Знакомьтесь, информационные технологии. Аркадий Воловник

кристалле, кроме процессора, находятся также сопроцессор (обеспечивающий работу с числами с плавающей точкой), схемы работы с группами операндов, кэш-память (объемом до нескольких мегабайт) и другие узлы. Реально собственно процессор (его ядро) занимает на кристалле не более 10 % площади. Одно ядро может использоваться для процессоров, ориентированных на различные сегменты рынка. Сегодня процессоры характеризуются следующими параметрами:

      • количество транзисторов в одном кристалле превосходит 40 миллионов;

      • частота работы – 2 ГГц;

      • разрядность обрабатываемого слова – 32 или 64;

      • число инструкций – превысило 200.

      И вот в своем поступательном движении процессор достиг определенного предела[28]. И, естественно, стал трансформироваться, причем сразу в трех направлениях.

      Во-первых, на одном кристалле стали размещать сразу несколько процессоров. Такое построение является идеальным для создания многопроцессорных компьютеров[29]. Двухпроцессорные кристаллы выпускают IBM и Sun. Intel также сообщил о начале работ над микросхемой, включающей два процессора, каждый из которых имеет свою кэш-память и общий кэш второго уровня.

      Во-вторых, процессор стал включать в себя дополнительные устройства, такие как звуковые схемы, устройства для работы с графикой, узлы ввода/вывода информации и другие элементы, позволяющие значительно сократить число электронных компонентов в компьютере. Такое решение очень актуально для мобильных устройств. В процессоре MediaGX (National Semiconductor), сделанном по идеологии PC-on-a-chip (компьютер на кристалле), к ядру добавлены контроллеры памяти и видеоускоритель. Здесь же находится кэш-память объемом 64 Кбайт.

      Третье направление связано с дальнейшей интеграцией. К микропроцессору (CPU) были добавлены необходимые для компьютера устройства. В результате на одном кристалле реализован микрокомпьютер, который состоит из:

      • микропроцессора, предназначенного для обработки информации;

      • постоянной памяти (RAM), в которой записаны операционная система и рабочие программы;

      • оперативной памяти (ROM), служащей для хранения промежуточных данных;

      • энергонезависимой памяти (EEPROM), в которой размещаются данные, изменяющиеся относительно редко;

      • системы контроля времени (TIME);

      • системы ввода-вывода данных (I/O).

      На рис. 2.3 показана структура микрокомпьютера и организация связи между его элементами.

      Рис. 2.3. Структура микрокомпьютера

      Именно эти устройства сегодня применяются в самых различных изделиях как бытовых[30], так и производственных. Такие же микрокомпьютеры используются в интеллектуальных банковских карточках[31] и мобильных телефонах[32]. Микрокомпьютеры, как правило, решают ограниченный круг задач. Поэтому их программное обеспечение неизменно и находится в RAM. Все мы, пользователи бытовых приборов или промышленных установок, не знаем, какой конкретно микрокомпьютер здесь

28

Подробнее эти вопросы рассмотрены в разд. «Предел для компьютера» данной главы.

29

Этот процесс описан в разд. «Суперкомпьютеры – все мощнее и все дешевле» данной главы.

30

О них говорится в разд. „…и компьютер превращается, превращается, превращается…“ данной главы.

31

Подробнее этот вопрос разобран в гл. 4.

32

В гл. 7 показано, как используются микрокомпьютеры в сотовой связи.