RAZVOJ MIKROPROCESORA Poslovna informatika Jakovljevi Sonja Mileti Milena

RAZVOJ MIKROPROCESORA Poslovna informatika Jakovljević Sonja Miletić Milena Plećić Ana prof. dr Rade Stankić

Procesor • Procesor definiše tip računara. U njemu se realizuju sve računske i • • logičke operacije i izvršavaju komande zadate programom. Karakteristike procesora su određene njegovom arhitekturom. To su: Brzina procesora Dužina procesorske reči Radni takt Interni keš Brzina procesora izražava se u milionima instrukcija koje processor može da obradi u jednoj sekundi – MIPS ( Milion Instruction Per Second). Dužina procesorske reči je broj bitova koji se jednovremeno prenosi i obrađuje unutar procesora. Radni takt je učestanost impulsa koje generiše sat ( clock )specijalno elektronsko kolo kojima se iniciraju operacije procesora. Meri se u GHz. Keš ( cache ) memorija je vrlo brza memorija koja se nalazi u samom procesoru (interni keš) ili uz njega (eksterni keš). Ova memorija ima višestruko brže vreme pristupa od obične, te se u njoj drže podaci koji se često koriste.

Istorijat • Pre otkrića mikroprocesora tokom ranih 70 -tih, računari su bili veliki, skupi sistemi koje su posedovale velike korporacije, univerziteti, vladine agencije i institucije sličnih veličina i značaja. Krajnji korisnici nisu direktno stupali u interakciju sa mašinama, već su umesto toga pripremali zadatke za računare na oflajn opremi, kao što su bušene kartice. Određeni broj zadataka je sakupljan za računar, a zatim je procesiran i izvršavan u grupnom režimu rada.

• Do minijaturizacije računara došlo je 1968. godine sa izumom mikroprocesora. Mikroprocesori su nastali za potrebe programiranih kalkulatora ali su odmah našli primenu i u računarskoj industriji. • Prvi komercijalno dostpuni mikroprocesor Intel 4004 razvijen je 1971. godine. Kao posledica ovog smanjivanja, računarska snaga koja je zauzimala celu sobu tokom 1950. godine sada staje na malo parče silicijuma veličine novčića.

• Računare četvrte generacije karakteriše korišćenje mikroprocesora. Zahvaljujući tehnologiji visoke integracije omogućeno je pakovanje još više snage u centrale. Tako je nastala familija računara velike snage koji se nazivaju superračunari (eng. supercomputers), koji su razvijani za potrebe složenih naučnih izračunavanja. Najpoznatije računare ove vrste je razvio Seymour Cray (Simor Krej) za firmu CDC (Control Data Computers), a kasnije za sopstvenu firmu Cray Research.

• Od sredine 70 -tih godina počeo je razvoj mikroračunara na bazi mikroprocesora. Prvi takav računar je Altair 8800 iz 1975. godine (MITS - Micro Instrumentation and Telementry Systems) zasnovan na Intel procesoru 8080 A. Imao je 256 bajtova memorije, nije imao nikakav softver, a programirao se na mašinskom jeziku. Zanimljivo je da su programski jezik Basic (Beginners All-Purpose Language Instruction Code) za Altair razvili Bill Gates (Bil Gejts) i Paul Allen (Pol Alen) koji su kasnije osnovali firmu Microsoft.

• Ubrzo su se pojavili i mnogi drugi mikroračunari, • koji su počeli da se nazivaju kućni računari (eng. home computers) ili personalni računari (eng. personal computers - PC): 1977. prvi računari firme Apple, Tandy Radio Shack, 1980. Commodore. Kod nas je posebno bio popularan računar Sinclair Spectrum koji je za to vreme podržavao jako dobru grafiku i omogućavao razvoj jako dobrih igara. Kao izlazni uređaj koristio je stnadardni televizor, a za ulaz i skladištenje korišćen je standardni kasetofon.

• Najpoznatiji proizvođači mikroprocesora danas su: ØIntel ØAMD ØIBM

INTEL • Sve je počelo 1960. godine proizvodnjom prvih integrisanih kola, ogromnih skupova tranzistora, dioda, otpornika i kondenzatora smeštenih na silicijumsku pločicu. Od integrisanih kola koja su postajala sve složenija i sve jeftinija često su, jasno, sklapani računari i, samim tim, njihove procesorske ploče.

• Samo deset godina kasnije, 1970, Intelov • inženjer Marsijan Hof (Marcian Hoff) dolazi na revolucionarnu ideju da projektuje integrisano kolo koje bi samostalno obavljalo određen deo posla standardne procesorske ploče. Pokazalo se da i na tadašnjem stupnju razvoja tehnologije integrisano kolo može da preuzme kompletnu funkciju procesorske ploče i tako je nastao prvi mikroprocesor - Intel 4004 je bio četvorobitni mikroprocesor što znači da je podatke obrađivao u grupama od po četiri bita; sastojao se od oko 2250 tranzistora i u svakom sekundu izvršavao 60, 000 operacija.

