Procesoriai lekt V Giedrimas Planas n iuolaikinio kompiuterio

Procesoriai lekt. V. Giedrimas

Planas n Šiuolaikinio kompiuterio struktūra Registrai n Kešas n. . . n Procesoriai (Intel, AMD, VIA. . . ) n Apribotieji procesoriai n Procesoriai nešiojamiems kompiuteriams n

Šiuolaikinio kompiuterio struktūra

Bendroji procesoriaus struktūra n n Valdymo įrenginys Aritmetinis loginis įrenginys Registrai Susiję elementai n n Koprocesorius Spartnančioji atmintis (Kešas)

Aritmetinis loginis įrenginys n ALĮ vykdo visus būtinus skaičiavimus ir apdoroja duomenis.

Valdymo įrenginys n Valdymo įrenginys kontroliuoja duomenų ir instrukcijų judėjimą į CPĮ ir iš jo, taip pat valdo ALĮ veikimą.

Registrai Maža vidinė atmintis, kurią sudaro saugojimo ląstelės vadinamos registrais. n CPĮ registrai skirti dviem funkcijoms vykdyti: n n Vartotojo pasiekiami registrai n Pvz. : AX, BX, CX, DX. . . n Valdymo ir būklės registrai.

Vartotojo pasiekiami registrai n n Bendrosios paskirties registrai programuotojo gali būti pritaikyti įvairioms funkcijoms. Duomenų registrai gali būti taikomi tik duomenims saugoti. Adresų registrai patys gali būti realizuojami iš bendrosios paskirties registrų, o gali būti skirti specialiems adresavimo metodams. Sąlygų kodų registrai (angl. flags). Juos sudaro tam tikri bitai, kuriuos gali naudoti CPĮ techninė įranga, priklausomai nuo vykdomos operacijos rezultato.

Valdymo ir būklės registrai. n n Programos skaitiklis (PS). Saugo sekančios išrenkamos instrukcijos adresą. Instrukcijos registras (IR). Saugo naujausiąją išrinktą instrukciją. Atminties adreso registras (AAR). Saugo atminties ląstelės, iš kurios ką tik buvo perskaityta informacija arba į kurią vyks duomenų rašymas, adresą. Atminties buferio registras (ABR). Saugomas duomenų žodis, kuris bus įrašytas į atmintį arba iš atminties ką tik nuskaitytas.

Koprocesorius yra skirtas mikroprocesoriaus galimybių išplėtimui: arimetinių veiksmų su slankiaus kablelio skaičiais atlikimui. n Koprocesorius stebi mikroprocesoriaus imamas iš atminties vykdymui komandas ir, jeigu eilinė komanda yra koprocesoriaus komanda, tai jis ją įvykdo lygiagrečiai procesoriaus darbui. n

Konvejeriavimas n n n II ID OA OI IV OR Instrukcijos išranka (II). Į buferį nuskaitoma sekanti instrukcija po vykdomos. Instrukcijos dekodavimas (ID). Nustatomi operacijos kodas ir operando specifikatorius. Operando apskaičiavimas (OA). Apskaičiuojamas operando efektyvusis (realusis arba fizinis) adresas. Tai gali būti perkėlimo, registrų netiesioginis adresavimo ir kitų formų adresų apskaičiavimai. Operandų išranka (OI). Operandas arba operandai nuskaitomas iš atminties. Instrukcijos vykdymas (IV). Vykdoma instrukcijoje nurodyta operacija ir išsaugomas jos rezultatas. Operando rašymas (OR). Operacijos rezultatas įrašomas į atmintį

Konvejeriavimas 1 instrukcija 2 instrukcija 3 instrukcija 4 instrukcija 5 instrukcija 6 instrukcija 7 instrukcija … II ID OA OI IV OR II ID OA OI IV OR

Konvejeriavimas

Procesoriai n Pagrindiniai gamintojai Intel n AMD (Advanced Micro Devices) n Cyrix (dabar VIA Technologies) n Motorola n

Intel Procesoriai n n n n n 4044, 8086, 8088 286 386 486 Pentium II Pentium MMX Pentium Pro Pentium III n n n n Pentium Xeon Pentium 4, Pentium 4 HT EE Core 2 Duo Core 2 Extreme Core Quad Atom

8086 Pirmasis Intel procesorius asmeniniams kompiuteriams, Pasirodė 1976 m. n Proc. dažnis 4. 77 - 8 MHz n Magistralės dažnis 4. 77 - 8 MHz n

4044 Pasirodė 1971 m. n (TIK) 2300 tranzistorių n 10 mikronų technologija n

8088 Pasirodė 1979 m. n Pirmasis IBM PC asmeninis kompiuteris (1981 m. ) naudojo Intel 8088 processorių. n Proc. dažnis 4. 77 - 8 MHz n Magistralės dažnis 4. 77 - 8 MHz n 29 000 tranzistorių n 3 mikronų technologija n 68 naujos instrukcijos n Galimybė dirbti su koprocesoriumi n

80286 Pasirodė 1982 m. n Proc. dažnis 6 -12, 5 MHz n Magistralės dažnis 6 -12, 5 MHz n 134 000 tranzistorių n 1, 5 mikrono technologija n Apsaugotasis darbo režimas n

80386 n Pirmasis 32 bitų procesorius n Gali adresuoti iki 4 GB atminties Pasirodė 1985 m. n Proc. dažnis 16 -33 MHz n Magistralės dažnis 16 -33 MHz n 1 mikrono technologija n 275 000 tranzistorių n Modeliai: DX, SX n Kompocesorius: 80287 arba 80387 n

