카드 크기로 펜티엄 II 의 방열판은 소켓 7 또는 소켓 8 프로세서에 사용되는 방열판의 거의 두 배였습니다.
범용 펜티엄 II 외에도 인텔은 서버 및 하이엔드 워크스테이션용 제온 시리즈 프로세서, 슬롯 2 소켓 기술, 32KB L1 캐시, 5 12KB 및 1MB L2 캐시, 듀얼 독립 버스 구조/
인텔 펜티엄 ii 제온 프로세서
AMD 는 거대한 펜티엄 II 에 대항하기 위해 KLOC-0/998 년 K6-2 프로세서를 출시했습니다. 코어 전압은 2.2V 이므로 발열량이 낮고 레벨 1 캐시 64KB 입니다. 더 중요한 것은, 인텔의 MMX 명령어에 대항하기 위해 AMD 는 3DNow 라는 자체 멀티미디어 명령어를 개발했습니다! 。 3DNow! 3 차원 그래픽, 멀티미디어 및 부동 소수점 연산 집약적 PC 어플리케이션의 컴퓨팅 성능을 향상시키는 ***2 1 새로운 명령어로 3 차원 그래픽 가속기의 성능을 극대화합니다. K6-2 모든 모델에는 3DNow 가 내장되어 있습니다! 명령어 세트를 통해 AMD 제품은 일부 응용 프로그램에서 처음으로 정수 및 부동 소수점 컴퓨팅 성능에서 인텔을 능가할 수 있게 되어 인텔에 위기를 느끼게 되었습니다. 하지만 펜티엄 II 와 비교했을 때 K6-2 는 여전히 L2 캐시를 통합하지 않았기 때문에 많은 호평을 받았지만 시장 점유율에서 펜티엄 II 를 이기지 못했습니다.
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