procesory Przygotował: Ryszard Kijanka

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "procesory Przygotował: Ryszard Kijanka"

Bernard Morawski
8 lat temu
Przeglądów:

1 procesory Przygotował: Ryszard Kijanka

2 Procesor (ang. processor) nazywany często CPU (ang. Central Processing Unit) - urządzenie cyfrowe sekwencyjne potrafiące pobierad dane z pamięci, interpretowad je i wykonywad jako rozkazy. Wykonuje on bardzo szybko ciąg prostych operacji (rozkazów) wybranych ze zbioru operacji podstawowych określonych zazwyczaj przez producenta procesora jako lista rozkazów procesora.

pamięci, interpretowad je i wykonywad jako rozkazy.

3 Procesory (zwane mikroprocesorami) - wykonywane są zwykle jako układy scalone zamknięte w hermetycznej obudowie, często posiadającej złocone wyprowadzenia (stosowane ze względu na własności stykowe tego metalu). Ich sercem jest monokryształ krzemu, na który naniesiono techniką fotolitografii szereg warstw półprzewodnikowych, tworzących, w zależności od zastosowania, sied od kilku tysięcy do kilkuset milionów tranzystorów. Połączenia wykonane są z metalu (aluminium, miedź). Ważnym parametrem procesora jest rozmiar elementów budujących jego strukturę. Im są one mniejsze tym niższe jest zużycie energii, napięcie pracy oraz wyższa częstotliwośd pracy.

Ich sercem jest monokryształ krzemu, na który naniesiono techniką fotolitografii szereg warstw półprzewodnikowych, tworzących, w zależności od zastosowania, sied

4 Współczesne procesory używane w komputerach osobistych wykonywane są w technologii pozwalającej na uzyskanie elementów o rozmiarach mniejszych niż 45 nm, pracujących z częstotliwością kilku GHz. Według planów największych producentów procesorów, pod koniec roku 2010 powinny pojawid się procesory wykonane w technologii 32 nm. Fabryki procesorów muszą posiadad pomieszczenia o niezwykłej czystości, co jest bardzo kosztowne Nanometr (symbol: nm) podwielokrotnośd metra, podstawowej jednostki długości w układzie SI. Jeden nanometr równa się 10 9 m. W notacji naukowej można go zapisad jako 1 E-9 m oznaczający 0, m.

Według planów największych producentów procesorów, pod koniec roku 2010 powinny pojawid się procesory wykonane w technologii 32 nm.

5 W funkcjonalnej strukturze procesora można wyróżnid takie elementy, jak: zespół rejestrów do przechowywania danych i wyników, rejestry mogą byd ogólnego przeznaczenia, lub mają specjalne przeznaczenie, jednostkę arytmetyczną (arytmometr) do wykonywania operacji obliczeniowych na danych, układ sterujący przebiegiem wykonywania programu.

przeznaczenia, lub mają specjalne przeznaczenie, jednostkę arytmetyczną (arytmometr)

6 Główne cechy procesora to Jedną z podstawowych cech procesora jest długośd (liczba bitów) słowa, na którym wykonywane są podstawowe operacje obliczeniowe. Jeśli słowo ma np. 32 bity, mówimy, że procesor jest 32-bitowy. Innym ważnym parametrem określającym procesor jest szybkośd z jaką wykonuje on program. Przy danej architekturze procesora, szybkośd ta w znacznym stopniu zależy od czasu trwania pojedynczego taktu.

32 bity, mówimy, że procesor jest 32-bitowy.

7 Do typowych rozkazów wykonywanych przez procesor należą: kopiowanie danych z pamięci do rejestru z rejestru do pamięci z pamięci do pamięci (niektóre procesory) (podział ze względu na sposób adresowania danych) działania arytmetyczne dodawanie odejmowanie porównywanie dwóch liczb dodawanie i odejmowanie jedności zmiana znaku liczby działania na bitach iloczyn logiczny - AND suma logiczna - OR suma modulo 2 (różnica symetryczna) - XOR negacja - NOT przesunięcie bitów w lewo lub prawo skoki bezwarunkowe warunkowe

porównywanie dwóch liczb dodawanie i odejmowanie jedności zmiana znaku liczby działania na bitach iloczyn logiczny - AND suma

8 iloczyn logiczny - AND Koniunkcja jest operacją dwuargumentową i charakteryzuje się następującymi cechami: przemienność łączność p q p\,\and\,\q Uproszczony schemat bramki logicznej AND - iloczynu bitowego 1 oznacza zdanie prawdziwe 0 zaś zdanie fałszywe

$p\,\and\,\q 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Uproszczony schemat bramki$

