Реферат: Классификация средств вычислительной техники. Реферат классификация средств вычислительной техники

Реферат - Классификация средств вычислительной техники

Контрольная работа

Классификация средств вычислительной техники

История развития средств вычислительной техники

Все IBM-совместимые персональные компьютеры укомплектованыIntel-совместимыми процессорами. История развития микропроцессоров семейства Intel вкратце такова. Первый универсальный микропроцессор фирмы Intel появился в 1970 г. Он назывался Intel 4004, был четырехразрядным и имел возможность ввода/вывода и обработкичетырехбитных слов. Быстродействие его составляло 8000 операций всекунду. Микропроцессор Intel 4004 был рассчитан на применение впрограммируемых калькуляторах с памятью размером в 4 Кбайт.

Через три года фирма Intel выпустила процессор 8080, которыймог выполнять уже 16-битные арифметические операции, имел 1б-разрядную адресную шину и, следовательно, мог адресовать до 64 Кбайтпамяти (2 516 0=65536). 1978 год ознаменовался выпуском процессора8086 с размером слова в 16 бит (два байта), 20-разрядной шиной имог оперировать уже с 1 Мбайт памяти (2 520 0=1048576, или 1024Кбайт), разделенной на блоки (сегменты) по 64 Кбайт каждый. Процессором 8086 комплектовались компьютеры, совместимые с IBM PC иIBM PC/XT. Следующим крупным шагом в разработке новых микропроцессоров стал появившийся в 1982 году процессор 8028б. Он обладал24-разрядной адресной шиной, мог распоряжаться 16 мегабайтами адресного пространства и ставился на компьютеры, совместимые с IBMPC/AT. В октябре 1985 года был выпущен 80386DX с 32- разряднойшиной адреса (максимальное адресное пространство — 4 Гбайт), а виюне 1988 года — 80386SX, более дешевый по сравнению с 80386DX иобладавший 24-разрядной адресной шиной. Затем в апреле 1989 годапоявляется микропроцессор 80486DX, а в мае 1993 — первый вариантпроцессора Pentium (оба с 32-разрядной шиной адреса).

В мае 1995 года в Москве на международной выставке Комтек-95фирма Intel представила новый процессор — P6.

Одной из важнейших целей, поставленных при разработке P6, было удвоение производительности по сравнению с процессором Pentium. При этом производство первых версий P6 будет осуществлятьсяпо уже отлаженной «Intel» и используемой при производстве последних версий Pentium полупроводниковой технологии (О,6 мкм, З, З В).

Использование того же самого процесса производства дает гарантиютого, что массовое производство P6 будет налажено без серьезныхпроблем. Вместе с тем это означает, что удвоение производительности достигается только за счет всестороннего улучшения микроархитектуры процессора. При разработке микроархитектуры P6 использовалась тщательно продуманная и настроенная комбинация различныхархитектурных методов. Часть из них была ранее опробована в процессорах «больших» компьютеров, часть предложена академическимиинститутами, оставшиеся разработаны инженерами фирмы «Intel». Этауникальная комбинация архитектурных особенностей, которую в «Intel» определяют словами «динамическое выполнение», позволила первым кристаллам P6 превзойти первоначально планировавшийся уровеньпроизводительности.

При сравнении с альтернативными «Intel» процессорами семейства х86 выясняется, что микроархитектура Р6 имеет много общего смикроархитектурой процессоров Nx586 фирмы NexGen и K5 фирмы AMD, и, хотя и в меньшей степени, с M1 фирмы «Cyrix». Эта общностьобъясняется тем, что инженеры четырех компаний решали одну и туже задачу: внедрение элементов RISC-технологии при сохранениисовместимости с CISC-архитектурой Intel х86.

Два кристалла в одном корпусе

Главное преимущество и уникальная особенность Р6 — размещенная в одном корпусе с процессором вторичная статическая кэш-память размером 256 кб, соединенная с процессором специально выделенной шиной. Такая конструкция должна существенно упростить проектирование систем на базе Р6. Р6 — первый предназначенный длямассового производства микропроцессор, содержащий два чипа в одном корпусе.

Кристалл ЦПУ в Р6 содержит 5,5 миллионов транзисторов; кристалл кэш-памяти второго уровня — 15,5 миллионов. Для сравнения, последняя модель Pentium включала около 3,3 миллиона транзисторов, а кэш-память второго уровня реализовывалась с помощью внешнего набора кристаллов памяти.

Столь большое число транзисторов в кэше объясняется его статической природой. Статическая память в P6 использует шесть транзисторов для запоминания одного бита, в то время как динамическойпамяти было бы достаточно одного транзистора на бит. Статическаяпамять быстрее, но дороже.Хотя число транзисторов на кристалле с вторичным кэшем втроебольше, чем на кристалле процессора, физические размеры кэшаменьше: 202 квадратных миллиметра против 306 у процессора. Обакристалла вместе заключены в керамический корпус с 387 контактами(«dual cavity pin-drid array»). Оба кристалла производятся с применением одной и той же технологии (0,6 мкм, 4- слойная металл-БиКМОП, 2,9 В). Предполагаемое максимальное потреблениеэнергии: 20 Вт при частоте 133 МГц.

Первая причина объединения процессора и вторичного кэша водном корпусе — облегчение проектирования и производства высокопроизводительных систем на базе Р6. Производительность вычислительной системы, построенной на быстром процессоре, очень сильнозависит от точной настройки микросхем окружения процессора, вчастности вторичного кэша. Далеко не все фирмы-производителикомпьютеров могут позволить себе соответствующие исследования. ВР6 вторичный кэш уже настроен на процессор оптимальным образом, что облегчает проектирование материнской платы.

Вторая причина объединения — повышение производительности.Кзш второго уровня связан с процессором специально выделенной шиной шириной 64 бита и работает на той же тактовой частоте, что ипроцессор.

Первые процессоры Рentium с тактовой частотой 60 и 66 МГцобращались к вторичному кэшу по 64-разрядной шине с той же тактовой частотой. Однако с ростом тактовой частоты Pentium для проектировщиков стало слишком сложно и дорого поддерживать такую частоту на материнской плате. Поэтому стали применяться делителичастоты. Например, у 100 МГц Pentium внешняя шина работает начастоте 66 МГц (у 90 МГц Pentium — соответственно 60 МГц). Pentium использует эту шину как для обращений к вторичному кэшу, так идля обращения к основной памяти и другим устройствам, например кнабору чипов PCI.

Использование специально выделенной шины для доступа к вторичному кэшу улучшает производительность вычислительной системы.Во-первых, при этом достигается полная синхронизация скоростейпроцессора и шины; во-вторых, исключается конкуренция с другимиоперациями ввода-вывода и связанные с этим задержки. Шина кэшавторого уровня полностью отделена от внешней шины, через которуюпроисходит доступ к памяти и внешним устройствам. 64-битоваявнешняя шина может работать со скоростью, равной половине, однойтретьей или одной четвертой от скорости процессора, при этом шинавторичного кэша работает независимо на полной скорости.

Объединение процессора и вторичного кэша в одном корпусе иих связь через выделенную шину является шагом по направлению кметодам повышения производительности, используемым в наиболеемощных RISC-процессорах. Так, в процессоре Alpha 21164 фирмы «Digital» кэш второго уровня размером 96 кб размещен в ядре процессора, как и первичный кэш. Это обеспечивает очень высокую производительность кэша за счет увеличения числа транзисторов на кристалле до 9,3 миллиона. Производительность Alpha 21164 составляет330 SPECint92 при тактовой частоте 300 МГц. Производительность Р6ниже (по оценкам «Intel» — 200 SPECint92 при тактовой частоте 133МГц), однако Р6 обеспечивает лучшее соотношение стоимость/производительность для своего потенциального рынка.

При оценке соотношения стоимость/производительность следуетучитывать, что, хотя Р6 может оказаться дороже своих конкурентов, большая часть других процессоров должна быть окружена дополнительным набором чипов памяти и контроллером кэша. Кроме того, длядостижения сравнимой производительности работы с кэшом, другиепроцессоры должны будут использовать кэш большего, чем 256 кбразмера.

«Intel», как правило, предлагает многочисленные вариациисвоих процессоров. Это делается с целью удовлетворить разнообразным требованиям проектировщиков систем и оставить меньше пространства для моделей конкурентов. Поэтому можно предположить, чтовскоре после начала выпуска Р6 появятся как модификации с увеличенным объемом вторичной кэш-памяти, так и более дешевые модификации с внешним расположением вторичного кэша, но при сохраненнойвыделенной шине между вторичным кэшом и процессором.

Pentium как точка отсчета

Процессор Pentium со своей конвейерной и суперскалярной архитектурой достиг впечатляющего уровня производительности.Pentium содержит два 5-стадийных конвейера, которые могутработать параллельно и выполнять две целочисленные команды за машинный такт. При этом параллельно может выполняться только паракоманд, следующих в программе друг за другом и удовлетворяющихопределенным правилам, например, отсутствие регистровых зависимостей типа «запись после чтения».

В P6 для увеличения пропускной способности осуществлен переход к одному 12-стадийному конвейеру. Увеличение числа стадийприводит к уменьшению выполняемой на каждой стадии работы и, какследствие, к уменьшению времени нахождения команды на каждой стадии на 33 процента по сравнению с Pentium. Это означает, что использование при производстве P6 той же технологии, что и при производстве 100 МГц Pentium, приведет к получению P6 с тактовойчастотой 133 МГц.

Возможности суперскалярной архитектуры Pentium, с ее способностью к выполнению двух команд за такт, было бы трудно превзойтибез совершенно нового подхода. Примененный в P6 новый подход устраняет жесткую зависимость между традиционными фазами «выборки» и«выполнения», когда последовательность прохождения команд черезэти две фазы соответствует последовательности команд в программе.

Новый подход связан с использованием так называемого пула команди с новыми эффективными методами предвидения будущего поведенияпрограммы. При этом традиционная фаза «выполнение» заменяется надве: «диспетчирование/выполнение» и «откат». В результате командымогут начинать выполняться в произвольном порядке, но завершаютсвое выполнение всегда в соответствии с их исходным порядком впрограмме. Ядро P6 реализовано как три независимых устройства, взаимодействующих через пул команд (рис. 1).

Основная проблема на пути повышения производительности

Решение об организации P6 как трех независимых и взаимодействующих через пул команд устройств было принято после тщательногоанализа факторов, ограничивающих производительность современныхмикропроцессоров. Фундаментальный факт, справедливый для Pentiumи многих других процессоров, состоит в том, что при выполненииреальных программ мощность процессора не используется в полноймере.

В то время как скорость процессоров за последние 10 лет выросла по меньшей мере в 10 раз, время доступа к основной памятиуменьшилось только на 60 процентов. Это увеличивающееся отставание скорости работы с памятью по отношению к скорости процессораи было той фундаментальной проблемой, которую пришлось решать припроектировании P6.

Один из возможных подходов к решению этой проблемы – переносее центра тяжести на разработку высокопроизводительных компонентов, окружающих процессор. Однако массовый выпуск систем, включающих и высокопроизводительный процессор, и высокоскоростные специализированные микросхемы окружения, был бы слишком дорогостоящим.

Можно было попытаться решить проблему с использованием грубой силы, а именно увеличить размер кэша второго уровня, чтобыуменьшить процент случаев отсутствия необходимых данных в кэше.

Это решение эффективное, но тоже чрезвычайно дорогостоящее, особенно учитывая сегодняшние скоростные требования к компонентамкэша второго уровня. P6 проектировался с точки зрения эффективнойреализации целостной вычислительной системы, и требовалось, чтобывысокая производительность системы в целом достигалась с использованием дешевой подсистемы памяти.

Вывод

Таким образом, реализованная в P6 комбинация таких архитектурных методов, как улучшенное предсказание переходов (почтивсегда правильно определяется предстоящая последовательность команд), анализ потоков данных (определяется оптимальный порядоквыполнения команд) и опережающее выполнение (предвиденная последовательность команд выполняется без простоев в оптимальном порядке), позволила удвоить производительность по отношению к Pentium при использовании той же самой технологии производства. Этакомбинация методов называется динамическим выполнением.

В настоящее время «Intel» ведет разработку новой 0,35 мкмтехнологии производства, что даст возможность выпускать процессоры P6 с тактовой частотой ядра свыше 200 МГц.

.

Р6 как платформа для построения мощных серверов

Среди наиболее значимых тенденций развития компьютеров впоследние годы можно выделить как все возрастающее использованиесистем на основе процессоров семейства х86 в качестве серверовприложений, так и растущую роль «Intel» как поставщика непроцессорных технологий, таких как шины, сетевые технологии, сжатие видеоизображений, флэш-память и средства системного администрирования.

Выпуск процессора Р6 продолжает проводимую «Intel» политикупереноса возможностей, которыми ранее обладали лишь более дорогиекомпьютеры, на массовый рынок. Для внутренних регистров Р6 предусмотрен контроль по четности, а соединяющая ядро процессора икэш второго уровня 64-битовая шина оснащена средствами обнаружения и исправления ошибок. Встроенные в Р6 новые возможности диагностики позволяют производителям проектировать более надежныесистемы. В Р6 предусмотрена возможность получения через контактыпроцессора или с помощью программного обеспечения информации оболее чем 100 переменных процессора или происходящих в нем событиях, таких как отсутствие данных в кэше, содержимое регистров, появление самомодифицирующего кода и так далее. Операционная система и другие программы могут считывать эту информацию для определения состояния процессора. В Р6 также реализована улучшеннаяподдержка контрольных точек, то есть обеспечивается возможностьотката компьютера в зафиксированное ранее состояние в случае возникновения ошибки.

Р6 поддерживает те же возможности по контролю при помощифункциональной избыточности (FRC), что и Pentium. Это означает, что в P6 предусмотрена возможность построения систем с параллельным выполнением одних и тех же операций двумя процессорами с взаимным контролем результатов и сообщением об ошибке в случае расхождения. При этом, к сожалению, P6 по-прежнему не сообщает опричине ошибки.

В модели Р54С процессора Pentium «Intel» предложила простойи недорогой способ организации двухпроцессорной работы: ведущий иведомый процессоры используют общий кэш и невидимо для приложенийразделяют программу на потоки. Однако использовать такую организацию работы могут лишь многопоточные операционные системы.

Р6 переводит организацию многопроцессорной работы на новыйуровень, соответствующий определенной «Intel» мультипроцессорнойспецификации MPS 1.1. Одним из наиболее сложных аспектов симметричной многопроцессорной работы является поддержание кэш-соответствия для всех подсоединенных к отдельным процессорам кэшей.

Р6 поддерживает кэш-соответствие для вторичного кэша на внутреннем уровне, а внешняя шина P6 выступает как симметричная мультипроцессорная шина.

Раньше проектировщики мультипроцессорных систем должны былисоздавать собственные шины для связи процессоров, либо приобретать лицензию на уже существующие решения, например CorollaryC-bus II. Теперь средства, реализованные «Intel» в Р6, позволяютобъединить четыре процессора в мультипроцессорную систему. Четыре- это предел, обуславливаемый принятой в Р6 логикой арбитража.

Еще одна проблема для производителей многопроцессорных систем на базе Р6 состоит в том, что для эффективной работы такихсистем к каждому процессору подключается выделенный кэш, размеркоторого должен быть больше, чем 256 кб — размер кэша в корпусеР6. Таким образом, проектировщики высокопроизводительных серверовбудут вынуждены использовать внешние контроллеры кэша и дополнительные микросхемы статической памяти.

Эта проблема будет разрешена, если «Intel» увеличит размеркэша второго уровня в корпусе Р6, что достижимо либо за счет увеличения размера кристалла, либо за счет перехода к более миниатюрной технологии производства. Сегодня производители, которыехотят строить системы с более чем четырьмя процессорами, должныобъединять две или более четырехпроцессорных системы с помощьювысокоскоростного последовательного соединения память-память. Реализации таких соединений для PCI ожидаются в этом году.

Системы на основе Р6

Можно предположить, что компьютеры на базе P6 первоначальнобудут напоминать сегодняшние наиболее мощные Pentium-компьютеры:

по меньшей мере 1 Гб жесткий диск, 32 Мб оперативной памяти, мощные графические контроллеры. Появятся первые многопроцессорныесерверы на Р6.

Улучшенная диагностика и средства обработки ошибок в Р6 позволяют проектировать на базе Р6 надежные серверы уровня предприятия. Улучшенная поддержка симметричной многопроцессорной работы всочетании с поддерживающими такую работу версиями OS/2 и NetWareприведет к построению на Р6 еще более мощных серверов.

«Intel» предполагает, что первыми Р6-системами будут серверы, однако настольные компьютеры на P6 появятся почти одновременно с ними. Цена первых настольных Р6-компьютеров будет начинатьсяс 4000 долларов и расти с ростом мощности конфигурации. С учетомразмера корпуса Р6, его потребления энергии и рассеиваемого тепла(требуется активное охлаждение), не следует ожидать быстрого появления портативных компьютеров на Р6.

Как обычно, первыми пользователями настольных компьютеров напроцессоре нового поколения будут разработчики программного обеспечения и пользователи из таких областей, как САПР, настольныеиздательские системы, научное моделирование и визуализация егорезультатов, статистика, одним словом, те области, которым всегданедоставало и будет недоставать существующих скоростей.

Что касается серверов, то первыми кандидатами на переход кР6 являются серверы приложений, осуществляющие такие работы, какрассылку сообщений, доступ к базам данных и хранилищам документов. Системные серверы и серверы печати не привязаны к конкретному типу процессоров и поэтому не испытывают таких потребностей вувеличении мощности.

Вполне вероятно, что первыми покупателями Р6- систем будутсравнительно небольшие организации, где на эти системы будет возложено выполнение самостоятельно разработанных критичных для деятельности организации приложений. Большие предприятия будут приобретать такие системы несколько позднее, после тщательной оценкии подготовки. Дело в том, что большие организации эксплуатируютзначительно большее число разработанных на заказ программ и стандартного программного обеспечения, и требуется провести проверкуна его совместимость с новыми системами.

Типичная Р6-система будет включать процессор Р6 с тактовойчастотой 133 МГц, внешнюю шину, работающую на половине, однойтретьей или одной четверти от этой частоты, набор чипов IntelР6/PCI по имени Orion, поддерживающий версию 2.1 32-битовой шиныPCI с частотой 33 МГц, но не поддерживающий 64-битовые расширенияPCI.

Вследствие наличия встроенного кэша второго уровня, в большинстве Р6-систем будет отсутствовать внешний кэш и контроллеркэша. Для построения основной памяти будут использоваться обычные60-наносекундные DRAM или, в некоторых случаях, поддерживаемые внаборе чипов Intel Triton для Pentium более скоростные EDO DRAM.

Стандартной будет конфигурация с 16 Мб оперативной памяти при всевозрастающем числе систем с 32 Мб.Первоначально Р6-системы будут включать как шину PCI, так ишины EISA/ISA. Однако по мере роста поддержки PCI необходимость в

EISA и ISA будет уменьшаться. Особенно важным для этого являетсяпоявление предусмотренных в PCI 2.1 мостов PCI-PCI. Главной проблемой при использовании PCI сегодня является ограничения на степень ее нагрузки. Мосты между шинами позволяют работать с большим числом устройств в пределах одного логического адресного пространства.

Включение в систему нескольких шин PCI, соединенных мостами, позволит как избежать использования других шин, так и подключать помимо памяти и графики высокоскоростные сетевые интерфейсы (например, 100 Мбит/сек Ethernet, FDDI и ATM) и высокоскоростной последовательный ввод-вывод.

Емкость памяти на жестком диске будет по меньшей мере 730 Мб с использованием интерфейса IDE или SCSI. Большая часть систем будет включать 2-скоростные или более быстрые CDROM. Графика будет обеспечивать разрешение 1024 на 768 пикселов и управляться картами-акселераторами с 2-4 Мб памяти.

Более необычные конфигурации могут включать слоты PCMCIA, 4-скоростные CD-ROM, поддержку 40 Мб/сек Ultra SCSI, встроенные 10-100 Мбит/сек сетевые порты и встроенные возможности мультимедиа, реализованные с помощью цифровых сигнальных процессоров или специальных чипов для обработки звука, ввода/вывода видеоизображений, компрессии/декомпрессии. Некоторые производители, возможно, прибегнут к использованию новых типов памяти, 128-битовых графических акселераторов, 64-битовых расширений шины и других новшеств, допускаемых спецификацией PCI.

Следующее поколение процессоров

Технология Р6 является логическим развитием технологии Pentium. Ожидается что в процессоре Р7 будет реализована существенно отличная от Р6 технология, обеспечивающая прорыв в производительности при сохранении совместимости с семейством x86.

В прошлом году «Intel» и «Hewlett-Packard» договорились о совместной разработке нового микропроцессора, появление которого планируется на 1997 или 1998 год. О внутреннем устройстве нового микропроцессора пока известно лишь то, что он будет использовать RISC-технологию и обеспечивать выполнение всего существующего для процессоров Intel х86 и Hewlett-Packard PA-RISC программного обеспечения. Кроме поддержки существующих наборов команд этих семейств, по всей видимости, в Р7 будет введена собственная система команд.

Согласно преобладающей точке зрения, «Intel» и «Hewlett-Packard» ведут эксперименты с технологией VLIW («very long instruction word» — очень длинное командное слово). Можно сказать, что VLIW в определенном смысле прямо противоположна технологии, используемой в Р6. В Р6 изощренно построенный декодер транслирует сложные команды х86 в более короткие и простые RISC-микрокоманды. VLIW-процессор основывается на компиляторе нового типа, который, наоборот, упаковывает несколько простых операций в одну «очень длинную» команду. Каждая «очень длинная» команда содержит независимые друг от друга операции, которые выполняются параллельно.

Иными словами, во VLIW-процессоре ответственность за планирование выполнения команд переносится с аппаратуры на программное обеспечение. Планирование осуществляет компилятор, и получающийся в результате компиляции код прикладной программы содержит всю информацию о порядке выполнения команд.

Однако пока VLIW-технология весьма несовершенна. Во-первых, не разработаны эффективные методы проектирования VLIW-компиляторов. Во-вторых, вполне вероятно, что программное обеспечение, разработанное для VLIW-процессора, придется перекомпилировать при появлении процессора нового поколения.

По этим причинам, а также учитывая и другие обстоятельства, многие обозреватели сомневаются в том, что Intel и Hewlett-Packard смогут выпустить жизнеспособный с точки зрения конкуренции на рынке VLIW-процессор. Рынок процессоров х86 слишком важен для Intel, и вряд ли Intel может полностью положиться на неопробованную технологию. Поэтому вполне вероятно, что Intel работает над параллельным проектом Р7, основанным на более традиционной технологии, чтобы застраховаться на случай неудачи VLIW-проекта.

Дело в том что возможности усовершенствования архитектуры х86 не исчерпаны. Естественное направление ее развития включает усиление суперскалярности до шести одновременно выполняемых команд, увеличение размера первичных кэшей, размещение вторичного кэша на кристалле процессора, большее число исполнительных устройств, увеличение размера буферов и поддержка более длинных цепочек выполняемых с опережением команд.

Конкуренты «Intel» также не собираются сидеть сложа руки. «NexGen» планирует выпуск процессора Nx686 в конце 1995 года и утверждает, что его производительность будет в 2-4 раза превосходить производительность Nx586. «Cyrix» также работает над процессором-преемником М1, но подробностей пока не сообщает.

Наиболее подробно сообщает о своих планах AMD. Следующий за К5 процессор К6 появится в 1996 году, а его массовое производство начнется в 1997 году. К6 будет изготавливаться по технологии 0,35 мкм и будет содержать около 6,5 миллионов транзисторов. Предполагаемая производитель К6 — 300 SPECint92. В 1997 году AMD планирует выпуск процессора К7, с началом его массового производства в 1998 году. К7 будет изготавливаться по технологии 0,18 мкм; число транзисторов — 10-15 миллионов. Предполагается, что при тактовой частоте 400 МГц он достигнет производительности 700 SPECint92. Наконец, в 2001 году AMD планирует выпуск процессора K8, содержащего 20 миллионов транзисторов и обеспечивающего производительность 1000 SPECint92 на тактовой частоте 600 МГц.

Возможно и появление новых конкурентов. Процессоры 386 и 486 производят IBM Microelectronics, «Texas Instruments», SGS-Thompson и ряд азиатских фирм. Однако до сих пор никто из них не пытался выйти на передовые позиции и не брался за разработку современного процессора семейства х86, который мог бы конкурировать с новейшими процессорами «Intel», AMD, «Cyrix» и NexGen.

Заключение

Процессоры Р6 фирмы Intel выбраны в качестве элементной базы для первого в мире компьютера производительностью свыше триллиона операций в секунду. Уникальная машина предназначена главным образом для расчетов по ядерной тематике Министерства энергетики США.

Министерство остановило свой выбор на Intel Corporation, поручив ей изготовление нового компьютера, производительность которого в десять раз превысит аналогичную характеристику самых быстрых современных суперкомпьютеров. Новая вычислительная система будет установлена в Sandia National Laboratories — многоцелевой лаборатории Министерства энергетики США в городе Альбукерк (штат Нью-Мексико). В составе машины Intel/Sandia будет работать свыше 9000 микропроцессоров компании Intel следующего поколения, получивших кодовое название Р6.

Замечательно, что машина Intel/Sandia строится из тех же компьютерных «строительных кирпичиков», которые Intel представляет производителям компьютерной техники для использования в крупномасштабных параллельных системах, высокопроизводительных серверах, рабочих станциях и настольных компьютерах.

Новая система будет иметь пиковую производительность 1.8 триллионов операций в секунду и в десять раз повысит быстродействие при работе с важными прикладными программами Министерства энергетики. Машина оснащается системной памятью в 262 Гбайт и будет сдана в эксплуатацию к концу 1996 года.

Недавно фирма Intel объявила новое название своего процессора P6. Теперь он будет называться Pentium Pro.

Литература

1. Монитор N 3 1995г.Д.Бройтман «Микроархитектура процессора P6» с.6-11.

2. Монитор N 5 1995г.Д.Бройтман «Процессор P6: общий обзор» с.8-12.

3. Hard 'n' Soft N 10 1995г.

Приложение

1. Создание таблицы “План выпуска продукции в натуральном выражении”

1) Войти в табличный процессор Excel

2) В ячейку А1 ввести заголовок “План выпуска продукции в натуральном выражении ” и нажать “Ввод”

3) Перейти на ячейку А3

4) Ввести строку “Наименование продукции .” и нажать “Ввод”

5) Перейти на ячейку В3

6) Ввести строку “Количество, ч” и нажать “Ввод”

7) Перейти на ячейку А4

8) Ввести Наименование продукции

9) Перейти на ячейку В4

10) Ввести количество продукции

11) Соответственно ввести данные по остальной продукции.

12) Выделить область А3: В19 установив курсор на ячейку А3 нажать клавишу Shift и не отпуская нажатой клавиши перейти на ячейку В19 и отпустить курсор.

13) С помощью иконы “Границы” установить внутренние, а затем установить внешние границы.

14) Переименовать рабочий лист ( Установить стрелку мыши на название рабочего листа “Лист 1”, нажать праву кнопку мыши, выбрать команду “Переименовать”, ввести План выпуска продукции.

15) Установить ширину столбца ( Выделить столбец А установив стрелку мыши на название столбца и нажав левую кнопку мыши, Формат – Столбец и ввести ширину столбца. – ОК)

16) Соответственно установить ширину столбца В.

17) Произвести центровку шапки таблицы (Выделить ячейки (см. 1.12), Формат – ячейка – Выравнивание – по горизонтали – по центру – по вертикали – по центру — ОК).

18) Объединить ячейки А1: В1 (Выделить ячейки А1: В1, нажать на икону “Объединить и поместить в центре”.