80486 Pasirodė 1990 m. n Proc. dažnis 25 -100 MHz n Magistralės dažnis 33 MHz n 0, 8 mikrono technologija n 1, 200 000 tranzistorių n Modeliai: DX, DX 2, DX 4, SX n Gali adresuoti iki 4 GB atminties n L 1 kešas ir ir matematinis koprocesorius - vidiniai n

Pentium n Pirmasis procesorius galintis apdoroti 2 instrukcijas vieno takto metu (Superskaliarinė architektūra) Pasirodė 1993 m. n Proc. dažnis 60 -200 MHz n Magistralės dažnis 33– 66 MHz n 3, 100 000 tranzistorių n 0, 8 / 0, 5 / 0, 35 mikronų technologija n

Pentium Pro Pasirodė 1995 m. n Proc. dažnis 133 -200 MHz n Magistralės dažnis 66 MHz n 5, 500 000 tranzistorių n Vidinis L 2 kešas! 256 k. B - 512 k. B n Buvo kurtas serveriams n Kartu gali dirbti iki 4 procesorių n ECC klaidų taisymo sistema n

Pentium Pro

Pentium MMX Pasirodė 1997 m. n Proc. dažnis 166 -300 MHz n Magistralės dažnis 66 MHz n 4, 500 000 tranzistorių n Instrukcijų rinkinys Multimedijai (MMX) n Papildomi didesnės talpos registrai n

Pentium II Pirmasis vertikalaus montavimo procesorius n Turi SSE instrukcijas n Pasirodė 1997 m. n Proc. dažnis 233 -450 MHz n Magistralės dažnis 66 MHz n 7, 500 000 tranzistorių n 0, 28 /0, 25 mikronų technologija n Išorinis L 2 kešas 256 KB n

Pentium Xeon Serveriams skirtos Pentium II, Pentium III ir Pentium modifikacijos n Procesoriaus ir magistralės taktiniai dažniai priklauso nuo konkretaus modelio. n Būdingi ypač dideli kešai n Šiuo metu jau yra ir 64 bitų Intel Xeon MP su 8 MB L 3 kešo n 300, 000 tranzistorių! n

Pentium III n n n n n Pasirodė 1999 m. 0, 25 /0, 18/ 0, 13 mikrono technologija Branduolyje Coppermine - 28 mln. tranzistorių L 1 kešas 32 Kb. L 2 kešas 256 Kb yra procesoriaus kristale ir dirba tokiu pačiu daržniu Slot 1 arba Socket 370 jungtys. Turi SIMD instrukcijų rinkinį – SSE 2. Magistralės dažnis 100 - 133 MHz Veliau pasirode 1. 13, 1. 26 and 1. 40 GHz dažnio modeliai su 512 KB talpos L 2 kešu

Pentium 4 n Egzistuoja Pentium 4 su skirtingais branduoliais: n n n Willamette su 256 k. B L 2 kešu Northwood Prescott. SSE, SSE 2, SSE 3 instrukcijų rinkiniai Net. Burst mikroarchitektūra

Pentium 4 ir Pentium III

Pentium 4 (Northwood) n Pasirodė 2000 m. Proc. dažnis ~1400 MHz Magistralės dažnis – MHz 42, 000 tranzistorių 0. 13 mikrono technologija Branduolyje Northwood yra 55 mln. tranzistorių iš kurių 40% skirti L 2 atmintinei. L 2 512 Kb. Skirtas Socket 478 jungčiai. n SSE 2 instrukcijų rinkinys § n n n

Pentium 4 (Prescott) n n n n Pasirodė 2004 m. Proc. dažnis ~2200 MHz Magistralės dažnis – MHz 0. 09 mikrono (90 nanometrų) technologiją tranzistorių skaičius – net 125 mln. L 1 duomenų kešas - 16 KB didelis 1 MB L 2 kešas SSE 2 rinkinys papildytas 13 naujų instrukcijų ir pavadintas SSE 3

Intel Pentium 4 Prescott n n n Pagerintas išankstinis duomenų išrinkimas Pagerinta perėjimų prognozė Papildomi buferiai atidėtai įrašyti į atmintį informacijai laikyti Kai kurių operacijų su sveikaisiais skaičiais (įskaitant daugybą) paspartinimas Siekiant aukštų dažnių, gerokai pailgėjo konvejeris – nuo 20 iki 31 pakopos.

Intel Pentium 4 Prescott

P 4 Northwood ir P 4 Prescott Parametras Northwood Prescott L 1 kešas 8 KB 16 KB L 1 vėlinimas 2 taktai >2 taktai L 1 asociatyvumas Trasų kešas 4 12 Kmops 8 12 Kmops L 2 kešas 512 KB 1024 KB L 2 vėlinimas ~7 taktus ~18 taktų L 2 asociatyvumas 8 8 Konvejerio pakopų sk. 20 31 SSE variantas SSE 2 SSE 3

Pentium 4 HT Pasirodė 2003 m. n Proc. dažnis 800 MHz – 3. 8 GHz n Magistralės dažnis 800 MHz n L 2 kešas 512 KB-2 MB n 0. 09 mikrono (ankstesni modeliai ir 0. 13, 0. 18) technologija n Pagrindinis skirtumas nuo P 4 – hipergijų technologija (Hyper Threading) n

Sistema su Pentium 4 HT

Pentium 4 EE HT Pasirodė 2004 m. n Proc. dažnis 3. 20 - 3. 73 GHz n Magistralės dažnis 800 - 1066 MHz n L 2 kešas 512 KB-2 MB n L 3 kešas 2 MB n 0. 09 mikrono (ankstesnis modelis ir 0. 13) technologija n Palaiko hipergijų technologiją, vienu metu gali vykdyti net keturias gijas. n Execute Disable Bit n

