O`rta maxsus ta’lim vazirligi

Kompyuter protsessorlarining sinflari, tavsifi va tizimli tahlili

Mikroprotsessorlar yoki markaziy protsessorlar shaxsiy kompyuterlarning “miyasini” tashkil qiladi — CPU (Central Processing Unit). Mikroprotsessor hisoblashlar va ma’lumotlarni qayta ishlashni amalga oshiradi (soprotsessorga ega bo‘lgan kompyuterlarda amalga oshiriluvchi ba’zi bir matematik operatsiyalardan tashqari) va kompyuterning eng qimmat mikrosxemasi hisoblanadi.
Barcha PC-moslashuvchi kompyuterlarda Intel mikrosxemalarining oilasi bilan moslashuvchi bo‘lgan protsessorlardan foydalaniladi, lekin ular faqat Intel firmasi tomonidangina emas, AMD, Cyrix, IDTva Rise Technomanies kompaniyalari tomonidan ham chiqariladi va loyihalashtiriladi Hozirgi vaqtda Intel protsessorlar bozorida boshchilik qilmoqda. Biroq 70- yillar oxirida bu bozorda Ziman (Z-80 rusum) va MOS Technomany (6502 rusum) firmalari etakchilik qilar edi. Z-80 protsessori Intel 8080 protsessorining yaxshilangan va qimmat bo‘lmagan nusxasi edi. 1981-yili IBM o‘zining birinchi Intel 8088 (4,77 MGts) protsessorli va 1.0 talqinli Microsoft Disk Operating System (DOS) operatsion tizimli IBM PC shaxsiy kompyuterini chiqargandan so‘ng Intel va Microsoft firmalari eng yo‘qori cho‘qqini egalladi. Shu vaqtdan boshlab, barcha shaxsiy kompyuterlarga Intel firmasining protsessorlari va Microsoft firmasining operatsion tizimlari o‘rnatiladigan bo‘ldi. Protsessorlarning asosiy parametrlari.
Tezlik — bu protsessorning hususiyatlaridan biri bo‘lib, uni ko‘p hollarda turlicha talqin qilinadi. Ushbu bo‘limda, umuman, protsessorlarning tezligi va, hususan, Intel protsessorlari xaqida ma’lumot olasiz. Ko‘pincha, kompyuterning tezligi, odatda, megagerslarda o‘lchanuvchi takt chastotasiga bog‘liq bo‘ladi. U uncha katta bo‘lmagan qalaydan yasalgan konteynerida joylashgan, kvars kristali bo‘lgan, kvars rezonatorining parametrlari orqali aniqlanadi.
Elektr kuchlanishi natijasida kvars kristalida, kristalning shakli va o‘lchami orqali aniqlanuvchi chastotali elektr tokining tebranishlari hosil bo‘ladi. Shu o‘zgaruvchi tokning chastotasini takt chastotasi deb ataladi.
Mantiqiy qurilma sifatida protsessor uchun vaqt o‘lchamining eng kichik birligi takt chastotasining davri yoki oddiygina takt bo‘ladi. Har bir operatsiyaga minimum bitta takt sarf qilinadi. Masalan, Pentium II protsessori xotira bilan ma’lumot almashishi uchun uch takt va bir nechta kutish sikli kerak bo‘ladi (Kutish sikli, bu hech narsa sodir bo‘lmaydigan takt; u protsessor tezligi quyi bo‘lgan kompyuterning boshqa tugunlaridan oldin “yugurib ketmasligi uchun ” zarurdir). Buyruqlarining bajarilishiga ketadigan vaqt ham o‘zgaruvchandir. 8086 va 8088 protsessorlarida bitta buyruqning bajarilishiga 12 takt chamasida ketadi. 286 va 386 protsessorlarida bu ko‘rsatgich bitta operatsiyaga o‘rtacha 4,5 takt atrofida, 486 da esa 2 taktgacha kamayadi.
Pentium protsessorida ikkita parallel konveyer va boshqa turli usullardan qo‘llanish, o‘rta statistik buyruqning bajarilish vaqtini 1 taktgacha qisqartirish umkonini tug‘dirdi. Pentium Pro, Pentium II/III, Celeron va Xeon, shuningdek Athlon/Duron protsessorlarida bir taktda eng kami bilan uchta buyruq bajariladi. Buyruqlarning bajarilishi zarur bo‘lgan, taktlarning turli miqdori, kompyuterlarning samaradorligini ularning takt chastotasiga ( ya’ni sekundiga taktlarning soni) asoslanib taqqoslashni mushkullashtiradi.
Nima uchun bir xil takt chastotasida protsessorlardan bittasi boshqasidan tezroq ishlaydi? Sababi, uning unumdorligi 486 protsessori bilan taqqoslaganda yo‘qori tezlikka ega, chunki buyruqni bajarish uchun unga 386 ga qaraganda o‘rtacha ikki marta kam takt talab qilinadi. Pentium protsessori uchun esa 486 ga qaraganda ikki marta kam bo‘lgan takt zarur bo‘ladi .Shunday qilib, 133 MGts (AMD 5x86-133 tipdagi) takt chastotali 486 protsessori, 75 MGts takt chastotali Pentiumga qaraganda sekinroq ishlaydi! Pentium bir turdagi chastotada 486ga qaraganda ikki marta ko‘p buyruqni bajaradi. Pentium II va Pentium III lar Pentium protsessoridan ular ishlayotgan chastotada taxminan 50% tezroq ishlaydi, chunki aynan shu miqdordagi sikl davomida ular ko‘proq buyruqlarni bajaradi.
Protsessorlarning nisbiy samaradorligini taqqoslay turib, 1 000 MGts takt chastotasida ishlovchi Pentium III protsessorining unumdorligi, nazariy, 1 500 MGts chastotada ishlovchi Pentium protsessorining unumdorligiga teng, u esa o‘z navbatida 3 000 MGts takt chastotasida ishlovchi 486 protsessorining unumdorligiga, u esa 6 000 MGts chastotada ishlovchi 386 yoki 286 protsessorlarining, yoki 12000 MGts takt chastotasida ishlovchi 8088 protsessorining unumdorligiga teng ekanligiga ishonch hosil qilamiz.Agar 8088 protsessorli dastlabki PC 4,77 MGts ga teng bo‘lgan takt chastotasida ishlaganligini e’tiborga oladigan bo‘lsak, hozirgi kompyuterlar ular bilan taqqoslaganda 1,5 mingdan tezroq ishlaydi. Shuning uchun, kompyuterlarning samaradorligini takt chastotasiga asoslanib taqqoslash mumkin emas; tizimning unumdorligiga boshqa faktorlar ham ta’sir ko‘rsatishini e’tiborga olish zarurdir.