Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.155

В процессорах Pentium 4 используется двухуровневый или трехуровневый кэш, в зависимости от модели. Во всех моделях присутствует встроенный в микросхему кэш типа SRAM первого уровня (L1) объемом 8 Кбайт. В отличие от кэша первого уровня, применяемого в Pentium III, который умеет только хранить байты памяти, кэш Pentium 4 более функционален. При выборке команд из памяти они преобразуются в микрооперации, предназначенные для выполнения в RISC-ядре процессора Pentium 4. Кэш первого уровня Pentium 4 способен удерживать до 12 000 декодированных микроопераций, за счет чего необходимость в их повторном декодировании исчезает. Емкость кэша второго уровня составляет от 256 Кбайт в старых моделях до 1 Мбайт в более современных. В кэше второго уровня байты хранятся без декодирования. В таком кэше могут одновременно размещаться элементы кода и данные. В модели Pentium 4 Extreme Edition также реализован кэш третьего уровня емкостью 2 Мбайт, что еще больше повышает производительность.

Поскольку во всех микросхемах Pentium 4 предусмотрено по меньшей мере два уровня кэширования, в мультипроцессорных системах при изменении одним из процессоров слова, размещенного в кэше, могут возникать трудности. Если, предположим, другой процессор попытается считать это слово из памяти, он получит устаревшее значение, поскольку между изменением слова и его записью в память проходит некоторое время. В целях поддержания согласованности данных в памяти каждый ЦП в мультипроцессорной системе следит за шиной памяти на предмет поиска запросов на кэшированные слова. В случае обнаружения подобного рода запроса процессор предоставляет необходимые данные до того, как память передаст их другим потребителям. Технологию слежения мы рассмотрим в главе 8.

В системах с процессором Pentium II используются две внешние шины, обе они синхронные. Шина памяти служит для доступа к главному динамическому ОЗУ; шина PCI — для взаимодействия с устройствами ввода-вывода. Иногда к шине PCI подсоединяется унаследованная (то есть прежняя) шина, чтобы можно было подключать устаревшие периферийные устройства.

Pentium 4 существенно отличается от своих предшественников компоновкой. Основная проблема всех современных микросхем заключается в объемах потребляемой мощности и выделяемого тепла. Процессоры Pentium 4, в зависимости от частоты, потребляют от 63 до 82 Вт. Поэтому Intel пребывает в постоянном поиске новых решений, которые позволили бы урегулировать проблему тепловыделения. Микросхемы Pentium 4 поставляются в квадратном корпусе с длиной стороны 35 мм. На нижней плоскости микросхемы находится 478 выводов, из которых 85 используются для подачи питания, а 180 заземляются в целях шумоподавления. Выводы размещены в виде матрицы 26 х 26, причем ее центральный сегмент 14 х 14 не заполнен. Кроме того, отсутствуют два вывода в одном из углов микросхемы, за счет чего исключается возможность ее неправильной установки в гнезде. Физическую компоновку Pentium 4 иллюстрирует рис. 3.41.

Рис. 3.41. Компоновка Pentium 4

Микросхема снабжена креплением для радиатора, который рассеивает тепло, и вентилятора, который охлаждает процессор. Чтобы получить некоторое представление о том, что собой представляет величина 60 Вт, поднесите руку к вклю ченной электрической лампочке мощностью 60 Вт (только не дотрагивайтесь до нее). Вот такое количество тепла нужно рассеивать постоянно. У всей этой ситуации только один плюс: когда Pentium 4 потеряет свои рабочие характеристики как процессор, он вполне сгодится в качестве нагревателя.