Sistema su Pentium 4 HT EE

Pentium 4 EE n n n n n Pasirodė 2004 m. Dviejų branduolių procesorius Proc. dažnis 3. 20 GHz Magistralės dažnis 800 MHz L 1 kešas 16 KB+12 KB L 2 kešas 2 MB 0. 09 mikrono (ankstesnis modelis ir 0. 13) technologija Palaiko hipergijų technologiją, vienu metu gali vykdyti net keturias gijas. Execute Disable Bit Intel® Extended Memory 64 Technology

Žodžio ilgio faktorius n n n 32 bitų procesorius gali operuoti su sveikaisiais skaičiais siekiančiais 232 4. 3 milijardo; 64 bitų procesoriaus galimybės siekia 264 18. 4 kvintilijono (18, 400, 000, 000); 32 bitų procesoriai ir operacinės sistemos gali palaikyti iki 4 gigabaitų atminties, iš jų taikomajai programai gali būti skirta tik 2 gigabaitai; Multimedia, brėžinių apdorojimui ir moksliniams skaičiavimams to ima nebepakakti;

64 bitai ir našumas n Perėjimas prie 64 bitų leidžia: išplėsti sveikųjų skaičių diapazoną; n išplėsti adresavimo galimybes. n n 64 bitų RISC procesorių architektūra Alpha pristatyta dar 1992 metais.

64 bitai Duomenų tipas Sveikieji skaičiai Registrų tipas Funkcinis įtaisas x 86 plotis x 86 -64 plotis GPR ALU 32 64 Adresai GPR ALU arba AGU 32 64 Sl. kablelio skaičiai FPR FPU 64 64 VR VPU 128 Vektoriai

Intel Itanium IA-64 architektūra, pristatyta 1994 metais kaip bendras Intel ir HP projektas. Būsimasis pirmasis procesorius buvo pavadintas Merced. n Intel Itanium Pasirodė 2001 m. n Proc. dažnis 733 - 800 MHz n Magistralės dažnis n Didelis registrų skaičius, n Nauja komandų sistema n

Intel Itanium • Itanium vienu metu gali vykdyti 32 bitų ir 64 bitų programas, valdant 64 bitų operacinei sistemai, taip pat ir 32 bitų programas, valdant 32 bitų operacinei sistemai:

Intel Itanium n n Intel nerealizavo 32 bitų branduolio x 86 palaikymui, vietoj to sukūrė transliacijos sistemą, kuri vykdymo metu perkoduoja x 86 kodą į IA-64. Todėl sparta mažesnė, ir 32 bitų uždaviniams Itanium netinka.

Intel Itanium 2 Pasirodė 2001 m. n Proc. dažnis 900 MHz -1. 66 GHz n Magistralės dažnis 667 MHz n L 3 kešas mažesnis (1, 5 arba 3 MB), n Bendras našumas pusantro karto didesnis nei Itanium. n

Intel Itanium 2 n 2004 metais buvo leidžiamas trijų variantų: n n n Multiprocesorinėms sistemoms skirtas procesorius turėjo integruotą 3 MB, 4 MB, 6 MB arba 9 MB L 3 kešą Dviprocesorinėms sistemoms skirtas procesorius turėjo integruotą 1. 5 MB arba 3 MB kešą Mažo galingumo procesorius turėjo integruotą 1. 5 MB arba 3 MB kešą Visi turėjo 32 KB L 1 kešą ir 256 KB L 2 kešą. Visi turėjo 128 bitų duomenų 400 MHz magistralę. I/O sistemos pralaidumas – 6, 4 GB/s.

Core 2 Duo Pasirodė 2005 m. n Nauja mikroarchitektūra n Proc. dažnis 1. 86 – 2. 66 GHz n Magistralės dažnis 1066 MHz n 64 bitų (Intel 64 Architecture) n Bendras L 2 kešas 2 -4 MB n

Core 2 Duo Intel® Wide Dynamic Execution Intel® Intelligent Power Capability Intel® Smart Memory Access Intel® Advanced Digital Media Boost Intel® Advanced Smart Cache

Core 2 Duo

Core 2 Duo Multiplay L 2 Nepriklausomas L 2 Mažesnė našta Didesnė našta Dinaminis skyrimas x L 1 CACHE CORE 1 CORE 2 Intel® Advanced Smart Cache

Core 2 Duo Net. Burst Pipeline (3 instrukcijos) Conroe/Woodcrest/Merom Pipeline (4 instrukcijos) Intel® Wide Dynamic Execution

Naujoji mikroarchitektūra Intel® Core™ Conroe Woodcrest Merom

Core 2 Extreme Pasirodė 2006 m. n Proc. dažnis 3. 73 GHz n Magistralės dažnis 1066 MHz n 64 bitų (Intel 64 Architecture) n L 2 kešas po 2 MB kiekvienam branduoliui n Bendras našumas pusantro karto didesnis nei Itanium. n

Core 2 Quad Pasirodė 2007 m. n Keturių baranduolių procesorius 64 bitų (Intel 64 Architecture) n Proc. dažnis 2. 66 GHz n Magistralės dažnis 1066 MHz n L 2 kešas po 8 MB kiekvienam branduoliui n Palaiko Intel Virtualisation (VT) technologiją, kuri leidžia diagnozuoti gedimus ir minimaliai valdyti kompiuterį be operacinės sistemos. n

