2. Структурные схемы процессоров.

Архитектура процессора Pentium 4.

BTB (Branch Target Buffer) - буфер целей ветвления. В этой таблице находятся все адреса куда будет или может быть сделан переход. Процессоры Athlon еще используют таблицу истории ветвлений (BHT - Branch History Table), которая содержит адреса по которым уже осуществлялись ветвления. Программы используют ветвления для осуществления выбора. Программа задает вопрос и отвечает, осуществляется соответствующее ветвление или нет.

mOP (Micro-Operation/Operand) - микрооперация/операнд. Так Intel назвала инструкции, которые могут быть непосредственно поняты и выполнены блоками микропроцессора. AMD называет их MacroOPs, т.к. в Athlon'ах они более продвинутые и могут содержать больше информации чем Intel'овские mOPs. Оба модуля "OP" имеют в основе одну важную вещь. Они представляют очень простые инструкции, которые могут быть быстро обработаны процессором. В отличие от x86-инструкций, эти операции имеют определенный размер и, таким образом, могут быть легко переданы на исполняющий конвейер. Декодер транслирует x86-инструкции в одну или несколько микроопераций, за исключением слишком сложных x86-инструкций, из которых синтезатор (секвенсор) микроинструкций (Micro Instruction Sequencer) создает иногда довольно длинные последовательности, используя ПЗУ микрокода (Micro Code ROM), имеющееся в любом современном суперскалярном процессоре. Большинство x86-инструкций декодируются, в среднем, в две микрооперации. Из некоторых очень простых инструкций, таких как AND, OR, XOR или ADD, получается только одна операция, в то время как из DIV или MUL, или операндов с косвенной адресацией получается больше. Сложные инструкции, такие как тригонометрические команды, могут легко быть преобразованы в сотни микроопераций на выходе Micro Instruction Sequencer.

ALU (Arithmetic Logic Unit) - арифметико-логическое устройство. Так называется устройство для целочисленных операций. Арифметические операции, такие как сложение, умножение и деление, а также логические операции (OR, AND, ASL, ROL, ...) обрабатываются при помощи АЛУ. Эти операции составляют подавляющее большинство программного кода в большинстве программ.

AGU (Address Generation Unit) - устройство генерации адресов. Это устройство не менее важное чем АЛУ, т.к. оно отвечает за корректную адресацию при загрузке или сохранении данных. Абсолютная адресация в программах используется только в редких исключениях. Как только берутся массивы данных, в программном коде используется косвенная адресация, заставляющая работать AGU.

Для сравнения приведены блок-схемы некоторых других процессоров.

Можно увидеть, что архитектура Pentium 4 гораздо сложнее чем Pentium III (а также в некоторых ситуациях заметить преимущества P3 над P4).

Архитектура процессора Pentium III.

Архитектура процессора Athlon XP.