Процессоры в современных ВС являются микропроцессорами, т.е. реализуются в виде СБИС. Микропроцессоры применяют во всех типах ВС от ПК до суперкомпьютеров. Начиная с первого микропроцессора, изготовленного в 1971 г., в течение более тридцати лет наблюдалось повышение тактовой частоты икропроцессоров, характеризующей их быстродействие, в соответствии с законом, сформулированным одним из основателей компании Intel Г.Муром. Закон Мура гласит, что быстродействие вычислительных систем удваивается каждые полтора года.
Увеличение частоты основано на технологических достижениях, которые непосредственно выражаются в уменьшении проектных норм и, следовательно, в увеличении степени интеграции, а также в росте размеров кремниевой пластины, в которой формируются микропроцессорные СБИС.
Понятие архитектуры процессора обычно связывают с особенностями системы команд. Известны процессоры с расширенной и укороченной системой команд, именуемые соответственно CISC (Complex Instruction Set Computing) и RISC (Reduced Instruction Set Computing).
Для CISC-процессоров характерны большое число машинных команд различных форматов, по некоторым командам выполняются довольно объемные вычисления, эквивалентные операторам языков программирования. Такие команды занимают много тактов. Архитектура CISC используется в микропроцессорах компаний Intel и AMD. В частности, в разработанной Intel технологии ММХ для ускорения обработки мультимедийной информации в систему команд процессора было введено 57 новых дополнительных команд.
В процессорах архитектуры RISC, появившейся в 1980 г., длинные команды заменяются совокупностями коротких команд, выполнение каждой из которых происходит за малое число тактов компьютера, чаще всего за один такт, причем реализуется аппаратное, а не микропрограммное исполнение этих команд. При этом используется увеличенное число регистров для быстрого доступа к операндам, поскольку операции обработки данных реализуются только в формате "регистр-регистр" (операнды выбираются из оперативных регистров процессора, и результат операции записывается также в регистр; а обмен между оперативными регистрами и памятью выполняется только с помощью команд чтения/записи). Упрощение обработки команд достигается также за счет их фиксированного размера и формата. Состав системы команд должен быть "удобен" для компиляции операторов языков высокого уровня.
Архитектуру RISC имеют многие микропроцессоры, разработанные для рабочих станций, например, микропроцессоры SPARC компании Sun Microsystems, микропроцессоры Power6 компаний IBM и Apple.
Примеры микропроцессоров.
В микропроцессорах для построения серверов насчитывается от 2 до 16 ядер.
Процессор Power6 выполнен по 65 нм КМОП технологии, работает на частоте 4,7 ГГц, быстродействие оценивается в 14-18 Gflop/s на одно ядро (в чипе может быть до 8 ядер и тогда быстродействие достигает 120 Gflop/s), при потреблении примерно такого же количества энергии, как в процессоре POWER5. Чипы POWER6 имеют кэш-память объемом 8 Мб (вчетверо больше, чем у POWER5). Микропроцессоры POWER6 рассчитаны на пониженное напряжение питания. Кроме того, в них реализованы специальные меры для понижения энергопотребления и тепловыделения.
развивает линию процессоров Itanium 2, Xeon и Pentium.
В ноябре 2008 г. компания Intel приступила к поставкам процессоров Core i7 (Nehalem). Это четырехъядерные чипы Core i7 920 , Core i7 940 и Core i7 965 Extreme Edition с частотами 2,66 — 3,2 ГГц, выполнены по 45-нанометровой технологии. Цены от 949 до 3699 долларов. Тепловыделение 130 Вт. Новинкой является механизм защиты от перегрева, автоматически уменьшающий частоту при превышении выделяемой мощностью или током определенных ограничений. Флагманская модель Core i7-975 Extreme Edition имеет частоту 3.33 ГГц.
Для массового сегмента рынка аналогом серии Core i7 является серия четырехъядерных процессоров Core i5 (Lynnfield).