Core i 7 Pasirodė 2008 lapkričio mėn n Keturi branduoliai, 781 Mln tranzistorių n 45 nm technologija n Dažnis nuo 2. 66 iki to 3. 2 GHz n Kešas: n Po 32 KB L 1 duomenų ir komandų kiekvienam branduoliui n Po 256 KB L 2 kiekvienam branduoliui n 8 MB L 3 bendras n

Core i 7 Instrukcijų rinkiniai x 86, x 86 -64, MMX, SSE, SSE 2, SSE 3, SSE 4. 1, SSE 4. 2 n Veikia tik su DDR 3 RAM n

AMD procesoriai

AMD procesoriai n K 5 n Athlon 64 n K 6 n Athlon 64 FX n K 6 -2 n Opteron n K 6 -III n Athlon 64 X 2 n Athlon n Phenom n Athlon XP

K 5 n Pirmoji alternatyva Intel Pentium 133 -MHz procesoriui

K 6 Pasirodė 1997 m. n Proc. dažnis 166 -300 MHz n Magistralės dažnis 66 -100 MHz n Palaiko MMX technologiją; n Pentium ekvivaletas, tačiau sparta nusiledžia šiam procesoriui n

K 6 -2 Pasirodė 1998 m. n Proc. dažnis 266 -550 MHz n Magistralės dažnis 66 -100 MHz n Palaiko MMX technologiją; n Naujos 3 DNow! instrukcijos, pagerinančios darbo su multimedia spartą n Pentium 200 -MHz ekvivaletas. n

K 6 -III Pasirodė 1999 m. n Proc. dažnis 300 -450 MHz n Magistralės dažnis 100 MHz n Intel Pentium III analogas; n 3 DNow! Instrukcijų rinkinys n Turi dviejų lygių kešą: n L 1 64 KB (32 KB + 32 KB) n L 2 256 KB n

K 6 -III+ n K 6 III variantas nešiojamiems kompiuteriams. L 2 spartinančioji atmintis 256 k

Athlon n Pirmieji modeliai, kaip ir Pentium II, vertiklalaus montavimo

Athlon n n n Pasirodė 1999 m. , Sparčiau Athlon pradėjo vystytis nuo 2001, kai nuo 0, 18 mikrono technologijos buvo pereita prie 0, 13 mikrono Proc. dažnis 500 -1000 MHz Magistralės dažnis 133 -266 MHz nuo 2002 m. galo buvo padvigubintas L 2 kešas iki 512 KB, sukuriant Barton branduolį. 22 milijonai tranzistorių Enhanced 3 DNow! instrukcijos

Athlon MP Pasirodė 2001 m. n Skirtas daugiaprocerinėms sistemoms n Proc. dažnis 1000 -1800 MHz n Magistralės dažnis 266 MHz n Papildomos instrukcijos: n ECC (auomatinio klaidų taistymo) n SSE (procesoriaus valdymo) n

Athlon XP n n n Procesoriaus branduolys pavadinimu Thoroughbread, pagamintas pagal 0, 13 mikrono technologiją. Procesoriaus taktinis dažnis nuo 1300 iki 2500 MHz Procesoriaus branduolys pavadinimu Barton, pagamintas pagal 0, 13 mikrono technologiją. Procesoriaus taktinis dažnis nuo 2500 iki 3000 MHz. L 2 kešas 512 KB. Procesoriaus branduolys pavadinimu Thorton, pagamintas pagal 0, 13 mikrono technologiją. Procesoriaus taktinis dažnis nuo 3000 – 3200 MHz.

Athlon XP n n 0, 13 mikrono technologija Quanti. Speed architektūra: n n n 9 skirstomos komandos superskaliarinis konvejerizuotas FPU aparatinis išankstinis išrinkimas pagerinti TLB (Translation Look-aside Buffers) Dideli kešai (2 x 64 KB L 1, 512 KB L 2 su ECC) 3 DNow! Professional instrukcijos: n 51 naujos SSE instrukcijos lyginant su Enhanced 3 DNow! Technology (Athlon procesoriuje)

AMD Athlon™ XP procesoriai Modelis Dažnis, MHz L 1 kešas L 2 kešas Sistemos magistralė, MHz Sv. skaičių konvejerių Sl. kablelio skaičių konvejerių Multimedijos komandos Lizdas 2800+ 3000+ 3200+ 2083 2167 2200 64 + 64 KB 512 KB 333/400 3 3 3 DNow! ir MMX 462 kont. micro. PGA, Socket A

AMD Athlon XP architektūra

Athlon 64 palaiko 40 bitų atminties registrus, taip padidinant atminties palaikymą iki 164 gigabaitų n Padvigubintas bendrųjų ir SIMD registrų skaičius, paliekant tą patį slankaus kablelio registrų skaičių. n Virtualaus adreso ilgis – 64 bitai, fizinio – 52 bitai (galima adresuoti iki 4 pentabaitų atminties). n

Athlon 64 registrai

Athlon 64 darbo režimai Darbo režimas Long mode 64 -bit mode Compat. mode Ar reikia Reika. Adreso Operan- Išplėsti perkomlinga OS ilgis dų ilgis registrai piliuoti? Nauja 64 bitų OS Apsaugota sis režimas Įprasta 32 bitų Legacy Virtualusis OS mode režimas (pavelĮprasta dėtas) Realusis 16 bitų režimas OS Taip Ne 64 32 16 Ne BPR ilgis Taip 64 Ne 32 16 32 Ne 16 16 16

Athlon 64 n n 2003 m. išleistas Athlon 64 3000+ 2004 m. sausyje – Athlon 64 3400+, jis naudojo viekanalę DDR 400 atmintį, tuo tarpu kiti – dviejų kanalų