19) Увеличить шрифт ячейки А1: В1 (Формат – Ячейка – Шрифт – Начертание – Выбрать размер шрифта – ОК).

2. Создание таблицы “Справочник характеристик продукции”

1) Перейти в рабочий лист “Лист 2”

2) Выполнить действия 1.1-1.6 введя соответственно название таблицы, шапку таблицы

3) Скопировать данные по продукции из таблицы “План выпуска продукции ” ( Перейти в таблицу “План выпуска продукции ”, выделить область А4: А19 (см. действия 1.12), Правка — Копировать, перейти в рабочий лист “Лист 2”, установить курсор на ячейку А4, Правка – Вставить.

4) Ввести данные по продукции (см. 1.9-1.10)

5) Установить границы, переименовать, установить формат заголовка и шапки таблицы (см. 1.13-1.19)

3. Создание таблицы “План выпуска продукции в стоимостном выражении”

1) Выполнить действия по созданию таблицы руководствуясь действиями 1.1-1.18

2) Ввести формулу в ячейку В4 =ВПР(A4;'План выпуска продукции'!$A$4:$B$19;2; ИСТИНА)*ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;4; ИСТИНА)

3) Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейки В5: В19 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5: В19 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4) Подсчитать итоги по ячейкам В4: В19 ( Установить курсор на ячейку В21, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

5) Ввести “Всего:” в ячейку В21

6) Ввести формулу в ячейку С4 (=ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;2; ИСТИНА))

7) Ввести формулу в ячейку D4 (=ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;3; ИСТИНА))

8) Скопировать формулу с ячейки C4:D4 в ячейки C5:D19 (выделить ячейки C4:D4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки С5:D19 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4. Построение диаграммы “Распределение плана выпуска продукции по цехам”

1) Ввести таблицу “Распределение плана выпуска продукции по цехам” (см. действия 1.1-1.18)

2) Ввести формулу в ячейку В4 =СУММЕСЛИ('План выпуска в стоим выражении'!$C$4:$C$19;"=1";'План выпуска в стоим выражении'!$B$4:$B$19)

3) Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейки В5: В7 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5: В7 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4) Ввести изменения формулы в ячейке В5 (Установить курсор на ячейку В5, установить стрелку мыши на строку формул и нажать левую кнопку мыши, вместо “=1” ввести “=2”.

5) Соответственно изменить формулы в ячейках В6: В7 (см. действие 4.4).

6) Подсчитать итоги по ячейкам В4: В9 ( Установить курсор на ячейку В11, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

7) Выделить ячейки А4: В9

8) Вызвать мастера диаграмм – Объемная линейчатая диаграмма – Далее – Ввести название диаграммы – Далее – Готово.

9) Построение диаграммы “Распределение продукции по группам продукции”

1. Ввести таблицу “Распределение продукции по группам продукции” (см. действия 1.1-1.19)

2. Ввести формулу в ячейку В4 СУММЕСЛИ('План выпуска в стоим выражении'!$D$4:$D$19;"=Промтовары";'План выпуска в стоим выражении'!$B$4:$B$19)

3. Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейку В5 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4. Ввести изменения формулы в ячейке В5 (Установить курсор на ячейку В5, установить стрелку мыши на строку формул и нажать левую кнопку мыши, вместо “=Промтовары” ввести “=Продтовары”.

5. Подсчитать итоги по ячейкам В4: В7 ( Установить курсор на ячейку В10, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

6. В ячейку В13 ввести формулу =МАКС(B4:B5)

7. В ячейку А13 ввести формулу =ЕСЛИ(ВПР(B13;A4:B5;1; ИСТИНА)=1;«Промтовары»; «Продтовары»)

8. Ввести строку в ячейку А8 “Группа продукции с максимальной суммарной стоимостью” и отформатировать.

Распределение з/платы по цехам

Распределение продукции по группам

Группа продукции с максимальной суммарной стоимостью

www.ronl.ru

Курсовая работа - Классификация средств вычислительной техники

Контрольная работа

Классификация средств вычислительной техники

История развития средств вычислительной техники

Все IBM-совместимые персональные компьютеры укомплектованыIntel-совместимыми процессорами. История развития микропроцессоров семейства Intel вкратце такова. Первый универсальный микропроцессор фирмы Intel появился в 1970 г. Он назывался Intel 4004, был четырехразрядным и имел возможность ввода/вывода и обработкичетырехбитных слов. Быстродействие его составляло 8000 операций всекунду. Микропроцессор Intel 4004 был рассчитан на применение впрограммируемых калькуляторах с памятью размером в 4 Кбайт.

Через три года фирма Intel выпустила процессор 8080, которыймог выполнять уже 16-битные арифметические операции, имел 1б-разрядную адресную шину и, следовательно, мог адресовать до 64 Кбайтпамяти (2 516 0=65536). 1978 год ознаменовался выпуском процессора8086 с размером слова в 16 бит (два байта), 20-разрядной шиной имог оперировать уже с 1 Мбайт памяти (2 520 0=1048576, или 1024Кбайт), разделенной на блоки (сегменты) по 64 Кбайт каждый. Процессором 8086 комплектовались компьютеры, совместимые с IBM PC иIBM PC/XT. Следующим крупным шагом в разработке новых микропроцессоров стал появившийся в 1982 году процессор 8028б. Он обладал24-разрядной адресной шиной, мог распоряжаться 16 мегабайтами адресного пространства и ставился на компьютеры, совместимые с IBMPC/AT. В октябре 1985 года был выпущен 80386DX с 32- разряднойшиной адреса (максимальное адресное пространство — 4 Гбайт), а виюне 1988 года — 80386SX, более дешевый по сравнению с 80386DX иобладавший 24-разрядной адресной шиной. Затем в апреле 1989 годапоявляется микропроцессор 80486DX, а в мае 1993 — первый вариантпроцессора Pentium (оба с 32-разрядной шиной адреса).

В мае 1995 года в Москве на международной выставке Комтек-95фирма Intel представила новый процессор — P6.

Одной из важнейших целей, поставленных при разработке P6, было удвоение производительности по сравнению с процессором Pentium. При этом производство первых версий P6 будет осуществлятьсяпо уже отлаженной «Intel» и используемой при производстве последних версий Pentium полупроводниковой технологии (О,6 мкм, З, З В).

Использование того же самого процесса производства дает гарантиютого, что массовое производство P6 будет налажено без серьезныхпроблем. Вместе с тем это означает, что удвоение производительности достигается только за счет всестороннего улучшения микроархитектуры процессора. При разработке микроархитектуры P6 использовалась тщательно продуманная и настроенная комбинация различныхархитектурных методов. Часть из них была ранее опробована в процессорах «больших» компьютеров, часть предложена академическимиинститутами, оставшиеся разработаны инженерами фирмы «Intel». Этауникальная комбинация архитектурных особенностей, которую в «Intel» определяют словами «динамическое выполнение», позволила первым кристаллам P6 превзойти первоначально планировавшийся уровеньпроизводительности.

При сравнении с альтернативными «Intel» процессорами семейства х86 выясняется, что микроархитектура Р6 имеет много общего смикроархитектурой процессоров Nx586 фирмы NexGen и K5 фирмы AMD, и, хотя и в меньшей степени, с M1 фирмы «Cyrix». Эта общностьобъясняется тем, что инженеры четырех компаний решали одну и туже задачу: внедрение элементов RISC-технологии при сохранениисовместимости с CISC-архитектурой Intel х86.

Два кристалла в одном корпусе

Главное преимущество и уникальная особенность Р6 — размещенная в одном корпусе с процессором вторичная статическая кэш-память размером 256 кб, соединенная с процессором специально выделенной шиной. Такая конструкция должна существенно упростить проектирование систем на базе Р6. Р6 — первый предназначенный длямассового производства микропроцессор, содержащий два чипа в одном корпусе.

Кристалл ЦПУ в Р6 содержит 5,5 миллионов транзисторов; кристалл кэш-памяти второго уровня — 15,5 миллионов. Для сравнения, последняя модель Pentium включала около 3,3 миллиона транзисторов, а кэш-память второго уровня реализовывалась с помощью внешнего набора кристаллов памяти.

Столь большое число транзисторов в кэше объясняется его статической природой. Статическая память в P6 использует шесть транзисторов для запоминания одного бита, в то время как динамическойпамяти было бы достаточно одного транзистора на бит. Статическаяпамять быстрее, но дороже.Хотя число транзисторов на кристалле с вторичным кэшем втроебольше, чем на кристалле процессора, физические размеры кэшаменьше: 202 квадратных миллиметра против 306 у процессора. Обакристалла вместе заключены в керамический корпус с 387 контактами(«dual cavity pin-drid array»). Оба кристалла производятся с применением одной и той же технологии (0,6 мкм, 4- слойная металл-БиКМОП, 2,9 В). Предполагаемое максимальное потреблениеэнергии: 20 Вт при частоте 133 МГц.

Первая причина объединения процессора и вторичного кэша водном корпусе — облегчение проектирования и производства высокопроизводительных систем на базе Р6. Производительность вычислительной системы, построенной на быстром процессоре, очень сильнозависит от точной настройки микросхем окружения процессора, вчастности вторичного кэша. Далеко не все фирмы-производителикомпьютеров могут позволить себе соответствующие исследования. ВР6 вторичный кэш уже настроен на процессор оптимальным образом, что облегчает проектирование материнской платы.

Вторая причина объединения — повышение производительности.Кзш второго уровня связан с процессором специально выделенной шиной шириной 64 бита и работает на той же тактовой частоте, что ипроцессор.

Первые процессоры Рentium с тактовой частотой 60 и 66 МГцобращались к вторичному кэшу по 64-разрядной шине с той же тактовой частотой. Однако с ростом тактовой частоты Pentium для проектировщиков стало слишком сложно и дорого поддерживать такую частоту на материнской плате. Поэтому стали применяться делителичастоты. Например, у 100 МГц Pentium внешняя шина работает начастоте 66 МГц (у 90 МГц Pentium — соответственно 60 МГц). Pentium использует эту шину как для обращений к вторичному кэшу, так идля обращения к основной памяти и другим устройствам, например кнабору чипов PCI.

Использование специально выделенной шины для доступа к вторичному кэшу улучшает производительность вычислительной системы.Во-первых, при этом достигается полная синхронизация скоростейпроцессора и шины; во-вторых, исключается конкуренция с другимиоперациями ввода-вывода и связанные с этим задержки. Шина кэшавторого уровня полностью отделена от внешней шины, через которуюпроисходит доступ к памяти и внешним устройствам. 64-битоваявнешняя шина может работать со скоростью, равной половине, однойтретьей или одной четвертой от скорости процессора, при этом шинавторичного кэша работает независимо на полной скорости.

Объединение процессора и вторичного кэша в одном корпусе иих связь через выделенную шину является шагом по направлению кметодам повышения производительности, используемым в наиболеемощных RISC-процессорах. Так, в процессоре Alpha 21164 фирмы «Digital» кэш второго уровня размером 96 кб размещен в ядре процессора, как и первичный кэш. Это обеспечивает очень высокую производительность кэша за счет увеличения числа транзисторов на кристалле до 9,3 миллиона. Производительность Alpha 21164 составляет330 SPECint92 при тактовой частоте 300 МГц. Производительность Р6ниже (по оценкам «Intel» — 200 SPECint92 при тактовой частоте 133МГц), однако Р6 обеспечивает лучшее соотношение стоимость/производительность для своего потенциального рынка.

При оценке соотношения стоимость/производительность следуетучитывать, что, хотя Р6 может оказаться дороже своих конкурентов, большая часть других процессоров должна быть окружена дополнительным набором чипов памяти и контроллером кэша. Кроме того, длядостижения сравнимой производительности работы с кэшом, другиепроцессоры должны будут использовать кэш большего, чем 256 кбразмера.

«Intel», как правило, предлагает многочисленные вариациисвоих процессоров. Это делается с целью удовлетворить разнообразным требованиям проектировщиков систем и оставить меньше пространства для моделей конкурентов. Поэтому можно предположить, чтовскоре после начала выпуска Р6 появятся как модификации с увеличенным объемом вторичной кэш-памяти, так и более дешевые модификации с внешним расположением вторичного кэша, но при сохраненнойвыделенной шине между вторичным кэшом и процессором.

Pentium как точка отсчета

Процессор Pentium со своей конвейерной и суперскалярной архитектурой достиг впечатляющего уровня производительности.Pentium содержит два 5-стадийных конвейера, которые могутработать параллельно и выполнять две целочисленные команды за машинный такт. При этом параллельно может выполняться только паракоманд, следующих в программе друг за другом и удовлетворяющихопределенным правилам, например, отсутствие регистровых зависимостей типа «запись после чтения».

В P6 для увеличения пропускной способности осуществлен переход к одному 12-стадийному конвейеру. Увеличение числа стадийприводит к уменьшению выполняемой на каждой стадии работы и, какследствие, к уменьшению времени нахождения команды на каждой стадии на 33 процента по сравнению с Pentium. Это означает, что использование при производстве P6 той же технологии, что и при производстве 100 МГц Pentium, приведет к получению P6 с тактовойчастотой 133 МГц.

Возможности суперскалярной архитектуры Pentium, с ее способностью к выполнению двух команд за такт, было бы трудно превзойтибез совершенно нового подхода. Примененный в P6 новый подход устраняет жесткую зависимость между традиционными фазами «выборки» и«выполнения», когда последовательность прохождения команд черезэти две фазы соответствует последовательности команд в программе.

Новый подход связан с использованием так называемого пула команди с новыми эффективными методами предвидения будущего поведенияпрограммы. При этом традиционная фаза «выполнение» заменяется надве: «диспетчирование/выполнение» и «откат». В результате командымогут начинать выполняться в произвольном порядке, но завершаютсвое выполнение всегда в соответствии с их исходным порядком впрограмме. Ядро P6 реализовано как три независимых устройства, взаимодействующих через пул команд (рис. 1).

Основная проблема на пути повышения производительности

Решение об организации P6 как трех независимых и взаимодействующих через пул команд устройств было принято после тщательногоанализа факторов, ограничивающих производительность современныхмикропроцессоров. Фундаментальный факт, справедливый для Pentiumи многих других процессоров, состоит в том, что при выполненииреальных программ мощность процессора не используется в полноймере.

В то время как скорость процессоров за последние 10 лет выросла по меньшей мере в 10 раз, время доступа к основной памятиуменьшилось только на 60 процентов. Это увеличивающееся отставание скорости работы с памятью по отношению к скорости процессораи было той фундаментальной проблемой, которую пришлось решать припроектировании P6.

Один из возможных подходов к решению этой проблемы – переносее центра тяжести на разработку высокопроизводительных компонентов, окружающих процессор. Однако массовый выпуск систем, включающих и высокопроизводительный процессор, и высокоскоростные специализированные микросхемы окружения, был бы слишком дорогостоящим.

Можно было попытаться решить проблему с использованием грубой силы, а именно увеличить размер кэша второго уровня, чтобыуменьшить процент случаев отсутствия необходимых данных в кэше.

Это решение эффективное, но тоже чрезвычайно дорогостоящее, особенно учитывая сегодняшние скоростные требования к компонентамкэша второго уровня. P6 проектировался с точки зрения эффективнойреализации целостной вычислительной системы, и требовалось, чтобывысокая производительность системы в целом достигалась с использованием дешевой подсистемы памяти.

Вывод

Таким образом, реализованная в P6 комбинация таких архитектурных методов, как улучшенное предсказание переходов (почтивсегда правильно определяется предстоящая последовательность команд), анализ потоков данных (определяется оптимальный порядоквыполнения команд) и опережающее выполнение (предвиденная последовательность команд выполняется без простоев в оптимальном порядке), позволила удвоить производительность по отношению к Pentium при использовании той же самой технологии производства. Этакомбинация методов называется динамическим выполнением.

В настоящее время «Intel» ведет разработку новой 0,35 мкмтехнологии производства, что даст возможность выпускать процессоры P6 с тактовой частотой ядра свыше 200 МГц.

.

Р6 как платформа для построения мощных серверов

Среди наиболее значимых тенденций развития компьютеров впоследние годы можно выделить как все возрастающее использованиесистем на основе процессоров семейства х86 в качестве серверовприложений, так и растущую роль «Intel» как поставщика непроцессорных технологий, таких как шины, сетевые технологии, сжатие видеоизображений, флэш-память и средства системного администрирования.

Выпуск процессора Р6 продолжает проводимую «Intel» политикупереноса возможностей, которыми ранее обладали лишь более дорогиекомпьютеры, на массовый рынок. Для внутренних регистров Р6 предусмотрен контроль по четности, а соединяющая ядро процессора икэш второго уровня 64-битовая шина оснащена средствами обнаружения и исправления ошибок. Встроенные в Р6 новые возможности диагностики позволяют производителям проектировать более надежныесистемы. В Р6 предусмотрена возможность получения через контактыпроцессора или с помощью программного обеспечения информации оболее чем 100 переменных процессора или происходящих в нем событиях, таких как отсутствие данных в кэше, содержимое регистров, появление самомодифицирующего кода и так далее. Операционная система и другие программы могут считывать эту информацию для определения состояния процессора. В Р6 также реализована улучшеннаяподдержка контрольных точек, то есть обеспечивается возможностьотката компьютера в зафиксированное ранее состояние в случае возникновения ошибки.

Р6 поддерживает те же возможности по контролю при помощифункциональной избыточности (FRC), что и Pentium. Это означает, что в P6 предусмотрена возможность построения систем с параллельным выполнением одних и тех же операций двумя процессорами с взаимным контролем результатов и сообщением об ошибке в случае расхождения. При этом, к сожалению, P6 по-прежнему не сообщает опричине ошибки.

В модели Р54С процессора Pentium «Intel» предложила простойи недорогой способ организации двухпроцессорной работы: ведущий иведомый процессоры используют общий кэш и невидимо для приложенийразделяют программу на потоки. Однако использовать такую организацию работы могут лишь многопоточные операционные системы.

Р6 переводит организацию многопроцессорной работы на новыйуровень, соответствующий определенной «Intel» мультипроцессорнойспецификации MPS 1.1. Одним из наиболее сложных аспектов симметричной многопроцессорной работы является поддержание кэш-соответствия для всех подсоединенных к отдельным процессорам кэшей.

Р6 поддерживает кэш-соответствие для вторичного кэша на внутреннем уровне, а внешняя шина P6 выступает как симметричная мультипроцессорная шина.

Раньше проектировщики мультипроцессорных систем должны былисоздавать собственные шины для связи процессоров, либо приобретать лицензию на уже существующие решения, например CorollaryC-bus II. Теперь средства, реализованные «Intel» в Р6, позволяютобъединить четыре процессора в мультипроцессорную систему. Четыре- это предел, обуславливаемый принятой в Р6 логикой арбитража.

Еще одна проблема для производителей многопроцессорных систем на базе Р6 состоит в том, что для эффективной работы такихсистем к каждому процессору подключается выделенный кэш, размеркоторого должен быть больше, чем 256 кб — размер кэша в корпусеР6. Таким образом, проектировщики высокопроизводительных серверовбудут вынуждены использовать внешние контроллеры кэша и дополнительные микросхемы статической памяти.

Эта проблема будет разрешена, если «Intel» увеличит размеркэша второго уровня в корпусе Р6, что достижимо либо за счет увеличения размера кристалла, либо за счет перехода к более миниатюрной технологии производства. Сегодня производители, которыехотят строить системы с более чем четырьмя процессорами, должныобъединять две или более четырехпроцессорных системы с помощьювысокоскоростного последовательного соединения память-память. Реализации таких соединений для PCI ожидаются в этом году.

Системы на основе Р6

Можно предположить, что компьютеры на базе P6 первоначальнобудут напоминать сегодняшние наиболее мощные Pentium-компьютеры:

по меньшей мере 1 Гб жесткий диск, 32 Мб оперативной памяти, мощные графические контроллеры. Появятся первые многопроцессорныесерверы на Р6.

Улучшенная диагностика и средства обработки ошибок в Р6 позволяют проектировать на базе Р6 надежные серверы уровня предприятия. Улучшенная поддержка симметричной многопроцессорной работы всочетании с поддерживающими такую работу версиями OS/2 и NetWareприведет к построению на Р6 еще более мощных серверов.

«Intel» предполагает, что первыми Р6-системами будут серверы, однако настольные компьютеры на P6 появятся почти одновременно с ними. Цена первых настольных Р6-компьютеров будет начинатьсяс 4000 долларов и расти с ростом мощности конфигурации. С учетомразмера корпуса Р6, его потребления энергии и рассеиваемого тепла(требуется активное охлаждение), не следует ожидать быстрого появления портативных компьютеров на Р6.

Как обычно, первыми пользователями настольных компьютеров напроцессоре нового поколения будут разработчики программного обеспечения и пользователи из таких областей, как САПР, настольныеиздательские системы, научное моделирование и визуализация егорезультатов, статистика, одним словом, те области, которым всегданедоставало и будет недоставать существующих скоростей.

Что касается серверов, то первыми кандидатами на переход кР6 являются серверы приложений, осуществляющие такие работы, какрассылку сообщений, доступ к базам данных и хранилищам документов. Системные серверы и серверы печати не привязаны к конкретному типу процессоров и поэтому не испытывают таких потребностей вувеличении мощности.

Вполне вероятно, что первыми покупателями Р6- систем будутсравнительно небольшие организации, где на эти системы будет возложено выполнение самостоятельно разработанных критичных для деятельности организации приложений. Большие предприятия будут приобретать такие системы несколько позднее, после тщательной оценкии подготовки. Дело в том, что большие организации эксплуатируютзначительно большее число разработанных на заказ программ и стандартного программного обеспечения, и требуется провести проверкуна его совместимость с новыми системами.

Типичная Р6-система будет включать процессор Р6 с тактовойчастотой 133 МГц, внешнюю шину, работающую на половине, однойтретьей или одной четверти от этой частоты, набор чипов IntelР6/PCI по имени Orion, поддерживающий версию 2.1 32-битовой шиныPCI с частотой 33 МГц, но не поддерживающий 64-битовые расширенияPCI.

Вследствие наличия встроенного кэша второго уровня, в большинстве Р6-систем будет отсутствовать внешний кэш и контроллеркэша. Для построения основной памяти будут использоваться обычные60-наносекундные DRAM или, в некоторых случаях, поддерживаемые внаборе чипов Intel Triton для Pentium более скоростные EDO DRAM.

Стандартной будет конфигурация с 16 Мб оперативной памяти при всевозрастающем числе систем с 32 Мб.Первоначально Р6-системы будут включать как шину PCI, так ишины EISA/ISA. Однако по мере роста поддержки PCI необходимость в

EISA и ISA будет уменьшаться. Особенно важным для этого являетсяпоявление предусмотренных в PCI 2.1 мостов PCI-PCI. Главной проблемой при использовании PCI сегодня является ограничения на степень ее нагрузки. Мосты между шинами позволяют работать с большим числом устройств в пределах одного логического адресного пространства.

Включение в систему нескольких шин PCI, соединенных мостами, позволит как избежать использования других шин, так и подключать помимо памяти и графики высокоскоростные сетевые интерфейсы (например, 100 Мбит/сек Ethernet, FDDI и ATM) и высокоскоростной последовательный ввод-вывод.

Емкость памяти на жестком диске будет по меньшей мере 730 Мб с использованием интерфейса IDE или SCSI. Большая часть систем будет включать 2-скоростные или более быстрые CDROM. Графика будет обеспечивать разрешение 1024 на 768 пикселов и управляться картами-акселераторами с 2-4 Мб памяти.

Более необычные конфигурации могут включать слоты PCMCIA, 4-скоростные CD-ROM, поддержку 40 Мб/сек Ultra SCSI, встроенные 10-100 Мбит/сек сетевые порты и встроенные возможности мультимедиа, реализованные с помощью цифровых сигнальных процессоров или специальных чипов для обработки звука, ввода/вывода видеоизображений, компрессии/декомпрессии. Некоторые производители, возможно, прибегнут к использованию новых типов памяти, 128-битовых графических акселераторов, 64-битовых расширений шины и других новшеств, допускаемых спецификацией PCI.

Следующее поколение процессоров

Технология Р6 является логическим развитием технологии Pentium. Ожидается что в процессоре Р7 будет реализована существенно отличная от Р6 технология, обеспечивающая прорыв в производительности при сохранении совместимости с семейством x86.

В прошлом году «Intel» и «Hewlett-Packard» договорились о совместной разработке нового микропроцессора, появление которого планируется на 1997 или 1998 год. О внутреннем устройстве нового микропроцессора пока известно лишь то, что он будет использовать RISC-технологию и обеспечивать выполнение всего существующего для процессоров Intel х86 и Hewlett-Packard PA-RISC программного обеспечения. Кроме поддержки существующих наборов команд этих семейств, по всей видимости, в Р7 будет введена собственная система команд.

Согласно преобладающей точке зрения, «Intel» и «Hewlett-Packard» ведут эксперименты с технологией VLIW («very long instruction word» — очень длинное командное слово). Можно сказать, что VLIW в определенном смысле прямо противоположна технологии, используемой в Р6. В Р6 изощренно построенный декодер транслирует сложные команды х86 в более короткие и простые RISC-микрокоманды. VLIW-процессор основывается на компиляторе нового типа, который, наоборот, упаковывает несколько простых операций в одну «очень длинную» команду. Каждая «очень длинная» команда содержит независимые друг от друга операции, которые выполняются параллельно.

Иными словами, во VLIW-процессоре ответственность за планирование выполнения команд переносится с аппаратуры на программное обеспечение. Планирование осуществляет компилятор, и получающийся в результате компиляции код прикладной программы содержит всю информацию о порядке выполнения команд.

Однако пока VLIW-технология весьма несовершенна. Во-первых, не разработаны эффективные методы проектирования VLIW-компиляторов. Во-вторых, вполне вероятно, что программное обеспечение, разработанное для VLIW-процессора, придется перекомпилировать при появлении процессора нового поколения.

По этим причинам, а также учитывая и другие обстоятельства, многие обозреватели сомневаются в том, что Intel и Hewlett-Packard смогут выпустить жизнеспособный с точки зрения конкуренции на рынке VLIW-процессор. Рынок процессоров х86 слишком важен для Intel, и вряд ли Intel может полностью положиться на неопробованную технологию. Поэтому вполне вероятно, что Intel работает над параллельным проектом Р7, основанным на более традиционной технологии, чтобы застраховаться на случай неудачи VLIW-проекта.

Дело в том что возможности усовершенствования архитектуры х86 не исчерпаны. Естественное направление ее развития включает усиление суперскалярности до шести одновременно выполняемых команд, увеличение размера первичных кэшей, размещение вторичного кэша на кристалле процессора, большее число исполнительных устройств, увеличение размера буферов и поддержка более длинных цепочек выполняемых с опережением команд.

Конкуренты «Intel» также не собираются сидеть сложа руки. «NexGen» планирует выпуск процессора Nx686 в конце 1995 года и утверждает, что его производительность будет в 2-4 раза превосходить производительность Nx586. «Cyrix» также работает над процессором-преемником М1, но подробностей пока не сообщает.

Наиболее подробно сообщает о своих планах AMD. Следующий за К5 процессор К6 появится в 1996 году, а его массовое производство начнется в 1997 году. К6 будет изготавливаться по технологии 0,35 мкм и будет содержать около 6,5 миллионов транзисторов. Предполагаемая производитель К6 — 300 SPECint92. В 1997 году AMD планирует выпуск процессора К7, с началом его массового производства в 1998 году. К7 будет изготавливаться по технологии 0,18 мкм; число транзисторов — 10-15 миллионов. Предполагается, что при тактовой частоте 400 МГц он достигнет производительности 700 SPECint92. Наконец, в 2001 году AMD планирует выпуск процессора K8, содержащего 20 миллионов транзисторов и обеспечивающего производительность 1000 SPECint92 на тактовой частоте 600 МГц.

