Obchodní akademie, Ostrava-Poruba, příspěvková organizace Vzdělávací materiál/DUM VY_32_INOVACE_02A13 Autor Ing. Jiří Kalousek Období vytvoření duben 2014 Ročník/věková kategorie 1-3. ročník Vyučovací předmět Hardware Klíčová slova Procesory Anotace Cíl: studenti zvládají význam procesoru, jejich dělení, výkon, parametry Prezentace k výkladu na téma procesory

Ing. Jiří Kalousek

Procesor Integrovaný obvod (vysokou až extrémně vysokou integrací), který vykonává strojový kód uložený v operační paměti počítače.

Základní součásti procesoru Řadič zajišťuje řízení součinnosti jednotlivých částí procesoru dle prováděných strojových instrukcí (jejich dekódování, načítání operandů instrukcí z operační paměti a ukládání výsledků zpracování instrukcí). Sada registrů (pro uchování operandů a mezivýsledků) Obecné (pracovní, universální) Řídící (např. čítač instrukcí, stavové registry, registr vrcholu zásobníku, index registry) Jedna nebo více aritmeticko-logických jednotek (ALU) provádí nad daty aritmetické a logické operace Matematické koprocesory provádějí operace v plovoucí řádové čárce Paměť cache

Parametry procesoru Rychlost jádra – určuje kolik operací za sekundu je schopno jádro procesoru provést (dnes v jednotkách GHz) Počet jader – kolik jader je na procesoru umístěno (dnes nejčastěji 2 a více) Socket – patice, do které se procesor zapojuje, obsahuje několik desítek pinů, liší se podle procesoru (Intel sockety: 1155, 939,… AMD sockety: AM3, AM3+,…) Výrobní proces – velikost tranzistorů v procesoru (65-22 nm) Velikost cache paměti – rychlost operační paměti, do které CPU zapisuje, je většinou pomalejší a muselo by se čekat na dokončení operace, proto mají procesory integrovanou paměť cache, ta se ještě většinou dělí na L1, L2, L3 (řádově v MB). L1 velikost kB na jádro L2 velikost 256 kB – 8 MB na jádro L3 velikost 2-6 MB - sdílená pro všechna výpočetní jádra.

Parametry procesoru Šířka datové sběnice - Maximální počet bitů, které je možné během jediné operace přenést z (do) čipu Velikost adresovatelné paměti - Pokud procesor potřebuje přistoupit k paměti, musí být zadána adresa paměťové buňky, se kterou bude pracovat. Každý procesor má k dispozici pouze určitý počet bitů, na kterých může být fyzická adresa vytvořena. Tímto počtem bitů je omezena maximální paměť, kterou může procesor využívat. Počet bitů určených k vytváření fyzické adresy také úzce souvisí s adresovou sběrnicí procesoru. Adresová sběrnice - Přenáší informace o daných adresách v paměti, ze kterých nebo do kterých budou data čtena nebo zapisována. Šířka této sběrnice určuje také maximální velikost RAM. (dnes nejčastěji 64b) Architektura – instrukce, které je možno u procesoru používat, programy napsané pro jednu architekturu nelze spustit na jiné (nejrozšířenější v desktopových procesorech: x86, x86-64, IA-32, IA-64, x64) Instrukční sada

RISC - redukovaná instrukční sada Instrukční soubor tohoto typu procesoru obsahuje jen pár základních instrukcí. Cílem je dosáhnout co nejkratší doby vykonávání jedné instrukce, pokud možno během jediného strojového cyklu. Instrukce jsou vytvořeny obvodově, a tudíž se většinou provádějí rychleji než u mikrokódového řešení. CISC - kompletní instrukční sada Procesory, které jsou navrženy tímto způsobem se snaží o co nejúplnější instrukční soubor (sadu). Instrukční sada je množina všech základních funkcí, které vyžaduje program pro realizaci aplikačních problémů. Počet instrukcí neustále stoupal a jednotlivé instrukce se stávaly stále složitější a tak bylo nutná mikroprogramová implementace instrukčního souboru. Mikroprogram je uložen v paměti mikroprocesoru.

Rozdělení procesoru Podle architektury 32b, 64b Podle struktury procesoru Podle instrukční sady Procesory RISC s menším počtem strojových instrukcí a CISC s velkým počtem instrukcí. Podle počtu jader V současnosti jde vývoj směrem k integraci více jader, tedy více procesorů do jediného čipu. Zvyšování počtu jader je v podstatě vynuceno fyzikálními omezeními. Integrací většího počtu jednodušších jader je teoreticky možné dosáhnout při stejné výrobní technologii na stejné ploše křemíku mnohem vyšší výpočetní výkon, než použitím jediného složitého jádra. Podle výrobce Intel AMD Via IBM Motorola NVidia

Zdroje informací Přehled desktopových procesorů | Svět hardware [online][cit ]. Dostupný z WWW: procesoru/22566http:// procesoru/22566 Vlastní příklady a materiály

Ing. Jiří Kalousek OA Ostrava-Poruba