9 Alternatywa (suma logiczna) - w logice to: 1.Działanie dwuargumentowe określone w dowolnym zbiorze zdań bądź w zbiorze funkcji zdaniowych, które zdaniom (funkcjom zdaniowym) p i q przypisuje zdanie (funkcję zdaniową) prawdziwe wtedy i tylko wtedy gdy prawdziwe jest przynajmniej jedno ze zdań (funkcji) p i q 2.Dwuargumentowy spójnik zdaniowy, oznaczany (łac. p vel q) o znaczeniu odpowiadającemu wyżej zdefiniowanemu działaniu określonemu w zbiorze Od poprzedniej definicji różni się tym, że jest definiowany na poziomie syntaktycznym, dzięki czemu unika się określania jego dziedziny. 3.Zdanie logiczne postaci, gdzie p i q są zdaniami.

(funkcję zdaniową) prawdziwe wtedy i tylko wtedy gdy prawdziwe jest przynajmniej jedno ze zdań (funkcji) p i q 2.

Alternatywa (suma logiczna) - w logice to: Alternatywa jest: przemienna łączna p q p q 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1

10 Alternatywa (suma logiczna) - w logice to: Alternatywa jest: przemienna łączna p q p q Uproszczony schemat bramki logicznej OR - sumy bitowej 0 oznacza zdanie fałszywe, 1 - zdanie prawdziwe

1 1 0 1 1 1 1 Uproszczony schemat bramki logicznej OR

Alternatywa wykluczająca Alternatywa wykluczająca (alternatywa rozłączna, różnica symetryczna, suma modulo 2, kontrawalencja, XOR, exclusive or, EOR) to logiczny funktor zdaniotwórczy (dwuargumentowa

11 Alternatywa wykluczająca Alternatywa wykluczająca (alternatywa rozłączna, różnica symetryczna, suma modulo 2, kontrawalencja, XOR, exclusive or, EOR) to logiczny funktor zdaniotwórczy (dwuargumentowa funkcja boolowska). Różnica symetryczna zdań jest prawdziwa wtedy i tylko wtedy, gdy dokładnie jedno ze zdań p,q jest prawdziwe: Innym oznaczeniem jest. p q Przy użyciu funkcji XOR dla więcej niż dwóch argumentów wynik jest prawdziwy gdy nieparzysta liczba argumentów jest prawdą

Różnica symetryczna zdań jest prawdziwa wtedy i tylko wtedy, gdy dokładnie jedno ze zdań p,q jest prawdziwe: Innym

12 Negacja Negacja (inaczej zaprzeczenie) to zdanie mające postać nieprawda, że p, gdzie p jest zdaniem. W rachunku zdań negacja zapisywana jest jako: (lub ). Negację można zdefiniować ściślej jako jednoargumentowe działanie określone w zbiorze zdań, które każdemu zdaniu p przyporządkowuje zdanie nieprawda, że p. Negację zdania p uważa się za prawdziwą, gdy zdanie p jest fałszywe, zaś za fałszywą, gdy zdanie p jest prawdziwe. Symbol negacji jako bramki logicznej: p p oznacza zdanie prawdziwe zaś 0 fałszywe Złożenie dwóch negacji, daje w wyniku przekształcenie identycznościowe Do oznaczenia negacji stosowana jest także angielska partykuła NOT

Negację zdania p uważa się za prawdziwą, gdy zdanie p jest fałszywe, zaś za fałszywą, gdy zdanie p jest prawdziwe.

13 WIZUALNE (BLOKOWE) PRZEDSTAWIENIE ARCHITEKTURY na przykładzie WYBRANYCH PROCESORÓW

14 SCHEMAT BLOKOWY PROCESORA

15 Athlon 64 FX

16 Pentium 4

17 Core 2 Duo

18 Uproszczony schemat architektury dzisiejszych procesorów

20 Charakterystyka wybranych procesorów ---- klik Polecam strony: produkty

21 Nowośd Intela Ponad dwa lata temu Intel zaprezentował Conroe, nową architekturę procesorów, oraz swoją nową strategię dalszego rozwoju. Poznaliśmy też nazwę kodową następnej generacji procesorów: Nehalem. Użyto wtedy nazwy Tick-Tock, sugerującej regularne, jak w zegarku, zmiany w ofercie procesorów.