Возможно и появление новых конкурентов. Процессоры 386 и 486 производят IBM Microelectronics, «Texas Instruments», SGS-Thompson и ряд азиатских фирм. Однако до сих пор никто из них не пытался выйти на передовые позиции и не брался за разработку современного процессора семейства х86, который мог бы конкурировать с новейшими процессорами «Intel», AMD, «Cyrix» и NexGen.

Заключение

Процессоры Р6 фирмы Intel выбраны в качестве элементной базы для первого в мире компьютера производительностью свыше триллиона операций в секунду. Уникальная машина предназначена главным образом для расчетов по ядерной тематике Министерства энергетики США.

Министерство остановило свой выбор на Intel Corporation, поручив ей изготовление нового компьютера, производительность которого в десять раз превысит аналогичную характеристику самых быстрых современных суперкомпьютеров. Новая вычислительная система будет установлена в Sandia National Laboratories — многоцелевой лаборатории Министерства энергетики США в городе Альбукерк (штат Нью-Мексико). В составе машины Intel/Sandia будет работать свыше 9000 микропроцессоров компании Intel следующего поколения, получивших кодовое название Р6.

Замечательно, что машина Intel/Sandia строится из тех же компьютерных «строительных кирпичиков», которые Intel представляет производителям компьютерной техники для использования в крупномасштабных параллельных системах, высокопроизводительных серверах, рабочих станциях и настольных компьютерах.

Новая система будет иметь пиковую производительность 1.8 триллионов операций в секунду и в десять раз повысит быстродействие при работе с важными прикладными программами Министерства энергетики. Машина оснащается системной памятью в 262 Гбайт и будет сдана в эксплуатацию к концу 1996 года.

Недавно фирма Intel объявила новое название своего процессора P6. Теперь он будет называться Pentium Pro.

Литература

1. Монитор N 3 1995г.Д.Бройтман «Микроархитектура процессора P6» с.6-11.

2. Монитор N 5 1995г.Д.Бройтман «Процессор P6: общий обзор» с.8-12.

3. Hard 'n' Soft N 10 1995г.

Приложение

1. Создание таблицы “План выпуска продукции в натуральном выражении”

1) Войти в табличный процессор Excel

2) В ячейку А1 ввести заголовок “План выпуска продукции в натуральном выражении ” и нажать “Ввод”

3) Перейти на ячейку А3

4) Ввести строку “Наименование продукции .” и нажать “Ввод”

5) Перейти на ячейку В3

6) Ввести строку “Количество, ч” и нажать “Ввод”

7) Перейти на ячейку А4

8) Ввести Наименование продукции

9) Перейти на ячейку В4

10) Ввести количество продукции

11) Соответственно ввести данные по остальной продукции.

12) Выделить область А3: В19 установив курсор на ячейку А3 нажать клавишу Shift и не отпуская нажатой клавиши перейти на ячейку В19 и отпустить курсор.

13) С помощью иконы “Границы” установить внутренние, а затем установить внешние границы.

14) Переименовать рабочий лист ( Установить стрелку мыши на название рабочего листа “Лист 1”, нажать праву кнопку мыши, выбрать команду “Переименовать”, ввести План выпуска продукции.

15) Установить ширину столбца ( Выделить столбец А установив стрелку мыши на название столбца и нажав левую кнопку мыши, Формат – Столбец и ввести ширину столбца. – ОК)

16) Соответственно установить ширину столбца В.

17) Произвести центровку шапки таблицы (Выделить ячейки (см. 1.12), Формат – ячейка – Выравнивание – по горизонтали – по центру – по вертикали – по центру — ОК).

18) Объединить ячейки А1: В1 (Выделить ячейки А1: В1, нажать на икону “Объединить и поместить в центре”.

19) Увеличить шрифт ячейки А1: В1 (Формат – Ячейка – Шрифт – Начертание – Выбрать размер шрифта – ОК).

2. Создание таблицы “Справочник характеристик продукции”

1) Перейти в рабочий лист “Лист 2”

2) Выполнить действия 1.1-1.6 введя соответственно название таблицы, шапку таблицы

3) Скопировать данные по продукции из таблицы “План выпуска продукции ” ( Перейти в таблицу “План выпуска продукции ”, выделить область А4: А19 (см. действия 1.12), Правка — Копировать, перейти в рабочий лист “Лист 2”, установить курсор на ячейку А4, Правка – Вставить.

4) Ввести данные по продукции (см. 1.9-1.10)

5) Установить границы, переименовать, установить формат заголовка и шапки таблицы (см. 1.13-1.19)

3. Создание таблицы “План выпуска продукции в стоимостном выражении”

1) Выполнить действия по созданию таблицы руководствуясь действиями 1.1-1.18

2) Ввести формулу в ячейку В4 =ВПР(A4;'План выпуска продукции'!$A$4:$B$19;2; ИСТИНА)*ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;4; ИСТИНА)

3) Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейки В5: В19 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5: В19 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4) Подсчитать итоги по ячейкам В4: В19 ( Установить курсор на ячейку В21, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

5) Ввести “Всего:” в ячейку В21

6) Ввести формулу в ячейку С4 (=ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;2; ИСТИНА))

7) Ввести формулу в ячейку D4 (=ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;3; ИСТИНА))

8) Скопировать формулу с ячейки C4:D4 в ячейки C5:D19 (выделить ячейки C4:D4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки С5:D19 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4. Построение диаграммы “Распределение плана выпуска продукции по цехам”

1) Ввести таблицу “Распределение плана выпуска продукции по цехам” (см. действия 1.1-1.18)

2) Ввести формулу в ячейку В4 =СУММЕСЛИ('План выпуска в стоим выражении'!$C$4:$C$19;"=1";'План выпуска в стоим выражении'!$B$4:$B$19)

3) Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейки В5: В7 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5: В7 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4) Ввести изменения формулы в ячейке В5 (Установить курсор на ячейку В5, установить стрелку мыши на строку формул и нажать левую кнопку мыши, вместо “=1” ввести “=2”.

5) Соответственно изменить формулы в ячейках В6: В7 (см. действие 4.4).

6) Подсчитать итоги по ячейкам В4: В9 ( Установить курсор на ячейку В11, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

7) Выделить ячейки А4: В9

8) Вызвать мастера диаграмм – Объемная линейчатая диаграмма – Далее – Ввести название диаграммы – Далее – Готово.

9) Построение диаграммы “Распределение продукции по группам продукции”

1. Ввести таблицу “Распределение продукции по группам продукции” (см. действия 1.1-1.19)

2. Ввести формулу в ячейку В4 СУММЕСЛИ('План выпуска в стоим выражении'!$D$4:$D$19;"=Промтовары";'План выпуска в стоим выражении'!$B$4:$B$19)

3. Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейку В5 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4. Ввести изменения формулы в ячейке В5 (Установить курсор на ячейку В5, установить стрелку мыши на строку формул и нажать левую кнопку мыши, вместо “=Промтовары” ввести “=Продтовары”.

5. Подсчитать итоги по ячейкам В4: В7 ( Установить курсор на ячейку В10, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

6. В ячейку В13 ввести формулу =МАКС(B4:B5)

7. В ячейку А13 ввести формулу =ЕСЛИ(ВПР(B13;A4:B5;1; ИСТИНА)=1;«Промтовары»; «Продтовары»)

8. Ввести строку в ячейку А8 “Группа продукции с максимальной суммарной стоимостью” и отформатировать.

Распределение з/платы по цехам

Распределение продукции по группам

Группа продукции с максимальной суммарной стоимостью

www.ronl.ru

Реферат Классификация средств вычислительной техники

Классификация средств вычислительной техники

История развития средств вычислительной техники

Все IBM-совместимые  персональные  компьютеры укомплектованы Intel-совместимыми процессорами.  История развития микропроцессоров семейства Intel вкратце такова.  Первый универсальный микропроцессор фирмы Intel появился в 1970 г.  Он назывался Intel 4004, был  четырехразрядным и имел возможность ввода/вывода и обработки четырехбитных слов. Быстродействие его составляло 8000 операций в секунду.  Микропроцессор Intel 4004 был рассчитан на применение в программируемых калькуляторах с памятью размером в 4 Кбайт.

Через три года фирма Intel выпустила процессор 8080, который мог выполнять уже 16-битные арифметические операции, имел 1б-разрядную адресную шину и, следовательно, мог адресовать до 64 Кбайт памяти (2 516 0=65536).  1978 год ознаменовался выпуском  процессора 8086 с размером слова в 16 бит (два байта),  20-разрядной шиной и мог оперировать уже с 1  Мбайт  памяти  (2 520 0=1048576,  или  1024 Кбайт),  разделенной на блоки (сегменты) по 64 Кбайт каждый. Процессором 8086 комплектовались компьютеры,  совместимые с IBM PC и IBM  PC/XT.  Следующим крупным шагом в разработке новых микропроцессоров стал появившийся в 1982 году процессор 8028б. Он обладал 24-разрядной адресной шиной, мог распоряжаться 16 мегабайтами адресного пространства и ставился на компьютеры,  совместимые с IBM PC/AT.  В  октябре  1985 года был выпущен 80386DX с 32- разрядной шиной адреса (максимальное адресное пространство - 4 Гбайт),  а в июне 1988 года - 80386SX,  более дешевый по сравнению с 80386DX и обладавший 24-разрядной адресной шиной.  Затем в апреле 1989 года появляется микропроцессор 80486DX,  а в мае 1993 - первый вариант процессора Pentium (оба с 32-разрядной шиной адреса).

В мае 1995 года в Москве на международной выставке Комтек-95 фирма Intel представила новый процессор - P6.

Одной из важнейших целей,  поставленных при  разработке  P6, было  удвоение производительности по сравнению с процессором Pentium. При этом производство первых версий P6 будет осуществляться по уже отлаженной "Intel" и используемой при производстве последних версий Pentium полупроводниковой технологии (О,6 мкм, З,З В).

Использование  того же самого процесса производства дает гарантию того,  что массовое производство P6 будет налажено без  серьезных проблем.  Вместе с тем это означает,  что удвоение производительности достигается только за счет всестороннего улучшения микроархитектуры процессора.  При разработке микроархитектуры P6 использовалась тщательно продуманная и настроенная комбинация различных архитектурных методов.  Часть из них была ранее опробована в процессорах "больших" компьютеров,  часть предложена  академическими институтами, оставшиеся разработаны инженерами фирмы "Intel". Эта уникальная комбинация архитектурных особенностей,  которую в "Intel" определяют словами "динамическое выполнение", позволила первым кристаллам P6 превзойти первоначально планировавшийся уровень производительности.

При сравнении с альтернативными "Intel" процессорами семейства х86 выясняется,  что микроархитектура Р6 имеет много общего с микроархитектурой процессоров Nx586 фирмы NexGen и K5 фирмы  AMD, и,  хотя  и в меньшей степени,  с M1 фирмы "Cyrix".  Эта общность объясняется тем,  что инженеры четырех компаний решали одну и  ту же  задачу:  внедрение  элементов  RISC-технологии при сохранении совместимости с CISC-архитектурой Intel х86.Два кристалла в одном корпусе

Главное преимущество и уникальная особенность Р6 - размещенная  в  одном корпусе с процессором вторичная статическая кэш-память размером 256 кб,  соединенная с процессором специально выделенной шиной. Такая конструкция должна существенно упростить проектирование систем на базе Р6.  Р6 - первый  предназначенный  для массового производства микропроцессор,  содержащий два чипа в одном корпусе.

Кристалл ЦПУ в Р6 содержит 5,5 миллионов транзисторов; кристалл кэш-памяти второго уровня - 15,5 миллионов.  Для  сравнения, последняя  модель  Pentium включала около 3,3 миллиона транзисторов,  а кэш-память второго уровня реализовывалась с помощью внешнего набора кристаллов памяти.

Столь большое число транзисторов в кэше объясняется его статической природой. Статическая память в P6 использует шесть транзисторов для запоминания одного бита, в то время как динамической памяти было бы достаточно одного транзистора на бит.  Статическая память быстрее, но дороже. Хотя число транзисторов на кристалле с вторичным кэшем втрое больше,  чем на кристалле  процессора,  физические  размеры  кэша меньше:  202  квадратных миллиметра против 306 у процессора.  Оба кристалла вместе заключены в керамический корпус с 387 контактами ("dual cavity pin-drid array"). Оба кристалла производятся с применением одной и той же  технологии  (0,6  мкм,  4-  слойная  металл-БиКМОП,  2,9  В).  Предполагаемое  максимальное  потребление энергии: 20 Вт при частоте 133 МГц.

Первая причина  объединения  процессора  и вторичного кэша в одном корпусе - облегчение проектирования и производства высокопроизводительных  систем  на базе Р6.  Производительность вычислительной системы,  построенной на быстром процессоре, очень сильно зависит  от  точной  настройки микросхем окружения процессора,  в частности вторичного  кэша.  Далеко  не  все  фирмы-производители компьютеров могут позволить себе соответствующие исследования.  В Р6 вторичный кэш уже настроен на процессор  оптимальным  образом, что облегчает проектирование материнской платы.

Вторая причина объединения -  повышение  производительности. Кзш второго уровня связан с процессором специально выделенной шиной шириной 64 бита и работает на той же тактовой частоте,  что и процессор.

Первые процессоры Рentium с тактовой частотой 60  и  66  МГц обращались к вторичному кэшу по 64-разрядной шине с той же тактовой частотой. Однако с ростом тактовой частоты Pentium для проектировщиков  стало слишком сложно и дорого поддерживать такую частоту на материнской плате.  Поэтому  стали  применяться  делители частоты.  Например,  у  100  МГц Pentium внешняя шина работает на частоте 66 МГц (у 90 МГц Pentium - соответственно 60 МГц). Pentium использует эту шину как для обращений к вторичному кэшу, так и для обращения к основной памяти и другим устройствам,  например к набору чипов PCI.

Использование специально выделенной шины для доступа к  вторичному  кэшу улучшает производительность вычислительной системы. Во-первых,  при этом достигается полная  синхронизация  скоростей процессора и шины;  во-вторых,  исключается конкуренция с другими операциями ввода-вывода и связанные с этим  задержки.  Шина  кэша второго уровня полностью отделена от внешней шины,  через которую происходит доступ к  памяти  и  внешним  устройствам.  64-битовая внешняя шина может работать со скоростью,  равной половине, одной третьей или одной четвертой от скорости процессора, при этом шина вторичного кэша работает независимо на полной скорости.

Объединение процессора и вторичного кэша в одном  корпусе  и их  связь  через  выделенную шину является шагом по направлению к методам повышения  производительности,  используемым  в  наиболее мощных RISC-процессорах. Так, в процессоре Alpha 21164 фирмы "Digital" кэш второго уровня размером 96 кб размещен в ядре  процессора,  как и первичный кэш. Это обеспечивает очень высокую производительность кэша за счет увеличения числа транзисторов на кристалле до 9,3 миллиона.  Производительность Alpha 21164 составляет 330 SPECint92 при тактовой частоте 300 МГц. Производительность Р6 ниже (по оценкам "Intel" - 200 SPECint92 при тактовой частоте 133 МГц),  однако Р6 обеспечивает лучшее соотношение стоимость/производительность для своего потенциального рынка.

При оценке соотношения стоимость/производительность  следует учитывать, что, хотя Р6 может оказаться дороже своих конкурентов, большая часть других процессоров должна  быть  окружена  дополнительным набором чипов памяти и контроллером кэша. Кроме того, для достижения сравнимой производительности работы  с  кэшом,  другие процессоры  должны  будут  использовать кэш большего,  чем 256 кб размера.

"Intel", как  правило,  предлагает  многочисленные  вариации своих процессоров. Это делается с целью удовлетворить разнообразным  требованиям  проектировщиков систем и оставить меньше пространства для моделей конкурентов.  Поэтому можно предположить, что вскоре  после начала выпуска Р6 появятся как модификации с увеличенным объемом вторичной кэш-памяти,  так и более дешевые модификации с внешним расположением вторичного кэша, но при сохраненной выделенной шине между вторичным кэшом и процессором.Pentium как точка отсчета

Процессор Pentium со своей конвейерной и суперскалярной  архитектурой достиг впечатляющего уровня производительности. Pentium содержит два 5-стадийных  конвейера,  которые  могут работать параллельно и выполнять две целочисленные команды за машинный такт.  При этом параллельно может выполняться только  пара команд,  следующих  в  программе друг за другом и удовлетворяющих определенным правилам,  например,  отсутствие регистровых зависимостей типа "запись после чтения".

В P6 для увеличения пропускной способности осуществлен переход  к  одному  12-стадийному конвейеру.  Увеличение числа стадий приводит к уменьшению выполняемой на каждой стадии работы и,  как следствие, к уменьшению времени нахождения команды на каждой стадии на 33 процента по сравнению с Pentium.  Это означает, что использование при производстве P6 той же технологии, что и при производстве 100 МГц Pentium,  приведет к получению  P6  с  тактовой частотой 133 МГц.

Возможности суперскалярной архитектуры Pentium, с ее способностью к выполнению двух команд за такт, было бы трудно превзойти без совершенно нового подхода. Примененный в P6 новый подход устраняет жесткую зависимость между традиционными фазами "выборки" и "выполнения",  когда последовательность прохождения команд  через эти две фазы соответствует последовательности команд в программе.

Новый подход связан с использованием так называемого пула  команд и  с  новыми эффективными методами предвидения будущего поведения программы.  При этом традиционная фаза "выполнение" заменяется на две: "диспетчирование/ выполнение" и "откат". В результате команды могут начинать выполняться в произвольном порядке,  но  завершают свое  выполнение  всегда  в соответствии с их исходным порядком в программе.  Ядро P6 реализовано как три  независимых  устройства, взаимодействующих через пул команд (рис. 1).Основная проблема на пути повышения производительности

Решение об организации P6 как трех независимых и взаимодействующих через пул команд устройств было принято после тщательного анализа факторов,  ограничивающих производительность  современных микропроцессоров.  Фундаментальный факт, справедливый для Pentium и многих других процессоров,  состоит в том,  что при  выполнении реальных  программ  мощность  процессора не используется в полной мере.

В то  время как скорость процессоров за последние 10 лет выросла по меньшей мере в 10 раз,  время доступа к основной  памяти уменьшилось только на 60 процентов.  Это увеличивающееся отставание скорости работы с памятью по отношению к скорости  процессора и было той фундаментальной проблемой, которую пришлось решать при проектировании P6.

Один из возможных подходов к решению этой проблемы – перенос ее центра тяжести на разработку высокопроизводительных  компонентов, окружающих процессор. Однако массовый выпуск систем, включающих и высокопроизводительный процессор,  и высокоскоростные специализированные микросхемы окружения,  был бы слишком дорогостоящим.

Можно было  попытаться решить проблему с использованием грубой силы,  а именно увеличить размер кэша второго  уровня,  чтобы уменьшить  процент  случаев отсутствия необходимых данных в кэше.

Это решение эффективное,  но тоже чрезвычайно дорогостоящее, особенно  учитывая  сегодняшние  скоростные требования к компонентам кэша второго уровня. P6 проектировался с точки зрения эффективной реализации целостной вычислительной системы, и требовалось, чтобы высокая производительность системы в целом достигалась с  использованием дешевой подсистемы памяти.Вывод

Таким образом,  реализованная в P6 комбинация таких архитектурных  методов,  как  улучшенное  предсказание  переходов (почти всегда правильно определяется предстоящая последовательность  команд),  анализ  потоков  данных (определяется оптимальный порядок выполнения команд) и опережающее выполнение (предвиденная  последовательность  команд  выполняется без простоев в оптимальном порядке),  позволила удвоить производительность по отношению к Pentium при использовании той же самой технологии производства.  Эта комбинация методов называется динамическим выполнением.

В настоящее  время  "Intel"  ведет разработку новой 0,35 мкм технологии производства, что даст возможность выпускать процессоры P6 с тактовой частотой ядра свыше 200 МГц.

.

Р6 как платформа для построения мощных серверов

Среди наиболее значимых  тенденций  развития  компьютеров  в последние  годы можно выделить как все возрастающее использование систем на основе процессоров семейства х86  в  качестве  серверов приложений,  так и растущую роль "Intel" как поставщика непроцессорных технологий, таких как шины, сетевые технологии, сжатие видеоизображений, флэш-память и средства системного администрирования.

Выпуск процессора  Р6 продолжает проводимую "Intel" политику переноса возможностей, которыми ранее обладали лишь более дорогие компьютеры,  на массовый рынок.  Для внутренних регистров Р6 предусмотрен контроль по четности,  а соединяющая ядро процессора  и кэш  второго уровня 64-битовая шина оснащена средствами обнаружения и исправления ошибок. Встроенные в Р6 новые возможности диагностики  позволяют  производителям  проектировать  более надежные системы.  В Р6 предусмотрена возможность получения через контакты процессора  или  с  помощью программного обеспечения информации о более чем 100 переменных процессора или происходящих в нем  событиях,  таких как отсутствие данных в кэше,  содержимое регистров, появление самомодифицирующего кода и так далее. Операционная система  и другие программы могут считывать эту информацию для определения состояния процессора.  В Р6 также реализована  улучшенная поддержка  контрольных точек,  то есть обеспечивается возможность отката компьютера в зафиксированное ранее состояние в случае возникновения ошибки.

Р6 поддерживает те же возможности  по  контролю  при  помощи функциональной избыточности (FRC),  что и Pentium.  Это означает, что в P6 предусмотрена возможность построения систем с параллельным выполнением одних и тех же операций двумя процессорами с взаимным контролем результатов и сообщением об ошибке в случае  расхождения.  При  этом,  к сожалению,  P6 по-прежнему не сообщает о причине ошибки.

В модели  Р54С процессора Pentium "Intel" предложила простой и недорогой способ организации двухпроцессорной работы: ведущий и ведомый процессоры используют общий кэш и невидимо для приложений разделяют программу на потоки.  Однако использовать такую организацию работы могут лишь многопоточные операционные системы.

Р6 переводит организацию многопроцессорной работы  на  новый уровень,  соответствующий определенной "Intel" мультипроцессорной спецификации MPS 1.1.  Одним из наиболее сложных аспектов симметричной  многопроцессорной  работы  является поддержание кэш-соответствия для всех подсоединенных к отдельным  процессорам  кэшей.

Р6  поддерживает кэш-соответствие для вторичного кэша на внутреннем уровне, а внешняя шина P6 выступает как симметричная мультипроцессорная шина.

Раньше проектировщики мультипроцессорных систем должны  были создавать  собственные шины для связи процессоров,  либо приобретать лицензию на уже  существующие  решения,  например  Corollary C-bus II.  Теперь средства, реализованные "Intel" в Р6, позволяют объединить четыре процессора в мультипроцессорную систему. Четыре - это предел, обуславливаемый принятой в Р6 логикой арбитража.

Еще одна проблема для производителей многопроцессорных  систем  на  базе Р6 состоит в том,  что для эффективной работы таких систем к каждому процессору подключается выделенный  кэш,  размер которого  должен быть больше,  чем 256 кб - размер кэша в корпусе Р6. Таким образом, проектировщики высокопроизводительных серверов будут  вынуждены использовать внешние контроллеры кэша и дополнительные микросхемы статической памяти.

Эта проблема  будет разрешена,  если "Intel" увеличит размер кэша второго уровня в корпусе Р6, что достижимо либо за счет увеличения  размера кристалла,  либо за счет перехода к более миниатюрной технологии производства.  Сегодня  производители,  которые хотят  строить системы с более чем четырьмя процессорами,  должны объединять две или более четырехпроцессорных  системы  с  помощью высокоскоростного последовательного соединения память-память. Реализации таких соединений для PCI ожидаются в этом году.Системы на основе Р6

Можно предположить,  что компьютеры на базе P6 первоначально будут  напоминать сегодняшние наиболее мощные Pentium-компьютеры:

по меньшей мере 1 Гб жесткий диск, 32 Мб оперативной памяти, мощные  графические  контроллеры.  Появятся первые многопроцессорные серверы на Р6.

Улучшенная диагностика и средства обработки ошибок в Р6 позволяют проектировать на базе Р6 надежные серверы уровня предприятия. Улучшенная поддержка симметричной многопроцессорной работы в сочетании с поддерживающими такую работу версиями OS/2 и  NetWare приведет к построению на Р6 еще более мощных серверов.

"Intel" предполагает,  что первыми Р6-системами будут серверы, однако настольные компьютеры на P6 появятся почти одновременно с ними. Цена первых настольных Р6-компьютеров будет начинаться с 4000 долларов и расти с ростом мощности конфигурации.  С учетом размера корпуса Р6, его потребления энергии и рассеиваемого тепла (требуется активное охлаждение),  не следует ожидать быстрого появления портативных компьютеров на Р6.

Как обычно, первыми пользователями настольных компьютеров на процессоре нового поколения будут разработчики программного обеспечения  и пользователи из таких областей,  как САПР,  настольные издательские системы,  научное моделирование и  визуализация  его результатов, статистика, одним словом, те области, которым всегда недоставало и будет недоставать существующих скоростей.

Что касается  серверов,  то первыми кандидатами на переход к Р6 являются серверы приложений,  осуществляющие такие работы, как рассылку  сообщений,  доступ к базам данных и хранилищам документов. Системные серверы и серверы печати не привязаны к конкретному  типу процессоров и поэтому не испытывают таких потребностей в увеличении мощности.

Вполне вероятно,  что  первыми покупателями Р6- систем будут сравнительно небольшие организации, где на эти системы будет возложено выполнение самостоятельно разработанных критичных для деятельности организации приложений.  Большие предприятия будут приобретать такие системы несколько позднее, после тщательной оценки и подготовки.  Дело в том,  что большие организации эксплуатируют значительно большее число разработанных на заказ программ и стандартного программного обеспечения,  и требуется провести проверку на его совместимость с новыми системами.

Типичная Р6-система будет включать процессор Р6  с  тактовой частотой  133 МГц,  внешнюю шину,  работающую на половине,  одной третьей или одной четверти от этой  частоты,  набор  чипов  Intel Р6/PCI по имени Orion,  поддерживающий версию 2.1 32-битовой шины PCI с частотой 33 МГц, но не поддерживающий 64-битовые расширения PCI.

Вследствие наличия встроенного кэша второго уровня,  в большинстве  Р6-систем  будет  отсутствовать внешний кэш и контроллер кэша. Для построения основной памяти будут использоваться обычные 60-наносекундные DRAM или,  в некоторых случаях, поддерживаемые в наборе чипов Intel Triton для Pentium более скоростные EDO  DRAM.

Стандартной будет конфигурация с 16 Мб оперативной памяти при все возрастающем числе систем с 32 Мб. Первоначально Р6-системы будут включать как шину PCI,  так и шины EISA/ISA. Однако по мере роста поддержки PCI необходимость в

EISA и ISA будет уменьшаться.  Особенно важным для этого является появление предусмотренных в PCI 2.1 мостов PCI-PCI. Главной проблемой  при использовании PCI сегодня является ограничения на степень ее нагрузки. Мосты между шинами позволяют работать с большим числом  устройств  в пределах одного логического адресного пространства.

Включение в систему нескольких шин PCI, соединенных мостами, позволит как избежать использования других шин,  так и подключать помимо памяти и графики высокоскоростные сетевые интерфейсы (например, 100 Мбит/сек Ethernet, FDDI и ATM) и высокоскоростной последовательный ввод-вывод.

