Súčasné technológie CPU Tomáš Štark

Minulosť vs. súčasnosť Niekoľko rokov dozadu boli inštalované procesory do PC tak, že sa inštaloval len jeden CPU s jedným jadrom. V súčasnosti sa dáva prednosť jednému CPU s viac jadrami alebo dvom procesorovým jednotkám (s jedným, či dvoma jadrami až štyrmi jadrami).

O dnešných CPU pre PC Dnešné PC vychádzajú z architektúry Intel x86. Dlho boli procesory od rôznych výrobcov zámenné. Osadzovali sa do identických pätíc – socketov. Cesty výrobcov sa kvôli licencii rozišli a dnes poznáme 2 sockety – AMD a Intel. V súčasnosti pribúdajú nové sockety aj raz za pol roka (v minulosti ostával socket aktuálnym aj niekoľko rokov. Napríklad nové procesory AMD majú od vlastného procesoru integrovaný radič operačnej pamäte, preto majú aj väčší počet pinov. V súčasnosti nie je možné presné porovnanie procesorov na základe ich frekvencie, zapríčiňuje to nová konštrukcia CPU. Dvojjadrové CPU (Intel Core 2 Duo, ...) pracujú na nižšej frekvencii, ako výkonovo porovnateľné jednojadrové.

Architektúry CPU Používaná je platforma x86-64, čo je 64-bitová architektúra mikroprocesorov a príslušnej inštrukčnej sady. Je to nadstavba architektúry x86, ktorá je na architektúre x86-64 natívne podporovaná. x86-64 od Intelu je využívaná v procesoroch: - Intel Core 2 Duo - Intel Pentium D - Intel Xeon - Intel Celeron D A od AMD v procesoroch: - Athlon 64 - Athlon 64 FX - Athlon 64 X2 - Turion 64 - Opteron

Výrobné technológie CPU V súčasnosti sa používajú procesory vyrábané 65nm a 45nm výrobnou technológiou. Minulý rok spoločnosť Intel predstavila niekoľko modelov procesorov, ktoré sú vyrábané 45nm technológiou. Tie sú postavené na novom jadre s kódovým označením Penryn, čo je adaptácia jadra Core používanej pri 65nm procesoroch na 45nm výrobný proces.

Smerom k 32nm výrobnému procesu Tento rok by mali byť predstavené procesory postavené na progresívnejšom 32nm výrobnom procese firmou Intel. Súčasné 32nm testovacie čipy obsahujú logiku a statickú pamäť (SRAM) s viac ako 1,9 miliardami tranzistorov. Procesory 45 a 60nm obsahujú niekoľko násobne menej tranzistorov. 32nm proces používa druhú generácie firemnej „high-k“ a „metal gate“ tranzistorovej technológie.

Desktopové CPU Najviac používané desktopové procesory sú v súčasnosti tvorené dvoma a štyrmi jadrami. Niektoré z nich, vyrobené 45nm technológiou, boli predstavené ešte minulý rok firmou Intel a stále si držia dobré meno na trhu. Príklad používaných procesorov s „katalógovými“ údajmi: S dvoma jadrami – Intel Core 2 Duo (E8190, E8200, E8400 a E8500) / AMD Athlon 64 X2, ktoré pracujú na frekvencii 2.66 GHz až 3.16 GHz. Tieto procesory majú 6 MB zdieľanej L2 cache pamäte a podporujú 1 333 MHz FSB. So štyrmi jadrami – Intel Core 2 Quad (Q9300, Q9450 a Q9550) / AMD Phenom, ktoré sú postupne taktované na 2.5 GHz až 2.83 GHz. Sú zložené z dvoch dvojjadrových čipov a frekvencie majú výrazne vyššie ako 65-nm procesory.

Laptopové CPU Výrobná technológia je rovnaká/podobná procesorom desktopovým, majú však o trochu nižšie takty frekvencie ako desktopové CPU. Taktované sú väčšinou na 2.1 GHz až 2.8 GHz a obsahujú 3 MB (pri slabších modeloch) až 6 MB (pri výkonnejších) L2 cache. Zmena technológie pri notebookových procesoroch zo 65-nm na 45-nm nepriniesla vyššie rýchlosti.

Serverové CPU Najviac používané procesory pre serverové riešenia sú od firmy Intel (Intel Xeon), používajú sa aj od AMD – najčastejšie modely Opteron. Taktovacie frekvencie týchto procesorov sú od 2.8 GHz po 3 GHz, sú určené pre 1 333 MHz FSB, pričom dvojjadrové serverové procesory majú L2 cache 6 MB a štvorjadrové až 12 MB.

Technológia MultiThreading MultiTheading je technológia, ktorá nachádza svoje využitie v niekoľkých smeroch. Thready sú nezávisle bežiace úlohy, na ktoré je pri MT rozdelený jeden program. Ich použitie je spôsob, ako rozdeliť program na dve alebo viac rovnocenne vykonávaných úloh. Viaceré vlákna môžu byť vykonávané naraz – multithreading. MultiTheading zabezpečený buď rozdeľovaním času alebo paralelným spracovaním dát. Na to, aby mohol byť MT uskutočnený, musí ho podporovať aj operačný systém.

Technológia HyperThreading (HT) Používaná výrobcom CPU, firmou Intel, pre multiprocesorové operácie. Vytvára z jedného fyzického procesora dva virtuálne procesory. Procesor sa voči softvéru správa tak, akoby bol v počítači dvakrát. Dôsledkom Hyper Threadingu sú vylepšené odozvy procesora, zrýchlenie súčasného spracovania inštrukcií. CPU s touto implementovanou technológiou sú o cca 30% rýchlejšie ako klasické CPU bez nej. Je aplikovaná ako v procesore tak aj v chipsete a teda v matičnej doske.