Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

13AMT Procesory III. Lecture 4 Ing. Martin Molhanec, CSc.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "13AMT Procesory III. Lecture 4 Ing. Martin Molhanec, CSc."— Transkript prezentace:

1 13AMT Procesory III. Lecture 4 Ing. Martin Molhanec, CSc.

2 80486, 80486SX – základní údaje  Rok vzniku 1989  Rychlost 25MHz  tranzistorů  1 µm technologie  32 bitová CPU  32 bitová adresa  4 GB fyzické paměti  64 TB virtuální paměti  32 bitová data  – má FPU  80486SX – nemá FPU  Později se přejmenovala na 80486DX !

3 80486, 80486SX – vlastnosti  Vylepšený vnitřek (2x rychlejší) Dvě datové sběrnice.  ≈ FPU + L1 cache  80486SX ≈ – FPU  ≈ (jiné zapojení)  Později se přejmenovala na 80486DX !  L1 cache = 8kB, Write-Through  Patice PGA + ZIF (Zero Input Force)

4 architektura

5 80486DX2, 80486DX4  Interní přetaktování – CPU běží na vyšší frekvenci nežli sběrnice ! –80486DX2 : násobitel 2x –80486DX4 : násobitel 3x ! + L1 cache 16kB (8kB data+8kB kód) DX DX25066 DX475100

6 Socket 1,2,3  169 Pinů  17 x 17 PGA  5v  SX / SX2, DX/DX2, DX4 OverDrive  238 pinů  19 x 19 PGA  5v  SX/SX2, DX/DX2, DX4 OverDrive, 486 Pentium OverDrive  237 pinů  19 x 19 PGA  5v/3.3v  SX/SX2, DX/DX2, DX4 OverDrive, 486 Pentium OverDrive Více pinů! Menší napětí!

7 Pentium – základní údaje (1. generace – P5,P54C)  Rok vzniku 1993  Rychlost 60MHz  tranzistorů  0.8 µm technologie  32 bitová CPU  32 bitová adresa  4 GB fyzické paměti  64 TB virtuální paměti  64 bitová data  Původně 80586, ale nakonec se INTEL rozhodl pro název Pentium, který bylo možné lépe komerčně ochránit!

8 Pentium – vlastnosti  První procesor, který obsahuje velice rafinované techniky pro zvýšení výkonu vykonávání kódu!  Pentium = vylepšení  Významná vylepšení –Skalární procesor = 2 * ALU –Souběžné vykonávání = 2 * pipeline pro INT INS –Předpovídání skoků BTB –SMM (Systém management Mode): power control  L1 cache = 8kB kód + 8kB data, Write-Back  Napájení STD = 3.3V  Patice PGA + ZIF (Zero Input Force)

9 Pentium – P5, P54C codenametranzistorů Technologi e (µm) Rychlost (MHz) 1993P ,80 60/ P ,5075/90/100/ P ,35120/ P ,35150/166/200

10 Násobitelé, napájení, atp x x x x200 Napájení STD3.3.V VRE3.53V VRT2.8 / 3.3 Pentium Overdrive (P24) Pentium do patice Drahé, neúspěch

11 Pentium - architektura

12

13 Socket 4  Pinů: 273  21 * 21 PGA  5V  Pentium 60/66 Pentium 60/66 OverDrive

14 Socket 5  Pinů: 320  37 * 37 PGA  3.3V  Pentium 75 – 133 Pentium 75+ Overdrive

15 Socket 7  Pinů: 321  37 * 37 PGA  VRM (Voltage regulator module) 2.5V až 3.3V  Pentium 75 – 300 Pentium 75+ Overdrive Pentium MMX Pentium MMX OD K5, 6x86, K6, 6x86MX

16 Pentium Pro – základní údaje  Rok vzniku 1995  Rychlost 150MHz  tranzistorů  0.5 µm technologie  32 bitová CPU  36 bitová adresa  64 GB fyzické paměti  64 TB virtuální paměti  64 bitová data  V jednom pouzdru je na společném substrátu chip CPU a 2 chipy L2 cache na plné rychlosti jádra, společně propojené speciální 64 bitovou sběrnicí.  Tento procesor byl určen speciálně pro servery!