Емкость памяти на жестком диске будет по меньшей мере 730 Мб с  использованием  интерфейса IDE или SCSI.  Большая часть систем будет включать 2-скоростные или более быстрые CDROM.  Графика будет  обеспечивать  разрешение  1024 на 768 пикселов и управляться картами-акселераторами с 2-4 Мб памяти.

Более необычные  конфигурации  могут  включать слоты PCMCIA, 4-скоростные CD-ROM,  поддержку 40 Мб/сек Ultra SCSI,  встроенные 10-100  Мбит/сек сетевые порты и встроенные возможности мультимедиа,  реализованные с помощью цифровых сигнальных процессоров или специальных чипов для обработки звука,  ввода/вывода видеоизображений,  компрессии/декомпрессии. Некоторые производители, возможно,  прибегнут  к  использованию новых типов памяти,  128-битовых графических акселераторов,  64-битовых расширений шины  и  других новшеств, допускаемых спецификацией PCI.Следующее поколение процессоров

Технология Р6  является логическим развитием технологии Pentium. Ожидается что в процессоре Р7 будет реализована существенно отличная от Р6 технология, обеспечивающая прорыв в производительности при сохранении совместимости с семейством x86.

В прошлом  году  "Intel"  и "Hewlett-Packard" договорились о совместной разработке нового микропроцессора,  появление которого планируется на 1997 или 1998 год.  О внутреннем устройстве нового микропроцессора пока известно лишь то,  что он будет использовать RISC-технологию и обеспечивать выполнение всего существующего для процессоров Intel  х86  и  Hewlett-Packard  PA-RISC  программного обеспечения. Кроме поддержки существующих наборов команд этих семейств, по всей видимости, в Р7 будет введена собственная система команд.

Согласно преобладающей точке зрения, "Intel" и "Hewlett-Packard"  ведут эксперименты с технологией VLIW ("very long instruction word" - очень длинное командное слово).  Можно сказать,  что VLIW  в определенном смысле прямо противоположна технологии,  используемой в Р6.  В Р6 изощренно построенный декодер  транслирует сложные команды х86 в более короткие и простые RISC-микрокоманды. VLIW-процессор основывается на компиляторе нового типа,  который, наоборот,  упаковывает  несколько  простых операций в одну "очень длинную" команду. Каждая "очень длинная" команда содержит независимые друг от друга операции, которые выполняются параллельно.

Иными словами,  во VLIW-процессоре ответственность за планирование выполнения команд переносится с аппаратуры на программное обеспечение. Планирование осуществляет компилятор, и получающийся в результате компиляции код прикладной программы содержит всю информацию о порядке выполнения команд.

Однако пока VLIW-технология весьма несовершенна.  Во-первых, не разработаны эффективные методы проектирования  VLIW-компиляторов.  Во-вторых,  вполне  вероятно,  что программное обеспечение, разработанное для VLIW-процессора, придется перекомпилировать при появлении процессора нового поколения.

По этим причинам,  а также учитывая и другие обстоятельства, многие  обозреватели сомневаются в том,  что Intel и Hewlett-Packard смогут выпустить жизнеспособный с точки  зрения  конкуренции на рынке VLIW-процессор.  Рынок процессоров х86 слишком важен для Intel, и вряд ли Intel может полностью положиться на неопробованную технологию.  Поэтому вполне вероятно,  что Intel работает над параллельным проектом Р7, основанным на более традиционной технологии, чтобы застраховаться на случай неудачи VLIW-проекта.

Дело в том что  возможности  усовершенствования  архитектуры х86  не исчерпаны.  Естественное направление ее развития включает усиление суперскалярности до шести одновременно  выполняемых  команд,  увеличение размера первичных кэшей,  размещение вторичного кэша на кристалле процессора,  большее число исполнительных  устройств,  увеличение размера буферов и поддержка более длинных цепочек выполняемых с опережением команд.

Конкуренты "Intel"  также  не  собираются сидеть сложа руки. "NexGen" планирует выпуск процессора Nx686 в конце  1995  года  и утверждает, что его производительность будет в 2-4 раза превосходить производительность Nx586. "Cyrix" также работает над процессором-преемником М1, но подробностей пока не сообщает.

Наиболее подробно сообщает о своих планах AMD.  Следующий за К5 процессор К6 появится в 1996 году, а его массовое производство начнется в 1997 году. К6 будет изготавливаться по технологии 0,35 мкм и будет содержать около 6,5 миллионов транзисторов. Предполагаемая производитель К6 - 300 SPECint92. В 1997 году AMD планирует  выпуск процессора К7,  с началом его массового производства в 1998 году. К7 будет изготавливаться по технологии 0,18 мкм; число транзисторов - 10-15 миллионов.  Предполагается, что при тактовой частоте 400 МГц он достигнет  производительности  700  SPECint92. Наконец, в 2001 году AMD планирует выпуск процессора K8, содержащего 20 миллионов транзисторов и  обеспечивающего  производительность 1000 SPECint92 на тактовой частоте 600 МГц.

Возможно и появление новых конкурентов. Процессоры 386 и 486 производят IBM Microelectronics,  "Texas Instruments", SGS-Thompson и ряд азиатских фирм.  Однако до сих пор никто из них не  пытался выйти на передовые позиции и не брался за разработку современного процессора семейства х86,  который мог бы конкурировать с новейшими процессорами "Intel", AMD, "Cyrix" и NexGen.Заключение

Процессоры Р6 фирмы Intel выбраны в качестве элементной базы для первого в мире компьютера производительностью свыше триллиона операций в секунду. Уникальная машина предназначена главным образом для расчетов по ядерной тематике Министерства энергетики США.

Министерство остановило свой выбор на Intel Corporation, поручив ей изготовление нового компьютера, производительность которого в десять раз превысит аналогичную характеристику самых быстрых  современных  суперкомпьютеров.  Новая вычислительная система будет установлена в Sandia National Laboratories  -  многоцелевой лаборатории  Министерства энергетики США в городе Альбукерк (штат Нью-Мексико).  В составе машины Intel/Sandia будет работать свыше 9000 микропроцессоров компании Intel следующего поколения,  получивших кодовое название Р6.

Замечательно, что  машина  Intel/Sandia  строится  из тех же компьютерных "строительных кирпичиков", которые Intel представляет  производителям компьютерной техники для использования в крупномасштабных параллельных системах, высокопроизводительных серверах, рабочих станциях и настольных компьютерах.

Новая система будет  иметь  пиковую  производительность  1.8 триллионов  операций в секунду и в десять раз повысит быстродействие при работе с важными  прикладными  программами  Министерства энергетики. Машина оснащается системной памятью в 262 Гбайт и будет сдана в эксплуатацию к концу 1996 года.

Недавно фирма Intel объявила новое название своего процессора P6. Теперь он будет называться Pentium Pro.Литература

1. Монитор N 3 1995г. Д.Бройтман "Микроархитектура процессора P6" с.6-11.

2. Монитор  N  5 1995г.     Д.Бройтман "Процессор P6: общий обзор" с.8-12.

3. Hard 'n' Soft N 10 1995г.Приложение

1. Создание таблицы “План выпуска продукции в натуральном выражении”

1)                       Войти в табличный процессор Excel

2)                       В ячейку А1 ввести заголовок “

3)                       Перейти на ячейку А3

4)                       Ввести строку “Наименование продукции.” и нажать “Ввод”

5)                       Перейти на ячейку В3

6)                       Ввести строку “Количество, ч” и нажать “Ввод”

7)                       Перейти на ячейку А4

8)                       Ввести Наименование продукции

9)                       Перейти на ячейку В4

10)                   Ввести количество продукции

11)                   Соответственно ввести данные по остальной продукции.

12)                   Выделить область А3:В19 установив курсор на ячейку А3 нажать клавишу Shift и не отпуская нажатой клавиши перейти на ячейку В19 и отпустить курсор.

13)                   С помощью иконы “Границы” установить внутренние, а затем установить внешние границы.

14)                   Переименовать рабочий лист ( Установить стрелку мыши на название рабочего листа “Лист 1”, нажать праву кнопку мыши, выбрать команду “Переименовать”, ввести План выпуска продукции.

15)                   Установить ширину столбца ( Выделить столбец А установив стрелку мыши на название столбца и нажав левую кнопку мыши, Формат – Столбец  и ввести ширину столбца. – ОК)

16)                   Соответственно установить ширину столбца В.

17)                   Произвести центровку шапки таблицы (Выделить ячейки (см. 1.12), Формат – ячейка – Выравнивание – по горизонтали – по центру – по вертикали – по центру - ОК).

18)                   Объединить ячейки А1:В1 (Выделить ячейки А1:В1, нажать на икону “Объединить и поместить в центре”.

19)                   Увеличить шрифт ячейки А1:В1 (Формат – Ячейка – Шрифт – Начертание – Выбрать размер шрифта – ОК).

2. Создание таблицы “Справочник характеристик продукции”

1)                       Перейти в рабочий лист “Лист 2”

2)                       Выполнить действия 1.1-1.6 введя соответственно название таблицы, шапку таблицы

3)                       Скопировать данные по продукции из таблицы “План выпуска продукции” ( Перейти в таблицу “План выпуска продукции ”, выделить область А4:А19 (см. действия 1.12), Правка - Копировать, перейти в рабочий лист “Лист 2”, установить курсор на ячейку А4, Правка – Вставить.

4)                       Ввести данные по продукции (см. 1.9-1.10)

5)                       Установить границы, переименовать, установить формат заголовка и шапки таблицы (см. 1.13-1.19)

3. Создание таблицы “План выпуска продукции в стоимостном выражении”

1)                       Выполнить действия по созданию таблицы руководствуясь действиями 1.1-1.18

2)                       Ввести формулу в ячейку В4 =ВПР(A4;'План выпуска продукции'!$A$4:$B$19;2;ИСТИНА)*ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;4;ИСТИНА)

3)                       Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейки В5:В19 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5:В19 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4)                       Подсчитать итоги по ячейкам В4:В19 ( Установить курсор на ячейку В21, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

5)                       Ввести “Всего:” в ячейку В21

6)                       Ввести формулу в ячейку С4 (=ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;2;ИСТИНА))

7)                       Ввести формулу в ячейку D4 (=ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;3;ИСТИНА))

8)                       Скопировать формулу с ячейки C4:D4 в ячейки C5:D19 (выделить ячейки C4:D4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки С5:D19 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4. Построение диаграммы “Распределение плана выпуска продукции по цехам”

1)                       Ввести таблицу “Распределение плана выпуска продукции по цехам” (см. действия 1.1-1.18)

2)                       Ввести формулу в ячейку В4 =СУММЕСЛИ('План выпуска в стоим выражении'!$C$4:$C$19;"=1";'План выпуска в стоим выражении'!$B$4:$B$19)

3)                       Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейки В5:В7 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5:В7 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4)                       Ввести изменения формулы в ячейке В5 (Установить курсор на ячейку В5, установить стрелку мыши на строку формул и нажать левую кнопку мыши ,вместо “=1” ввести “=2”.

5)                       Соответственно изменить формулы в ячейках В6:В7 (см. действие 4.4).

6)                       Подсчитать итоги по ячейкам В4:В9 ( Установить курсор на ячейку В11, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

7)                       Выделить ячейки А4:В9

8)                       Вызвать мастера диаграмм – Объемная линейчатая диаграмма – Далее – Ввести название диаграммы – Далее – Готово.

9)                       Построение диаграммы “Распределение продукции по группам продукции”

1.                       Ввести таблицу “Распределение продукции по группам продукции” (см. действия 1.1-1.19)

2.                       Ввести формулу в ячейку В4 СУММЕСЛИ('План выпуска в стоим выражении'!$D$4:$D$19;"=Промтовары";'План выпуска в стоим выражении'!$B$4:$B$19)

3.                       Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейку В5 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4.                       Ввести изменения формулы в ячейке В5 (Установить курсор на ячейку В5, установить стрелку мыши на строку формул и нажать левую кнопку мыши ,вместо “=Промтовары” ввести “=Продтовары”.

5.                       Подсчитать итоги по ячейкам В4:В7 ( Установить курсор на ячейку В10, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

6.                       В ячейку В13 ввести формулу =МАКС(B4:B5)

7.                       В ячейку А13 ввести формулу =ЕСЛИ(ВПР(B13;A4:B5;1;ИСТИНА)=1;"Промтовары"; "Продтовары")

8.                       Ввести строку в ячейку А8 “Группа продукции с максимальной суммарной стоимостью” и отформатировать.

Распределение з/платы по цехам                                                 

Распределение продукции по группам                    

Группа продукции с максимальной суммарной стоимостью   

bukvasha.ru

Реферат : Классификация средств вычислительной техники

Контрольная работа

Классификация средств вычислительной техники

История развития средств вычислительной техники

Все IBM-совместимые персональные компьютеры укомплектованы Intel-совместимыми процессорами. История развития микропроцессоров семейства Intel вкратце такова. Первый универсальный микропроцессор фирмы Intel появился в 1970 г. Он назывался Intel 4004, был четырехразрядным и имел возможность ввода/вывода и обработки четырехбитных слов. Быстродействие его составляло 8000 операций в секунду. Микропроцессор Intel 4004 был рассчитан на применение в программируемых калькуляторах с памятью размером в 4 Кбайт.

Через три года фирма Intel выпустила процессор 8080, который мог выполнять уже 16-битные арифметические операции, имел 1б-разрядную адресную шину и, следовательно, мог адресовать до 64 Кбайт памяти (2 516 0=65536). 1978 год ознаменовался выпуском процессора 8086 с размером слова в 16 бит (два байта), 20-разрядной шиной и мог оперировать уже с 1 Мбайт памяти (2 520 0=1048576, или 1024 Кбайт), разделенной на блоки (сегменты) по 64 Кбайт каждый. Процессором 8086 комплектовались компьютеры, совместимые с IBM PC и IBM PC/XT. Следующим крупным шагом в разработке новых микропроцессоров стал появившийся в 1982 году процессор 8028б. Он обладал 24-разрядной адресной шиной, мог распоряжаться 16 мегабайтами адресного пространства и ставился на компьютеры, совместимые с IBM PC/AT. В октябре 1985 года был выпущен 80386DX с 32- разрядной шиной адреса (максимальное адресное пространство - 4 Гбайт), а в июне 1988 года - 80386SX, более дешевый по сравнению с 80386DX и обладавший 24-разрядной адресной шиной. Затем в апреле 1989 года появляется микропроцессор 80486DX, а в мае 1993 - первый вариант процессора Pentium (оба с 32-разрядной шиной адреса).

В мае 1995 года в Москве на международной выставке Комтек-95 фирма Intel представила новый процессор - P6.

Одной из важнейших целей, поставленных при разработке P6, было удвоение производительности по сравнению с процессором Pentium. При этом производство первых версий P6 будет осуществляться по уже отлаженной "Intel" и используемой при производстве последних версий Pentium полупроводниковой технологии (О,6 мкм, З,З В).

Использование того же самого процесса производства дает гарантию того, что массовое производство P6 будет налажено без серьезных проблем. Вместе с тем это означает, что удвоение производительности достигается только за счет всестороннего улучшения микроархитектуры процессора. При разработке микроархитектуры P6 использовалась тщательно продуманная и настроенная комбинация различных архитектурных методов. Часть из них была ранее опробована в процессорах "больших" компьютеров, часть предложена академическими институтами, оставшиеся разработаны инженерами фирмы "Intel". Эта уникальная комбинация архитектурных особенностей, которую в "Intel" определяют словами "динамическое выполнение", позволила первым кристаллам P6 превзойти первоначально планировавшийся уровень производительности.

При сравнении с альтернативными "Intel" процессорами семейства х86 выясняется, что микроархитектура Р6 имеет много общего с микроархитектурой процессоров Nx586 фирмы NexGen и K5 фирмы AMD, и, хотя и в меньшей степени, с M1 фирмы "Cyrix". Эта общность объясняется тем, что инженеры четырех компаний решали одну и ту же задачу: внедрение элементов RISC-технологии при сохранении совместимости с CISC-архитектурой Intel х86.

Два кристалла в одном корпусе

Главное преимущество и уникальная особенность Р6 - размещенная в одном корпусе с процессором вторичная статическая кэш-память размером 256 кб, соединенная с процессором специально выделенной шиной. Такая конструкция должна существенно упростить проектирование систем на базе Р6. Р6 - первый предназначенный для массового производства микропроцессор, содержащий два чипа в одном корпусе.

Кристалл ЦПУ в Р6 содержит 5,5 миллионов транзисторов; кристалл кэш-памяти второго уровня - 15,5 миллионов. Для сравнения, последняя модель Pentium включала около 3,3 миллиона транзисторов, а кэш-память второго уровня реализовывалась с помощью внешнего набора кристаллов памяти.

Столь большое число транзисторов в кэше объясняется его статической природой. Статическая память в P6 использует шесть транзисторов для запоминания одного бита, в то время как динамической памяти было бы достаточно одного транзистора на бит. Статическая память быстрее, но дороже. Хотя число транзисторов на кристалле с вторичным кэшем втрое больше, чем на кристалле процессора, физические размеры кэша меньше: 202 квадратных миллиметра против 306 у процессора. Оба кристалла вместе заключены в керамический корпус с 387 контактами ("dual cavity pin-drid array"). Оба кристалла производятся с применением одной и той же технологии (0,6 мкм, 4- слойная металл-БиКМОП, 2,9 В). Предполагаемое максимальное потребление энергии: 20 Вт при частоте 133 МГц.

Первая причина объединения процессора и вторичного кэша в одном корпусе - облегчение проектирования и производства высокопроизводительных систем на базе Р6. Производительность вычислительной системы, построенной на быстром процессоре, очень сильно зависит от точной настройки микросхем окружения процессора, в частности вторичного кэша. Далеко не все фирмы-производители компьютеров могут позволить себе соответствующие исследования. В Р6 вторичный кэш уже настроен на процессор оптимальным образом, что облегчает проектирование материнской платы.

Вторая причина объединения - повышение производительности. Кзш второго уровня связан с процессором специально выделенной шиной шириной 64 бита и работает на той же тактовой частоте, что и процессор.

Первые процессоры Рentium с тактовой частотой 60 и 66 МГц обращались к вторичному кэшу по 64-разрядной шине с той же тактовой частотой. Однако с ростом тактовой частоты Pentium для проектировщиков стало слишком сложно и дорого поддерживать такую частоту на материнской плате. Поэтому стали применяться делители частоты. Например, у 100 МГц Pentium внешняя шина работает на частоте 66 МГц (у 90 МГц Pentium - соответственно 60 МГц). Pentium использует эту шину как для обращений к вторичному кэшу, так и для обращения к основной памяти и другим устройствам, например к набору чипов PCI.

Использование специально выделенной шины для доступа к вторичному кэшу улучшает производительность вычислительной системы. Во-первых, при этом достигается полная синхронизация скоростей процессора и шины; во-вторых, исключается конкуренция с другими операциями ввода-вывода и связанные с этим задержки. Шина кэша второго уровня полностью отделена от внешней шины, через которую происходит доступ к памяти и внешним устройствам. 64-битовая внешняя шина может работать со скоростью, равной половине, одной третьей или одной четвертой от скорости процессора, при этом шина вторичного кэша работает независимо на полной скорости.

Объединение процессора и вторичного кэша в одном корпусе и их связь через выделенную шину является шагом по направлению к методам повышения производительности, используемым в наиболее мощных RISC-процессорах. Так, в процессоре Alpha 21164 фирмы "Digital" кэш второго уровня размером 96 кб размещен в ядре процессора, как и первичный кэш. Это обеспечивает очень высокую производительность кэша за счет увеличения числа транзисторов на кристалле до 9,3 миллиона. Производительность Alpha 21164 составляет 330 SPECint92 при тактовой частоте 300 МГц. Производительность Р6 ниже (по оценкам "Intel" - 200 SPECint92 при тактовой частоте 133 МГц), однако Р6 обеспечивает лучшее соотношение стоимость/производительность для своего потенциального рынка.

При оценке соотношения стоимость/производительность следует учитывать, что, хотя Р6 может оказаться дороже своих конкурентов, большая часть других процессоров должна быть окружена дополнительным набором чипов памяти и контроллером кэша. Кроме того, для достижения сравнимой производительности работы с кэшом, другие процессоры должны будут использовать кэш большего, чем 256 кб размера.

"Intel", как правило, предлагает многочисленные вариации своих процессоров. Это делается с целью удовлетворить разнообразным требованиям проектировщиков систем и оставить меньше пространства для моделей конкурентов. Поэтому можно предположить, что вскоре после начала выпуска Р6 появятся как модификации с увеличенным объемом вторичной кэш-памяти, так и более дешевые модификации с внешним расположением вторичного кэша, но при сохраненной выделенной шине между вторичным кэшом и процессором.

Pentium как точка отсчета

Процессор Pentium со своей конвейерной и суперскалярной архитектурой достиг впечатляющего уровня производительности. Pentium содержит два 5-стадийных конвейера, которые могут работать параллельно и выполнять две целочисленные команды за машинный такт. При этом параллельно может выполняться только пара команд, следующих в программе друг за другом и удовлетворяющих определенным правилам, например, отсутствие регистровых зависимостей типа "запись после чтения".

В P6 для увеличения пропускной способности осуществлен переход к одному 12-стадийному конвейеру. Увеличение числа стадий приводит к уменьшению выполняемой на каждой стадии работы и, как следствие, к уменьшению времени нахождения команды на каждой стадии на 33 процента по сравнению с Pentium. Это означает, что использование при производстве P6 той же технологии, что и при производстве 100 МГц Pentium, приведет к получению P6 с тактовой частотой 133 МГц.

Возможности суперскалярной архитектуры Pentium, с ее способностью к выполнению двух команд за такт, было бы трудно превзойти без совершенно нового подхода. Примененный в P6 новый подход устраняет жесткую зависимость между традиционными фазами "выборки" и "выполнения", когда последовательность прохождения команд через эти две фазы соответствует последовательности команд в программе.

Новый подход связан с использованием так называемого пула команд и с новыми эффективными методами предвидения будущего поведения программы. При этом традиционная фаза "выполнение" заменяется на две: "диспетчирование/ выполнение" и "откат". В результате команды могут начинать выполняться в произвольном порядке, но завершают свое выполнение всегда в соответствии с их исходным порядком в программе. Ядро P6 реализовано как три независимых устройства, взаимодействующих через пул команд (рис. 1).

Основная проблема на пути повышения производительности

Решение об организации P6 как трех независимых и взаимодействующих через пул команд устройств было принято после тщательного анализа факторов, ограничивающих производительность современных микропроцессоров. Фундаментальный факт, справедливый для Pentium и многих других процессоров, состоит в том, что при выполнении реальных программ мощность процессора не используется в полной мере.

В то время как скорость процессоров за последние 10 лет выросла по меньшей мере в 10 раз, время доступа к основной памяти уменьшилось только на 60 процентов. Это увеличивающееся отставание скорости работы с памятью по отношению к скорости процессора и было той фундаментальной проблемой, которую пришлось решать при проектировании P6.

Один из возможных подходов к решению этой проблемы – перенос ее центра тяжести на разработку высокопроизводительных компонентов, окружающих процессор. Однако массовый выпуск систем, включающих и высокопроизводительный процессор, и высокоскоростные специализированные микросхемы окружения, был бы слишком дорогостоящим.

Можно было попытаться решить проблему с использованием грубой силы, а именно увеличить размер кэша второго уровня, чтобы уменьшить процент случаев отсутствия необходимых данных в кэше.

Это решение эффективное, но тоже чрезвычайно дорогостоящее, особенно учитывая сегодняшние скоростные требования к компонентам кэша второго уровня. P6 проектировался с точки зрения эффективной реализации целостной вычислительной системы, и требовалось, чтобы высокая производительность системы в целом достигалась с использованием дешевой подсистемы памяти.

Вывод

Таким образом, реализованная в P6 комбинация таких архитектурных методов, как улучшенное предсказание переходов (почти всегда правильно определяется предстоящая последовательность команд), анализ потоков данных (определяется оптимальный порядок выполнения команд) и опережающее выполнение (предвиденная последовательность команд выполняется без простоев в оптимальном порядке), позволила удвоить производительность по отношению к Pentium при использовании той же самой технологии производства. Эта комбинация методов называется динамическим выполнением.

В настоящее время "Intel" ведет разработку новой 0,35 мкм технологии производства, что даст возможность выпускать процессоры P6 с тактовой частотой ядра свыше 200 МГц.

.

Р6 как платформа для построения мощных серверов

Среди наиболее значимых тенденций развития компьютеров в последние годы можно выделить как все возрастающее использование систем на основе процессоров семейства х86 в качестве серверов приложений, так и растущую роль "Intel" как поставщика непроцессорных технологий, таких как шины, сетевые технологии, сжатие видеоизображений, флэш-память и средства системного администрирования.

Выпуск процессора Р6 продолжает проводимую "Intel" политику переноса возможностей, которыми ранее обладали лишь более дорогие компьютеры, на массовый рынок. Для внутренних регистров Р6 предусмотрен контроль по четности, а соединяющая ядро процессора и кэш второго уровня 64-битовая шина оснащена средствами обнаружения и исправления ошибок. Встроенные в Р6 новые возможности диагностики позволяют производителям проектировать более надежные системы. В Р6 предусмотрена возможность получения через контакты процессора или с помощью программного обеспечения информации о более чем 100 переменных процессора или происходящих в нем событиях, таких как отсутствие данных в кэше, содержимое регистров, появление самомодифицирующего кода и так далее. Операционная система и другие программы могут считывать эту информацию для определения состояния процессора. В Р6 также реализована улучшенная поддержка контрольных точек, то есть обеспечивается возможность отката компьютера в зафиксированное ранее состояние в случае возникновения ошибки.

Р6 поддерживает те же возможности по контролю при помощи функциональной избыточности (FRC), что и Pentium. Это означает, что в P6 предусмотрена возможность построения систем с параллельным выполнением одних и тех же операций двумя процессорами с взаимным контролем результатов и сообщением об ошибке в случае расхождения. При этом, к сожалению, P6 по-прежнему не сообщает о причине ошибки.

В модели Р54С процессора Pentium "Intel" предложила простой и недорогой способ организации двухпроцессорной работы: ведущий и ведомый процессоры используют общий кэш и невидимо для приложений разделяют программу на потоки. Однако использовать такую организацию работы могут лишь многопоточные операционные системы.

Р6 переводит организацию многопроцессорной работы на новый уровень, соответствующий определенной "Intel" мультипроцессорной спецификации MPS 1.1. Одним из наиболее сложных аспектов симметричной многопроцессорной работы является поддержание кэш-соответствия для всех подсоединенных к отдельным процессорам кэшей.

Р6 поддерживает кэш-соответствие для вторичного кэша на внутреннем уровне, а внешняя шина P6 выступает как симметричная мультипроцессорная шина.

Раньше проектировщики мультипроцессорных систем должны были создавать собственные шины для связи процессоров, либо приобретать лицензию на уже существующие решения, например Corollary C-bus II. Теперь средства, реализованные "Intel" в Р6, позволяют объединить четыре процессора в мультипроцессорную систему. Четыре - это предел, обуславливаемый принятой в Р6 логикой арбитража.

Еще одна проблема для производителей многопроцессорных систем на базе Р6 состоит в том, что для эффективной работы таких систем к каждому процессору подключается выделенный кэш, размер которого должен быть больше, чем 256 кб - размер кэша в корпусе Р6. Таким образом, проектировщики высокопроизводительных серверов будут вынуждены использовать внешние контроллеры кэша и дополнительные микросхемы статической памяти.

Эта проблема будет разрешена, если "Intel" увеличит размер кэша второго уровня в корпусе Р6, что достижимо либо за счет увеличения размера кристалла, либо за счет перехода к более миниатюрной технологии производства. Сегодня производители, которые хотят строить системы с более чем четырьмя процессорами, должны объединять две или более четырехпроцессорных системы с помощью высокоскоростного последовательного соединения память-память. Реализации таких соединений для PCI ожидаются в этом году.

