Достичь вдвое большей производительности процессора 486 по сравнению с 386-м (при одной и той же тактовой частоте) удалось благодаря целому ряду нововведений.
■ Сокращение времени выполнения команд. В среднем одна команда в процессоре 486 выполняется всего за 2 такта, а не за 4,5, как в 386-м.
■ Встроенная кэш-память первого уровня. Обеспечивает коэффициент попадания 90-95% (коэффициент, отображающий, как часто операции считывания выполняются без ожидания). Использование дополнительного внешнего кэша может еще больше увеличить этот коэффициент.
■ Укороченные циклы памяти (burst mode). Стандартный 32-разрядный (4-байтовый) обмен с памятью происходит за 2 такта. После стандартного 32-разрядного обмена можно выполнить до трех следующих обменов (т.е. до 12 байт), затрачивая на каждый из них по одному такту вместо двух. В результате 16 последовательных байтов данных передаются за пять тактов вместо восьми. Выигрыш может оказаться даже еще большим при 8- или 16-разрядных обменах.
■ Встроенный (синхронный) сопроцессор (в некоторых моделях). Сопроцессор работает на той же тактовой частоте, что и основной процессор, поэтому на выполнение математических операций затрачивается меньше циклов, чем в предыдущих сопроцессорах. Производительность встроенного сопроцессора в среднем в 2-3 раза выше по сравнению с внешним 80387.
Быстродействие процессоров 486 в два раза выше, чем у 386-го, т.е. производительность процессора 486SX на 20 МГц такая же, как и у процессора 386DX на 40 МГц. Процессор 486 с более низкой тактовой частотой не только обладает таким же (или даже более высоким) быстродействием, но и имеет еще одно преимущество: его можно легко заменить на DX2 или DX4, производительность которых еще в 2-3 раза выше. Теперь нетрудно понять, почему процессор 486 быстро вытеснил 386-й.
С появлением еще более быстродействующего процессора Pentium компания Intel начала снижать цены на процессоры семейства 486, стремясь сделать их доминирующими. Было выпущено множество модификаций процессора 486: с сопроцессором и без него, с тактовыми частотами от 16 до 120 МГц, с устройствами снижения энергопотребления и с напряжением 3,3 В (что позволяет еще больше снизить потребляемую мощность).
Процессор с максимальной тактовой частотой будет работать и на меньших частотах. Например, 486DX4 с тактовой частотой 100 МГц будет работать на частоте 75 МГц в составе системной платы с рабочей частотой 25 МГц. Отметим, что в процессорах DX2/OverDrive внутренние операции выполняются с частотой, в два раза превышающей рабочую частоту системной платы, а в процессоре DX4 этот коэффициент может быть равен 2, 2,5 или 3. В представленной далее таблице приведены возможные варианты использования процессоров DX2 и DX4 при различных рабочих частотах системной платы.
Тактовые частоты процессоров 0X2 и 0X4 в зависимости от рабочей частоты системной платы
|
Частота системной |
DX2 |
DX4 |
DX4 |
DX4 |
|
платы, МГц |
(режим 2х) |
(режим 2х) |
(режим 2,5х) |
(режим 3х) |
|
- |
- |
- |
Внутренняя частота процессора DX4 контролируется сигналом кратности умножения частоты CLKMUL на выводе R-17 (гнездо типа Socket 1) или S-18 (гнездо типа Socket 2, Socket 3 или Socket 6).