На 45 нм технологию переводятся процессоры Pentium. Это серия Pentium E5xxx и Pentium E6300.
В сегменте микропроцессоров для высокопроизводительных серверов Intel выпускает серии Xeon. С 2008 г. по 45-нм технологии производится серия Xeon 7400, имеющая до шести ядер и до 16 МБ совместно используемой ими кэш-памяти.
Новый процессор семейства Intel Xeon под кодовым названием Nehalem-EX имеет до 8 вычислительных ядер, поддерживая (Hyper-threading) обработку до 16 потоков одновременно. Объем кэш-памяти составит 24 Мб. 2,3 млрд транзисторов. Начало массового производства Nehalem-EX запланировано на вторую половину 2009 года. Nehalem-EX способен обеспечить в 9 раз более высокую скорость работы оперативной памяти по сравнению с Intel Xeon 7400. Теперь на один процессорный сокет может приходиться до 16 слотов с оперативной памятью. Процессоры Nehalem-EX имеют по четыре широкополосных шины QuickPath, что обеспечивает хорошую расширяемость и позволяет строить системы с несколькими процессорными сокетами, способными обрабатывать одновременно до 128 процессов без использования дополнительных устройств.
В 2010 г. Intel планирует выпуск процессоров (Tukwila ) и Dunnington.
В Tukwila будет четыре ядра. Частоты до 2,93 ГГц, цены $196...$562. Увеличенная производительность, сниженное энергопотребление, как предполагается, поставит этот продукт в одну линейку с чипами IBM Power6 и 16-ядерным Sun Microsystems.
Шестиядерный процессор Dunnington предназначен для многопроцессорных серверов. Он включает 1,9 млрд транзисторов, проектные нормы 45 нм.
В Tukwila новинкой станет шина CSI (Common Systems Interconnect), которая обеспечит 6,4 и 4,8 млрд. операций в секунду (6.4 Gflop/s), что гораздо эффективнее, чем в текущей версии Itanium2 — 667 млн. операций в секунду. Эффективность новой шины оценивается высоко. Предположительно, ее ширина составит 8-16 бит и она будет иметь пропускную способность от 64 до 128 Гб/с, т.е. в 6-11 раз эффективнее, чем у Itanium2. Процессор будет работать с полностью буферизованной памятью FB-DIMM, что сильно снизит латентность. Встраиваемый контроллер памяти будет поддерживать работу с четырьмя каналами памяти, а возможно и больше. Кэш-память Tukwila (L3) — по 6 Мб на ядро, что в сумме дает внушительные 24 Мб. Поддерживается и технология виртуализации.
Все нововведения, которые Intel реализует в ядре Tukwila, как ожидается, наделят процессор производительностью в 40 Гфлопс. Предположительно, также, как и в ядре Montecito, в ядрах Tukwila будет использоваться многопоточность — по две нити на ядро. Описываемый процессор будет иметь частоту 2,5 ГГц.
Компания в 2009 г.:
В 2011 году AMD планирует выпуск по 32 нм технологии процессоров серий Opteron 6000 и Opteron 4000 с числом ядер от 12 до 16.
В суперкомпьютере IBM Roadrunner, мировом лидере по производительности 2008 г., использованы процессоры Opteron 1.8 ГГц и PowerXCell 3.2 ГГц. PowerXCell имеет многоядерную архитектуру, включает один главный и восемь дополнительных процессорных элементов, выполнен по 65 нм технологии, производительность 14 ...102 Gflop/s
Примечание 1
Доля (в процентах) продукции компаний в элементной базе суперкомпьютеров по списку Top500 от ноября 2007 г. представлена в табл. 1. Хотя по данным других источников на июль 2008 г. процессоры Xeon используются более чем в 50% суперкомпьютеров, а процессоры какOpteron, так и Power5 (Power6)- не более чем в 10%.
Таблица 1    
Intel13
AMD12
IBM53

Список литературы
1. Mltrade. — http://www.turbo.mltrade.ru/?Page=4&Code=3121