Системы на основе Р6

Можно предположить, что компьютеры на базе P6 первоначально будут напоминать сегодняшние наиболее мощные Pentium-компьютеры:

по меньшей мере 1 Гб жесткий диск, 32 Мб оперативной памяти, мощные графические контроллеры. Появятся первые многопроцессорные серверы на Р6.

Улучшенная диагностика и средства обработки ошибок в Р6 позволяют проектировать на базе Р6 надежные серверы уровня предприятия. Улучшенная поддержка симметричной многопроцессорной работы в сочетании с поддерживающими такую работу версиями OS/2 и NetWare приведет к построению на Р6 еще более мощных серверов.

"Intel" предполагает, что первыми Р6-системами будут серверы, однако настольные компьютеры на P6 появятся почти одновременно с ними. Цена первых настольных Р6-компьютеров будет начинаться с 4000 долларов и расти с ростом мощности конфигурации. С учетом размера корпуса Р6, его потребления энергии и рассеиваемого тепла (требуется активное охлаждение), не следует ожидать быстрого появления портативных компьютеров на Р6.

Как обычно, первыми пользователями настольных компьютеров на процессоре нового поколения будут разработчики программного обеспечения и пользователи из таких областей, как САПР, настольные издательские системы, научное моделирование и визуализация его результатов, статистика, одним словом, те области, которым всегда недоставало и будет недоставать существующих скоростей.

Что касается серверов, то первыми кандидатами на переход к Р6 являются серверы приложений, осуществляющие такие работы, как рассылку сообщений, доступ к базам данных и хранилищам документов. Системные серверы и серверы печати не привязаны к конкретному типу процессоров и поэтому не испытывают таких потребностей в увеличении мощности.

Вполне вероятно, что первыми покупателями Р6- систем будут сравнительно небольшие организации, где на эти системы будет возложено выполнение самостоятельно разработанных критичных для деятельности организации приложений. Большие предприятия будут приобретать такие системы несколько позднее, после тщательной оценки и подготовки. Дело в том, что большие организации эксплуатируют значительно большее число разработанных на заказ программ и стандартного программного обеспечения, и требуется провести проверку на его совместимость с новыми системами.

Типичная Р6-система будет включать процессор Р6 с тактовой частотой 133 МГц, внешнюю шину, работающую на половине, одной третьей или одной четверти от этой частоты, набор чипов Intel Р6/PCI по имени Orion, поддерживающий версию 2.1 32-битовой шины PCI с частотой 33 МГц, но не поддерживающий 64-битовые расширения PCI.

Вследствие наличия встроенного кэша второго уровня, в большинстве Р6-систем будет отсутствовать внешний кэш и контроллер кэша. Для построения основной памяти будут использоваться обычные 60-наносекундные DRAM или, в некоторых случаях, поддерживаемые в наборе чипов Intel Triton для Pentium более скоростные EDO DRAM.

Стандартной будет конфигурация с 16 Мб оперативной памяти при все возрастающем числе систем с 32 Мб. Первоначально Р6-системы будут включать как шину PCI, так и шины EISA/ISA. Однако по мере роста поддержки PCI необходимость в

EISA и ISA будет уменьшаться. Особенно важным для этого является появление предусмотренных в PCI 2.1 мостов PCI-PCI. Главной проблемой при использовании PCI сегодня является ограничения на степень ее нагрузки. Мосты между шинами позволяют работать с большим числом устройств в пределах одного логического адресного пространства.

Включение в систему нескольких шин PCI, соединенных мостами, позволит как избежать использования других шин, так и подключать помимо памяти и графики высокоскоростные сетевые интерфейсы (например, 100 Мбит/сек Ethernet, FDDI и ATM) и высокоскоростной последовательный ввод-вывод.

Емкость памяти на жестком диске будет по меньшей мере 730 Мб с использованием интерфейса IDE или SCSI. Большая часть систем будет включать 2-скоростные или более быстрые CDROM. Графика будет обеспечивать разрешение 1024 на 768 пикселов и управляться картами-акселераторами с 2-4 Мб памяти.

Более необычные конфигурации могут включать слоты PCMCIA, 4-скоростные CD-ROM, поддержку 40 Мб/сек Ultra SCSI, встроенные 10-100 Мбит/сек сетевые порты и встроенные возможности мультимедиа, реализованные с помощью цифровых сигнальных процессоров или специальных чипов для обработки звука, ввода/вывода видеоизображений, компрессии/декомпрессии. Некоторые производители, возможно, прибегнут к использованию новых типов памяти, 128-битовых графических акселераторов, 64-битовых расширений шины и других новшеств, допускаемых спецификацией PCI.

Следующее поколение процессоров

Технология Р6 является логическим развитием технологии Pentium. Ожидается что в процессоре Р7 будет реализована существенно отличная от Р6 технология, обеспечивающая прорыв в производительности при сохранении совместимости с семейством x86.

В прошлом году "Intel" и "Hewlett-Packard" договорились о совместной разработке нового микропроцессора, появление которого планируется на 1997 или 1998 год. О внутреннем устройстве нового микропроцессора пока известно лишь то, что он будет использовать RISC-технологию и обеспечивать выполнение всего существующего для процессоров Intel х86 и Hewlett-Packard PA-RISC программного обеспечения. Кроме поддержки существующих наборов команд этих семейств, по всей видимости, в Р7 будет введена собственная система команд.

Согласно преобладающей точке зрения, "Intel" и "Hewlett-Packard" ведут эксперименты с технологией VLIW ("very long instruction word" - очень длинное командное слово). Можно сказать, что VLIW в определенном смысле прямо противоположна технологии, используемой в Р6. В Р6 изощренно построенный декодер транслирует сложные команды х86 в более короткие и простые RISC-микрокоманды. VLIW-процессор основывается на компиляторе нового типа, который, наоборот, упаковывает несколько простых операций в одну "очень длинную" команду. Каждая "очень длинная" команда содержит независимые друг от друга операции, которые выполняются параллельно.

Иными словами, во VLIW-процессоре ответственность за планирование выполнения команд переносится с аппаратуры на программное обеспечение. Планирование осуществляет компилятор, и получающийся в результате компиляции код прикладной программы содержит всю информацию о порядке выполнения команд.

Однако пока VLIW-технология весьма несовершенна. Во-первых, не разработаны эффективные методы проектирования VLIW-компиляторов. Во-вторых, вполне вероятно, что программное обеспечение, разработанное для VLIW-процессора, придется перекомпилировать при появлении процессора нового поколения.

По этим причинам, а также учитывая и другие обстоятельства, многие обозреватели сомневаются в том, что Intel и Hewlett-Packard смогут выпустить жизнеспособный с точки зрения конкуренции на рынке VLIW-процессор. Рынок процессоров х86 слишком важен для Intel, и вряд ли Intel может полностью положиться на неопробованную технологию. Поэтому вполне вероятно, что Intel работает над параллельным проектом Р7, основанным на более традиционной технологии, чтобы застраховаться на случай неудачи VLIW-проекта.

Дело в том что возможности усовершенствования архитектуры х86 не исчерпаны. Естественное направление ее развития включает усиление суперскалярности до шести одновременно выполняемых команд, увеличение размера первичных кэшей, размещение вторичного кэша на кристалле процессора, большее число исполнительных устройств, увеличение размера буферов и поддержка более длинных цепочек выполняемых с опережением команд.

Конкуренты "Intel" также не собираются сидеть сложа руки. "NexGen" планирует выпуск процессора Nx686 в конце 1995 года и утверждает, что его производительность будет в 2-4 раза превосходить производительность Nx586. "Cyrix" также работает над процессором-преемником М1, но подробностей пока не сообщает.

Наиболее подробно сообщает о своих планах AMD. Следующий за К5 процессор К6 появится в 1996 году, а его массовое производство начнется в 1997 году. К6 будет изготавливаться по технологии 0,35 мкм и будет содержать около 6,5 миллионов транзисторов. Предполагаемая производитель К6 - 300 SPECint92. В 1997 году AMD планирует выпуск процессора К7, с началом его массового производства в 1998 году. К7 будет изготавливаться по технологии 0,18 мкм; число транзисторов - 10-15 миллионов. Предполагается, что при тактовой частоте 400 МГц он достигнет производительности 700 SPECint92. Наконец, в 2001 году AMD планирует выпуск процессора K8, содержащего 20 миллионов транзисторов и обеспечивающего производительность 1000 SPECint92 на тактовой частоте 600 МГц.

Возможно и появление новых конкурентов. Процессоры 386 и 486 производят IBM Microelectronics, "Texas Instruments", SGS-Thompson и ряд азиатских фирм. Однако до сих пор никто из них не пытался выйти на передовые позиции и не брался за разработку современного процессора семейства х86, который мог бы конкурировать с новейшими процессорами "Intel", AMD, "Cyrix" и NexGen.

Заключение

Процессоры Р6 фирмы Intel выбраны в качестве элементной базы для первого в мире компьютера производительностью свыше триллиона операций в секунду. Уникальная машина предназначена главным образом для расчетов по ядерной тематике Министерства энергетики США.

Министерство остановило свой выбор на Intel Corporation, поручив ей изготовление нового компьютера, производительность которого в десять раз превысит аналогичную характеристику самых быстрых современных суперкомпьютеров. Новая вычислительная система будет установлена в Sandia National Laboratories - многоцелевой лаборатории Министерства энергетики США в городе Альбукерк (штат Нью-Мексико). В составе машины Intel/Sandia будет работать свыше 9000 микропроцессоров компании Intel следующего поколения, получивших кодовое название Р6.

Замечательно, что машина Intel/Sandia строится из тех же компьютерных "строительных кирпичиков", которые Intel представляет производителям компьютерной техники для использования в крупномасштабных параллельных системах, высокопроизводительных серверах, рабочих станциях и настольных компьютерах.

Новая система будет иметь пиковую производительность 1.8 триллионов операций в секунду и в десять раз повысит быстродействие при работе с важными прикладными программами Министерства энергетики. Машина оснащается системной памятью в 262 Гбайт и будет сдана в эксплуатацию к концу 1996 года.

Недавно фирма Intel объявила новое название своего процессора P6. Теперь он будет называться Pentium Pro.

Литература

1. Монитор N 3 1995г. Д.Бройтман "Микроархитектура процессора P6" с.6-11.

2. Монитор N 5 1995г. Д.Бройтман "Процессор P6: общий обзор" с.8-12.

3. Hard 'n' Soft N 10 1995г.

Приложение

1. Создание таблицы “План выпуска продукции в натуральном выражении”

1. Войти в табличный процессор Excel

2. В ячейку А1 ввести заголовок “План выпуска продукции в натуральном выражении” и нажать “Ввод”

3. Перейти на ячейку А3

4. Ввести строку “Наименование продукции.” и нажать “Ввод”

5. Перейти на ячейку В3

6. Ввести строку “Количество, ч” и нажать “Ввод”

7. Перейти на ячейку А4

8. Ввести Наименование продукции

9. Перейти на ячейку В4

10. Ввести количество продукции

11. Соответственно ввести данные по остальной продукции.

12. Выделить область А3:В19 установив курсор на ячейку А3 нажать клавишу Shift и не отпуская нажатой клавиши перейти на ячейку В19 и отпустить курсор.

13. С помощью иконы “Границы” установить внутренние, а затем установить внешние границы.

14. Переименовать рабочий лист ( Установить стрелку мыши на название рабочего листа “Лист 1”, нажать праву кнопку мыши, выбрать команду “Переименовать”, ввести План выпуска продукции.

15. Установить ширину столбца ( Выделить столбец А установив стрелку мыши на название столбца и нажав левую кнопку мыши, Формат – Столбец и ввести ширину столбца. – ОК)

16. Соответственно установить ширину столбца В.

17. Произвести центровку шапки таблицы (Выделить ячейки (см. 1.12), Формат – ячейка – Выравнивание – по горизонтали – по центру – по вертикали – по центру - ОК).

18. Объединить ячейки А1:В1 (Выделить ячейки А1:В1, нажать на икону “Объединить и поместить в центре”.

19. Увеличить шрифт ячейки А1:В1 (Формат – Ячейка – Шрифт – Начертание – Выбрать размер шрифта – ОК).

2. Создание таблицы “Справочник характеристик продукции”

1. Перейти в рабочий лист “Лист 2”

2. Выполнить действия 1.1-1.6 введя соответственно название таблицы, шапку таблицы

3. Скопировать данные по продукции из таблицы “План выпуска продукции” ( Перейти в таблицу “План выпуска продукции ”, выделить область А4:А19 (см. действия 1.12), Правка - Копировать, перейти в рабочий лист “Лист 2”, установить курсор на ячейку А4, Правка – Вставить.

4. Ввести данные по продукции (см. 1.9-1.10)

5. Установить границы, переименовать, установить формат заголовка и шапки таблицы (см. 1.13-1.19)

3. Создание таблицы “План выпуска продукции в стоимостном выражении”

1. Выполнить действия по созданию таблицы руководствуясь действиями 1.1-1.18

2. Ввести формулу в ячейку В4 =ВПР(A4;'План выпуска продукции'!$A$4:$B$19;2;ИСТИНА)*ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;4;ИСТИНА)

3. Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейки В5:В19 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5:В19 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4. Подсчитать итоги по ячейкам В4:В19 ( Установить курсор на ячейку В21, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

5. Ввести “Всего:” в ячейку В21

6. Ввести формулу в ячейку С4 (=ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;2;ИСТИНА))

7. Ввести формулу в ячейку D4 (=ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;3;ИСТИНА))

8. Скопировать формулу с ячейки C4:D4 в ячейки C5:D19 (выделить ячейки C4:D4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки С5:D19 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4. Построение диаграммы “Распределение плана выпуска продукции по цехам”

1. Ввести таблицу “Распределение плана выпуска продукции по цехам” (см. действия 1.1-1.18)

2. Ввести формулу в ячейку В4 =СУММЕСЛИ('План выпуска в стоим выражении'!$C$4:$C$19;"=1";'План выпуска в стоим выражении'!$B$4:$B$19)

3. Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейки В5:В7 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5:В7 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4. Ввести изменения формулы в ячейке В5 (Установить курсор на ячейку В5, установить стрелку мыши на строку формул и нажать левую кнопку мыши ,вместо “=1” ввести “=2”.

5. Соответственно изменить формулы в ячейках В6:В7 (см. действие 4.4).

6. Подсчитать итоги по ячейкам В4:В9 ( Установить курсор на ячейку В11, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

7. Выделить ячейки А4:В9

8. Вызвать мастера диаграмм – Объемная линейчатая диаграмма – Далее – Ввести название диаграммы – Далее – Готово.

9. Построение диаграммы “Распределение продукции по группам продукции”

1. Ввести таблицу “Распределение продукции по группам продукции” (см. действия 1.1-1.19)

2. Ввести формулу в ячейку В4 СУММЕСЛИ('План выпуска в стоим выражении'!$D$4:$D$19;"=Промтовары";'План выпуска в стоим выражении'!$B$4:$B$19)

3. Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейку В5 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4. Ввести изменения формулы в ячейке В5 (Установить курсор на ячейку В5, установить стрелку мыши на строку формул и нажать левую кнопку мыши ,вместо “=Промтовары” ввести “=Продтовары”.

5. Подсчитать итоги по ячейкам В4:В7 ( Установить курсор на ячейку В10, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

6. В ячейку В13 ввести формулу =МАКС(B4:B5)

7. В ячейку А13 ввести формулу =ЕСЛИ(ВПР(B13;A4:B5;1;ИСТИНА)=1;"Промтовары"; "Продтовары")

8. Ввести строку в ячейку А8 “Группа продукции с максимальной суммарной стоимостью” и отформатировать.

Распределение з/платы по цехам

Распределение продукции по группам

Группа продукции с максимальной суммарной стоимостью

topref.ru

Реферат - Классификация средств вычислительной техники

13

Контрольная работа

Классификация средств вычислительной техники

История развития средств вычислительной техники

Все IBM-совместимые персональные компьютеры укомплектованыIntel-совместимыми процессорами. История развития микропроцессоров семейства Intel вкратце такова. Первый универсальный микропроцессор фирмы Intel появился в 1970 г. Он назывался Intel 4004,был четырехразрядным и имел возможность ввода/вывода и обработкичетырехбитных слов. Быстродействие его составляло 8000 операций всекунду. Микропроцессор Intel 4004 был рассчитан на применение впрограммируемых калькуляторах с памятью размером в 4 Кбайт.

Через три года фирма Intel выпустила процессор 8080, которыймог выполнять уже 16-битные арифметические операции, имел 1б-разрядную адресную шину и, следовательно, мог адресовать до 64 Кбайтпамяти (2 516 0=65536). 1978 год ознаменовался выпуском процессора8086 с размером слова в 16 бит (два байта), 20-разрядной шиной имог оперировать уже с 1 Мбайт памяти (2 520 0=1048576, или 1024Кбайт), разделенной на блоки (сегменты) по 64 Кбайт каждый. Процессором 8086 комплектовались компьютеры, совместимые с IBM PC иIBM PC/XT. Следующим крупным шагом в разработке новых микропроцессоров стал появившийся в 1982 году процессор 8028б. Он обладал24-разрядной адресной шиной, мог распоряжаться 16 мегабайтами адресного пространства и ставился на компьютеры, совместимые с IBMPC/AT. В октябре 1985 года был выпущен 80386DX с 32- разряднойшиной адреса (максимальное адресное пространство - 4 Гбайт), а виюне 1988 года - 80386SX, более дешевый по сравнению с 80386DX иобладавший 24-разрядной адресной шиной. Затем в апреле 1989 годапоявляется микропроцессор 80486DX, а в мае 1993 - первый вариантпроцессора Pentium (оба с 32-разрядной шиной адреса).

В мае 1995 года в Москве на международной выставке Комтек-95фирма Intel представила новый процессор - P6.

Одной из важнейших целей, поставленных при разработке P6,было удвоение производительности по сравнению с процессором Pentium. При этом производство первых версий P6 будет осуществлятьсяпо уже отлаженной "Intel" и используемой при производстве последних версий Pentium полупроводниковой технологии (О,6 мкм, З,З В).

Использование того же самого процесса производства дает гарантиютого, что массовое производство P6 будет налажено без серьезныхпроблем. Вместе с тем это означает, что удвоение производительности достигается только за счет всестороннего улучшения микроархитектуры процессора. При разработке микроархитектуры P6 использовалась тщательно продуманная и настроенная комбинация различныхархитектурных методов. Часть из них была ранее опробована в процессорах "больших" компьютеров, часть предложена академическимиинститутами, оставшиеся разработаны инженерами фирмы "Intel". Этауникальная комбинация архитектурных особенностей, которую в "Intel" определяют словами "динамическое выполнение", позволила первым кристаллам P6 превзойти первоначально планировавшийся уровеньпроизводительности.

При сравнении с альтернативными "Intel" процессорами семейства х86 выясняется, что микроархитектура Р6 имеет много общего смикроархитектурой процессоров Nx586 фирмы NexGen и K5 фирмы AMD,и, хотя и в меньшей степени, с M1 фирмы "Cyrix". Эта общностьобъясняется тем, что инженеры четырех компаний решали одну и туже задачу: внедрение элементов RISC-технологии при сохранениисовместимости с CISC-архитектурой Intel х86.

Два кристалла в одном корпусе

Главное преимущество и уникальная особенность Р6 - размещенная в одном корпусе с процессором вторичная статическая кэш-память размером 256 кб, соединенная с процессором специально выделенной шиной. Такая конструкция должна существенно упростить проектирование систем на базе Р6. Р6 - первый предназначенный длямассового производства микропроцессор, содержащий два чипа в одном корпусе.

Кристалл ЦПУ в Р6 содержит 5,5 миллионов транзисторов; кристалл кэш-памяти второго уровня - 15,5 миллионов. Для сравнения,последняя модель Pentium включала около 3,3 миллиона транзисторов, а кэш-память второго уровня реализовывалась с помощью внешнего набора кристаллов памяти.

Столь большое число транзисторов в кэше объясняется его статической природой. Статическая память в P6 использует шесть транзисторов для запоминания одного бита, в то время как динамическойпамяти было бы достаточно одного транзистора на бит. Статическаяпамять быстрее, но дороже.Хотя число транзисторов на кристалле с вторичным кэшем втроебольше, чем на кристалле процессора, физические размеры кэшаменьше: 202 квадратных миллиметра против 306 у процессора. Обакристалла вместе заключены в керамический корпус с 387 контактами("dual cavity pin-drid array"). Оба кристалла производятся с применением одной и той же технологии (0,6 мкм, 4- слойная металл-БиКМОП, 2,9 В). Предполагаемое максимальное потреблениеэнергии: 20 Вт при частоте 133 МГц.

Первая причина объединения процессора и вторичного кэша водном корпусе - облегчение проектирования и производства высокопроизводительных систем на базе Р6. Производительность вычислительной системы, построенной на быстром процессоре, очень сильнозависит от точной настройки микросхем окружения процессора, вчастности вторичного кэша. Далеко не все фирмы-производителикомпьютеров могут позволить себе соответствующие исследования. ВР6 вторичный кэш уже настроен на процессор оптимальным образом,что облегчает проектирование материнской платы.

Вторая причина объединения - повышение производительности.Кзш второго уровня связан с процессором специально выделенной шиной шириной 64 бита и работает на той же тактовой частоте, что ипроцессор.

Первые процессоры Рentium с тактовой частотой 60 и 66 МГцобращались к вторичному кэшу по 64-разрядной шине с той же тактовой частотой. Однако с ростом тактовой частоты Pentium для проектировщиков стало слишком сложно и дорого поддерживать такую частоту на материнской плате. Поэтому стали применяться делителичастоты. Например, у 100 МГц Pentium внешняя шина работает начастоте 66 МГц (у 90 МГц Pentium - соответственно 60 МГц). Pentium использует эту шину как для обращений к вторичному кэшу, так идля обращения к основной памяти и другим устройствам, например кнабору чипов PCI.

Использование специально выделенной шины для доступа к вторичному кэшу улучшает производительность вычислительной системы.Во-первых, при этом достигается полная синхронизация скоростейпроцессора и шины; во-вторых, исключается конкуренция с другимиоперациями ввода-вывода и связанные с этим задержки. Шина кэшавторого уровня полностью отделена от внешней шины, через которуюпроисходит доступ к памяти и внешним устройствам. 64-битоваявнешняя шина может работать со скоростью, равной половине, однойтретьей или одной четвертой от скорости процессора, при этом шинавторичного кэша работает независимо на полной скорости.

Объединение процессора и вторичного кэша в одном корпусе иих связь через выделенную шину является шагом по направлению кметодам повышения производительности, используемым в наиболеемощных RISC-процессорах. Так, в процессоре Alpha 21164 фирмы "Digital" кэш второго уровня размером 96 кб размещен в ядре процессора, как и первичный кэш. Это обеспечивает очень высокую производительность кэша за счет увеличения числа транзисторов на кристалле до 9,3 миллиона. Производительность Alpha 21164 составляет330 SPECint92 при тактовой частоте 300 МГц. Производительность Р6ниже (по оценкам "Intel" - 200 SPECint92 при тактовой частоте 133МГц), однако Р6 обеспечивает лучшее соотношение стоимость/производительность для своего потенциального рынка.

При оценке соотношения стоимость/производительность следуетучитывать, что, хотя Р6 может оказаться дороже своих конкурентов,большая часть других процессоров должна быть окружена дополнительным набором чипов памяти и контроллером кэша. Кроме того, длядостижения сравнимой производительности работы с кэшом, другиепроцессоры должны будут использовать кэш большего, чем 256 кбразмера.

"Intel", как правило, предлагает многочисленные вариациисвоих процессоров. Это делается с целью удовлетворить разнообразным требованиям проектировщиков систем и оставить меньше пространства для моделей конкурентов. Поэтому можно предположить, чтовскоре после начала выпуска Р6 появятся как модификации с увеличенным объемом вторичной кэш-памяти, так и более дешевые модификации с внешним расположением вторичного кэша, но при сохраненнойвыделенной шине между вторичным кэшом и процессором.

Pentium как точка отсчета

Процессор Pentium со своей конвейерной и суперскалярной архитектурой достиг впечатляющего уровня производительности.Pentium содержит два 5-стадийных конвейера, которые могутработать параллельно и выполнять две целочисленные команды за машинный такт. При этом параллельно может выполняться только паракоманд, следующих в программе друг за другом и удовлетворяющихопределенным правилам, например, отсутствие регистровых зависимостей типа "запись после чтения".

В P6 для увеличения пропускной способности осуществлен переход к одному 12-стадийному конвейеру. Увеличение числа стадийприводит к уменьшению выполняемой на каждой стадии работы и, какследствие, к уменьшению времени нахождения команды на каждой стадии на 33 процента по сравнению с Pentium. Это означает, что использование при производстве P6 той же технологии, что и при производстве 100 МГц Pentium, приведет к получению P6 с тактовойчастотой 133 МГц.

Возможности суперскалярной архитектуры Pentium, с ее способностью к выполнению двух команд за такт, было бы трудно превзойтибез совершенно нового подхода. Примененный в P6 новый подход устраняет жесткую зависимость между традиционными фазами "выборки" и"выполнения", когда последовательность прохождения команд черезэти две фазы соответствует последовательности команд в программе.

Новый подход связан с использованием так называемого пула команди с новыми эффективными методами предвидения будущего поведенияпрограммы. При этом традиционная фаза "выполнение" заменяется надве: "диспетчирование/выполнение" и "откат". В результате командымогут начинать выполняться в произвольном порядке, но завершаютсвое выполнение всегда в соответствии с их исходным порядком впрограмме. Ядро P6 реализовано как три независимых устройства,взаимодействующих через пул команд (рис. 1).

Основная проблема на пути повышенияпроизводительности

Решение об организации P6 как трех независимых и взаимодействующих через пул команд устройств было принято после тщательногоанализа факторов, ограничивающих производительность современныхмикропроцессоров. Фундаментальный факт, справедливый для Pentiumи многих других процессоров, состоит в том, что при выполненииреальных программ мощность процессора не используется в полноймере.

В то время как скорость процессоров за последние 10 лет выросла по меньшей мере в 10 раз, время доступа к основной памятиуменьшилось только на 60 процентов. Это увеличивающееся отставание скорости работы с памятью по отношению к скорости процессораи было той фундаментальной проблемой, которую пришлось решать припроектировании P6.

Один из возможных подходов к решению этой проблемы – переносее центра тяжести на разработку высокопроизводительных компонентов, окружающих процессор. Однако массовый выпуск систем, включающих и высокопроизводительный процессор, и высокоскоростные специализированные микросхемы окружения, был бы слишком дорогостоящим.

Можно было попытаться решить проблему с использованием грубой силы, а именно увеличить размер кэша второго уровня, чтобыуменьшить процент случаев отсутствия необходимых данных в кэше.

Это решение эффективное, но тоже чрезвычайно дорогостоящее, особенно учитывая сегодняшние скоростные требования к компонентамкэша второго уровня. P6 проектировался с точки зрения эффективнойреализации целостной вычислительной системы, и требовалось, чтобывысокая производительность системы в целом достигалась с использованием дешевой подсистемы памяти.

Вывод

Таким образом, реализованная в P6 комбинация таких архитектурных методов, как улучшенное предсказание переходов (почтивсегда правильно определяется предстоящая последовательность команд), анализ потоков данных (определяется оптимальный порядоквыполнения команд) и опережающее выполнение (предвиденная последовательность команд выполняется без простоев в оптимальном порядке), позволила удвоить производительность по отношению к Pentium при использовании той же самой технологии производства. Этакомбинация методов называется динамическим выполнением.