• Značajan komercijalni uspeh mikroprocesora 4004 učinio je da se Intel zainteresuje za ovakvu proizvodnju i da jedva godinu dana docnije ponudi tržištu mikroprocesor 8008, neposrednog osmobitnog naslednika 4004. Smatra se da 4004 i 8008 čine prvu generaciju mikroprocesora.

Intel – nekad i sad

AMD • AMD je počeo 1969. godine kao proizvođač • • logičkih čipova, a 1975. godine je uveo obrnutog klona mikroprocesora Intel 8080. Tokom ovog perioda AMD je pokušao da uhvati korak sa nadolazećim zaokretom ka RISC procesorima izbacivši na tržište sopstveni procesor AMD 29 K. Odlukom da se skoncentrišu samo na prizvodnju mikroprocesora i fleševa postali su direktna konkurencija Intelu i tako sa svojim mikroprocesorima kompatibilnim sa x 86 ( Intel ) izbili na drugo mesto na tržištu.

Intel VS AMD • Kako se skratio ciklus korišćenja proizvoda u industriji personalnih računara inverzno projektovanje Intelovih proizvoda je postalo sve neisplativija strategija za AMD pošto je to značilo da će njihova tehnologija uvek biti iza Intelove. Zato su počeli sa razvijanjem sopstvenog procesora. Prvi potpuno AMD-ov procesor je bio K 5 koji je izbačen 1995. godine. Ipak, AMD-ova procesorska tehnologija je zaostajala za Intelovom jer je AMD bio na samom početku razvoja mikroprocesora. • Procesor koji je usledio bio je K 6 koji je nudio dobre performanse po srazmerno niskoj ceni. Intel je na niže AMD-ove cene odgovorio familijom procesora Celeron koju su činile oslabljenje verzije procesora Pentium. To je otežalo AMD-u da drži profit od prodaje u pristojnim okvirima.

IBM • Po objavljivanju računara familije S/360 , IBM je stekao • prevlast na tržištu. Dalji razvoj tehnologije doveo je do pojave familije S/390 i z serije kao njenog naslednika. 1993. godine IBM je objavio prvi model S/390 procesora napravljenog u CMOS tehnologiji. Razvoj CMOS S/390 procesora imao je tri glavna cilja: – – – smanjenje cene procesora prelaskom na CMOS tehnologiju uvođenje paralelnih sistema sa S/390 mikroprocesorima podrška tzv. otvorenim sistemima • 2003. god objavljuju z 990, superskalarni procesor. Procesor koji može da dohvati, dekodira i izvrši više od jedne instrukcije istovremeno, naziva se superskalarni procesor.

• CMOS (Complentary Metal-Oxide Semiconductor)- tip integrisanog kola koji se koristi za izradu procesora i memorije. CMOS uređaji mogu da rade velikom brzinom i trpe vrlo male energije tako da se skoro uopšte ne greju. U PC računarima CMOS kolo se napaja iz baterije i služi za čuvanje radnih parametara dok je računar isključen. CMOS lako strada od statičkog naelektrisanja.

• RISC (Reduced Instruction Set Computing) –procesor koji prepoznaje manji broj asemblerskih instrukcija. • Cache memory – relativno mala količina vrlo brze memorije, rezervisana za privremeno čuvanje podataka ili instrukcija. • Cache memorija unutar procesora zove se primarni ili L 1 keš. • Keš izvan procesora se zove sekundarni ili L 2 keš.

Core 2 procesori • Kor 2 (eng. Core 2) je Intelov naziv za novu liniju • procesora. Kao što je to nekad bio Pentium tako sada to jeste Kor 2. Derivati te linije su Core 2 Uno, Core 2 Duo, Core 2 Quad za jednojezgarne, dvojezgarne i četvorojezgarne procesore, redom. Međutim Intel je rešio da ubuduće izostavlja dvojku iz nomenklature jer su se pojavile zabune među korisnicima - 2 i duo zvuči kao pleonazam.

• Dual kor su procesori koji imaju dva jezgra i • • dele keš memoriju (do sad je to bio keš drugog stepena). Dual core procesore treba razlikovati od dual chip (negde ih zovu i double chip) procesora, kakav je inače čuveni Intel 805 tj. kada se na pločici nalaze dva odvojena procesora, što će reći - ne dele keš. Slično tome, postoje i double dual core. Na primer, iako Intel svoj Q 6600 promoviše kao četvorojezgarni procesor pravilnije bi bilo reći da je to dupli dual kor, jer se na istoj pločici nalaze dva dvojezgarna procesora; drugim rečima po dva jezgra imaju zajednički keš, ali ne i sva četiri.

