Оқулық Бастапқы кәсіби білім беру бағдарламаларын жүзеге асыратын білім беру мекемелерінің оқыту

80 
 
Intel  фирмасының  келесі  МП  модификациялары  жергілікті  магистрал 
разрядтылығына, команда таңдау жəне машиналық циклдың түрлі сандары 
үшін  оперативті  жадының  операндына  байланысты  ерекшеленді.  Команда 
жүйесі  кеңейтіліп,  мультиесептегіш  іске  қосылды.  Көп  уақыттан  бері 
қолданылып  келе  жатқан  Pentium  тиімді  процессорлар жасап  шығарылды. 
Процессорлардың  бұл  тобы  басқа  өндірушілердің  жаңа  процессор  үлгісін 
ойлап  шығару  үшін  прототип  жəне  кең  қолданыстағы  стационарлықтан 
(үстел  үстілік)  бастап,  қозғалмалы  жəне  мобильді  дербес  компьютерлер 
үшін базалық процессор бола білді. 
Бірінші  Pentium  (мəліметтер  шинасының  64-битті  32-разрядты 
процессор)  0,8  мкм  технологиясы  бойыша  дайындалып,  3  млн. 
шамасындағы транзистордан тұрды жəне 5В қуат көзі болды. 
Pentium  процессорларының  келесі  тобы  жəне  өзге  түрлері  техно- 
логиялық  нормасы  біртіндеп  азайта  отырып  шығарылды:  0,60,  0,35,  0,25, 
0,18  мкм  жəне  т.б.  (кристаллдағы  ондаған  жəне  жүздеген  миллион 
транзисторларымен).  Бұл  тұтынатын  күшті  біртіндеп  төмендетуге, 
орнатылған  кэшжады  көлемін,  такт  жиілігін  ұлғайтуға  жəне  көп  ядролы 
құрылымға көшуге мүмкіндік берді. 
Дербес  ЭЕМ-де  тек  Intel  микропроцессорлары  табылып  қана  қойған 
жоқ,  сонымен  бірге  ірі  өндірісті  фирмалар  (мысалы  AMD,  VIA)  олардың 
аналогын  да  жасап  шығарды.  Осы  өндірушілердің  барлық  процессорлары, 
тіпті  Intel  процессорымен  сəйкес  келетіні  де,  өзінің  технологиясы, 
архитектурасы, аппарттық іске асуы, жұмыстық жиілігі,  қуат күші, корпус 
түрі т.б. бойынша ерекшеленеді. 
Процессорлардың жаңа түрлерінде команда жүйесі жетілдіріле отырып, 
олардың  өнімділігі  үздіксіз  артуда,  басқару  командасы  бойынша 
өткізгіштерді болжау, біреуден көп операцияларды бір тактте орындалуды 
қамтамасыз  ететін  конвейерлермен  қатар  жұмыс  істейтін  суперскалярлық 
архитектура  т.б.  енгізілуде.  Бірақ,  ДЭЕМ  үшін  қазіргі  жəне  келешекте 
жасалатын  процессорлардың  негізі  ретінде  Intel80386  (орталық)  32- 
разрядты 
алғашқы 
процессоры 
мен 
Intel80387 
сопроцессоры 
(математикалық) немесе х86-процессорының командалық жүйесі қаланды. 
Қазіргі  МП  командасының  базалық  жиыны  Pentium  процессорлар 
тобының  дамуымен  қалыптасты.  Intel  процессорының  командалық 
жүйесінің  дамуы,  мəліметтерге  қатысты  кейбір  спецификалық  операция- 
ларды  орындау  кезінде  МП-дің  тез  əрекет  ету  қабілетін  арттыруға  жəне 
бұрын  шағын  бағдарлама  талап  етілген  өңдеу  жұмыстарын  орындауға 
арналды. 
Қосымша  команда  ретінде  SIMD-кеңейту  (SingleInstructionMultiple- 
Data— көптеген мəліметтер үшін бір инструкция) пайдаланылды. 