17 Pentium Pro – vlastnosti  Vylepšené Pentium určené speciálně pro servery.  Možnost spolupráce až 4 Pentií Pro – multiprocesing !  Významná vylepšení –Skalární procesor = 3 * ALU –Souběžné vykonávání, vykonávání mimo pořadí –Předpovídání skoků –SMM (Systém management Mode): power control –CISC instrukce si interně překládá do RISC instrukcí  Cache –L1 cache = 8 kB data +8 kB kód –L2 cache = 256kB, 512kB, 1MB v pouzdře, full speed –Je umístěna společně s CPU na společném substrátu v jednom pouzdře –DIB (Dual Independent Bus) : CPU může současně přistupovat do paměti, tak i do L2 cache.  Pentium Pro = Pentium + L2 cache + vylepšení  Napájení STD = 3.1 až 3.3V  Socket 8 (242 pinů)

18 Pentium Pro codenametranzistorů Technologie (µm) Rychlost (MHz) L2 cache 1995P , /512 kB 1996P ,35160/180/ /512 kB 1997P , MB Počet tranzistorů L2 cache 256 Kb je !

19 Pentium MMX – základní údaje (2. generace – P55C)  Rok vzniku 1997  Rychlost 166MHz  tranzistorů  0.28 µm technologie  32 bitová CPU  32 bitová adresa  4 GB fyzické paměti  64 TB virtuální paměti  64 bitová data  Pentia 2. generace mají tzv. MMX (MultiMedia eXtensions) určené pro lepší výkon při zpracování multimediálních dat.

20 Pentium MMX – vlastnosti  První procesor, který obsahuje podporu multimediální aplikací! MMX = MultiMedia eXtensions Možnost vykonávat jednu operaci nad několika operandy ! Pouze pro celá čísla. Až 8 celých čísel 8 bitových.  Pentium MMX = Pentium + MMX  L1 cache = 16kB data + 16kB kód  Napájení VRM = 2.8 až 3.3 V  Patice PGA + ZIF (Zero Input Force)  Socket 7

21 Pentium MMX codenametranzistorů Technologie (µm) Rychlost (MHz) 1997P ,28166/20/ P55 0,25266

22 Pentium II  Rok vzniku 1997  Rychlost 233MHz  tranzistorů  0.28 µm technologie  32 bitová CPU  36 bitová adresa  64 GB fyzické paměti  64 TB virtuální paměti  64 bitová data  Pentium II je nástupcem Pentia Pro (6. generace x86), s určením od desktopů po servery. V pouzdře typu slot obsahuje L2 cache na společné destičce s CPU.

23 Pentium II – vlastnosti  V pouzdře je na jedné destičce umístěn chip CPU a CHIPy L2 cache. Protože nejsou umístěny na společném substrátu pracuje L2 cache na nižší frekvenci nežli jádro procesoru, ale na frekvenci vyšší než hlavní paměť. –Pouzdro připomíná spíše kartu do PC –DIB jako u Pentia Pro  MMX jako u Pentia MMX  Pentium II = Pentium Pro + Pentium MMX + vylepšení  Cache –L1 cache = 16kB data + 16kB kód –L2 cache = 512kB, ½ rychlosti CPU, 64 bitová dedikovaná sběrnice –FSB : 66, 100 MHZ  Napájení VRM = 2.8  SECC (Single Edge Contact Cartridge) : pouzdro  SLOT 1 : patice

24 SLOT 1 - SECC GTL+ bus, podporou 2 procesorů

25 Pentium II codenametranzistorů Technologi e (µm) Rychlost (MHz) FSB (MHz) 1997Klamath ,28233/266/ Deschutes 0,25333/350/40066/100

26 Celeron  Rok vzniku 1998  Rychlost 266MHz  tranzistorů  0.25 µm technologie  32 bitová CPU  32 bitová adresa  4 GB fyzické paměti  64 TB virtuální paměti  64 bitová data  Celeron vznikl jako levná alternativa Pentia II. Má levnější pouzdro SEPP (Single Edge Processor Package)

27 Celeron – vlastnosti  Levná varianta Pentia II. –Levnější pouzdro –Nejdříve bez L2 cache –Později menší L2 cache, ale ON DIE, čili ve stejném chipu jako CPU na plné rychlosti CPU ! –Nejprve varinty SEPP pro SLOT1, později pouzdra PPGA (Plastic Pin Grid Array) pro Socket 270  Celeron = Pentium II v levnější a méně výkonné variantě  cache –L1 cache = 16kB data + 16kB kód –L2 : starší verze není ! –L2 : novější verze, 128kB on die (výkonově se rovná téměř Pentiu II, proto INTEL omezuje FSB na 66MHz  )

28 Celeron - patice Napájení VRM = 2.8 Starší verze SEPP (Single Edge Processor Package) SLOT 1 Novější verze PPGA (Plastic Pin grid Array) Socket 370

29 Celeron - patice Napájení VRM = 2.8 Starší verze SEPP (Single Edge Processor Package) SLOT 1 Novější verze PPGA (Plastic Pin grid Array) Socket 370

30 Celeron codenametranzistorů Technologie (µm) Rychlost (MHz) L2 cache 1998 Covington (Deschutes) ,25266/300 Nemá L2 cache 1998Mendocino ,25 300A/ kB on die 1999Mendocino , – kB on die 2000Mendocino , kB on die První procesor, který se začal výrazně přetaktovávat !