AMD Athlon 64 architektūra

AMD Athlon FX 0. 13 mikrono tecnologija Proc. dažnis: 2600 MHz Magistrlės dažnis: 200 MHz L 1 kešas: 64 + 64 KB L 2 kešas: 1 MB L 2 kešo dažnis: atitinka CPU dažnį Padidintas BPR skaičius Į procesorių įkeltas atminties valdiklis (128 bitams) n Komandų sistemos: MMX (+), 3 DNow! (+), n n n n SSE, SSE 2, X 86 -64

AMD Opteron Pirmasis Opteron pasirodė 2003 m. n AMD procesorius Opteron anksčiau dar žinomas Sledgehammer ir Clawhammer DP vardais. n

AMD Opteron n Direct Connect Architecture savybė Padeda kompensuoti siaurąsias sistemos architektūros vietas n Atmintį sujungia tiesiai su CPU, optimizuojant atminties našumą n I/O sujungia tiesiai su CPU, užtikrinant geresnį pralaidumo balansą n CPU sujungia tiesiai su kitais CPU, užtikrinant artimą tiesiniam simetrinį multiprocesoriškumą n

AMD Opteron n Integruotas DDR DRAM valdiklis: Pakeitė atminties ryšio su CPU schemą, tuo padidinant pralaidumą, sumažinant vėlinimą ir padidinant procesoriaus darbo našumą n Atminties pralaidumas didėja, didinant CPU skaičių n 128 bitų sąsaja palaiko iki 8 DDR DIMM kiekvienam CPU n Pasiekiamas atminties pralaidumas – iki 6, 4 GB/s kiekvienam CPU n

AMD Opteron n 2005 m. išleistas dviejų branduolių procesorius serveriams ir darbo stotims

AMD Opteron n Projektuojant Opteron, iš karto buvo numatyta, kad jame bus du branduoliai - komutatoriuje Crossbar/SRI jau buvo realizuotas antrasis prievadas Dviejų branduolių procesoriai įstatomi į esančius 940 kontaktų lizdus, kaip ir vieno branduolio CPU Du branduoliai kartu naudoja vieną atmintį ir tuos pačius HT technologijos resursus, kaip ir vieno branduolio CPU

Athlon 64 X 2 n n n n n Pirmasis Opteron pasirodė 2005 m. 0. 9 mikrono tecnologija Dviejų branduolių (Dual-core) Proc. dažnis: 2000 -2600 MHz (3800+ … 5200+) Magistrlės dažnis: 333 -800 MHz L 1 kešas: 64 + 64 KB (kiekvienam barnduoliui) L 2 kešas: 1 MB (kiekvienam barnduoliui) L 2 kešo dažnis: atitinka CPU dažnį Padidintas BPR skaičius Į procesorių įkeltas atminties valdiklis (128 bitams)

Athlon 64 X 2 (939 lizdui)

Athlon 64 X 2 (AM 2 lizdui)

Athlon 64 X 2 n n Duomenų perdavimo sparta n n 14. 4 GB/s (lizde 939) 20. 8 GB/s (lizde AM 2) n n n MMX (+) 3 DNow! (+) SSE 2 SSE 3 X 86 -64 Energijos suvartojimas 35 W -110 W Cool'n'Quiet technologija Komandų sistemos:

Quad-Core Opteron Pasirodė 2007 m. n Keturių branduolių procesorius serveriams n Naujos technologijos: n n Independent Dynamic Core n Laipsniškai mažinamas/didinamas dažnis n Dual Dynamic Power Maqnagement n Taupoma energija n Cool. Core n išjungiami neneaudojami branduoliai

Quad-Core Opteron

Quad-Core Opteron

Phenom Pirmasis Phenom pasirodė 2007 m. pabaigoje n 0. 65 mikrono tecnologija n Naudoja K 10 branduolį n Du modeliai: n X 3 (trijų branduolių) n X 4 (keturių branduolių) n n SSE 4 a ir AMD-V instrukcijos

Phenom Proc. dažnis: 1800 -2600 MHz (3800+ … 5200+) n Magistralės dažnis: 1066 MHz n L 1 kešas: 64 + 64 KB (kiekvienam branduoliui) n L 2 kešas: 512 KB (kiekvienam barnduoliui) n L 3 kešas: 2 MB n

64 bitų procesorių gamintojai Gamintojas Procesorius Savybės Naudojamas Modeliai Compaq Alpha IA-64 Compaq serveriuose Windows. NET serveriuose 21264, 21364 Intel Didžiausias našumas Palaiko NT ir Unix AMD K 8 Palaiko NT ir Unix Serveriuose ir darbo stotyse Athlon-64, Opteron IBM Power. PC HP PA-RISC Sun Ultra. SPARC Pritaikytas OS RS/6000 Power 4 AIX Unix Pritaikytas OS HP-UX Pritaikytas OS Sun serveriuose Solaris Itanium, Itanium 2

Cyrix (VIA) procesoriai

Cyrix procesoriai n 6 x 86 n C 3 n Media. GX n C 7 n Cyrix MX n VIA Eden n M 2 n Cyrix III

Cyrix 6 x 86 n 166 -MHz Pentium analogas

Cyrix Media. GX Pentium analogas n Pasirodė 1997 m. n Proc. dažnis 120 -266 MHz n Magistralės dažnis 60 -66 MHz n L 1 – 16 KB n

Cyrix MX Pentium analogas n Pasirodė 1997 m. n Proc. dažnis 133 -200 MHz n Magistralės dažnis 60 -75 MHz n