81 
 
Бұл  операнд  топтары  бір  уақытта  бір  ғана  командамен  өңделу  кезінде 
мəліметтер жиынтығында паралель есептелуді қамтамасыз етуге мүмкіндік 
береді.  Өнімділігінің  артықшылығы мəліметтердің  түрлі  ағынына  қатысты 
əрекеттердің  қайталанатын  бірізділігін  бірнеше  рет  жүргізу  қажеттілігі 
кезінде қол жеткізілді. 
SIMD-кеңею  реализациясы  процессорға  команданың  қосымша  жиынын 
енгізумен жүзеге асырылды: 
1.  MMX  (MultiMediaeXtension  —  мультимедиялық  кеңею)  дыбыс- 
тарды,  видеосигналдарды  жəне  телекоммуникациялық  ақпараттарды 
өңдеуге арналған қосымша команданы енгізумен. 
2.  MMXExtended,  3DNow!,  3DNow!  Extended  —  үш  өлшемді 
графикалар,  мультимедиа  жəне  өзге  де  құбылмалы  үтірі  бар  қарқынды 
есептегіш  сандарды  өңдеуді  жылдамтатын,  AMD  фирмасының  про- 
цессорында пайдаланылатын ММХ командалық жиынының кеңеюі. 
3.  SSE  (StreamingSIMDExtensions  —  ағын  типтіSIMD-кеңею)AMD 
процессорлары нұсқамасының жиынына ұқсас команда тобымен. 
SSE  жаңа  нұсқаулықтары  (құбылмалы  үтірмен  есептеу  үшін  76 
нұсқаулық  жəне  68  бүтін  сандық)  үш  өлшемді  графикамен,  MPEG2 
форматындағы  аудио-  жəне  видео  мəліметтермен,  дауысты  анықтап  тану 
қосымшаларымен  неғұрлым  тиімді  жұмыс  істеуге  мүмкіндік  береді.  SSE 
технологиясы  процессор  архитектурасына  сегіз  қосымша  128-битті 
регистрді  енгізді  жəне  ММХ  кемшіліктерін  (ММХ  командасын  орындау 
кезінде  құбылмалы үтірмен  бір  уақытта  есептеу  мүмкін  болмаған,  өйткені 
регистрлер ММХ командасы арқылы əрекет етіп, заттық сандармен жұмыс 
істеу қол жетімсіз болған) жоюға мүмкіндік берді. 
64-битті  тұтас  сандармен  жұмыс  істеу  үшін  жəне  регистрлер  мен  
жадыға  бағытталатын  максималды  көлемнің  разрядтылығын,  санын 
арттыру  командаларының  пайда  болуы  ДЭЕМ-ға  64-разрядты  процес- 
сорларды енгізуге алып келді. 
Барлық  танымал  бағдарламалық  қамтамасыз  ету  əрекеттері  (мысалы, 
Windows  операциялық  жүйесі,  офистік  пакет)  х86  процессорлары  үшін 
шығарылды,  сондықтан  бір  жағынан,  МП  архитектурасы  бойынша 
команданың  белгілі  жиынымен  үйлесімділігін  түсінуге  болады,  екінші 
жағынан  аппаратты  архитектура  бір-бірімен  сəйкес  келетін  процессорлар 
тобының  сипаттамасы  секілді,  бұл  ішкі  конструкция  немесе  олардың 
құрылымдық ұйымдастырылуы болып табылады. 
«Ядро архитектурасы» термині қазіргі МП-ның жалпы қабылданған 
командалар жүйесі жəне түрлі өндірушілер шығарған процессорлардың 
белгілі тобына тəн аппаратты шешімдер жиынтығының сəйкестігі ретінде 
ұғынылады. 

82 
 
«Процессорлы  ядро»  (немесе  жай  ғана  «ядро»)  түсінігін,  сəйкес 
процессорлардың  тұтас  сериясы  үшін  стандарт  болып  табылатын  жəне 
қатаң  шартталған  сипаттағы  белгілі  жиыны  (тактілік  жиілік,  бірінші  жəне 
екінші  деңгейлі  кэш  көлемі,  регистр  саны,  АЛУ  т.б.)  бар,  СБИС 
кристалындағы  архитектураның  нақты  аппаратты  түрде  іске  асуы  деп 
түсінеміз. 
Сөйтіп,  архитектура  процессордың  құрылуының  жалпы  қағидаттарын 
бейнелесе,  ядро  оның  нақты  аппаратты  іске  асуы  болып  табылады. 
Мысалы,  Net  Burst  (желілік  шина)  микроархитектурасының  біреуіне 
орналастырылған 
түрлі 
ядролар 
Intel 
компаниясының 
көптеген 
процессорларында (Pentium4, CeleronжəнеXeon) пайдаланылады жəне түрлі 
параметрлері, оның ішінде тез əрекет ететін түрлі параметрлері болады. 
Құрастырушылардың  МП  өнімділігін  арттыруға  бағытталған  үздіксіз 
еңбектері  барлық  процессорларда  көп  деңгейлі  кэш  жүйесіне  алып  келді. 
Бұрын көп деңгейлі кэш-жады оперативті есте сақтау құрылғысына (ОЕҚ) 
алмасу жылдамдығын ұлғайту қызметін атқаратын процессор ядросының 
«құрама  буфері»  болып  табылады.  Сондықтан,  қажетті ақпаратты  іздеудің 
бірізді  алгоритмі  пайдаланылады:  алдымен  ақпарат  бірінші  деңгейлі  (К1) 
кэште  ізделеді;  егер  ақпарат  ол  жерде  жоқ  болса,  екінші  деңгейлі  кэштен 
(К2);  сосын  үшінші  деңгейлі  кэштен  ізделеді  (ереже  бойынша  қазіргі  МП 
сирек  кездеседі).  Егер,  бір  де  бір  кэштен  табылмаса,  оның  бұдан  əрі 
орындалуы  үшін  ОЕҚ-ке  жүгінеді.  Мұндай  құрама  буферлердің  шектеулі 
көлеміне  байланысты  командалар  мен  мəліметтерді  пайдалану  уақыт  өте 
келе кэштен жоғалып кетеді жəне қажет болса жаңасымен ауыстырылады. 
Барлық  қазіргі  МП-да  кэш-жадылардың  барлық  деңгейлері  іс  жүзінде, 
процессор  ядросындағыдай  жиілікте  жұмыс  істейді,  сондықтан,  ақпарат 
алмасудың ішкі жылдамдығы FSB шинасы бойынша негізгі жадымен оның 
жұмысының жылдамдығын арттыруы мүмкін. 
Қазіргі процессорларды құрастырудың негізін салушы болып саналатын 
гарвардтық  архитектураға  сəйкес,  бірінші  деңгейлі  кэш  дəстүрлі  түрде, 
тəуелсіз  шинамен  екі  бірдей  аппаратты  бөлікке  бөлінеді:  нұсқаулық  кэш 
(НК1) жəне мəліметтер кэші (МК1). 
НК1-ге командалар, бұдан əрі қайта кодтау үшін ғана түседі, ал МК1-ге 
процессордың ішкі регистріне арналған мəліметтер ғана түседі (3.6 сур.). 
К2 екінші деңгейлі кэш жады, көлемі жағынан К1-ге қарағанда əрдайым 
үлкен  болады:  қазіргі  процессорларда  К2  көлемі  2  Мбайтқа  жетті,  ал  К1 
көлем 128 Кбайттан аспайды.