31 Pentium Xeon  Rok vzniku 1998  Rychlost 400MHz  tranzistorů  0.25 µm technologie  32 bitová CPU  32 bitová adresa  4 GB fyzické paměti  64 TB virtuální paměti  64 bitová data  Pentium Xeon je varianta Pentia II určená pro servery.

32 Pentium Xeon - vlastnosti  Varianta Pentia pro servery –L2 cache : 512 KB, 1MB, 2MB (1999) na plné rychlosti CPU –Podpora 4 a 8 procesorů (multiprocesong)  Pentium Xeon = Pentium II + Pentium Pro  Pouzdro SECC2  Patice SLOT 2

33 Pentium III  Rok vzniku 1999  Rychlost 450MHz až 1.4GHz  tranzistorů  0.25 µm technologie  32 bitová CPU  32 bitová adresa  4 GB fyzické paměti  64 TB virtuální paměti  64 bitová data  Socket 370, Slot 1  Pentium III je nástupce Pentia II vylepšeními.

34 Pentium III - vlastnosti  Jediná podstatná změna je přidání tzv. SSE (Streaming SIMD Extension), jde o další instrukce typu MMX, tentokrát umějí již pracovat i s čísly typu FLOAT !  Pouzdra a patice –SECC+SLOT1, kvůli upgrade starších systémů –FC-PGA + Socket 370, následuje celeron –FC-PGA2 + Socket 370 (Tualatin), nové jádro!  Cache –32kB L1 –L2 se mění dle generace PIII  FSB –100/133 Mhz

35 Pentium III codenametranzistorů Technologie (µm) Rychlost (MHz) L2 cache 1999Katmai ,25450/500/ ½ CPU 1999Coppermine , – on die 2000Coppermine , – 1GHz 256 on die 2001Tualatin , – 1.4GHz 512 on die Tualatin je sice mechanicky kompatibilní s paticí Socket 370, ale nikoliv fyzicky (napájení).

36 low home middle office high server Pentium Pro Klamath 2MB, FS Pentium II XEON 2MB, FS Pentium II XEON Tanner Pentium III XEON Cascade Pentium MMX Pentium II Klamath Pentium II Deschutches 512kB, 1/2S Pentium III Katmai 512kB, 1/2S SSE Pentium III Coppermine 256kB, OD SSE Celeron (Covington) nemá L2 cache Celeron Mendocino 128kB, OD Celeron Coppermine kB, OD, SSE

37 low home celeron middle - office Pentium III Pentium 4 high server Pentium 4 Xeon Coppermine- 128 až 800MHz 0.18, 66FSB 128L2 FC-PGA 370 Coppermine-T až 1.2GHz 0.18, 100FSB 128L2 FC-PGA 370 Tualatin až 1.4GHz 0.13, 100FSB 256L2 FC-PGA2 370 Coppermine až 800MHz 0.18, 133FSB 256L2 FC-PGA 370 SECC2 (SLOT1) Tualatin až 1.4GHz 0.13, 133FSB 256L2 FC-PGA2 370 PIII-S Varianta s větší L2=512 Willamete až 2Ghz 0.18 Socket 423 Northwood přes 2GHz 0.13, 400FSB 512L2 Socket 478 Foster až 2Ghz L2 Socket 603 Prestonia přes 2GHz 0.13

38 INTEL standard XeonCeleron mobile 64bit Centrino PIII P4

39 Pentium 4 PPPProcesor 7 generace (PIII, PII je generace 6 a vychází z architektury Pentia Pro!) s novou architekturou! NNNNetBurst –H–H–H–Hyper Pipelined Technology (pipeline na 20 úrovní) –R–R–R–Rapid Execution Engine (ALU pracuje na 2x rychlosti jádra!) –S–S–S–Systémová sběrnice 400 MHz –E–E–E–Execution Trace Cache –S–S–S–SSE3 (dalších 144 instrukcí) HHHHyperthreading –2–2–2–2 logické procesory v jednom fyzickém! EEEEE (ExtremeEdition) –P–P–P–Přidána L3 cache 2MB LLLLGA 755 –N–N–N–Nový typ patice ! Místo nožiček kontaktní plošky! 32 bitová CPU 32 bitová adresa 4 GB fyzické paměti 64 TB virtuální paměti 64 bitová data

40 Pentium 4 codenametranzistorů Technologie (µm) Rychlost (GHz) Socket 2000Willamette , Northwood , – Prescott , – , LGA Tejas???0,09>3 LGA 775 Stav v roce 2004

41 LGA755

42 LGA755

43 LGA755

44 P4 XEON namecodename L2 cache L3 cache Techno- logie (µm) Multiproc.Socket XEONFoster 256 kB XEONPrestonia 512 kB 0, XEON MP Gallatin 256 kB Až 1MB 0,13>=4603 XEONNocona0,092 XEON MP Potomac0,09>=4 Stav v roce 2004

45

46 Roadmap

47 Roadmap

48 Současný stav P4  INTEL rozšiřuje počet variant všech procesorů  Zavádí nový způsob označování řad procesorů ! Ztráta přehlednosti !

