Procesory Křemíkový čip, který řídí všechno dění v počítači

Prezentace na téma: "Procesory Křemíkový čip, který řídí všechno dění v počítači"— Transkript prezentace:

1 Procesory Křemíkový čip, který řídí všechno dění v počítači
Mozek celého počítače Skládá se z mikroskopicky velkých tranzistorů spínáním provádějí výpočty Rychlost spínání udává frekvenci procesoru (v Hz) Platí tato věta ? „Čím vyšší frekvence, tím vyšší výkon.“ 2

2 Vývoj procesorů - zkratky
f = frekvence D = šířka datové sběrnice A = šířka adresové sběrnice 2

3 Vývoj procesorů Intel Rok 1971 4004 4-bitový Rok 1974 8080 8-bitový
2 300 tranzistorů, technologie 10 μm Rok bitový 5 000 tranzistorů, f = 1 až 2MHz, D=8b, A=16b technologie 6 μm Rok bitový tranzistorů, f= 5 až 10Mhz, D=16b, A=20b technologie 3 μm Rok bitový tranzistorů, f= 6 až 12,5MHz, D=16b, A=24b technologie 1,5 μm 2

4 Intel 4004 2

5 Intel 8080 2

6 Intel 8080A a Z80 Odvozené od 8080 Základ mnoha 8-bitových počítačů 2

7 Intel 8086 2

8 Intel 80286 2

9 Vývoj procesorů Intel Rok 1986 80386 Rok 1989 80486
tranzistorů, f=16 až 33 MHz, A=32b 2 modely DX D=32b uvnitř i navenek SX vnitřně 32-bitový, navenek D=16b Rok tranzistorů, f=16 až 100 MHz, A=32b, D=32b technologie 0,6 μm DX s matematickým koprocesorem SX bez matematického koprocesoru (není připojen) 2

10 Intel 80468 2

11 Intel 80486 Který procesor je výkonnější? 80486 DX2 100 MHz
nebo 80486 DX4 100 MHz Proč? reklamní finta Intelu !!! číslo za DX udává násobič frekvence CPU frekvence systémové sběrnice je u DX4 menší 2

12 Vývoj procesorů Intel Rok 1993 Pentium Poznámka
tranzistorů, A=32b, D=64b skalární architektura 2 vyrovnávací paměti po 8kB kombinace technik CISC a RISC technologie 800 nm Poznámka všechny předchozí typy byli čistě CISC 2

13 Zajímavost Rok 1994 Chyba v pentiu!!!
chyba při operaci dělení s floating point plovoucí řádová čárka (později) rovnice z = (x/y)*y – x nevyšla vždy nula když x a y měly hodně desetinných míst 2

14 Vývoj procesorů Intel Rok 1995 Pentium Pro (P6) Rok 1996 Pentium MMX
tranzistorů patice Socket 8 superskalární architektura tři nezávislé pipelines Rok Pentium MMX přidáno 7 multimediálních instrukcí Multi Media eXtension patice Socket 7 výrobní proces 280nm 2

15 Vývoj procesorů Intel Rok 1997 Pentium II modifikované jádro z P6
obsahuje MMX instrukce modely Klamath (7.května 1997) technologie 350nm frekvence až 300MHz(FSB 66MHz) Tonga (7.června 1997) technologie 250nm snížené napájení na 1,6V Deschutes (26.ledna 1998) frekvence až 450MHz(FSB 100MHz) Dixon (25.ledna 1999) frekvence až 500MHz snížené napájení na 1,5V 2

16 Vývoj procesorů Intel Rok 2000 Pentium 4 přidané instrukce SSE2 (144)
kompletní redesign (NetBurst) Intel spoléhal na vysokou frekvenci až 20-ti stupňová pipeline patice Socket 423 a Socket 478 modely Willamette (20.listopadu 2000) technologie 180nm 42 milionů tranzistorů frekvence až 2GHz(FSB 100MHz + Quad Data Rate  400MHz) Northwood (7.ledna 2002) technologie 130nm 55 milionů tranzistorů frekvence až 3,4GHz(FSB 800MHz) 2

17 Vývoj procesorů Intel Rok 2000 Pentium 4 modely
Prescott (2.února 2004) technologie 90nm 125 milionů tranzistorů patice Socket T frekvence až 3,8GHz(FSB 800MHz) Cedar Mill (únor 2006) technologie 130nm 118 milionů tranzistorů frekvence až 3,6GHz(FSB 800MHz) 2

18 Vývoj procesorů Intel Architektura Core
rapidně snížen počet stupňů pipeline nedosahuje takových frekvencí, ale je rychlejší vylepšené řízení spotřeby snížení tepelného vyzařování podpora vícejaderných procesorů i jednojaderné mají elektroniku pro vícejadernou komunikaci 2

19 Vývoj procesorů Intel 2

20 Vývoj procesorů Intel Architektura Nehalem
představení 15.listopadu 2008 Core i7 (high-end verze) jádro Bloomfield patice LGA 1366 technologie 45 nm 731 milionů tranzistorů (čtyřjádrová varianta) později i střední třída Core i5 8.září 2009 ještě později low-end Core i3 7.ledna 2010 2

