Architetture non Von Neumann Architettura Harvard Nei sistemi

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Architetture non Von Neumann

Architetture non Von Neumann

Architettura Harvard Nei sistemi RISC

Architettura Harvard Nei sistemi RISC

Architettura pipeline • Pipeline significa catena di montaggio • L’architettura pipeline è un miglioramento

Architettura pipeline • Pipeline significa catena di montaggio • L’architettura pipeline è un miglioramento di un’architettura tradizionale di un microprocessore; è una sorta di parallelismo temporale fra i vari componenti del microprocessore. • Il microprocessore può essere diviso in più stadi indipendenti tra loro: – – – IF lettura, fase di fetch: preleva istruzioni; ID: decodifica dell’istruzione; EX: esecuzione istruzione; MEM: attivazione memoria WB: scrittura risultati.

Schema acquisizione dati Istr 1 Istr 2 Istr 3 Istr 4 Istr 5 Istr

Schema acquisizione dati Istr 1 Istr 2 Istr 3 Istr 4 Istr 5 Istr 6 I ciclo III ciclo IV ciclo VI ciclo preleva decodifica esegue memorizza scrive preleva decodifica esegue memorizza preleva decodifica esegue preleva decodifica preleva

Tecnologie superscalari • Nelle tecnologie superscalari si attivano più tecniche pipeline in parallelo

Tecnologie superscalari • Nelle tecnologie superscalari si attivano più tecniche pipeline in parallelo

Northbridge e southbridge Componenti con un ruolo marginale Nelle architetture degli anni precedenti avevano

Northbridge e southbridge Componenti con un ruolo marginale Nelle architetture degli anni precedenti avevano un ruolo fondamentale

Northbridge e southbridge l northbridge oppure, host bridge, è un componente hardware presente su

Northbridge e southbridge l northbridge oppure, host bridge, è un componente hardware presente su alcune schede madri connesso direttamente al socket della CPU e responsabile della comunicazione tra processore e alcune delle principali componenti della scheda madre Ad esso sono affidati compiti che richiedono prestazioni di alto livello così da non creare un collo di bottiglia comunicativo all'interno del sistema informatico. Un collo di bottiglia può formarsi quando la differenza di prestazioni tra due componenti hardware collegati tra loro è così elevata che il secondo non riesce a gestire la mole di dati in arrivo dal primo. Il southbridge è chiamato a gestire i processi “secondari” del computer. Controlla, tutte le funzioni e tutte le comunicazioni di input e output di un computer.

Problemi di frequenza • Andando avanti negli anni, è cresciuta la necessità di avere

Problemi di frequenza • Andando avanti negli anni, è cresciuta la necessità di avere computer sempre più veloci con frequenze più alte • Non si può arrivare all’infinito con le frequenze di lavoro perché superati i 3 GHz, si entra nel campo delle SHF Super High Frequency, cioè le microonde; ciò avrebbe comportato un aumento incontrollabile della temperatura della CPU • Anche l’idea di ridurre le dimensioni dei transistor avrebbe comportato un ulteriore aumento di temperatura • Si può far fronte a questi problemi mettendo a lavorare più processori in parallelo

Sistemi multiprocessori • n CPU possono condividere la stessa unità di memoria e lavorare

Sistemi multiprocessori • n CPU possono condividere la stessa unità di memoria e lavorare uno indipendentemente dall’altro • Questo sistema fu inventato intorno al 2005 per far fronte alla richiesta di maggiore velocità della CPU e sull’impossibilità di poter procedere. • Il primo dual core nacque nel 2005 • Quando si parla di sistemi multicore, si ci riferisce oltre a dispositivi come PC anche a sistemi So. C (System on Chip) come smartphone e tablet. • Nel tempo le architetture si sono evolute nella maniera più disparata.

Evoluzione

Evoluzione

Sistemi multicore Una CPU con due core e frequenza 0. 75 GHz ha le

Sistemi multicore Una CPU con due core e frequenza 0. 75 GHz ha le stesse prestazioni di una CPU con frequenza di 1. 5 GHz e un core

IBM

IBM

AMD

AMD

Intel

Intel

Multicore e multiprocessore • Un multicore è un sistema formato da una singola CPU

Multicore e multiprocessore • Un multicore è un sistema formato da una singola CPU con due o più unità di elaborazione indipendenti denominate core che possono in leggere ed eseguire istruzioni. • Il multiprocessore è un sistema formato da due o più CPU che consente l'elaborazione simultanea di programmi. • Il Multicore esegue un singolo programma più velocemente. Il multiprocessore invece, esegue più programmi più velocemente; è più affidabile perché il fallimento di un programma non influisce l’esecuzione di altri; il traffico dati è di meno rispetto ai multicore perché i vari processori sono su un unico chip. • Il vantaggio del multiprocessore è che ognuno ha una memoria cache L 1 separata dagli altri mentre il multicore no.

Stato attuale • I sistemi attuali sono multicore con più processori all’interno. • Nel

Stato attuale • I sistemi attuali sono multicore con più processori all’interno. • Nel 2019 è stato prodotto dall’AMD un Rayzen 9 3900