49

50

51

52

53

54 Hyper-Threading Technology HT Technology is ground-breaking technology that changes the landscape of processor design by going beyond GHz to improve processor performance. It allows software programs to "see" two processors and work more efficiently. This new technology enables the processor to execute two series, or threads, of instructions at the same time, thereby improving performance and system responsiveness. The Pentium 4 processor supporting HT Technology is designed specially to deliver immediate increases in performance and system responsiveness with existing applications in multitasking environments (that is, where two or more functions are running at the same time) and with many stand-alone applications today. Furthermore, the Pentium 4 processor supporting HT Technology provides performance headroom for the future.

55

56 Intel® Enhanced Memory 64 Technology (Intel® EM64T) Intel EM64T provides an enhancement to Intel's 32-bit architecture by enabling the desktop processor platform to access larger amounts of memory. With appropriate 64-bit supporting hardware and software, platforms based on an Intel processor supporting Intel EM64T can enable use of extended virtual and physical memory. Intel EM64T provides flexibility for 32 bit now and future software that supports 64-bit computing.

57 Windows XP 64-Bit Edition for 64-Bit Extended Systems Windows Server 2003 for 64-Bit Extended Systems Future versions of Red Hat Enterprise Linux SUSE LINUX 9.1 Professional

58

59 64-bit flat virtual address space 64-bit pointers 64-bit wide general purpose registers 64-bit integer support Up to 1 terabyte (TB) of platform address space

60

61 Legacy PAE Mode Current IA-32 systems that use more than 4 GB of physical memory do so by using Physical Addressing Extensions (PAE). This is a segmented memory model that requires the use of Address Windowing Extensions (AWE) to manipulate data above the 4-GB limit. This approach has associated overhead because the memory beyond 4 GB is swapped in and out of an AWE “window,” which exists in the first 4 GB of memory. Such software memory management schemes are expensive and are not as straightforward as 64-bit addressing.

62

63

64

65

66

67 CeleronHT Dual Core Extreme Edition EMT64 Intel® Pentium® 4 Processor Intel® Pentium® 4 Processor supporting Hyper-Threading Technology ANO(ANO) Intel® Pentium® 4 Processor Extreme Edition supporting Hyper-Threading Technology ANOANO(ANO) Intel® Pentium® D Processor ANOANO Intel® Pentium® Processor Extreme Edition ANOANOANOANO Intel® Celeron® Processor ANO Intel® Celeron® D Processor ANOANO

68 XEON procesory Větší CACHE Podpora více procesorů

69 64 bitové procsory  ITANIUM –Jádro Merced, 0.18 – MHz, FSB 266MHz –2001 –PAC418 patice –IA-64 architektura  ITANIUM2 –1.3 – 1.5 GHz, FSB 400MHz –2002 –Jádro McKinney, 0.18 –Cache 3MB na chipu Nová architektura od 386! Zatím nepříliš výhodné – drahé! Není HW kompatibilní s x86!!!

70 Ale nebude EM64T konkurence?

71 Here is a comparison of the Intel Architecture-based 64-bit platform benefits at a glance: Intel Xeon Processor with Intel EM64T Larger address space (40-bits physical / 64-bits virtual) = larger applications can run in-memory = increased performance More general-purpose and SSE registers (than Intel Xeon without Intel EM64T) allow software to inter-schedule instructions for multiple independent expressions, effectively hiding much stall latency = increased performance Double-precision integer support = increased numerical processing accuracy Stepping stone to the Intel Itanium Architecture—not a replacement for it Intel Itanium Architecture Larger address space (50-bits physical / 64-bit virtual addressing) Improved branching/procedure call performance = Decreased cache misses and lower procedure call overhead = increased performance Memory latency hiding = Significant performance improvements memory intensive applications (databases, modeling, etc) Increased parallelism via parallel instruction streams = Superior multimedia and FP support

72


Stáhnout ppt "13AMT Procesory III. Lecture 4 Ing. Martin Molhanec, CSc."

Podobné prezentace


Reklamy Google