22 Intel's Tick-Tock Model Driving technology innovation on a reliable and predictable timeline, Intel developed a model designed to deliver ongoing innovation. Referred to as our tick-tock model Intel has successfully alternated and delivered the next-generation of silicon technology as well as new processor microarchitecture year after year. Tick-tock in action Year 1: First the "Tick" Intel delivers new silicon process technology, dramatically increasing transistor density while enhancing performance and energy efficiency within a smaller, more refined version of our existing microarchitecture. Year 2: Then the "Tock" Intel delivers entirely new processor microarchitecture to optimize the value of the increased number of transistors and technology updates now available. Predictable processor advancements Intel design teams work in parallel around the globe to deliver coordinated technology advances based on our tick-tock model. The results can be seen in launches such as the Intel Core 2 processor family, delivering industry-leading performance and energy efficiency on 65nm Intel Core microarchitecture (tock). More recently, the same microarchitecture was refined and implemented on 45nm Intel process technology (tick), delivering significant performance gains while dramatically decreasing transistor size.

23 tłumaczenie Uprawiając innowację technologii na godny zaufaniu i przewidywalnym planie, Intel rozwinął model zaprojektowany, by dostarczyd trwającą innowację. Zwany naszym " tyknięcie tyknięcie - tock modelem Intel szczęśliwie wystąpił kolejno i dostarczył potem - pokolenie technologii krzemu jak również nowy mikroarchitektura procesora rok po roku. Tknij - tock w działaniu Roku 1: Pierwszy "Tyknięcie" Intel dostarcza nową krzemową technologię procesu, dramatycznie powiększając gęstośd tranzystora kiedy poprawiając występ i wydajnośd energii w mniejszej, bardziej bardziej dystyngowanej wersji naszego istniejącego mikroarchitektura. Roku 2: Wtedy "Tock" Intel dostarcza całkowicie nowego mikroarchitektura procesora, by zoptymalizowad wartośd powiększyła się liczby tranzystorów i uaktualnieo technologii teraz uchwytnych. Przewidywalne postępy procesora Zespoły projektowania Intel pracują w paraleli dookoła globu, by dostarczyd skoordynowane posuwania się naprzód technologii oparte na naszym tykad - model tock. Skutki mogą zostad widziane w rozpoczęciach takie jak Intel Rdzeo 2 rodzina procesora, dostarczając przemysł wiodący występ i wydajnośd energii na 65nm Intel Rdzeo mikroarchitektura (tock). Bardziej ostatnio, ten sam mikroarchitektura został zostały wyrafinowad i został wprowadzony na 45nm Intel technologia procesu (tyknięcie), dostarczając znaczące zyski występu kiedy dramatycznie zmniejszając wielkośd tranzystora.

25 Intel projektowanie bramek Od czasu wprowadzenia "Tick-Tock" metody projektowania procesor Intel kilka pokoleo temu ma naprawdę pod wrażeniem mnie z ich zdolnośd do układu mapy drogowej lata z góry, a następnie naciśnij daty i cele na niemal martwe. W "Tock" mentalności tego wzoru jest nowej mikroarchitekturze (jak Merom), podczas gdy "zaznaczyd" jest modernizowanych proces technologii (np. przejście z 65nm do 45nm z Penryn). Nehalem będzie kolejnym "Tock" w tej skali, a następnie 32nm zmniejszona wersja o nazwie Westmere.

26 PC z procesorami Core 2

27 W architekturze Nehalem częśd funkcji realizowanych do tej pory przez mostek północny została przeniesiona do procesora:

29 Zegar i ilośd tranzystorów

31 Core i7 Core i7 Model [ 10 ] Modelu [10] Process Proces Cores Rdzenie (Threads) (Wątki) Clock Zegar (GHz) Price Cena Cache Memory controller [ 11 ] Kontroler pamięci [11] QuickPath QuickPath Interface Interfejs TDP [ 9 ] [9] Socket Release Zwolnienie date data nm 45nm 4 +4 (8) 2.66 $284 $ $562 $ Extreme Edition 965 Extreme Edition 3.2 3,2 $999 $ KB L2/core 256 KB L2/core 8 MB shared L3 8 MB shared L3 3xDDR3 800/1066 MHz 3xDDR3 800/1066 MHz 3xDDR3 1333/1600 MHz 3xDDR3 1333/1600 MHz 1x 4.8 GT/s 1x 4,8 GT / s 1x 6.4 GT/s 1x 6,4 GT / s 130W 130w LGA1366 LGA

32 Wybrane zagadnienia dotyczące systemu operacyjnego a funkcjonowanie komputera

Podobne dokumenty

LEKCJA TEMAT: Współczesne procesory.

LEKCJA TEMAT: Współczesne procesory. 1. Wymagania dla ucznia: zna pojęcia: procesor, CPU, ALU, potrafi podać typowe rozkazy; potrafi omówić uproszczony i rozszerzony schemat mikroprocesora; potraf omówić