Схема процессора intel core i7

• Socket B (LGA 1366)
• Socket H (LGA 1156)
• Socket H2 (LGA 1155)
• Socket H3 (LGA 1150)
• Socket H4 (LGA 1151)
• LGA 1151-v2
• Socket R (LGA 2011)
• Socket R3 (LGA 2011-3)
• Socket R4 (LGA 2066)
• Socket G1
• Socket G2

Intel Core i7 — семейство микропроцессоров Intel с архитектурой X86-64. Преемник семейства Intel Core 2, наряду с Core i5 и Core i3. Это первое семейство, в котором появилась микроархитектура Intel Nehalem (1-е поколение). Последующие поколения Core i7 были основаны на микроархитектурах Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell, Skylake, Kaby Lake и Coffee Lake.

Идентификатор Core i7 применяется и к первоначальному семейству процессоров [1] [2] с рабочим названием Bloomfield, [3] запущенных в 2008 [2] и ко множеству последующих. Сама торговая марка Core i7 не указывает на точное поколение процессора, оно обозначено цифрами, следующими за названием бренда Core i7. [4]

Содержание

Возможности Intel Core i7 [ править | править код ]

Core i7 содержит ряд новых возможностей по сравнению с предшествующим семейством Core 2:

У процессоров для разъема LGA 1366, FSB заменена на QPI (QuickPath Interconnect). Это означает, что материнская плата должна использовать чипсет, который поддерживает QuickPath Interconnect. На февраль 2012 года эту технологию поддерживали чипсеты Intel X58 и Intel X79.

Core i7 не предназначен для многопроцессорных материнских плат, поэтому имеется только один интерфейс QPI.

Процессоры Core ix для разъёма LGA 1156 (и позже) не используют внешнюю шину QPI. Она не требуется в связи с полным отсутствием северного моста (полностью интегрирован в процессор и связан с ядрами по внутренней шине QPI на скорости 2,5 гигатранзакции в секунду).

Контроллер памяти в Core i7 9xx поддерживает до 3 каналов памяти, и в каждом может быть один или два блока памяти DIMMs. Поэтому материнские платы на s1366 поддерживают до 6 планок памяти, а не 4, как Core 2. Контроллер памяти в Core i7, i5 и i3 на сокете 1156 по-прежнему двухканальный.

Однокристальное устройство: все ядра, контроллер памяти (а в Core i7 8xx и контроллер PCI-E) и кэш находятся на одном кристалле.

• Поддержка Hyper-threading, с которым получается до 12 (в зависимости от модели CPU) виртуальных ядер. Эта возможность была представлена в архитектуре NetBurst, но от неё отказались в Core.
• Прекращена поддержка памяти стандарта DDR2; память стандарта DDR3 поддерживается начиная с 800/1066 MHz, с 4-го поколения (микроархитектура Haswell) начинается поддержка DDR4. Поддерживается только небуферизованная, без поддержки ECC память.
• Поддержка Turbo Boost, с которым процессор автоматически увеличивает производительность тогда, когда это необходимо.
• Со второго поколения в процессор устанавливается встроенное видеоядро.
• Начиная с Sandy Br >[5] .
• Поддержка проприетарной закрытой технологии Intel ME, имеющей недокументированную функциональность.
• Поддержка кэша L3.

Примечания [ править | править код ]

• Процессоры Intel Core i7 975 Extreme Edition и 950 выпущены на смену процессорам 965 Extreme Edition и 940 соответственно, доступны для заказа с 7 апреля 2009 года.
• В процессорах i7 серии 800 отсутствует внешняя шина QPI, это связано с тем, что процессор полностью поглотил северный мост, следовательно, ни шина FSB, ни QPI не требуется.
• Шина DMI присутствует между аналогами северного и южного моста в системах и с шиной QPI, и с шиной DMI.
• Intel Core i7 920 замещается чуть более быстрым 930, прием заказов на данный процессор завершился 24 сентября 2010, но OEM-поставки планируется не сворачивать до пока не определённой даты.
• Intel Core i7 3610QM выпустили 15 декабря 2015 г. По своим характеристикам из всех выпущенных моделей Intel Core 7 приравнивается к особенно мощным и качественным производительностью, начиная с I-C-7-2995DL.