Cyrix M 2 Palaiko MMX technologiją, , tačiau lėčiau atlieka operacijas su slankaus kablelio skaičiais n Pentium II analogas; n Pasirodė 1998 m. n Proc. dažnis 200 -300 MHz n Magistralės dažnis 66 -100 MHz n

Cyrix III Pasirodė 2000 m. n Proc. dažnis 500 -700 MHz n Magistralės dažnis 66 -133 MHz n Maža kaina, maža sparta (proc. Sparta neatitinka jo dažnio) n Nėra L 2 spartinančiosios atminties. n

C 3 n Pasirodė 2001 m. n 13 -15 nm technologija Proc. dažnis 700 -866 MHz n Magistralės dažnis 100 -133 MHz n Naudoja mažai energijos n Mažai kaista (70 o. C) n Palaiko 3 DNow! ir MMX n L 1 – 128 Kb, L 2 - 64 k. B n Nedaugelis pagrindinių plokščių jam pritaikytos. n

C 7 n n n Pasirodė 2005 m. C 3 tęsinys L 1 ir L 2 po 128 Kb Energijos sunaudojimas – 20 W Palaiko SSE 2 ir SSE 3 instrukcijas n Trys tipai: n C 7 n 1. 5 - 2. 0 GHz n 400 – 800 MHz FSB n C 7 -M n 1. 5 -2. 0 GHz n 400 MHz FSB n C 7 -M Ultra Low Voltage n 1. 0 -1. 5 GHz n 400 MHz FSB

Eden 9 -13 nm technologija n Proc. dažnis 300 MHz -1 Gz n Magistralės dažnis 66 -400 MHz n Itin mažas (15 x 15 mm – 35 x 35 mm) n naudoja itin mažai energijos (~7, 5 W !) n Mažai kaista (70 o. C) ir vis dar gali dirbti be aušintuvo! n Palaiko 3 DNow! ir MMX n L 1 – 128 Kb, L 2 - 64 k. B n Jam pritaikytos tik VIA pagrindinės plokštės n

Eden

Eden

Motorola Processoriai Naudojami Apple firmos Macintosh komputeriuose n Bendras IBM, Apple Computer ir Motorola produktas n 680 x 0 n n Analogas procesoriams iki Pentium n Power. PC serija: n G 3 n geresnė nei Pentium II sparta mažesne kaina n G 4 n Proc. dažnis 1 GHz, 128 -bitų registrai n L 2 -512 k. B, L 3 -4 MB n G 5 n Proc. dažnis 1, 8 GHz

Apribotieji procesoriai

Apribotieji procesoriai n n Pigesni procesoriai namų kompiuteriams Apribotos galimybės, visų pirma spartinančiosios atminties talpa n Intel n n n 386 SX 486 SX Celeron D AMD n n Duron Sempron

Intel Celeron Pasirodė 2000 m. n Proc. dažnis 700 -1300 MHz n Magistralės dažnis 66 -200 MHz n L 1 32 KB n L 2: 128 k. B n 28 millionų tranzistorių n

Intel Celeron D – be HT n gaminamas naudojant 90 nm technologiją; n panaudotas Prescott branduolys; n L 1 duomenų kešas – 16 KB; n L 1 komandų kešas – 12 K MO; n L 2 kešas – 256 KB; n palaiko SSE 2 ir SSE 3; n modelių– nuo 2, 93 GHz n Magistralės dažnis – 533 MHz; n

AMD Duron Šio procesoriaus branduolys pavadinimu Apalosa, pagamintas pagal 0, 18 mikrono technologiją. n Pasirodė 2000 m. n Proc. dažnis 700 -1300 MHz n Magistralės dažnis 200 MHz n L 1 128 kb n L 2 64 kb. n Geresnis našumas nei Intel Celeron n

Duron ir Celeron palyginimas Savybės Duron Celeron Proc. dažnis 1. 2 GHz, 1. 1 GHz, 1. 0 GHz, 1. 3 GHz, 1. 2 GHz, 1. 1 GHz, 950 MHz, 900 MHz, 1. 0 GHz 850 MHz Architektūros atsiradimas 1999, nauja x 86 architektūra 1995, ankstesnės kartos x 86 architektūra L 1 128 KB 4 x didsnis L 1 kešas nei Celeron Geresnė kešo architektūra 32 KB Iš viso kešo yra: (L 1) + (L 2) Sist. Magistralės dažnis Slankaus kableleio konvejerių skaičius 192 KB 160 KB iki 1. 1 GHz spartos procsoriams ir 288 KB spartesniems 200 MHz 100 MHz 66 MHz 3 1

Sempron n n n n Proc. dažnis 1667 -2200 MHz Modeliai: 2400+ , . . . , 3400+ Magistralės dažnis 333 Mhz 0, 13 mikrono technologija L 1: L 2: 128 -256 KB 3 DNow!, SSE Paskutiniai modeliai (su Palermo branduoliu) palaiko ir SSE 2, SSE 3, x 86 -64 Palaiko Hyper. Transport

Sempron ir Celeron D

Procesoriai nešiojamiems kompiuteriams

Procesoriai nešiojamiems kompiuteriams n Intel n n 386 SL n … n n n n Pentium M Celeron M Pentium 4 M Intel Mobile Pentium 4 Intel Centrino technologija Core Solo Core Duo Atom AMD n n n Athlon-XP-M Mobile AMD Sempron Mobile-Athlon 64 Turion X 2 VIA (Cyrix) n n C 3 -M C 7 -M

Pentium M n n Nuo Pentium 4 skiriasi tuo, kad mobilusis Pentium M nepalaiko HT Variantai: n n Pentium M - “paprastasis”; Pentium M Low Voltage (LV, modelių numeriai baigiasi skaitmeniu “ 8”); Pentium M Ultra Low Voltage (ULV, modelių numeriai baigiasi skaitmeniu “ 3”). Branduolio variantai: n n Banias - senasis Dothan - naujasis