21 Vývoj procesorů Intel Architektura Nehalem
místo FSB zavedena QPI (více u sběrnic) Quick Path Interconnect podpora Hyper Threadingu v jednom jádře dvě virtuální vlákna integrovaný paměťový řadič vylepšený systém pamětí cache až 8MB L3 podpora Turbo Mode automatické přetaktování v případě potřeby 2

22 Vývoj procesorů Intel Nehalem Core i3 Nehalem Core i5 2

23 Vývoj procesorů Intel Nehalem Core i7 2

24 Vývoj procesorů Intel Architektura Sandy Bridge
představení 4.ledna 2011 patice LGA 1155 technologie 32 nm vylepšené řízení spotřeby jednotlivé prvky lze kdykoliv vypnout nová instrukční sada AVX nadstavba nad SSE4 integrované rozhraní PCI-Express již není nutný severní most 2

25 Vývoj procesorů Intel Sandy Bridge Core i3 Sandy Bridge Core i5 2

26 Vývoj procesorů Sandy Bridge Core i7 2

27 Speciální procesory Intel
Celeron zjednodušené verze procesorů Pentium neobsahují L2 cache  pomalejší lehce přetaktovatelné Xeon vylepšené verze procesorů Pentium (opak Celeronů) obsahují větší kapacity cache pamětí  rychlejší využívají se u servrů Pentium M „mobilní“ verze procesorů Pentium určeny především do notebooků optimalizovány pro nižší odběr energie snížené vyzařování tepla 2

28 Vývoj procesorů AMD AMD procesory do roku 1986 spolupráce s Intelem
soudní spory až do roku 1994 porušení ochranné známky  AMD vyhrálo první procesor Am286 (klon Intel 80286) od Am486 již vlastní návrhy 2

29 Vývoj procesorů AMD 2

30 Vývoj procesorů AMD AMD K5 rok 1995 konkurence k Pentiu, ale zaostává
4,3 milionů tranzistorů frekvence 66 MHz až 100 MHz technologie 350 nm 2

31 Vývoj procesorů AMD AMD K6 MMX instrukce
rychlejší než Intel na stejných frekvencích více se zahřívá model 6 (2.dubna 1997) technologie 350 nm frekvence až 233 MHz model 7 (6.ledna 1998) technologie 250 nm frekvence až 300 MHz 2

32 Vývoj procesorů AMD AMD K6-2 instrukční sada 3DNow!
konkurent k Pentium II 9,3 milionů tranzistorů modely Chomper (28.května 1998) technologie 250 nm frekvence až 350 MHz K6-2+ (18.dubna 2000) technologie 180 nm frekvence až 570 MHz 2

33 Vývoj procesorů AMD AMD Athlon (K7)
prodloužená pipeline  vyšší rychlost vylepšená FPU jednotka instrukční sada SSE patice Socket A technologie 180 nm (později 130 nm) zaveden Performance Rating označování podle frekvencí Intelu např. Athlon XP 2200+ frekvence jen 1800MHz ale výkonnostně odpovídá Intelu na 2200MHz 2

34 Vývoj procesorů AMD AMD Athlon (K7) 2

35 Vývoj procesorů AMD AMD Athlon 64 (K8 a K9) 64bitové procesory
patice Socket AM2 a Socket 754 později i podpora více jader  K9 technologie 130 nm, 90 nm a 65 nm modely Athlon 64  základní verze (23.září 2003) Athlon 64 X2  dvoujádrová varianta (1.června 2005) Opteron  servrová verze Sempron  levná verze (analogie k Celeronu) Turion  mobilní verze 2

36 Vývoj procesorů AMD AMD Athlon 64 X2 2

37 Vývoj procesorů AMD AMD Phenom (K10) patice Socket AM2+
frekvence do 2,6 GHz dvou a čtyř jaderné (později i tříjaderné) tříjaderný = čtyřjaderný s jedním nefunkčním technologie 65 nm modely Kuma  dvoujádrová varianta (19.listopadu 2007) Agena  čtyřjádrová varianta (19.listopadu 2007) Toliman  tříjádrová varianta (27.března 2008) 2

38 Vývoj procesorů AMD AMD Phenom II (K10.5)
podpora DD3 pamětí (až 1333 MHz) frekvence do 3,6 GHz až šestijaderné procesory patice Socket AM3 technologie 45 nm modely Callisto  dvoujádrová varianta (12.prosince 2008) Deneb  čtyřjádrová varianta (8.ledna 2009) Heka  tříjádrová varianta (9.února 2009) Thuban  šestijádrová varianta (27.dubna 2010) 2

39 Vývoj procesorů AMD AMD Phenom II 2

40 Architektura Sekvenční Skalární
instrukce se zpracovávají jedna po druhé starší typy do 486 Skalární zpracovává několik instrukcí najednou lze toho docílit zdvojením funkčních celků (pentia) promyšleným návrhem mikroprocesoru jednotlivé celky pracují nezávisle na sobě zrychlujícím prvkem je pipelining

41 Výčet parametrů procesorů
Sada instrukcí (CISC x RISC) Architektura Výrobce Šířka datové sběrnice [b] Šířka adresové sběrnice [b] Vyrovnávací paměti (počet, typy, velikosti [kB] ) Registry (velikosti, počet) Frekvence [MHz, GHz] Napájení [V] Typ patice Počet jader ??? Najdeme další parametry? 2