Производительность [ править | править код ]

Система с одним процессором 2,93 ГГц Core i7 940 была использована для запуска программы испытания производительности 3DMark Vantage и дала результат по процессорной подсистеме в 17 966 условных баллов. [6] Один 2,66 ГГц Core i7 920 дал 16 294 балла. А один 2,4 ГГц Core 2 Duo E6600 дал 4300 тех же условных баллов. [7]

AnandTech испытала технологию Intel QuickPath Interconnect (версия 4,8 ГП/с) и оценила пропускную способность копирования с помощью использования памяти DDR3 частотой 1066 МГц в трёхканальном режиме, в 12,0 ГБ/с. А система 3,0 ГГц Core 2 Quad, использующая память DDR3 1066 МГц в двухканальном режиме, достигла 6,9 ГБ/с. [8]

Пользовательский разгон будет возможен во всех вышедших моделях девятисотой серии совокупно с материнскими платами, оснащёнными чипсетом X58. [9]

Основной модельный ряд [10] [ править | править код ]

Некоторые интернет-ресурсы предполагали, что i7 менее производителен в играх (из-за L3 кэша, у которого выше задержки перед L2 кэшем). В проведённых тестах i7 940 и QX9770 наблюдался паритет (в 2 играх верх одержал i7 940, ещё в двух — QX9770, при небольшой разнице в результатах) [11] .

В тесте Super PI 1M процессор i7 920, работавший на частоте 2,93 ГГц, прошёл тест за 14,77 секунды, тогда как QX9770 (3,2 ГГц) прошёл его за 14,42 секунды.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования

«ИВАНОВСКИЙ ПРОМЫШЛЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №7

«Архитектура ЭВМ и вычислительных систем»

Иваново 2012

Лабораторная работа № 7

Тема:«Идентификация и установка процессора»

Цель лабораторной работы: Изучение характеристик процессора

– Основные характеристики процессора;

– Основные современные модели процессоров;

– Типы процессоров нового поколения;

– Идентифицировать и устанавливать процессоры.

Время выполнения — 2 часа.

Теоретическое введение.

Процессор (или центральный процессор, ЦП) — это транзисторная микросхема, которая является главным вычислительным и управляющим элементом компьютера.

Английское название процессора — CPU (Central Processing Unit).

Процессор представляет собой специально выращенный полупроводниковый кристалл, на котором располагаются транзисторы, соединенные напыленными алюминиевыми проводниками. Кристал помещается в керамический корпус с контактами.

В первом процессоре компании Intel — i4004, выпущенном в 1971 году, на одном кристалле было 2300 транзисторов, а в процессоре Intel Pentium 4, выпущенном 14 апреля 2003 года, их уже 55 миллионов.

Современные процессоры изготавливаются по 0,13-микронной технологии, т.е. толщина кристалла процессора составляет 0,13 микрон. Для сравнения — толщина кристалла первого процессора Intel была 10 микрон.

В связи с популярностью персональных компьютеров IBM многие компании стали выпускать их клоны по лицензии IBM. В своих компьютерах они также использовали процессоры Intel. Так, благодаря выбору IBM, компания Intel стала лидером в производстве процессоров для персональных компьютеров.

Принципиальная схема процессора

Управляющий блок — управляет работой всех блоков процессора.

Арифметико-логический блок — выполняет арифметические и логические вычисления.

Регистры — блок хранения данных и промежуточных результатов вычислений — внутренняя оперативная память процессора.

Блок декодировки — преобразует данные в двоичную систему.

Блок предварительной выборки — получает команду от устройства (клавиатура и т.д.) и запрашивает инструкции в системной памяти.

Кэш-память (или просто кэш) 1-го уровня — хранит часто использующиеся инструкции и данные.

Кэш-память 2-го уровня — хранит часто использующиеся данные.

Блок шины — служит для ввода и вывода информации.