Pentium M Dažnis L 1 duomenų kešas L 1 komandų kešas L 2 kešas Kom. sistemos išpl. FSB Korpusas Technologija Procesoriaus dydis Naudoja energijos Banias Dothan 1000 – 2133 MHz 32 KB 1024 KB 2048 KB MMX, SSE 2 400 MHz 400/533 MHz 478 -pin FC-PGA/479 -ball H-PBGA 130 nm 90 nm 35 x 35 mm 7 – 35 W

Intel Celeron M n Mažiau skirtingų variantų; šios šeimos procesoriai skiriami pagal du požymius: n n Pagal branduolio technologiją: • 130 nm, turintį L 2 kešą 512 KB; • 90 nm, kurio L 2 kešas dvigubai didesnis – 1024 KB. Pagal sunaudojamą energiją: • ”paprastas” Celeron M; • Celeron M ULV (Ultra Low Voltage).

Intel mobilieji procesoriai Našumas >>>>>> <<< Energijos sunaudojimas Celeron M (0, 09) Celeron M (0, 13) Celeron M ULV (0, 09) Celeron M ULV (0, 13) Pentium M (0, 09) Pentium M (0, 13) Pentium M LV (0, 09) Pentium M LV (0, 13) Pentium M ULV (0, 09) Pentium M ULV (0, 13)

Intel Mobile Pentium 4 Mobilusis Mobile Pentium 4 palaiko HT n gaminami naudojant 90 nm technologiją; n modelių dažnis – nuo 2, 80 iki 3, 46 GHz; n magistralė – 533 MHz; n L 2 kešas – 1 MB; n sunaudojama energija kiek mažesnė nei Pentium 4 n

Intel Centrino technologija Pentium-M procesorius, n Intel 855 valdymo schemų rinkinys (chipset) n Intel Pro/Wireless LAN (kitaip dar vadinamas Wi. Fi) adapteris. n

Intel Speed. Step technologija n n Intel Speed. Step (Geyserville) technologija skirta mobiliesiems kompiuteriams, kuriems svarbu taupiai naudoti baterijos energiją. Šios technologijos procesoriai gali dirbti dviem režimais: ekonomišku (Battery Optimised mode), kai kompiuteris energiją gauna iš baterijos, n įprastu (Maximum Performance mode), kai jis maitinamas iš elektros tinklo. n

Intel Speed. Step technologija n Kad Speed. Step technologija dirbtų, reikia: n Mobile Pentium procesoriaus su Intel Speed. Step technologija. n Valdymo schemų rinkinio, BIOS, įtampos reguliatorių ir operacinę sistemą, kuri palaiko Speed. Step technologiją. n Intel Speed. Step technologijos tvarkyklės.

Enhanced Speed. Step n n Centrino technologijos dalis Skiriasi nuo paprastos: n n n Įtampa dinamiškai keičiama gana plačiose ribose (pvz. , nuo 0. 9 V iki 1. 5 V). Keitimo laikas - apie 100µs. Mechanizmas iš valdymo schemų rinkinio perkeltas į procesorių. Intel Enhanced Speed. Step™ technologijoje ypaytingas dėmesys atkreiptas į įvykių (pertraukčių, kešo sekimo) fiksavimą keitimo metu.

Intel Centrino technologija Antroji Intel mobiliųjų kompiuterių Centrino technologijos karta, pristatyta 2005 m. sausio mėn. , pavadinta Intel Sonoma n Sudedamosios dalys: n Pentium-M procesorius, n n n Intel Mobile 915 Express valdymo schemų rinkinys (chipset) Alviso, Intel belaidžių tinklų Wi-Fi adapteris. Intel PROSet/Wireless Software v 9. 0, atsakinga už naujų belaidžių tinklų palaikymą, ir Antrasis skystųjų kristalų ekranas Extended Mobile Access (EMA) tarnybinei informacijai rodyti

Intel Centrino palyginimas Platforma Procesorius VSR Bevielis tinklas Darbinė atmintis 3 D spartintuvas Standaus disko sąsaja Garsas Centrino - Sonoma Intel Pentium M FSB – 400 MHz FSB – 533 MHz Intel 855 Intel 915 Express Intel PRO/Wireless 2200 BG 2951 ABG DDR 1 200/266/333 DDR 2 400/533 MHz Intel Extreme Graphics Intel Graphics Media 2 Accelerator 900 ATA Serial ATA AC 97 Intel High Definition Audio

Antros kartos Centrino n Intel Core Solo processorius n 65 nm technologija n 533 -667 MHz magistralė Mobile Intel 945 Express čipsetas n Intel PRO/Wireless 3945 ABG tinklo adapteris n

Centrino Duo n Dviejų barnduolių processorius: n Intel Core Duo arba Intel Core 2 Duo Mobile Intel 945 Express čipsetas n Intel PRO/Wireless 3945 ABG tinklo adapteris n

Trečios kartos Centrino Atom procesorius n Čipsetas n n n Intel® System Controller Hub UL 11 L, US 15 L, US 15 W Wi. Fi ir WWAN (1 Mbps) adapteris

Atom Pasirodė 2008 m. n 0, 45 mikrono technologija n Kol kas mažiausias Intel procesorius n Tik x 86 ir x 86 -64 instrukcijos ! n Proc. dažnis 800 MHz – 1. 87 GHz n Magistralės dažnis 1066 MHz n 64 bitų (Intel 64 Architecture) n Bendras L 2 kešas 2 -4 MB n