В настоящее время "Intel" ведет разработку новой 0,35 мкмтехнологии производства, что даст возможность выпускать процессоры P6 с тактовой частотой ядра свыше 200 МГц.

.

Р6 как платформа для построения мощных серверов

Среди наиболее значимых тенденций развития компьютеров впоследние годы можно выделить как все возрастающее использованиесистем на основе процессоров семейства х86 в качестве серверовприложений, так и растущую роль "Intel" как поставщика непроцессорных технологий, таких как шины, сетевые технологии, сжатие видеоизображений, флэш-память и средства системного администрирования.

Выпуск процессора Р6 продолжает проводимую "Intel" политикупереноса возможностей, которыми ранее обладали лишь более дорогиекомпьютеры, на массовый рынок. Для внутренних регистров Р6 предусмотрен контроль по четности, а соединяющая ядро процессора икэш второго уровня 64-битовая шина оснащена средствами обнаружения и исправления ошибок. Встроенные в Р6 новые возможности диагностики позволяют производителям проектировать более надежныесистемы. В Р6 предусмотрена возможность получения через контактыпроцессора или с помощью программного обеспечения информации оболее чем 100 переменных процессора или происходящих в нем событиях, таких как отсутствие данных в кэше, содержимое регистров,появление самомодифицирующего кода и так далее. Операционная система и другие программы могут считывать эту информацию для определения состояния процессора. В Р6 также реализована улучшеннаяподдержка контрольных точек, то есть обеспечивается возможностьотката компьютера в зафиксированное ранее состояние в случае возникновения ошибки.

Р6 поддерживает те же возможности по контролю при помощифункциональной избыточности (FRC), что и Pentium. Это означает,что в P6 предусмотрена возможность построения систем с параллельным выполнением одних и тех же операций двумя процессорами с взаимным контролем результатов и сообщением об ошибке в случае расхождения. При этом, к сожалению, P6 по-прежнему не сообщает опричине ошибки.

В модели Р54С процессора Pentium "Intel" предложила простойи недорогой способ организации двухпроцессорной работы: ведущий иведомый процессоры используют общий кэш и невидимо для приложенийразделяют программу на потоки. Однако использовать такую организацию работы могут лишь многопоточные операционные системы.

Р6 переводит организацию многопроцессорной работы на новыйуровень, соответствующий определенной "Intel" мультипроцессорнойспецификации MPS 1.1. Одним из наиболее сложных аспектов симметричной многопроцессорной работы является поддержание кэш-соответствия для всех подсоединенных к отдельным процессорам кэшей.

Р6 поддерживает кэш-соответствие для вторичного кэша на внутреннем уровне, а внешняя шина P6 выступает как симметричная мультипроцессорная шина.

Раньше проектировщики мультипроцессорных систем должны былисоздавать собственные шины для связи процессоров, либо приобретать лицензию на уже существующие решения, например CorollaryC-bus II. Теперь средства, реализованные "Intel" в Р6, позволяютобъединить четыре процессора в мультипроцессорную систему. Четыре- это предел, обуславливаемый принятой в Р6 логикой арбитража.

Еще одна проблема для производителей многопроцессорных систем на базе Р6 состоит в том, что для эффективной работы такихсистем к каждому процессору подключается выделенный кэш, размеркоторого должен быть больше, чем 256 кб - размер кэша в корпусеР6. Таким образом, проектировщики высокопроизводительных серверовбудут вынуждены использовать внешние контроллеры кэша и дополнительные микросхемы статической памяти.

Эта проблема будет разрешена, если "Intel" увеличит размеркэша второго уровня в корпусе Р6, что достижимо либо за счет увеличения размера кристалла, либо за счет перехода к более миниатюрной технологии производства. Сегодня производители, которыехотят строить системы с более чем четырьмя процессорами, должныобъединять две или более четырехпроцессорных системы с помощьювысокоскоростного последовательного соединения память-память. Реализации таких соединений для PCI ожидаются в этом году.

Системы на основе Р6

Можно предположить, что компьютеры на базе P6 первоначальнобудут напоминать сегодняшние наиболее мощные Pentium-компьютеры:

по меньшей мере 1 Гб жесткий диск, 32 Мб оперативной памяти, мощные графические контроллеры. Появятся первые многопроцессорныесерверы на Р6.

Улучшенная диагностика и средства обработки ошибок в Р6 позволяют проектировать на базе Р6 надежные серверы уровня предприятия. Улучшенная поддержка симметричной многопроцессорной работы всочетании с поддерживающими такую работу версиями OS/2 и NetWareприведет к построению на Р6 еще более мощных серверов.

"Intel" предполагает, что первыми Р6-системами будут серверы, однако настольные компьютеры на P6 появятся почти одновременно с ними. Цена первых настольных Р6-компьютеров будет начинатьсяс 4000 долларов и расти с ростом мощности конфигурации. С учетомразмера корпуса Р6, его потребления энергии и рассеиваемого тепла(требуется активное охлаждение), не следует ожидать быстрого появления портативных компьютеров на Р6.

Как обычно, первыми пользователями настольных компьютеров напроцессоре нового поколения будут разработчики программного обеспечения и пользователи из таких областей, как САПР, настольныеиздательские системы, научное моделирование и визуализация егорезультатов, статистика, одним словом, те области, которым всегданедоставало и будет недоставать существующих скоростей.

Что касается серверов, то первыми кандидатами на переход кР6 являются серверы приложений, осуществляющие такие работы, какрассылку сообщений, доступ к базам данных и хранилищам документов. Системные серверы и серверы печати не привязаны к конкретному типу процессоров и поэтому не испытывают таких потребностей вувеличении мощности.

Вполне вероятно, что первыми покупателями Р6- систем будутсравнительно небольшие организации, где на эти системы будет возложено выполнение самостоятельно разработанных критичных для деятельности организации приложений. Большие предприятия будут приобретать такие системы несколько позднее, после тщательной оценкии подготовки. Дело в том, что большие организации эксплуатируютзначительно большее число разработанных на заказ программ и стандартного программного обеспечения, и требуется провести проверкуна его совместимость с новыми системами.

Типичная Р6-система будет включать процессор Р6 с тактовойчастотой 133 МГц, внешнюю шину, работающую на половине, однойтретьей или одной четверти от этой частоты, набор чипов IntelР6/PCI по имени Orion, поддерживающий версию 2.1 32-битовой шиныPCI с частотой 33 МГц, но не поддерживающий 64-битовые расширенияPCI.

Вследствие наличия встроенного кэша второго уровня, в большинстве Р6-систем будет отсутствовать внешний кэш и контроллеркэша. Для построения основной памяти будут использоваться обычные60-наносекундные DRAM или, в некоторых случаях, поддерживаемые внаборе чипов Intel Triton для Pentium более скоростные EDO DRAM.

Стандартной будет конфигурация с 16 Мб оперативной памяти при всевозрастающем числе систем с 32 Мб.Первоначально Р6-системы будут включать как шину PCI, так ишины EISA/ISA. Однако по мере роста поддержки PCI необходимость в

EISA и ISA будет уменьшаться. Особенно важным для этого являетсяпоявление предусмотренных в PCI 2.1 мостов PCI-PCI. Главной проблемой при использовании PCI сегодня является ограничения на степень ее нагрузки. Мосты между шинами позволяют работать с большим числом устройств в пределах одного логического адресного пространства.

Включение в систему нескольких шин PCI, соединенных мостами, позволит как избежать использования других шин, так и подключать помимо памяти и графики высокоскоростные сетевые интерфейсы (например, 100 Мбит/сек Ethernet, FDDI и ATM) и высокоскоростной последовательный ввод-вывод.

Емкость памяти на жестком диске будет по меньшей мере 730 Мб с использованием интерфейса IDE или SCSI. Большая часть систем будет включать 2-скоростные или более быстрые CDROM. Графика будет обеспечивать разрешение 1024 на 768 пикселов и управляться картами-акселераторами с 2-4 Мб памяти.

Более необычные конфигурации могут включать слоты PCMCIA, 4-скоростные CD-ROM, поддержку 40 Мб/сек Ultra SCSI, встроенные 10-100 Мбит/сек сетевые порты и встроенные возможности мультимедиа, реализованные с помощью цифровых сигнальных процессоров или специальных чипов для обработки звука, ввода/вывода видеоизображений, компрессии/декомпрессии. Некоторые производители, возможно, прибегнут к использованию новых типов памяти, 128-битовых графических акселераторов, 64-битовых расширений шины и других новшеств, допускаемых спецификацией PCI.

Следующее поколение процессоров

Технология Р6 является логическим развитием технологии Pentium. Ожидается что в процессоре Р7 будет реализована существенно отличная от Р6 технология, обеспечивающая прорыв в производительности при сохранении совместимости с семейством x86.

В прошлом году "Intel" и "Hewlett-Packard" договорились о совместной разработке нового микропроцессора, появление которого планируется на 1997 или 1998 год. О внутреннем устройстве нового микропроцессора пока известно лишь то, что он будет использовать RISC-технологию и обеспечивать выполнение всего существующего для процессоров Intel х86 и Hewlett-Packard PA-RISC программного обеспечения. Кроме поддержки существующих наборов команд этих семейств, по всей видимости, в Р7 будет введена собственная система команд.

Согласно преобладающей точке зрения, "Intel" и "Hewlett-Packard" ведут эксперименты с технологией VLIW ("very long instruction word" - очень длинное командное слово). Можно сказать, что VLIW в определенном смысле прямо противоположна технологии, используемой в Р6. В Р6 изощренно построенный декодер транслирует сложные команды х86 в более короткие и простые RISC-микрокоманды. VLIW-процессор основывается на компиляторе нового типа, который, наоборот, упаковывает несколько простых операций в одну "очень длинную" команду. Каждая "очень длинная" команда содержит независимые друг от друга операции, которые выполняются параллельно.

Иными словами, во VLIW-процессоре ответственность за планирование выполнения команд переносится с аппаратуры на программное обеспечение. Планирование осуществляет компилятор, и получающийся в результате компиляции код прикладной программы содержит всю информацию о порядке выполнения команд.

Однако пока VLIW-технология весьма несовершенна. Во-первых, не разработаны эффективные методы проектирования VLIW-компиляторов. Во-вторых, вполне вероятно, что программное обеспечение, разработанное для VLIW-процессора, придется перекомпилировать при появлении процессора нового поколения.

По этим причинам, а также учитывая и другие обстоятельства, многие обозреватели сомневаются в том, что Intel и Hewlett-Packard смогут выпустить жизнеспособный с точки зрения конкуренции на рынке VLIW-процессор. Рынок процессоров х86 слишком важен для Intel, и вряд ли Intel может полностью положиться на неопробованную технологию. Поэтому вполне вероятно, что Intel работает над параллельным проектом Р7, основанным на более традиционной технологии, чтобы застраховаться на случай неудачи VLIW-проекта.

Дело в том что возможности усовершенствования архитектуры х86 не исчерпаны. Естественное направление ее развития включает усиление суперскалярности до шести одновременно выполняемых команд, увеличение размера первичных кэшей, размещение вторичного кэша на кристалле процессора, большее число исполнительных устройств, увеличение размера буферов и поддержка более длинных цепочек выполняемых с опережением команд.

Конкуренты "Intel" также не собираются сидеть сложа руки. "NexGen" планирует выпуск процессора Nx686 в конце 1995 года и утверждает, что его производительность будет в 2-4 раза превосходить производительность Nx586. "Cyrix" также работает над процессором-преемником М1, но подробностей пока не сообщает.

Наиболее подробно сообщает о своих планах AMD. Следующий за К5 процессор К6 появится в 1996 году, а его массовое производство начнется в 1997 году. К6 будет изготавливаться по технологии 0,35 мкм и будет содержать около 6,5 миллионов транзисторов. Предполагаемая производитель К6 - 300 SPECint92. В 1997 году AMD планирует выпуск процессора К7, с началом его массового производства в 1998 году. К7 будет изготавливаться по технологии 0,18 мкм; число транзисторов - 10-15 миллионов. Предполагается, что при тактовой частоте 400 МГц он достигнет производительности 700 SPECint92. Наконец, в 2001 году AMD планирует выпуск процессора K8, содержащего 20 миллионов транзисторов и обеспечивающего производительность 1000 SPECint92 на тактовой частоте 600 МГц.

Возможно и появление новых конкурентов. Процессоры 386 и 486 производят IBM Microelectronics, "Texas Instruments", SGS-Thompson и ряд азиатских фирм. Однако до сих пор никто из них не пытался выйти на передовые позиции и не брался за разработку современного процессора семейства х86, который мог бы конкурировать с новейшими процессорами "Intel", AMD, "Cyrix" и NexGen.

Заключение

Процессоры Р6 фирмы Intel выбраны в качестве элементной базы для первого в мире компьютера производительностью свыше триллиона операций в секунду. Уникальная машина предназначена главным образом для расчетов по ядерной тематике Министерства энергетики США.

Министерство остановило свой выбор на Intel Corporation, поручив ей изготовление нового компьютера, производительность которого в десять раз превысит аналогичную характеристику самых быстрых современных суперкомпьютеров. Новая вычислительная система будет установлена в Sandia National Laboratories - многоцелевой лаборатории Министерства энергетики США в городе Альбукерк (штат Нью-Мексико). В составе машины Intel/Sandia будет работать свыше 9000 микропроцессоров компании Intel следующего поколения, получивших кодовое название Р6.

Замечательно, что машина Intel/Sandia строится из тех же компьютерных "строительных кирпичиков", которые Intel представляет производителям компьютерной техники для использования в крупномасштабных параллельных системах, высокопроизводительных серверах, рабочих станциях и настольных компьютерах.

Новая система будет иметь пиковую производительность 1.8 триллионов операций в секунду и в десять раз повысит быстродействие при работе с важными прикладными программами Министерства энергетики. Машина оснащается системной памятью в 262 Гбайт и будет сдана в эксплуатацию к концу 1996 года.

Недавно фирма Intel объявила новое название своего процессора P6. Теперь он будет называться Pentium Pro.

Литература

1. Монитор N 3 1995г.Д.Бройтман "Микроархитектура процессора P6" с.6-11.

2. Монитор N 5 1995г.Д.Бройтман "Процессор P6: общий обзор" с.8-12.

3. Hard 'n' Soft N 10 1995г.

Приложение

1. Создание таблицы “План выпуска продукции в натуральном выражении”

1. Войти в табличный процессор Excel

2. В ячейку А1 ввести заголовок “План выпуска продукции в натуральном выражении” и нажать “Ввод”

3. Перейти на ячейку А3

4. Ввести строку “Наименование продукции.” и нажать “Ввод”

5. Перейти на ячейку В3

6. Ввести строку “Количество, ч” и нажать “Ввод”

7. Перейти на ячейку А4

8. Ввести Наименование продукции

9. Перейти на ячейку В4

10. Ввести количество продукции

11. Соответственно ввести данные по остальной продукции.

12. Выделить область А3:В19 установив курсор на ячейку А3 нажать клавишу Shift и не отпуская нажатой клавиши перейти на ячейку В19 и отпустить курсор.

13. С помощью иконы “Границы” установить внутренние, а затем установить внешние границы.

14. Переименовать рабочий лист ( Установить стрелку мыши на название рабочего листа “Лист 1”, нажать праву кнопку мыши, выбрать команду “Переименовать”, ввести План выпуска продукции.

15. Установить ширину столбца ( Выделить столбец А установив стрелку мыши на название столбца и нажав левую кнопку мыши, Формат – Столбец и ввести ширину столбца. – ОК)

16. Соответственно установить ширину столбца В.

17. Произвести центровку шапки таблицы (Выделить ячейки (см. 1.12), Формат – ячейка – Выравнивание – по горизонтали – по центру – по вертикали – по центру - ОК).

18. Объединить ячейки А1:В1 (Выделить ячейки А1:В1, нажать на икону “Объединить и поместить в центре”.

19. Увеличить шрифт ячейки А1:В1 (Формат – Ячейка – Шрифт – Начертание – Выбрать размер шрифта – ОК).

2. Создание таблицы “Справочник характеристик продукции”

1. Перейти в рабочий лист “Лист 2”

2. Выполнить действия 1.1-1.6 введя соответственно название таблицы, шапку таблицы

3. Скопировать данные по продукции из таблицы “План выпуска продукции” ( Перейти в таблицу “План выпуска продукции ”, выделить область А4:А19 (см. действия 1.12), Правка - Копировать, перейти в рабочий лист “Лист 2”, установить курсор на ячейку А4, Правка – Вставить.

4. Ввести данные по продукции (см. 1.9-1.10)

5. Установить границы, переименовать, установить формат заголовка и шапки таблицы (см. 1.13-1.19)

3. Создание таблицы “План выпуска продукции в стоимостном выражении”

1. Выполнить действия по созданию таблицы руководствуясь действиями 1.1-1.18

2. Ввести формулу в ячейку В4 =ВПР(A4;'План выпуска продукции'!$A$4:$B$19;2;ИСТИНА)*ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;4;ИСТИНА)

3. Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейки В5:В19 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5:В19 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4. Подсчитать итоги по ячейкам В4:В19 ( Установить курсор на ячейку В21, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

5. Ввести “Всего:” в ячейку В21

6. Ввести формулу в ячейку С4 (=ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;2;ИСТИНА))

7. Ввести формулу в ячейку D4 (=ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;3;ИСТИНА))

8. Скопировать формулу с ячейки C4:D4 в ячейки C5:D19 (выделить ячейки C4:D4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки С5:D19 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4. Построение диаграммы “Распределение плана выпуска продукции по цехам”

1. Ввести таблицу “Распределение плана выпуска продукции по цехам” (см. действия 1.1-1.18)

2. Ввести формулу в ячейку В4 =СУММЕСЛИ('План выпуска в стоим выражении'!$C$4:$C$19;"=1";'План выпуска в стоим выражении'!$B$4:$B$19)

3. Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейки В5:В7 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5:В7 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4. Ввести изменения формулы в ячейке В5 (Установить курсор на ячейку В5, установить стрелку мыши на строку формул и нажать левую кнопку мыши ,вместо “=1” ввести “=2”.

5. Соответственно изменить формулы в ячейках В6:В7 (см. действие 4.4).

6. Подсчитать итоги по ячейкам В4:В9 ( Установить курсор на ячейку В11, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

7. Выделить ячейки А4:В9

8. Вызвать мастера диаграмм – Объемная линейчатая диаграмма – Далее – Ввести название диаграммы – Далее – Готово.

9. Построение диаграммы “Распределение продукции по группам продукции”

1. Ввести таблицу “Распределение продукции по группам продукции” (см. действия 1.1-1.19)

2. Ввести формулу в ячейку В4 СУММЕСЛИ('План выпуска в стоим выражении'!$D$4:$D$19;"=Промтовары";'План выпуска в стоим выражении'!$B$4:$B$19)

3. Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейку В5 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4. Ввести изменения формулы в ячейке В5 (Установить курсор на ячейку В5, установить стрелку мыши на строку формул и нажать левую кнопку мыши ,вместо “=Промтовары” ввести “=Продтовары”.

5. Подсчитать итоги по ячейкам В4:В7 ( Установить курсор на ячейку В10, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

6. В ячейку В13 ввести формулу =МАКС(B4:B5)

7. В ячейку А13 ввести формулу =ЕСЛИ(ВПР(B13;A4:B5;1;ИСТИНА)=1;"Промтовары"; "Продтовары")

8. Ввести строку в ячейку А8 “Группа продукции с максимальной суммарной стоимостью” и отформатировать.

Распределение з/платы по цехам

Распределение продукции по группам

Группа продукции с максимальной суммарной стоимостью

referat.store

Доклад - Классификация средств вычислительной техники

Контрольная работа

Классификация средств вычислительной техники

История развития средств вычислительной техники

Все IBM-совместимые персональные компьютеры укомплектованыIntel-совместимыми процессорами. История развития микропроцессоров семейства Intel вкратце такова. Первый универсальный микропроцессор фирмы Intel появился в 1970 г. Он назывался Intel 4004, был четырехразрядным и имел возможность ввода/вывода и обработкичетырехбитных слов. Быстродействие его составляло 8000 операций всекунду. Микропроцессор Intel 4004 был рассчитан на применение впрограммируемых калькуляторах с памятью размером в 4 Кбайт.

Через три года фирма Intel выпустила процессор 8080, которыймог выполнять уже 16-битные арифметические операции, имел 1б-разрядную адресную шину и, следовательно, мог адресовать до 64 Кбайтпамяти (2 516 0=65536). 1978 год ознаменовался выпуском процессора8086 с размером слова в 16 бит (два байта), 20-разрядной шиной имог оперировать уже с 1 Мбайт памяти (2 520 0=1048576, или 1024Кбайт), разделенной на блоки (сегменты) по 64 Кбайт каждый. Процессором 8086 комплектовались компьютеры, совместимые с IBM PC иIBM PC/XT. Следующим крупным шагом в разработке новых микропроцессоров стал появившийся в 1982 году процессор 8028б. Он обладал24-разрядной адресной шиной, мог распоряжаться 16 мегабайтами адресного пространства и ставился на компьютеры, совместимые с IBMPC/AT. В октябре 1985 года был выпущен 80386DX с 32- разряднойшиной адреса (максимальное адресное пространство — 4 Гбайт), а виюне 1988 года — 80386SX, более дешевый по сравнению с 80386DX иобладавший 24-разрядной адресной шиной. Затем в апреле 1989 годапоявляется микропроцессор 80486DX, а в мае 1993 — первый вариантпроцессора Pentium (оба с 32-разрядной шиной адреса).

В мае 1995 года в Москве на международной выставке Комтек-95фирма Intel представила новый процессор — P6.

Одной из важнейших целей, поставленных при разработке P6, было удвоение производительности по сравнению с процессором Pentium. При этом производство первых версий P6 будет осуществлятьсяпо уже отлаженной «Intel» и используемой при производстве последних версий Pentium полупроводниковой технологии (О,6 мкм, З, З В).

Использование того же самого процесса производства дает гарантиютого, что массовое производство P6 будет налажено без серьезныхпроблем. Вместе с тем это означает, что удвоение производительности достигается только за счет всестороннего улучшения микроархитектуры процессора. При разработке микроархитектуры P6 использовалась тщательно продуманная и настроенная комбинация различныхархитектурных методов. Часть из них была ранее опробована в процессорах «больших» компьютеров, часть предложена академическимиинститутами, оставшиеся разработаны инженерами фирмы «Intel». Этауникальная комбинация архитектурных особенностей, которую в «Intel» определяют словами «динамическое выполнение», позволила первым кристаллам P6 превзойти первоначально планировавшийся уровеньпроизводительности.

При сравнении с альтернативными «Intel» процессорами семейства х86 выясняется, что микроархитектура Р6 имеет много общего смикроархитектурой процессоров Nx586 фирмы NexGen и K5 фирмы AMD, и, хотя и в меньшей степени, с M1 фирмы «Cyrix». Эта общностьобъясняется тем, что инженеры четырех компаний решали одну и туже задачу: внедрение элементов RISC-технологии при сохранениисовместимости с CISC-архитектурой Intel х86.

Два кристалла в одном корпусе

Главное преимущество и уникальная особенность Р6 — размещенная в одном корпусе с процессором вторичная статическая кэш-память размером 256 кб, соединенная с процессором специально выделенной шиной. Такая конструкция должна существенно упростить проектирование систем на базе Р6. Р6 — первый предназначенный длямассового производства микропроцессор, содержащий два чипа в одном корпусе.

Кристалл ЦПУ в Р6 содержит 5,5 миллионов транзисторов; кристалл кэш-памяти второго уровня — 15,5 миллионов. Для сравнения, последняя модель Pentium включала около 3,3 миллиона транзисторов, а кэш-память второго уровня реализовывалась с помощью внешнего набора кристаллов памяти.

Столь большое число транзисторов в кэше объясняется его статической природой. Статическая память в P6 использует шесть транзисторов для запоминания одного бита, в то время как динамическойпамяти было бы достаточно одного транзистора на бит. Статическаяпамять быстрее, но дороже.Хотя число транзисторов на кристалле с вторичным кэшем втроебольше, чем на кристалле процессора, физические размеры кэшаменьше: 202 квадратных миллиметра против 306 у процессора. Обакристалла вместе заключены в керамический корпус с 387 контактами(«dual cavity pin-drid array»). Оба кристалла производятся с применением одной и той же технологии (0,6 мкм, 4- слойная металл-БиКМОП, 2,9 В). Предполагаемое максимальное потреблениеэнергии: 20 Вт при частоте 133 МГц.

Первая причина объединения процессора и вторичного кэша водном корпусе — облегчение проектирования и производства высокопроизводительных систем на базе Р6. Производительность вычислительной системы, построенной на быстром процессоре, очень сильнозависит от точной настройки микросхем окружения процессора, вчастности вторичного кэша. Далеко не все фирмы-производителикомпьютеров могут позволить себе соответствующие исследования. ВР6 вторичный кэш уже настроен на процессор оптимальным образом, что облегчает проектирование материнской платы.

Вторая причина объединения — повышение производительности.Кзш второго уровня связан с процессором специально выделенной шиной шириной 64 бита и работает на той же тактовой частоте, что ипроцессор.

Первые процессоры Рentium с тактовой частотой 60 и 66 МГцобращались к вторичному кэшу по 64-разрядной шине с той же тактовой частотой. Однако с ростом тактовой частоты Pentium для проектировщиков стало слишком сложно и дорого поддерживать такую частоту на материнской плате. Поэтому стали применяться делителичастоты. Например, у 100 МГц Pentium внешняя шина работает начастоте 66 МГц (у 90 МГц Pentium — соответственно 60 МГц). Pentium использует эту шину как для обращений к вторичному кэшу, так идля обращения к основной памяти и другим устройствам, например кнабору чипов PCI.

Использование специально выделенной шины для доступа к вторичному кэшу улучшает производительность вычислительной системы.Во-первых, при этом достигается полная синхронизация скоростейпроцессора и шины; во-вторых, исключается конкуренция с другимиоперациями ввода-вывода и связанные с этим задержки. Шина кэшавторого уровня полностью отделена от внешней шины, через которуюпроисходит доступ к памяти и внешним устройствам. 64-битоваявнешняя шина может работать со скоростью, равной половине, однойтретьей или одной четвертой от скорости процессора, при этом шинавторичного кэша работает независимо на полной скорости.

Объединение процессора и вторичного кэша в одном корпусе иих связь через выделенную шину является шагом по направлению кметодам повышения производительности, используемым в наиболеемощных RISC-процессорах. Так, в процессоре Alpha 21164 фирмы «Digital» кэш второго уровня размером 96 кб размещен в ядре процессора, как и первичный кэш. Это обеспечивает очень высокую производительность кэша за счет увеличения числа транзисторов на кристалле до 9,3 миллиона. Производительность Alpha 21164 составляет330 SPECint92 при тактовой частоте 300 МГц. Производительность Р6ниже (по оценкам «Intel» — 200 SPECint92 при тактовой частоте 133МГц), однако Р6 обеспечивает лучшее соотношение стоимость/производительность для своего потенциального рынка.

При оценке соотношения стоимость/производительность следуетучитывать, что, хотя Р6 может оказаться дороже своих конкурентов, большая часть других процессоров должна быть окружена дополнительным набором чипов памяти и контроллером кэша. Кроме того, длядостижения сравнимой производительности работы с кэшом, другиепроцессоры должны будут использовать кэш большего, чем 256 кбразмера.

«Intel», как правило, предлагает многочисленные вариациисвоих процессоров. Это делается с целью удовлетворить разнообразным требованиям проектировщиков систем и оставить меньше пространства для моделей конкурентов. Поэтому можно предположить, чтовскоре после начала выпуска Р6 появятся как модификации с увеличенным объемом вторичной кэш-памяти, так и более дешевые модификации с внешним расположением вторичного кэша, но при сохраненнойвыделенной шине между вторичным кэшом и процессором.

