Основные аппаратные платформы

Аппаратная платформа компьютера (архитектура компьютера) — уровень, образованный микроархитектурой, микропрограммой управления ядром микропроцессора и архитектурой набора команд на аппаратной базе конкретных микросхем процессора, чипсета, других физических компонентов, которые в совокупности составляют аппаратную модель вычислительной системы.

Предназначен для запуска определенных семейств программных продуктов (операционная система, прикладное программное обеспечение), которые, в свою очередь, разработаны исходя из возможностей и для запуска на данной аппаратуре. Конкретно, аппаратные платформы отличаются друг от друга совокупностью аппаратуры (процессором, чипсетом), а также разработанными (и запускаемыми) программными компонентами.

Одной из наиболее распространённых офисных платформ и персональных компьютеров является IBM PC. На рынке персональных компьютеров также распространены компьютеры Apple. Эти платформы являются широко известными брендами.

Аппаратная платформа	Разработчик архитектуры	Семейство процессоров	Разрядность	Типы систем	Примечания
IA-32	Intel	Все процессоры х86 (386, 486), Pentium I-IV	32 bit	ПК, сервер, ноутбук, кластер	Доминирующая архитектура в мире Windows
x86-64 (AMD64, x64)	AMD	Athlon 64, Intel, Core 2 и др.	64 bit	ПК, сервер, ноутбук, кластер	Широко производимая, но чуть реже используемая архитектура.
Power PC	IBM + Apple, Motorola	Группа проц. Power PC	32 – 64 bit	Вся линейка Apple, серверы IBM, игр. приставки Microsoft XBox	Класс универсальных широкозадачных RISC-процессоров.
SPARCv9	Sun Microsystems		64 bit	сервер	Чисто серверная платформа
ESA/390, z/Architecture	IBM		32 – 64 bit	мейнфрейм	Применяется для хранения данных и виртуализации серверов (LPAR).Возможно несколько машин объединить в кластер.
Atom	Intel		32 bit	Нетбуки, неттопы	Самые легкие настольные процессоры
ARM	ARM	ARM 7, ARM 9 и др.	32 bit	Портативные и мобильные устройства (включая ноутбуки)	Специально для мобильных устройств, например, семейства КПК Palm (так, в модели Tungsten T3 стоит процессор Intel xScale), iPhone и т.д.

14. Архитектура процессоров: RISC и CISC.

Микропроцессор — это устройство, представляющее собой одну или несколько больших интегральных схем(БИС), выполняющих функции процессора ЭВМ.Классическое вычислительное устройство состоит из арифметического устройства (АУ), устройства управления (УУ), запоминающего устройства (ЗУ) и устройства ввода-вывода (УВВ).

Существуют процессоры различной архитектуры.

CISC (англ. Complex Instruction Set Computing) — концепция проектирования процессоров, которая характеризуется следующим набором свойств:

· большим числом различных по формату и длине команд;

· введением большого числа различных режимов адресации;

· обладает сложной кодировкой инструкции.

Процессору с архитектурой CISC приходится иметь дело с более сложными инструкциями неодинаковой длины. Выполнение одиночной CISC-инструкции может происходить быстрее, однако обрабатывать несколько таких инструкций параллельно сложнее.

Облегчение отладки программ на ассемблере влечет за собой загромождение узлами микропроцессорного блока. Для повышения быстродействия следует увеличить тактовую частоту и степень интеграции, что вызывает необходимость совершенствования технологии и, как следствие, более дорогого производства. Недостаток – нерегулярность потока команд.

RISC (Reduced Instruction Set Computing). Процессор с сокращенным набором команд. Система команд имеет упрощенный вид. Все команды одинакового формата с простой кодировкой. Обращение к памяти происходит посредством команд загрузки и записи, остальные команды типа регистр-регистр. Команда, поступающая в CPU, уже разделена по полям и не требует дополнительной дешифрации.

Часть кристалла освобождается для включения дополнительных компонентов. Степень интеграции ниже, чем в предыдущем архитектурном варианте, поэтому при высоком быстродействии допускается более низкая тактовая частота. Команда меньше загромождает ОЗУ, CPU дешевле. Программной совместимостью указанные архитектуры не обладают. Отладка программ на RISC более сложна. Данная технология может быть реализована программно-совместимым с технологией CISC (например, суперскалярная технология).

Поскольку RISC-инструкции просты, для их выполнения нужно меньше логических элементов, что в конечном итоге снижает стоимость процессора. Но большая часть программного обеспечения сегодня написана и откомпилирована специально для CISC-процессоров фирмы Intel. Для использования архитектуры RISC нынешние программы должны быть перекомпилированы, а иногда и переписаны заново. Достоинства - 1.снижение нерегулярности потока команд, 2.обогащение пространственным параллелизмом)