Процессоры с умножением частоты

В марте 1992 года фирма Intel объявила о создании второго поколения микропроцессоров 486. Эти микропроцессоры, названные i486DX2, обеспечили новую технологию, при которой скорость работы внутренних блоков микропроцессора в два раза выше скорости остальной части системы. Тем самым появилась возможность объединения высокой производительности микропроцессора с внутренней тактовой частотой 50(66) МГц и эффективной по стоимости 25/33-мегагерцовой системной платой. Новые микропроцессоры по прежнему включали в себя центральный процессор, математический сопроцессор и кэш-память на 8 Кбайт. Компьютеры, поставляемые на базе микропроцессоров i486DX2, работают приблизительно на 70% производительней тех, что основаны на микропроцессорах i486DX первого поколения. Несколько позже появились процессоры i486SX2, в которых, как следует из названия, отсутствует встроенный сопроцессор.

Следует напомнить, что технология умножения частоты стала использоваться также в процессорах OverDrive. Кстати, как заявляют представители фирмы Intel, OverDrive — это не конкретные микросхемы, а, скорее, новая методология замены процессоров. По сути, основное различие между процессорами серии DX2 и OverDrive Intel состоит в том, что первые монтируются на системных платах ещё при сборке компьютеров, а вторые должны устанавливаться самими пользователями. Внутренние функциональные узлы подобных устройств (математический сопроцессор, кэш, устройство управления памятью, арифметико-логическое устройство) используют удвоенную тактовую частоту, в то время как остальные элементы системной платы (системная и внешняя кэш-память, вспомогательные микросхемы) работают с обычной скоростью. Такой «фокус» позволяет увеличить производительность системы, как правило, за счёт хранения части данных и выполняемых кодов программ во внутренней кэш-памяти. Понятно, что в противном случае игра не стоила бы свеч: какой смысл уменьшать время обработки типа регистр-регистр, если потом придётся сравнительно долго ждать новых операндов из внешней памяти? Отметим, что повышение производительности процессоров сопровождается существенным увеличением потребляемой мощности.

В настоящее время технология умноженной частоты (не только в два, но и, например, в полтора, два с половиной или три раза) находит широкой практическое применение во всех современных процессорах. Так, фирма Intel выпускала серию микропроцессоров с умножением частоты — DX4 (кодовое название P24C). Процессоры этого семейства — 486DX4−75, 486DX4−83 и 486DX4−100 имеют кэш-память 16 Кбайт и предназначены для установки с системные платы, работающие на тактовой частоте 25 и 33 МГц. Напряжение питания этих процессоров составляет 3,3 В, количество транзисторов на кристалле — 1,6 миллиона.