Эта схема соответствует процессорам архитектуры P6. По этой архитектуре создавались процессоры с Pentium Pro до Pentium III. Процессоры Pentium 4 изготавливаются по новой архитектуре Intel® NetBurst.

В процессорах Pentium 4 кэш 1-го уровня поделен на две части — кэш данных и кэш команд.
Характеристики процессора

Основными характеристиками процессора являются его тактовая частота, разрядность и размеры кэша 1-го и 2-го уровня.

Частота — это количество колебаний в секунду. Тактовая частота — это количество тактов в секунду. В применении к процессору:

Тактовая частота — это количество операций, которое процессор может выполнить в секунду.

Т.е. чем больше операций в секунду может выполнять процессор, тем быстрее он работает. Например, процессор с тактовой частотой 40 МГц выполняет 40 миллионов операций в секунду, с частотой 300 Мг — 300 миллионов операций в секунду, с частотой 1 ГГц — 1 миллиард операций в секунду.

Существует два типа тактовой частоты — внутренняя и внешняя.

Внутренняя тактовая частота — это тактовая частота, с которой происходит работа внутри процессора.

Внешняя тактовая частота или частота системной шины — это тактовая частота, с которой происходит обмен данными между процессором и оперативной памятью компьютера.

Разрядность процессора определяется разрядностью его регистров.

Компьютер может оперировать одновременно ограниченным набором единиц информации. Этот набор зависит от разрядности внутренних регистров. Разряд — это хранилище единицы информации. За один рабочий такт компьютер может обработать количество информации, которое может поместиться в регистрах. Если регистры могут хранить 8 единиц информации, то они 8-разрядне, и процессор 8-разрядный, если регистры 16-разрядные, то и процессор 16-разрядный и т.д. Чем большая разрядность процессора, тем большее количество информации он может обработать за один такт, а значит, тем быстрее работает процессор.

Процессор Pentium 4 является 32-разрядным.

Объем кэш-памяти 1-го и 2-го уровня также влияет на производительность процессора.

В процессоре Pentium III кэш-память 1-го уровня составляет 16 Кб, кэш-память 2-го уровня 256 Кб.

В процессорах Pentium 4 кэш-память 1-го уровня для данных имеет объем 8 Кб, кэш-память 1-го уровня для команд рассчитан на 12000 инструкций в порядке их исполнения, а объем кэш-памяти 2-го уровня составляет 512 Кб.

МП характеризуется следующими параметрами:

— Степень интеграции микросхемы (сколько транзисторов содержится в чипе).

— Внутренняя разрядность данных (количество бит, которые МП может обрабатывать одновременно);

— Внешняя разрядность данных (количество одновременно передаваемых бит в процессе обмена данными с памятью и другими устройствами);

— Адресуемая память (зависит от числа адресных бит).

Характеристики интерфейсов процессоров

Вопросы для зачета

1. Что такое процессор?

2. Перечислите функции процессора.

3. Какие современные типы процессоров вы знаете?

4. Нарисуйте принципиальную схему процессора.

5. Что такое управляющий блок?

6. Что такое арифметико-логическое устройство?

7. Что такое регистры и их функции.

8. Дайте определение блоку декодирования.

9. Что такое блок предварительной выборки?

10. Что такое кэш-память и в чем различия кеш-памяти 1-го и 2-го уровня?

11. Для чего служит блок шины?

12. Дайте определение тактовой частоты?

13. Назовите типы тактовой частоты процессора.

14. Чем определяется разрядность процессора?

15. Назовите основные параметры микропроцессоров.

Задания на лабораторную работу:

Задание 1.

Выберите процессор, подходящий для установки на целевой системной плате. Установите процессор на целевую системную плату

Идентифицируйте процессор целевого компьютера.

Назовите его основные характеристики процессора и заполните таблицу:

Дайте рекомендации по модернизации целевого компьютера.

Приложение. Маркировка процессоров.