Pentium как точка отсчета

Процессор Pentium со своей конвейерной и суперскалярной архитектурой достиг впечатляющего уровня производительности.Pentium содержит два 5-стадийных конвейера, которые могутработать параллельно и выполнять две целочисленные команды за машинный такт. При этом параллельно может выполняться только паракоманд, следующих в программе друг за другом и удовлетворяющихопределенным правилам, например, отсутствие регистровых зависимостей типа «запись после чтения».

В P6 для увеличения пропускной способности осуществлен переход к одному 12-стадийному конвейеру. Увеличение числа стадийприводит к уменьшению выполняемой на каждой стадии работы и, какследствие, к уменьшению времени нахождения команды на каждой стадии на 33 процента по сравнению с Pentium. Это означает, что использование при производстве P6 той же технологии, что и при производстве 100 МГц Pentium, приведет к получению P6 с тактовойчастотой 133 МГц.

Возможности суперскалярной архитектуры Pentium, с ее способностью к выполнению двух команд за такт, было бы трудно превзойтибез совершенно нового подхода. Примененный в P6 новый подход устраняет жесткую зависимость между традиционными фазами «выборки» и«выполнения», когда последовательность прохождения команд черезэти две фазы соответствует последовательности команд в программе.

Новый подход связан с использованием так называемого пула команди с новыми эффективными методами предвидения будущего поведенияпрограммы. При этом традиционная фаза «выполнение» заменяется надве: «диспетчирование/выполнение» и «откат». В результате командымогут начинать выполняться в произвольном порядке, но завершаютсвое выполнение всегда в соответствии с их исходным порядком впрограмме. Ядро P6 реализовано как три независимых устройства, взаимодействующих через пул команд (рис. 1).

Основная проблема на пути повышения производительности

Решение об организации P6 как трех независимых и взаимодействующих через пул команд устройств было принято после тщательногоанализа факторов, ограничивающих производительность современныхмикропроцессоров. Фундаментальный факт, справедливый для Pentiumи многих других процессоров, состоит в том, что при выполненииреальных программ мощность процессора не используется в полноймере.

В то время как скорость процессоров за последние 10 лет выросла по меньшей мере в 10 раз, время доступа к основной памятиуменьшилось только на 60 процентов. Это увеличивающееся отставание скорости работы с памятью по отношению к скорости процессораи было той фундаментальной проблемой, которую пришлось решать припроектировании P6.

Один из возможных подходов к решению этой проблемы – переносее центра тяжести на разработку высокопроизводительных компонентов, окружающих процессор. Однако массовый выпуск систем, включающих и высокопроизводительный процессор, и высокоскоростные специализированные микросхемы окружения, был бы слишком дорогостоящим.

Можно было попытаться решить проблему с использованием грубой силы, а именно увеличить размер кэша второго уровня, чтобыуменьшить процент случаев отсутствия необходимых данных в кэше.

Это решение эффективное, но тоже чрезвычайно дорогостоящее, особенно учитывая сегодняшние скоростные требования к компонентамкэша второго уровня. P6 проектировался с точки зрения эффективнойреализации целостной вычислительной системы, и требовалось, чтобывысокая производительность системы в целом достигалась с использованием дешевой подсистемы памяти.

Вывод

Таким образом, реализованная в P6 комбинация таких архитектурных методов, как улучшенное предсказание переходов (почтивсегда правильно определяется предстоящая последовательность команд), анализ потоков данных (определяется оптимальный порядоквыполнения команд) и опережающее выполнение (предвиденная последовательность команд выполняется без простоев в оптимальном порядке), позволила удвоить производительность по отношению к Pentium при использовании той же самой технологии производства. Этакомбинация методов называется динамическим выполнением.

В настоящее время «Intel» ведет разработку новой 0,35 мкмтехнологии производства, что даст возможность выпускать процессоры P6 с тактовой частотой ядра свыше 200 МГц.

.

Р6 как платформа для построения мощных серверов

Среди наиболее значимых тенденций развития компьютеров впоследние годы можно выделить как все возрастающее использованиесистем на основе процессоров семейства х86 в качестве серверовприложений, так и растущую роль «Intel» как поставщика непроцессорных технологий, таких как шины, сетевые технологии, сжатие видеоизображений, флэш-память и средства системного администрирования.

Выпуск процессора Р6 продолжает проводимую «Intel» политикупереноса возможностей, которыми ранее обладали лишь более дорогиекомпьютеры, на массовый рынок. Для внутренних регистров Р6 предусмотрен контроль по четности, а соединяющая ядро процессора икэш второго уровня 64-битовая шина оснащена средствами обнаружения и исправления ошибок. Встроенные в Р6 новые возможности диагностики позволяют производителям проектировать более надежныесистемы. В Р6 предусмотрена возможность получения через контактыпроцессора или с помощью программного обеспечения информации оболее чем 100 переменных процессора или происходящих в нем событиях, таких как отсутствие данных в кэше, содержимое регистров, появление самомодифицирующего кода и так далее. Операционная система и другие программы могут считывать эту информацию для определения состояния процессора. В Р6 также реализована улучшеннаяподдержка контрольных точек, то есть обеспечивается возможностьотката компьютера в зафиксированное ранее состояние в случае возникновения ошибки.

Р6 поддерживает те же возможности по контролю при помощифункциональной избыточности (FRC), что и Pentium. Это означает, что в P6 предусмотрена возможность построения систем с параллельным выполнением одних и тех же операций двумя процессорами с взаимным контролем результатов и сообщением об ошибке в случае расхождения. При этом, к сожалению, P6 по-прежнему не сообщает опричине ошибки.

В модели Р54С процессора Pentium «Intel» предложила простойи недорогой способ организации двухпроцессорной работы: ведущий иведомый процессоры используют общий кэш и невидимо для приложенийразделяют программу на потоки. Однако использовать такую организацию работы могут лишь многопоточные операционные системы.

Р6 переводит организацию многопроцессорной работы на новыйуровень, соответствующий определенной «Intel» мультипроцессорнойспецификации MPS 1.1. Одним из наиболее сложных аспектов симметричной многопроцессорной работы является поддержание кэш-соответствия для всех подсоединенных к отдельным процессорам кэшей.

Р6 поддерживает кэш-соответствие для вторичного кэша на внутреннем уровне, а внешняя шина P6 выступает как симметричная мультипроцессорная шина.

Раньше проектировщики мультипроцессорных систем должны былисоздавать собственные шины для связи процессоров, либо приобретать лицензию на уже существующие решения, например CorollaryC-bus II. Теперь средства, реализованные «Intel» в Р6, позволяютобъединить четыре процессора в мультипроцессорную систему. Четыре- это предел, обуславливаемый принятой в Р6 логикой арбитража.

Еще одна проблема для производителей многопроцессорных систем на базе Р6 состоит в том, что для эффективной работы такихсистем к каждому процессору подключается выделенный кэш, размеркоторого должен быть больше, чем 256 кб — размер кэша в корпусеР6. Таким образом, проектировщики высокопроизводительных серверовбудут вынуждены использовать внешние контроллеры кэша и дополнительные микросхемы статической памяти.

Эта проблема будет разрешена, если «Intel» увеличит размеркэша второго уровня в корпусе Р6, что достижимо либо за счет увеличения размера кристалла, либо за счет перехода к более миниатюрной технологии производства. Сегодня производители, которыехотят строить системы с более чем четырьмя процессорами, должныобъединять две или более четырехпроцессорных системы с помощьювысокоскоростного последовательного соединения память-память. Реализации таких соединений для PCI ожидаются в этом году.

Системы на основе Р6

Можно предположить, что компьютеры на базе P6 первоначальнобудут напоминать сегодняшние наиболее мощные Pentium-компьютеры:

по меньшей мере 1 Гб жесткий диск, 32 Мб оперативной памяти, мощные графические контроллеры. Появятся первые многопроцессорныесерверы на Р6.

Улучшенная диагностика и средства обработки ошибок в Р6 позволяют проектировать на базе Р6 надежные серверы уровня предприятия. Улучшенная поддержка симметричной многопроцессорной работы всочетании с поддерживающими такую работу версиями OS/2 и NetWareприведет к построению на Р6 еще более мощных серверов.

«Intel» предполагает, что первыми Р6-системами будут серверы, однако настольные компьютеры на P6 появятся почти одновременно с ними. Цена первых настольных Р6-компьютеров будет начинатьсяс 4000 долларов и расти с ростом мощности конфигурации. С учетомразмера корпуса Р6, его потребления энергии и рассеиваемого тепла(требуется активное охлаждение), не следует ожидать быстрого появления портативных компьютеров на Р6.

Как обычно, первыми пользователями настольных компьютеров напроцессоре нового поколения будут разработчики программного обеспечения и пользователи из таких областей, как САПР, настольныеиздательские системы, научное моделирование и визуализация егорезультатов, статистика, одним словом, те области, которым всегданедоставало и будет недоставать существующих скоростей.

Что касается серверов, то первыми кандидатами на переход кР6 являются серверы приложений, осуществляющие такие работы, какрассылку сообщений, доступ к базам данных и хранилищам документов. Системные серверы и серверы печати не привязаны к конкретному типу процессоров и поэтому не испытывают таких потребностей вувеличении мощности.

Вполне вероятно, что первыми покупателями Р6- систем будутсравнительно небольшие организации, где на эти системы будет возложено выполнение самостоятельно разработанных критичных для деятельности организации приложений. Большие предприятия будут приобретать такие системы несколько позднее, после тщательной оценкии подготовки. Дело в том, что большие организации эксплуатируютзначительно большее число разработанных на заказ программ и стандартного программного обеспечения, и требуется провести проверкуна его совместимость с новыми системами.

Типичная Р6-система будет включать процессор Р6 с тактовойчастотой 133 МГц, внешнюю шину, работающую на половине, однойтретьей или одной четверти от этой частоты, набор чипов IntelР6/PCI по имени Orion, поддерживающий версию 2.1 32-битовой шиныPCI с частотой 33 МГц, но не поддерживающий 64-битовые расширенияPCI.

Вследствие наличия встроенного кэша второго уровня, в большинстве Р6-систем будет отсутствовать внешний кэш и контроллеркэша. Для построения основной памяти будут использоваться обычные60-наносекундные DRAM или, в некоторых случаях, поддерживаемые внаборе чипов Intel Triton для Pentium более скоростные EDO DRAM.

Стандартной будет конфигурация с 16 Мб оперативной памяти при всевозрастающем числе систем с 32 Мб.Первоначально Р6-системы будут включать как шину PCI, так ишины EISA/ISA. Однако по мере роста поддержки PCI необходимость в

EISA и ISA будет уменьшаться. Особенно важным для этого являетсяпоявление предусмотренных в PCI 2.1 мостов PCI-PCI. Главной проблемой при использовании PCI сегодня является ограничения на степень ее нагрузки. Мосты между шинами позволяют работать с большим числом устройств в пределах одного логического адресного пространства.

Включение в систему нескольких шин PCI, соединенных мостами, позволит как избежать использования других шин, так и подключать помимо памяти и графики высокоскоростные сетевые интерфейсы (например, 100 Мбит/сек Ethernet, FDDI и ATM) и высокоскоростной последовательный ввод-вывод.

Емкость памяти на жестком диске будет по меньшей мере 730 Мб с использованием интерфейса IDE или SCSI. Большая часть систем будет включать 2-скоростные или более быстрые CDROM. Графика будет обеспечивать разрешение 1024 на 768 пикселов и управляться картами-акселераторами с 2-4 Мб памяти.

Более необычные конфигурации могут включать слоты PCMCIA, 4-скоростные CD-ROM, поддержку 40 Мб/сек Ultra SCSI, встроенные 10-100 Мбит/сек сетевые порты и встроенные возможности мультимедиа, реализованные с помощью цифровых сигнальных процессоров или специальных чипов для обработки звука, ввода/вывода видеоизображений, компрессии/декомпрессии. Некоторые производители, возможно, прибегнут к использованию новых типов памяти, 128-битовых графических акселераторов, 64-битовых расширений шины и других новшеств, допускаемых спецификацией PCI.

Следующее поколение процессоров

Технология Р6 является логическим развитием технологии Pentium. Ожидается что в процессоре Р7 будет реализована существенно отличная от Р6 технология, обеспечивающая прорыв в производительности при сохранении совместимости с семейством x86.

В прошлом году «Intel» и «Hewlett-Packard» договорились о совместной разработке нового микропроцессора, появление которого планируется на 1997 или 1998 год. О внутреннем устройстве нового микропроцессора пока известно лишь то, что он будет использовать RISC-технологию и обеспечивать выполнение всего существующего для процессоров Intel х86 и Hewlett-Packard PA-RISC программного обеспечения. Кроме поддержки существующих наборов команд этих семейств, по всей видимости, в Р7 будет введена собственная система команд.

Согласно преобладающей точке зрения, «Intel» и «Hewlett-Packard» ведут эксперименты с технологией VLIW («very long instruction word» — очень длинное командное слово). Можно сказать, что VLIW в определенном смысле прямо противоположна технологии, используемой в Р6. В Р6 изощренно построенный декодер транслирует сложные команды х86 в более короткие и простые RISC-микрокоманды. VLIW-процессор основывается на компиляторе нового типа, который, наоборот, упаковывает несколько простых операций в одну «очень длинную» команду. Каждая «очень длинная» команда содержит независимые друг от друга операции, которые выполняются параллельно.

Иными словами, во VLIW-процессоре ответственность за планирование выполнения команд переносится с аппаратуры на программное обеспечение. Планирование осуществляет компилятор, и получающийся в результате компиляции код прикладной программы содержит всю информацию о порядке выполнения команд.

Однако пока VLIW-технология весьма несовершенна. Во-первых, не разработаны эффективные методы проектирования VLIW-компиляторов. Во-вторых, вполне вероятно, что программное обеспечение, разработанное для VLIW-процессора, придется перекомпилировать при появлении процессора нового поколения.

По этим причинам, а также учитывая и другие обстоятельства, многие обозреватели сомневаются в том, что Intel и Hewlett-Packard смогут выпустить жизнеспособный с точки зрения конкуренции на рынке VLIW-процессор. Рынок процессоров х86 слишком важен для Intel, и вряд ли Intel может полностью положиться на неопробованную технологию. Поэтому вполне вероятно, что Intel работает над параллельным проектом Р7, основанным на более традиционной технологии, чтобы застраховаться на случай неудачи VLIW-проекта.

Дело в том что возможности усовершенствования архитектуры х86 не исчерпаны. Естественное направление ее развития включает усиление суперскалярности до шести одновременно выполняемых команд, увеличение размера первичных кэшей, размещение вторичного кэша на кристалле процессора, большее число исполнительных устройств, увеличение размера буферов и поддержка более длинных цепочек выполняемых с опережением команд.

Конкуренты «Intel» также не собираются сидеть сложа руки. «NexGen» планирует выпуск процессора Nx686 в конце 1995 года и утверждает, что его производительность будет в 2-4 раза превосходить производительность Nx586. «Cyrix» также работает над процессором-преемником М1, но подробностей пока не сообщает.

Наиболее подробно сообщает о своих планах AMD. Следующий за К5 процессор К6 появится в 1996 году, а его массовое производство начнется в 1997 году. К6 будет изготавливаться по технологии 0,35 мкм и будет содержать около 6,5 миллионов транзисторов. Предполагаемая производитель К6 — 300 SPECint92. В 1997 году AMD планирует выпуск процессора К7, с началом его массового производства в 1998 году. К7 будет изготавливаться по технологии 0,18 мкм; число транзисторов — 10-15 миллионов. Предполагается, что при тактовой частоте 400 МГц он достигнет производительности 700 SPECint92. Наконец, в 2001 году AMD планирует выпуск процессора K8, содержащего 20 миллионов транзисторов и обеспечивающего производительность 1000 SPECint92 на тактовой частоте 600 МГц.

Возможно и появление новых конкурентов. Процессоры 386 и 486 производят IBM Microelectronics, «Texas Instruments», SGS-Thompson и ряд азиатских фирм. Однако до сих пор никто из них не пытался выйти на передовые позиции и не брался за разработку современного процессора семейства х86, который мог бы конкурировать с новейшими процессорами «Intel», AMD, «Cyrix» и NexGen.

Заключение

Процессоры Р6 фирмы Intel выбраны в качестве элементной базы для первого в мире компьютера производительностью свыше триллиона операций в секунду. Уникальная машина предназначена главным образом для расчетов по ядерной тематике Министерства энергетики США.

Министерство остановило свой выбор на Intel Corporation, поручив ей изготовление нового компьютера, производительность которого в десять раз превысит аналогичную характеристику самых быстрых современных суперкомпьютеров. Новая вычислительная система будет установлена в Sandia National Laboratories — многоцелевой лаборатории Министерства энергетики США в городе Альбукерк (штат Нью-Мексико). В составе машины Intel/Sandia будет работать свыше 9000 микропроцессоров компании Intel следующего поколения, получивших кодовое название Р6.

Замечательно, что машина Intel/Sandia строится из тех же компьютерных «строительных кирпичиков», которые Intel представляет производителям компьютерной техники для использования в крупномасштабных параллельных системах, высокопроизводительных серверах, рабочих станциях и настольных компьютерах.

Новая система будет иметь пиковую производительность 1.8 триллионов операций в секунду и в десять раз повысит быстродействие при работе с важными прикладными программами Министерства энергетики. Машина оснащается системной памятью в 262 Гбайт и будет сдана в эксплуатацию к концу 1996 года.

Недавно фирма Intel объявила новое название своего процессора P6. Теперь он будет называться Pentium Pro.

Литература

1. Монитор N 3 1995г.Д.Бройтман «Микроархитектура процессора P6» с.6-11.

2. Монитор N 5 1995г.Д.Бройтман «Процессор P6: общий обзор» с.8-12.

3. Hard 'n' Soft N 10 1995г.

Приложение

1. Создание таблицы “План выпуска продукции в натуральном выражении”

1) Войти в табличный процессор Excel

2) В ячейку А1 ввести заголовок “План выпуска продукции в натуральном выражении ” и нажать “Ввод”

3) Перейти на ячейку А3

4) Ввести строку “Наименование продукции .” и нажать “Ввод”

5) Перейти на ячейку В3

6) Ввести строку “Количество, ч” и нажать “Ввод”

7) Перейти на ячейку А4

8) Ввести Наименование продукции

9) Перейти на ячейку В4

10) Ввести количество продукции

11) Соответственно ввести данные по остальной продукции.

12) Выделить область А3: В19 установив курсор на ячейку А3 нажать клавишу Shift и не отпуская нажатой клавиши перейти на ячейку В19 и отпустить курсор.

13) С помощью иконы “Границы” установить внутренние, а затем установить внешние границы.

14) Переименовать рабочий лист ( Установить стрелку мыши на название рабочего листа “Лист 1”, нажать праву кнопку мыши, выбрать команду “Переименовать”, ввести План выпуска продукции.

15) Установить ширину столбца ( Выделить столбец А установив стрелку мыши на название столбца и нажав левую кнопку мыши, Формат – Столбец и ввести ширину столбца. – ОК)

16) Соответственно установить ширину столбца В.

17) Произвести центровку шапки таблицы (Выделить ячейки (см. 1.12), Формат – ячейка – Выравнивание – по горизонтали – по центру – по вертикали – по центру — ОК).

18) Объединить ячейки А1: В1 (Выделить ячейки А1: В1, нажать на икону “Объединить и поместить в центре”.

19) Увеличить шрифт ячейки А1: В1 (Формат – Ячейка – Шрифт – Начертание – Выбрать размер шрифта – ОК).

2. Создание таблицы “Справочник характеристик продукции”

1) Перейти в рабочий лист “Лист 2”

2) Выполнить действия 1.1-1.6 введя соответственно название таблицы, шапку таблицы

3) Скопировать данные по продукции из таблицы “План выпуска продукции ” ( Перейти в таблицу “План выпуска продукции ”, выделить область А4: А19 (см. действия 1.12), Правка — Копировать, перейти в рабочий лист “Лист 2”, установить курсор на ячейку А4, Правка – Вставить.

4) Ввести данные по продукции (см. 1.9-1.10)

5) Установить границы, переименовать, установить формат заголовка и шапки таблицы (см. 1.13-1.19)

3. Создание таблицы “План выпуска продукции в стоимостном выражении”

1) Выполнить действия по созданию таблицы руководствуясь действиями 1.1-1.18

2) Ввести формулу в ячейку В4 =ВПР(A4;'План выпуска продукции'!$A$4:$B$19;2; ИСТИНА)*ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;4; ИСТИНА)

3) Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейки В5: В19 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5: В19 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4) Подсчитать итоги по ячейкам В4: В19 ( Установить курсор на ячейку В21, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

5) Ввести “Всего:” в ячейку В21

6) Ввести формулу в ячейку С4 (=ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;2; ИСТИНА))

7) Ввести формулу в ячейку D4 (=ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;3; ИСТИНА))

8) Скопировать формулу с ячейки C4:D4 в ячейки C5:D19 (выделить ячейки C4:D4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки С5:D19 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4. Построение диаграммы “Распределение плана выпуска продукции по цехам”

1) Ввести таблицу “Распределение плана выпуска продукции по цехам” (см. действия 1.1-1.18)

2) Ввести формулу в ячейку В4 =СУММЕСЛИ('План выпуска в стоим выражении'!$C$4:$C$19;"=1";'План выпуска в стоим выражении'!$B$4:$B$19)

3) Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейки В5: В7 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5: В7 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4) Ввести изменения формулы в ячейке В5 (Установить курсор на ячейку В5, установить стрелку мыши на строку формул и нажать левую кнопку мыши, вместо “=1” ввести “=2”.

5) Соответственно изменить формулы в ячейках В6: В7 (см. действие 4.4).

6) Подсчитать итоги по ячейкам В4: В9 ( Установить курсор на ячейку В11, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

7) Выделить ячейки А4: В9

8) Вызвать мастера диаграмм – Объемная линейчатая диаграмма – Далее – Ввести название диаграммы – Далее – Готово.

9) Построение диаграммы “Распределение продукции по группам продукции”

1. Ввести таблицу “Распределение продукции по группам продукции” (см. действия 1.1-1.19)

2. Ввести формулу в ячейку В4 СУММЕСЛИ('План выпуска в стоим выражении'!$D$4:$D$19;"=Промтовары";'План выпуска в стоим выражении'!$B$4:$B$19)

3. Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейку В5 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4. Ввести изменения формулы в ячейке В5 (Установить курсор на ячейку В5, установить стрелку мыши на строку формул и нажать левую кнопку мыши, вместо “=Промтовары” ввести “=Продтовары”.

5. Подсчитать итоги по ячейкам В4: В7 ( Установить курсор на ячейку В10, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.

6. В ячейку В13 ввести формулу =МАКС(B4:B5)

7. В ячейку А13 ввести формулу =ЕСЛИ(ВПР(B13;A4:B5;1; ИСТИНА)=1;«Промтовары»; «Продтовары»)

8. Ввести строку в ячейку А8 “Группа продукции с максимальной суммарной стоимостью” и отформатировать.

Распределение з/платы по цехам

Распределение продукции по группам

Группа продукции с максимальной суммарной стоимостью

www.ronl.ru

Реферат: Классификация средств вычислительной техники

Контрольная работа

Классификация средств вычислительной техники

История развития средств вычислительной техники

Все IBM-совместимые персональные компьютеры укомплектованы Intel-совместимыми процессорами. История развития микропроцессоров семейства Intel вкратце такова. Первый универсальный микропроцессор фирмы Intel появился в 1970 г. Он назывался Intel 4004, был четырехразрядным и имел возможность ввода/вывода и обработки четырехбитных слов. Быстродействие его составляло 8000 операций в секунду. Микропроцессор Intel 4004 был рассчитан на применение в программируемых калькуляторах с памятью размером в 4 Кбайт.

Через три года фирма Intel выпустила процессор 8080, который мог выполнять уже 16-битные арифметические операции, имел 1б-разрядную адресную шину и, следовательно, мог адресовать до 64 Кбайт памяти (2 516 0=65536). 1978 год ознаменовался выпуском процессора 8086 с размером слова в 16 бит (два байта), 20-разрядной шиной и мог оперировать уже с 1 Мбайт памяти (2 520 0=1048576, или 1024 Кбайт), разделенной на блоки (сегменты) по 64 Кбайт каждый. Процессором 8086 комплектовались компьютеры, совместимые с IBM PC и IBM PC/XT. Следующим крупным шагом в разработке новых микропроцессоров стал появившийся в 1982 году процессор 8028б. Он обладал 24-разрядной адресной шиной, мог распоряжаться 16 мегабайтами адресного пространства и ставился на компьютеры, совместимые с IBM PC/AT. В октябре 1985 года был выпущен 80386DX с 32- разрядной шиной адреса (максимальное адресное пространство - 4 Гбайт), а в июне 1988 года - 80386SX, более дешевый по сравнению с 80386DX и обладавший 24-разрядной адресной шиной. Затем в апреле 1989 года появляется микропроцессор 80486DX, а в мае 1993 - первый вариант процессора Pentium (оба с 32-разрядной шиной адреса).

В мае 1995 года в Москве на международной выставке Комтек-95 фирма Intel представила новый процессор - P6.

Одной из важнейших целей, поставленных при разработке P6, было удвоение производительности по сравнению с процессором Pentium. При этом производство первых версий P6 будет осуществляться по уже отлаженной "Intel" и используемой при производстве последних версий Pentium полупроводниковой технологии (О,6 мкм, З,З В).

Использование того же самого процесса производства дает гарантию того, что массовое производство P6 будет налажено без серьезных проблем. Вместе с тем это означает, что удвоение производительности достигается только за счет всестороннего улучшения микроархитектуры процессора. При разработке микроархитектуры P6 использовалась тщательно продуманная и настроенная комбинация различных архитектурных методов. Часть из них была ранее опробована в процессорах "больших" компьютеров, часть предложена академическими институтами, оставшиеся разработаны инженерами фирмы "Intel". Эта уникальная комбинация архитектурных особенностей, которую в "Intel" определяют словами "динамическое выполнение", позволила первым кристаллам P6 превзойти первоначально планировавшийся уровень производительности.

При сравнении с альтернативными "Intel" процессорами семейства х86 выясняется, что микроархитектура Р6 имеет много общего с микроархитектурой процессоров Nx586 фирмы NexGen и K5 фирмы AMD, и, хотя и в меньшей степени, с M1 фирмы "Cyrix". Эта общность объясняется тем, что инженеры четырех компаний решали одну и ту же задачу: внедрение элементов RISC-технологии при сохранении совместимости с CISC-архитектурой Intel х86.

Два кристалла в одном корпусе

Главное преимущество и уникальная особенность Р6 - размещенная в одном корпусе с процессором вторичная статическая кэш-память размером 256 кб, соединенная с процессором специально выделенной шиной. Такая конструкция должна существенно упростить проектирование систем на базе Р6. Р6 - первый предназначенный для массового производства микропроцессор, содержащий два чипа в одном корпусе.

Кристалл ЦПУ в Р6 содержит 5,5 миллионов транзисторов; кристалл кэш-памяти второго уровня - 15,5 миллионов. Для сравнения, последняя модель Pentium включала около 3,3 миллиона транзисторов, а кэш-память второго уровня реализовывалась с помощью внешнего набора кристаллов памяти.