Centrino 2 Core 2 Duo arba Intel Core 2 Quad procesoriai n 1066 MHz FSB n Iki 12 MB L 2 kešas n Mobile Intel 4 Series Express Čipsetai n 802. 11 n Wi. Fi adapteris n

Atom

Mobile AMD Sempron Modelis Galia Dažnis L 2 Kešas 3300+ 62 W / 25 W 2. 0 GHz 128 KB 3100+ 62 W / 25 W 1. 8 GHz 256 KB 3000+ 62 W / 25 W 1. 8 GHz 128 KB 2800+ 62 W / 25 W 1. 6 GHz 256 KB 2600+ 62 W / 25 W 1. 6 GHz 128 KB

Athlon-XP-M 0, 13 mikrono technologijos n Quanti. Speed architektūra: n 9 skirstomos komandos n superskaliarinis konvejerizuotas FPU n aparatinis išankstinis išrinkimas n pagerinti TLB (Translation Look-aside Buffers) n 2 x 128 KB L 1, 256 KB L 2 su ECC n 3 DNow! Professional instrukcijos: n n 51 naujos SSE instrukcijos lyginant su Enhanced 3 DNow! Technology (Athlon procesoriuje)

Athlon-XP-M

Mobile Athlon 64 Reitingai Dažnis (MHz) L 1 kešas L 2 kešas Kom. sist. išplėtimai DDR Magistralė Korpusas Galingumas Mobile Low-Power Athlon 64 Mobile Athlon 64 2800+/3000+/3200+/ 3400+ 2800+/3000+/ 3200+ 1600/1800/2000/2200 1600/1800/2000 64 KB + 64 KB 1024 KB 512 KB MMX, 3 DNow!, SSE 2 133 -200 МHz (PC 2100/PC 2700/PC 3200) Hyper. Transport (800 MHz) 754 -pin OµPGA 81, 5 W 62 W 35 W

AMD Power. Now! technologija Ši technologija optimaliai išnaudoja akumuliatoriaus energiją, dinamiškai keisdama darbo dažnį ir maitinimo įtampą. n Power. Now! technologija remiasi tuo, kad skirtingos programos reikalauja iš procesoriaus skirtingo našumo. n Papildoma nauda – sistema dirba tyliau ir mažiau kaista. n

AMD Power. Now! Technologija (2) Windows XP Energijos naudojimo schema Stacionarus maitinimas (mobilaus Athlon XP 1800+ pavyzdžiu) Maitinimas iš akumuliatorių (mobilaus Athlon XP 1800+ pavyzdžiu) Home/Office Desktop Ne (visada 1530 MHz) Adaptyvus (532 <-. . . >1530 MHz) Portable /Laptop Adaptyvus (532 <-. . . >1530 MHz) Presentation Adaptyvus (532 <-. . . >1530 MHz) Sumažintas (532 MHz) Always On Ne (visada 1530 MHz) Minimal Power Management Adaptyvus (532 <-. . . >1530 MHz) Maximum Battery (maks. Adaptyvus (532 <-. . . baterijų darbo laikas) >1530 MHz) Sumažintas (532 МГц)

Turion technologija n n 64 bitų AMD procesorius palaikantis ir 32 bitų programas Hyper. Transport AMD Power. Now!™ Wi. Fi (802. 11 a, b, g) ir Bluetooth adapteriai n n Aparatinė apsauga nuo virusų Galimybė kurti plonus su kompiuterius su ilgai vekiančia (~4, 5 val. ) baterija

Intel Pentium-M AMD Turion 64 AMD Mobile Athlon 64 Branduolys 0. 09 Micron "Dothan" 0. 09 Micron SOI "Lancaster" 0. 13 Micron SOI "Clawhammer" Dažnis 1. 6 GHz - 2. 13 GHz 1. 6 GHz - 2. 0 GHz 1. 6 GHz - 2. 2 GHz Konvejeris 10 -12 pakopų Kešas 64 k. B L 1, 2 MB L 2 Magistralė 400 - 533 MHz 1. 0 GHz Hyper. Transport Naudojama energija 21 W - 27 W 25 W - 35 W 62 W - 81 W Instrukcijos MMX, SSE 2 MMX, SSE-2, SSE-3, 3 DNow! MMX, SSE-2, 3 DNow! 64 -bitų operacijos Neturi Turi NX (No Execute) Bitas Naudojamas tik naujuose modeliuose Naudojamas Power. Now Energijos taupymo r. Enhanced Speed. Step 128 k. B L 1, 512 k. B - 1 MB L 2 128 k. B L 1, 512 k. B - 1 MB L 2 800 MHz Hyper. Transport

Turion X 2 Dviejų branduolių 64 bitų AMD procesorius palaikantis ir 32 bitų programas n modelių dažnis – nuo 1, 6 iki 2 GHz; n 400 – 1600 Mhz magistralė n L 1 - 128 KB , L 2 - 256 KB kiekvienam branduoliui n Išlaikytos Turion gerosios savybės n

Turion Ultra Nuo 2008 m. n MMX, Extended 3 DNow!, SSE 2, SSE 3, AMD 64, Power. Now!, NX bit, AMD-V instrukcijos n

Turion ir Centrino Turion turi visas Pentium M savybes n Turion X 2 ir Core Duo turi panašias savybes, tačiau Core mažiau naudoja energijos, n pagamintas pagal ) 6, 5 nm technologiją n Turion procesorius – 64 bitų n Naudojamos panašios energijos taupymo technologijos n Turion kompiuteriai n santykinai pigesni.

Procesoriai lekt. V. Giedrimas