Core 2 Duo

Zanimljivosti • Zbog enormne složenosti, moderni mikroprocesori su • veoma kompleksni za dizajniranje i proizvodnju. Kao ilustraciju stepena složenosti procesa prozvodnje navešćemo da se cena samo jedne moderne fabrike za proizvodnju kreće oko 1, 5 do 2 milijarde dolara! Ova zaprepašćujuća cifra zvuči još neverovatnije kada se uzme u obzir da praktičan vek efikasnog korišćenja fabrike nije veći od 2 -3 godine. Jedan od najvećih problema s kojima se suočavaju dizajneri u razvoju modernih procesora jeste potrošnja električne energije. Utrošena energija pretvara se u toplotu koja ima veoma nepoželjne efekte i može da dovede do katastrofalnih posledica ukoliko se ne kontroliše.

• Inače, proces proizvodnje procesora zahteva hiljadama puta veću čistoću od najčistije operacione sale. Radnici moraju da koriste specijalna odela sa filtracijom pošto i najmanja nečistoća (na primer: u poređenju sa integrisanim tranzistorima, vlas kose deluje kao balvan) može da dovede do gubitka od jednog ili više wafera, tj. ploča sa stotinama mikroprocesora vrednih stotine hiljada dolara.

• Za računare četvrte generacije je karakterističan razvoj neproceduralnih programskih jezika koje mogu da savladaju i korisnici koji nemaju specijalno računarsko obrazovanje. Korisnik treba da navede šta su ulazni podaci, kako ih treba obraditi i kako treba predstaviti rezultate obrade. Ovi jezici koriste u njih ugrađeno znanje da bi generisali program koji treba da obavi postavljeni zadatak.

Zilog • Najveći deo jugoslovenskih vlasnika kućnih računara zna za mikroprocesor Z-80 koji je zapravo nastao malo posle Intelove druge generacije - Z-80 je zapravo dizajnirala mala grupa "odbeglih" Intelovih inženjera koji su osnovali nezavisnu firmu Zilog.

INTEL • Vrsta: javna • Osnovana: 1968 god. • Lokacija: (ustanovljena • • • kompanija u Delaveru, SAD) Proizvod: Mikroprocesori, fleš memorije, čip setovi matičnih ploča, kartice za mrežno povezivinje, bluetooth čip setovi Prihod: 38. 3 milijardi američkih dolara(2007) Neto dobit: 7 milijardi američkih dolara (2007) Radnici: 86. 300 Web stranica: www. intel. com

IBM • Osnovana je 1888 a postala je korporacija 15. juna 1911. Bavi se proizvodnjom računarskog hardvera, softvera, uslugama, hostingom i konsaltingom. IBM je najveća kompanija na svetu koja se bavi informacionim tehnologijama i drži najveći broj patenata u toj oblasti. • IBM ima danas oko 355766 zaposlenih (od toga 195000 tehničara i inženjera) i godišnje prihode od oko 98. 8 milijarde dolara (podatak iz 2006. godine), neto dobit 10. 8 milijardi dolara. Poslednjih godina prihodi od sektora usluga i konsaltinga su premašili prihode od proizvodnje. • IBM je poznat i po tome sto je skoro 80 godina zahtevao od svojih zaposlenih da na posao dolaze u tamnoplavom odelu i beloj košulji sa crnom kravatom. Sa ovom praksom prekinuto je sredinom devedesetih godina prošlog veka.

AMD • • Vrsta: Javna Osnovana: 1969. godine. Lokacija: Kalifornija, SAD Proizvod: Mikroprocesori Prihod: 6. 013 milijardi američkih dolara (2007) Neto dobit: 3. 379 milijardi američkih dolara (2007) Radnici: 16. 719 (2007) Web stranica: www. amd. com

Kupovina mikroprocesora • Prilikom kupovine procesora najvažniji je, naravno, njegov radni takt. Radni takt se danas meri u Ghz. Ranije se računao u Mhz. Jako važna je i količina keš memorije koju procesor poseduje. U poslednje vreme su popularni i višejezgarni procesori, i to dvojezgarni. To su neke osnovne stvari na koje treba obratiti paznju.

• S-AM 2 Dual-Core Windsor. AMD 1000 MHz. Athlon 64 X 2 5000+ Box 2 X 512 Kb 6613 Din 77. 80 € • S-775 Allendale. INTEL 800 MHz. Core 2 Duo E 4600 Box 2 X 1 Mb 9503 Din 111. 80 €

Linkovi • www. neoseeker. com • www. itsvet. com • www. benchmark. co. yu