Процессоры Intel

Само название моделей последних процессоров семейства Core несет в себе смысл. В нем присутствует один символ и четыре цифры. Буква обозначает его энергопотребление:
«U» – Ultra low voltage (процессоры с TDP ниже 15 ватт);
«L» – Low voltage (процессоры с TDP от 15 и до 25 ватт);
«T» – sTandard mobile (процессоры с TDP от 25 и до 55 ватт);
«E» – standard dEsktop (процессоры с TDP от 55 и до 75 ватт);
«X» – eXtreme (процессоры с TDP выше 75 ватт).

Первые три литеры относятся к ноутбучным процессорам. Последующее четырехзначное число в общем случае указывает на производительность «камня» (чем больше число – тем производительнее процессор). В совокупности с этим, первая цифра обозначает семейство, к которому относится рассматриваемый процессор. Второе число определяет иерархию чипов внутри семейства. И так далее.

Маркировка наносят прямо на крышку теплораспределителя ЦП. Там же располагаются название компании-изготовителя, иногда основные характеристики ядер, спрятанных под крышкой, и, самое главное, информация sSpec и маркировка конкретного «камня».

По строчке sSpec можно определить все характеристики процессора.

В маркировке конкретного кремниевого чуда присутствует информация о месте и времени его изготовления, а также относительно партии. Первая цифра (или буква) интеловских процессоров означает страну-изготовителя:

0 – Коста Рика;
1 – Кавита и Филиппины;
3 – опять Коста Рика;
6 – Аризона;
7 – опять Филиппины;
8 – Ирландия;
9 – Малайзия;
L – Малайзия;
Q – Малайзия;
R – Филиппины;
Y – Ирландия.

Второй символ означает год выпуска, а третий и четвертый – неделю выпуска. Остальные «иероглифы» определяют порядковый номер изделия. Например, маркировка L708B0220 означает, что этот процессор изготовлен в Малайзии в 2007 году на 8 неделе.

Что означают последние цифры (после второй буквы), точно никто не знает – эта информация не для потребителя и даже далеко не для всех работников Intel. Возможно, это номер партии или кремниевых пластин.

Аналогичная ситуация – с чипсетами материнских плат. На них кроме производителя и кодового имени также указывают неделю выпуска. По неделе выпуска можно найти материнскую плату с более удачным чипсетом, способным работать с более высокой частотой системной шины. Ситуация с отбором партий: самые удачные партии придерживаются для продукции самой Intel и первых ревизий топовых продуктов «любимых» партнеров (особенно хорошо это заметно на примере материнских плат Asus).

Процессоры AMD

CPU производства AMD имеют несколько другую маркировку, нежели у конкурентов. Первыми двумя латинскими буквами компания обозначает название бренда. Так у Athlon 64 X2 он обозначен символикой «AD». У процессоров Phenom и Phenom II, соответственно, «H». Следующая литера обозначает тепловыделение «камня»: A – стандартное; D – 35 ватт; I – 76 ватт; O – 65 ватт; X – 125 ватт и выше; и, наконец, V – 89 ватт. Затем идет номер модели, входящий непосредственно в название процессора. Далее наименование сокета («I» для процессоров под AM2 и «J» для «Феноменов» под AM2+), коды потребляемого напряжения, максимально допустимой температуры, КЭШа второго уровня (цифра 5 означает 1 Мб SRAM, 4 – 512 килобайт и 6 – 2 мегабайта КЭШ-памяти) и ревизии. Рассмотрим, например, процессор Phenom 2 920 с маркировкой HX920XCJ4DGI, где:
H – название бренда, Phenom;
D – означает, что процессор относится к десктопному сегменту;
X920 – марка «камня»;
XC – тепловыделение, превышающее 125 ватт;
J – сокет AM2+;
4 – число ядер;
D – Размер КЭШа уже третьего уровня;
GI – ревизия.

Также на металлической крышке процессора AMD присутствуют данные о месте производства и времени его изготовления.

1. Информатика. Задачник-практикум. /Под ред. И.Г. Семакина, Е.К. Хеннера: Том 1. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1999

2. Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Повпов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006

3. Путилин А.Б. Вычислительная техника и программирование в измерительных информационных системах. М.: Дрофа, 2006

4. Столингс У. Структурная организация и архитектура компьютерных систем. М.: Издательский дом Вильямс, 2002.

«>