Столь большое число транзисторов в кэше объясняется его статической природой. Статическая память в P6 использует шесть транзисторов для запоминания одного бита, в то время как динамической памяти было бы достаточно одного транзистора на бит. Статическая память быстрее, но дороже. Хотя число транзисторов на кристалле с вторичным кэшем втрое больше, чем на кристалле процессора, физические размеры кэша меньше: 202 квадратных миллиметра против 306 у процессора. Оба кристалла вместе заключены в керамический корпус с 387 контактами ("dual cavity pin-drid array"). Оба кристалла производятся с применением одной и той же технологии (0,6 мкм, 4- слойная металл-БиКМОП, 2,9 В). Предполагаемое максимальное потребление энергии: 20 Вт при частоте 133 МГц.

Первая причина объединения процессора и вторичного кэша в одном корпусе - облегчение проектирования и производства высокопроизводительных систем на базе Р6. Производительность вычислительной системы, построенной на быстром процессоре, очень сильно зависит от точной настройки микросхем окружения процессора, в частности вторичного кэша. Далеко не все фирмы-производители компьютеров могут позволить себе соответствующие исследования. В Р6 вторичный кэш уже настроен на процессор оптимальным образом, что облегчает проектирование материнской платы.

Вторая причина объединения - повышение производительности. Кзш второго уровня связан с процессором специально выделенной шиной шириной 64 бита и работает на той же тактовой частоте, что и процессор.

Первые процессоры Рentium с тактовой частотой 60 и 66 МГц обращались к вторичному кэшу по 64-разрядной шине с той же тактовой частотой. Однако с ростом тактовой частоты Pentium для проектировщиков стало слишком сложно и дорого поддерживать такую частоту на материнской плате. Поэтому стали применяться делители частоты. Например, у 100 МГц Pentium внешняя шина работает на частоте 66 МГц (у 90 МГц Pentium - соответственно 60 МГц). Pentium использует эту шину как для обращений к вторичному кэшу, так и для обращения к основной памяти и другим устройствам, например к набору чипов PCI.

Использование специально выделенной шины для доступа к вторичному кэшу улучшает производительность вычислительной системы. Во-первых, при этом достигается полная синхронизация скоростей процессора и шины; во-вторых, исключается конкуренция с другими операциями ввода-вывода и связанные с этим задержки. Шина кэша второго уровня полностью отделена от внешней шины, через которую происходит доступ к памяти и внешним устройствам. 64-битовая внешняя шина может работать со скоростью, равной половине, одной третьей или одной четвертой от скорости процессора, при этом шина вторичного кэша работает независимо на полной скорости.

Объединение процессора и вторичного кэша в одном корпусе и их связь через выделенную шину является шагом по направлению к методам повышения производительности, используемым в наиболее мощных RISC-процессорах. Так, в процессоре Alpha 21164 фирмы "Digital" кэш второго уровня размером 96 кб размещен в ядре процессора, как и первичный кэш. Это обеспечивает очень высокую производительность кэша за счет увеличения числа транзисторов на кристалле до 9,3 миллиона. Производительность Alpha 21164 составляет 330 SPECint92 при тактовой частоте 300 МГц. Производительность Р6 ниже (по оценкам "Intel" - 200 SPECint92 при тактовой частоте 133 МГц), однако Р6 обеспечивает лучшее соотношение стоимость/производительность для своего потенциального рынка.

При оценке соотношения стоимость/производительность следует учитывать, что, хотя Р6 может оказаться дороже своих конкурентов, большая часть других процессоров должна быть окружена дополнительным набором чипов памяти и контроллером кэша. Кроме того, для достижения сравнимой производительности работы с кэшом, другие процессоры должны будут использовать кэш большего, чем 256 кб размера.

"Intel", как правило, предлагает многочисленные вариации своих процессоров. Это делается с целью удовлетворить разнообразным требованиям проектировщиков систем и оставить меньше пространства для моделей конкурентов. Поэтому можно предположить, что вскоре после начала выпуска Р6 появятся как модификации с увеличенным объемом вторичной кэш-памяти, так и более дешевые модификации с внешним расположением вторичного кэша, но при сохраненной выделенной шине между вторичным кэшом и процессором.

Pentium как точка отсчета

Процессор Pentium со своей конвейерной и суперскалярной архитектурой достиг впечатляющего уровня производительности. Pentium содержит два 5-стадийных конвейера, которые могут работать параллельно и выполнять две целочисленные команды за машинный такт. При этом параллельно может выполняться только пара команд, следующих в программе друг за другом и удовлетворяющих определенным правилам, например, отсутствие регистровых зависимостей типа "запись после чтения".

В P6 для увеличения пропускной способности осуществлен переход к одному 12-стадийному конвейеру. Увеличение числа стадий приводит к уменьшению выполняемой на каждой стадии работы и, как следствие, к уменьшению времени нахождения команды на каждой стадии на 33 процента по сравнению с Pentium. Это означает, что использование при производстве P6 той же технологии, что и при производстве 100 МГц Pentium, приведет к получению P6 с тактовой частотой 133 МГц.

Возможности суперскалярной архитектуры Pentium, с ее способностью к выполнению двух команд за такт, было бы трудно превзойти без совершенно нового подхода. Примененный в P6 новый подход устраняет жесткую зависимость между традиционными фазами "выборки" и "выполнения", когда последовательность прохождения команд через эти две фазы соответствует последовательности команд в программе.

Новый подход связан с использованием так называемого пула команд и с новыми эффективными методами предвидения будущего поведения программы. При этом традиционная фаза "выполнение" заменяется на две: "диспетчирование/ выполнение" и "откат". В результате команды могут начинать выполняться в произвольном порядке, но завершают свое выполнение всегда в соответствии с их исходным порядком в программе. Ядро P6 реализовано как три независимых устройства, взаимодействующих через пул команд (рис. 1).

Основная проблема на пути повышения производительности

Решение об организации P6 как трех независимых и взаимодействующих через пул команд устройств было принято после тщательного анализа факторов, ограничивающих производительность современных микропроцессоров. Фундаментальный факт, справедливый для Pentium и многих других процессоров, состоит в том, что при выполнении реальных программ мощность процессора не используется в полной мере.

В то время как скорость процессоров за последние 10 лет выросла по меньшей мере в 10 раз, время доступа к основной памяти уменьшилось только на 60 процентов. Это увеличивающееся отставание скорости работы с памятью по отношению к скорости процессора и было той фундаментальной проблемой, которую пришлось решать при проектировании P6.

Один из возможных подходов к решению этой проблемы – перенос ее центра тяжести на разработку высокопроизводительных компонентов, окружающих процессор. Однако массовый выпуск систем, включающих и высокопроизводительный процессор, и высокоскоростные специализированные микросхемы окружения, был бы слишком дорогостоящим.

Можно было попытаться решить проблему с использованием грубой силы, а именно увеличить размер кэша второго уровня, чтобы уменьшить процент случаев отсутствия необходимых данных в кэше.

Это решение эффективное, но тоже чрезвычайно дорогостоящее, особенно учитывая сегодняшние скоростные требования к компонентам кэша второго уровня. P6 проектировался с точки зрения эффективной реализации целостной вычислительной системы, и требовалось, чтобы высокая производительность системы в целом достигалась с использованием дешевой подсистемы памяти.

Вывод

Таким образом, реализованная в P6 комбинация таких архитектурных методов, как улучшенное предсказание переходов (почти всегда правильно определяется предстоящая последовательность команд), анализ потоков данных (определяется оптимальный порядок выполнения команд) и опережающее выполнение (предвиденная последовательность команд выполняется без простоев в оптимальном порядке), позволила удвоить производительность по отношению к Pentium при использовании той же самой технологии производства. Эта комбинация методов называется динамическим выполнением.

В настоящее время "Intel" ведет разработку новой 0,35 мкм технологии производства, что даст возможность выпускать процессоры P6 с тактовой частотой ядра свыше 200 МГц.

Р6 как платформа для построения мощных серверов

Среди наиболее значимых тенденций развития компьютеров в последние годы можно выделить как все возрастающее использование систем на основе процессоров семейства х86 в качестве серверов приложений, так и растущую роль "Intel" как поставщика непроцессорных технологий, таких как шины, сетевые технологии, сжатие видеоизображений, флэш-память и средства системного администрирования.

Выпуск процессора Р6 продолжает проводимую "Intel" политику переноса возможностей, которыми ранее обладали лишь более дорогие компьютеры, на массовый рынок. Для внутренних регистров Р6 предусмотрен контроль по четности, а соединяющая ядро процессора и кэш второго уровня 64-битовая шина оснащена средствами обнаружения и исправления ошибок. Встроенные в Р6 новые возможности диагностики позволяют производителям проектировать более надежные системы. В Р6 предусмотрена возможность получения через контакты процессора или с помощью программного обеспечения информации о более чем 100 переменных процессора или происходящих в нем событиях, таких как отсутствие данных в кэше, содержимое регистров, появление самомодифицирующего кода и так далее. Операционная система и другие программы могут считывать эту информацию для определения состояния процессора. В Р6 также реализована улучшенная поддержка контрольных точек, то есть обеспечивается возможность отката компьютера в зафиксированное ранее состояние в случае возникновения ошибки.

Р6 поддерживает те же возможности по контролю при помощи функциональной избыточности (FRC), что и Pentium. Это означает, что в P6 предусмотрена возможность построения систем с параллельным выполнением одних и тех же операций двумя процессорами с взаимным контролем результатов и сообщением об ошибке в случае расхождения. При этом, к сожалению, P6 по-прежнему не сообщает о причине ошибки.

В модели Р54С процессора Pentium "Intel" предложила простой и недорогой способ организации двухпроцессорной работы: ведущий и ведомый процессоры используют общий кэш и невидимо для приложений разделяют программу на потоки. Однако использовать такую организацию работы могут лишь многопоточные операционные системы.

Р6 переводит организацию многопроцессорной работы на новый уровень, соответствующий определенной "Intel" мультипроцессорной спецификации MPS 1.1. Одним из наиболее сложных аспектов симметричной многопроцессорной работы является поддержание кэш-соответствия для всех подсоединенных к отдельным процессорам кэшей.

Р6 поддерживает кэш-соответствие для вторичного кэша на внутреннем уровне, а внешняя шина P6 выступает как симметричная мультипроцессорная шина.

Раньше проектировщики мультипроцессорных систем должны были создавать собственные шины для связи процессоров, либо приобретать лицензию на уже существующие решения, например Corollary C-bus II. Теперь средства, реализованные "Intel" в Р6, позволяют объединить четыре процессора в мультипроцессорную систему. Четыре - это предел, обуславливаемый принятой в Р6 логикой арбитража.

Еще одна проблема для производителей многопроцессорных систем на базе Р6 состоит в том, что для эффективной работы таких систем к каждому процессору подключается выделенный кэш, размер которого должен быть больше, чем 256 кб - размер кэша в корпусе Р6. Таким образом, проектировщики высокопроизводительных серверов будут вынуждены использовать внешние контроллеры кэша и дополнительные микросхемы статической памяти.

Эта проблема будет разрешена, если "Intel" увеличит размер кэша второго уровня в корпусе Р6, что достижимо либо за счет увеличения размера кристалла, либо за счет перехода к более миниатюрной технологии производства. Сегодня производители, которые хотят строить системы с более чем четырьмя процессорами, должны объединять две или более четырехпроцессорных системы с помощью высокоскоростного последовательного соединения память-память. Реализации таких соединений для PCI ожидаются в этом году.

Системы на основе Р6

Можно предположить, что компьютеры на базе P6 первоначально будут напоминать сегодняшние наиболее мощные Pentium-компьютеры: по меньшей мере 1 Гб жесткий диск, 32 Мб оперативной памяти, мощные графические контроллеры. Появятся первые многопроцессорные серверы на Р6.

Улучшенная диагностика и средства обработки ошибок в Р6 позволяют проектировать на базе Р6 надежные серверы уровня предприятия. Улучшенная поддержка симметричной многопроцессорной работы в сочетании с поддерживающими такую работу версиями OS/2 и NetWare приведет к построению на Р6 еще более мощных серверов.

"Intel" предполагает, что первыми Р6-системами будут серверы, однако настольные компьютеры на P6 появятся почти одновременно с ними. Цена первых настольных Р6-компьютеров будет начинаться с 4000 долларов и расти с ростом мощности конфигурации. С учетом размера корпуса Р6, его потребления энергии и рассеиваемого тепла (требуется активное охлаждение), не следует ожидать быстрого появления портативных компьютеров на Р6.

Как обычно, первыми пользователями настольных компьютеров на процессоре нового поколения будут разработчики программного обеспечения и пользователи из таких областей, как САПР, настольные издательские системы, научное моделирование и визуализация его результатов, статистика, одним словом, те области, которым всегда недоставало и будет недоставать существующих скоростей.

Что касается серверов, то первыми кандидатами на переход к Р6 являются серверы приложений, осуществляющие такие работы, как рассылку сообщений, доступ к базам данных и хранилищам документов. Системные серверы и серверы печати не привязаны к конкретному типу процессоров и поэтому не испытывают таких потребностей в увеличении мощности.

Вполне вероятно, что первыми покупателями Р6- систем будут сравнительно небольшие организации, где на эти системы будет возложено выполнение самостоятельно разработанных критичных для деятельности организации приложений. Большие предприятия будут приобретать такие системы несколько позднее, после тщательной оценки и подготовки. Дело в том, что большие организации эксплуатируют значительно большее число разработанных на заказ программ и стандартного программного обеспечения, и требуется провести проверку на его совместимость с новыми системами.

Типичная Р6-система будет включать процессор Р6 с тактовой частотой 133 МГц, внешнюю шину, работающую на половине, одной третьей или одной четверти от этой частоты, набор чипов Intel Р6/PCI по имени Orion, поддерживающий версию 2.1 32-битовой шины PCI с частотой 33 МГц, но не поддерживающий 64-битовые расширения PCI.

Вследствие наличия встроенного кэша второго уровня, в большинстве Р6-систем будет отсутствовать внешний кэш и контроллер кэша. Для построения основной памяти будут использоваться обычные 60-наносекундные DRAM или, в некоторых случаях, поддерживаемые в наборе чипов Intel Triton для Pentium более скоростные EDO DRAM.

Стандартной будет конфигурация с 16 Мб оперативной памяти при все возрастающем числе систем с 32 Мб. Первоначально Р6-системы будут включать как шину PCI, так и шины EISA/ISA. Однако по мере роста поддержки PCI необходимость в

EISA и ISA будет уменьшаться. Особенно важным для этого является появление предусмотренных в PCI 2.1 мостов PCI-PCI. Главной проблемой при использовании PCI сегодня является ограничения на степень ее нагрузки. Мосты между шинами позволяют работать с большим числом устройств в пределах одного логического адресного пространства.

Включение в систему нескольких шин PCI, соединенных мостами, позволит как избежать использования других шин, так и подключать помимо памяти и графики высокоскоростные сетевые интерфейсы (например, 100 Мбит/сек Ethernet, FDDI и ATM) и высокоскоростной последовательный ввод-вывод.

Емкость памяти на жестком диске будет по меньшей мере 730 Мб с использованием интерфейса IDE или SCSI. Большая часть систем будет включать 2-скоростные или более быстрые CDROM. Графика будет обеспечивать разрешение 1024 на 768 пикселов и управляться картами-акселераторами с 2-4 Мб памяти.

Более необычные конфигурации могут включать слоты PCMCIA, 4-скоростные CD-ROM, поддержку 40 Мб/сек Ultra SCSI, встроенные 10-100 Мбит/сек сетевые порты и встроенные возможности мультимедиа, реализованные с помощью цифровых сигнальных процессоров или специальных чипов для обработки звука, ввода/вывода видеоизображений, компрессии/декомпрессии. Некоторые производители, возможно, прибегнут к использованию новых типов памяти, 128-битовых графических акселераторов, 64-битовых расширений шины и других новшеств, допускаемых спецификацией PCI.

Следующее поколение процессоров

Технология Р6 является логическим развитием технологии Pentium. Ожидается что в процессоре Р7 будет реализована существенно отличная от Р6 технология, обеспечивающая прорыв в производительности при сохранении совместимости с семейством x86.

В прошлом году "Intel" и "Hewlett-Packard" договорились о совместной разработке нового микропроцессора, появление которого планируется на 1997 или 1998 год. О внутреннем устройстве нового микропроцессора пока известно лишь то, что он будет использовать RISC-технологию и обеспечивать выполнение всего существующего для процессоров Intel х86 и Hewlett-Packard PA-RISC программного обеспечения. Кроме поддержки существующих наборов команд этих семейств, по всей видимости, в Р7 будет введена собственная система команд.

Согласно преобладающей точке зрения, "Intel" и "Hewlett-Packard" ведут эксперименты с технологией VLIW ("very long instruction word" - очень длинное командное слово). Можно сказать, что VLIW в определенном смысле прямо противоположна технологии, используемой в Р6. В Р6 изощренно построенный декодер транслирует сложные команды х86 в более короткие и простые RISC-микрокоманды. VLIW-процессор основывается на компиляторе нового типа, который, наоборот, упаковывает несколько простых операций в одну "очень длинную" команду. Каждая "очень длинная" команда содержит независимые друг от друга операции, которые выполняются параллельно.

Иными словами, во VLIW-процессоре ответственность за планирование выполнения команд переносится с аппаратуры на программное обеспечение. Планирование осуществляет компилятор, и получающийся в результате компиляции код прикладной программы содержит всю информацию о порядке выполнения команд.

Однако пока VLIW-технология весьма несовершенна. Во-первых, не разработаны эффективные методы проектирования VLIW-компиляторов. Во-вторых, вполне вероятно, что программное обеспечение, разработанное для VLIW-процессора, придется перекомпилировать при появлении процессора нового поколения.

По этим причинам, а также учитывая и другие обстоятельства, многие обозреватели сомневаются в том, что Intel и Hewlett-Packard смогут выпустить жизнеспособный с точки зрения конкуренции на рынке VLIW-процессор. Рынок процессоров х86 слишком важен для Intel, и вряд ли Intel может полностью положиться на неопробованную технологию. Поэтому вполне вероятно, что Intel работает над параллельным проектом Р7, основанным на более традиционной технологии, чтобы застраховаться на случай неудачи VLIW-проекта.

Дело в том что возможности усовершенствования архитектуры х86 не исчерпаны. Естественное направление ее развития включает усиление суперскалярности до шести одновременно выполняемых команд, увеличение размера первичных кэшей, размещение вторичного кэша на кристалле процессора, большее число исполнительных устройств, увеличение размера буферов и поддержка более длинных цепочек выполняемых с опережением команд.

Конкуренты "Intel" также не собираются сидеть сложа руки. "NexGen" планирует выпуск процессора Nx686 в конце 1995 года и утверждает, что его производительность будет в 2-4 раза превосходить производительность Nx586. "Cyrix" также работает над процессором-преемником М1, но подробностей пока не сообщает.

Наиболее подробно сообщает о своих планах AMD. Следующий за К5 процессор К6 появится в 1996 году, а его массовое производство начнется в 1997 году. К6 будет изготавливаться по технологии 0,35 мкм и будет содержать около 6,5 миллионов транзисторов. Предполагаемая производитель К6 - 300 SPECint92. В 1997 году AMD планирует выпуск процессора К7, с началом его массового производства в 1998 году. К7 будет изготавливаться по технологии 0,18 мкм; число транзисторов - 10-15 миллионов. Предполагается, что при тактовой частоте 400 МГц он достигнет производительности 700 SPECint92. Наконец, в 2001 году AMD планирует выпуск процессора K8, содержащего 20 миллионов транзисторов и обеспечивающего производительность 1000 SPECint92 на тактовой частоте 600 МГц.

Возможно и появление новых конкурентов. Процессоры 386 и 486 производят IBM Microelectronics, "Texas Instruments", SGS-Thompson и ряд азиатских фирм. Однако до сих пор никто из них не пытался выйти на передовые позиции и не брался за разработку современного процессора семейства х86, который мог бы конкурировать с новейшими процессорами "Intel", AMD, "Cyrix" и NexGen.

Заключение

Процессоры Р6 фирмы Intel выбраны в качестве элементной базы для первого в мире компьютера производительностью свыше триллиона операций в секунду. Уникальная машина предназначена главным образом для расчетов по ядерной тематике Министерства энергетики США.

Министерство остановило свой выбор на Intel Corporation, поручив ей изготовление нового компьютера, производительность которого в десять раз превысит аналогичную характеристику самых быстрых современных суперкомпьютеров. Новая вычислительная система будет установлена в Sandia National Laboratories - многоцелевой лаборатории Министерства энергетики США в городе Альбукерк (штат Нью-Мексико). В составе машины Intel/Sandia будет работать свыше 9000 микропроцессоров компании Intel следующего поколения, получивших кодовое название Р6.

Замечательно, что машина Intel/Sandia строится из тех же компьютерных "строительных кирпичиков", которые Intel представляет производителям компьютерной техники для использования в крупномасштабных параллельных системах, высокопроизводительных серверах, рабочих станциях и настольных компьютерах.

Новая система будет иметь пиковую производительность 1.8 триллионов операций в секунду и в десять раз повысит быстродействие при работе с важными прикладными программами Министерства энергетики. Машина оснащается системной памятью в 262 Гбайт и будет сдана в эксплуатацию к концу 1996 года.

Недавно фирма Intel объявила новое название своего процессора P6. Теперь он будет называться Pentium Pro.

Литература

1. Монитор N 3 1995г. Д.Бройтман "Микроархитектура процессора P6" с.6-11.

2. Монитор N 5 1995г. Д.Бройтман "Процессор P6: общий обзор" с.8-12.

3. Hard 'n' Soft N 10 1995г.

Приложение

1. Создание таблицы “План выпуска продукции в натуральном выражении”

1. Войти в табличный процессор Excel
2. В ячейку А1 ввести заголовок “План выпуска продукции в натуральном выражении” и нажать “Ввод”
3. Перейти на ячейку А3
4. Ввести строку “Наименование продукции.” и нажать “Ввод”
5. Перейти на ячейку В3
6. Ввести строку “Количество, ч” и нажать “Ввод”
7. Перейти на ячейку А4
8. Ввести Наименование продукции
9. Перейти на ячейку В4
10. Ввести количество продукции
11. Соответственно ввести данные по остальной продукции.
12. Выделить область А3:В19 установив курсор на ячейку А3 нажать клавишу Shift и не отпуская нажатой клавиши перейти на ячейку В19 и отпустить курсор.
13. С помощью иконы “Границы” установить внутренние, а затем установить внешние границы.
14. Переименовать рабочий лист ( Установить стрелку мыши на название рабочего листа “Лист 1”, нажать праву кнопку мыши, выбрать команду “Переименовать”, ввести План выпуска продукции.
15. Установить ширину столбца ( Выделить столбец А установив стрелку мыши на название столбца и нажав левую кнопку мыши, Формат – Столбец и ввести ширину столбца. – ОК)
16. Соответственно установить ширину столбца В.
17. Произвести центровку шапки таблицы (Выделить ячейки (см. 1.12), Формат – ячейка – Выравнивание – по горизонтали – по центру – по вертикали – по центру - ОК).
18. Объединить ячейки А1:В1 (Выделить ячейки А1:В1, нажать на икону “Объединить и поместить в центре”.
19. Увеличить шрифт ячейки А1:В1 (Формат – Ячейка – Шрифт – Начертание – Выбрать размер шрифта – ОК).

2. Создание таблицы “Справочник характеристик продукции”

1. Перейти в рабочий лист “Лист 2”
2. Выполнить действия 1.1-1.6 введя соответственно название таблицы, шапку таблицы
3. Скопировать данные по продукции из таблицы “План выпуска продукции” ( Перейти в таблицу “План выпуска продукции ”, выделить область А4:А19 (см. действия 1.12), Правка - Копировать, перейти в рабочий лист “Лист 2”, установить курсор на ячейку А4, Правка – Вставить.
4. Ввести данные по продукции (см. 1.9-1.10)
5. Установить границы, переименовать, установить формат заголовка и шапки таблицы (см. 1.13-1.19)

3. Создание таблицы “План выпуска продукции в стоимостном выражении”

1. Выполнить действия по созданию таблицы руководствуясь действиями 1.1-1.18
2. Ввести формулу в ячейку В4 =ВПР(A4;'План выпуска продукции'!$A$4:$B$19;2;ИСТИНА)*ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;4;ИСТИНА)
3. Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейки В5:В19 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5:В19 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).
4. Подсчитать итоги по ячейкам В4:В19 ( Установить курсор на ячейку В21, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.
5. Ввести “Всего:” в ячейку В21
6. Ввести формулу в ячейку С4 (=ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;2;ИСТИНА))
7. Ввести формулу в ячейку D4 (=ВПР(A4;'Справочник продукции'!$A$4:$D$19;3;ИСТИНА))
8. Скопировать формулу с ячейки C4:D4 в ячейки C5:D19 (выделить ячейки C4:D4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки С5:D19 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).

4. Построение диаграммы “Распределение плана выпуска продукции по цехам”

1. Ввести таблицу “Распределение плана выпуска продукции по цехам” (см. действия 1.1-1.18)
2. Ввести формулу в ячейку В4 =СУММЕСЛИ('План выпуска в стоим выражении'!$C$4:$C$19;"=1";'План выпуска в стоим выражении'!$B$4:$B$19)
3. Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейки В5:В7 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5:В7 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).
4. Ввести изменения формулы в ячейке В5 (Установить курсор на ячейку В5, установить стрелку мыши на строку формул и нажать левую кнопку мыши ,вместо “=1” ввести “=2”.
5. Соответственно изменить формулы в ячейках В6:В7 (см. действие 4.4).
6. Подсчитать итоги по ячейкам В4:В9 ( Установить курсор на ячейку В11, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.
7. Выделить ячейки А4:В9
8. Вызвать мастера диаграмм – Объемная линейчатая диаграмма – Далее – Ввести название диаграммы – Далее – Готово.

1. Ввести таблицу “Распределение продукции по группам продукции” (см. действия 1.1-1.19)
2. Ввести формулу в ячейку В4 СУММЕСЛИ('План выпуска в стоим выражении'!$D$4:$D$19;"=Промтовары";'План выпуска в стоим выражении'!$B$4:$B$19)
3. Скопировать формулу с ячейки В4 в ячейку В5 (установить курсор на ячейку В4 – Правка – Копировать – Выделить ячейки В5 (см. действия 1.12) – Правка – Вставить).
4. Ввести изменения формулы в ячейке В5 (Установить курсор на ячейку В5, установить стрелку мыши на строку формул и нажать левую кнопку мыши ,вместо “=Промтовары” ввести “=Продтовары”.
5. Подсчитать итоги по ячейкам В4:В7 ( Установить курсор на ячейку В10, нажать кнопкой мыши икону “Автосумма”, нажать “Ввод”.
6. В ячейку В13 ввести формулу =МАКС(B4:B5)
7. В ячейку А13 ввести формулу =ЕСЛИ(ВПР(B13;A4:B5;1;ИСТИНА)=1;"Промтовары"; "Продтовары")
8. Ввести строку в ячейку А8 “Группа продукции с максимальной суммарной стоимостью” и отформатировать.

ВЕДОМОСТЬ НАЧИСЛЕНИЯ З/ПЛАТЫ

Распределение з/платы по цехам

Распределение продукции по группам

Группа продукции с максимальной суммарной стоимостью

geum.ru

Смотрите также

• 
  Погода и самочувствие человека реферат
• 
  Общие модели развития науки реферат
• 
  Методы исследования щитовидной железы реферат
• 
  Коран священная книга ислама реферат
• 
  Компьютер как исполнитель команд реферат
• 
  Кодекс этики прокурорского работника реферат
• 
  Красная книга пермского края реферат
• 
  Интернет друг или враг реферат
• 
  Высшее образование в швейцарии реферат
• 
  Внутренняя энергия идеального газа реферат
• 
  Безопасность детей в интернете реферат