1 / 26

Mikroprocesory

Mikroprocesory. Procesory. Procesor. je synchronní zařízení provádí operace s daty je programovatelný pomocí mikroinstrukcí je více rodin procesorů (jednočipy > 8051, rodina x86, IA64, Sparc, …) je více výrobců. Rychlost procesoru. interní rychlost procesoru je součinem

rhian
Download Presentation

Mikroprocesory

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Mikroprocesory Procesory

  2. Procesor • je synchronní zařízení • provádí operace s daty • je programovatelný pomocí mikroinstrukcí • je více rodin procesorů (jednočipy > 8051, rodina x86, IA64, Sparc, …) • je více výrobců

  3. Rychlost procesoru • interní rychlost procesoru je součinem FSB * multiplikátor • celý počítač pracuje synchronně s hodinovým signálem

  4. Programování CPU • CPU zpracovává strojové instrukce (strojový jazyk, strojový kód) • programuje se ale v jazyku symbolických adres (assembly language) • většinou ale pomocí pseudoinstrukcí (direktiv) z programovacího jazyku

  5. Dvě koncepce procesorů • CISC (Complete Instruction Set Computer) • vznikla z Neumannovy koncepce • obsahuje plnou sadu instrukcí • RISC (Reduced Instr. Set Comp.) • vznikla z harwardské koncepce • jednoúčelové procesory • dnešní CPU mají prvky obou

  6. Instrukční sady • každé vylepšení architektury vyžaduje nové instrukce • např. pro práci s pamětí • multimediální instrukce • MMS • SSE • 3DNow! • KNI, atd.

  7. Části procesoru • Jádrem procesoru je ALU, která provádí výpočty. • Procesor obsahuje také ŘADIČ, který na základě instrukcí činnost procesoru řídí • Dále obsahuje BLOK REGISTRŮ (FIFO a LIFO) • REGISTRY UNIVERZÁLNÍ – DATOVÉ • REGISTRY S PEVNĚ STANOVENÝM VÝZNAMEM: • PC – Program Counter (IP – Instruction Pointer) – • F, FL, FLAGS – registr příznaků • SP – Stack Pointer – ukazatel zásobníku, zásobník = zvláštní část paměti

  8. Části procesoru 2 • jednotky pro práci s pamětí • koprocesor • další jednotky • např. předvídání skoků • spekulativní provádění • buffery – fronty

  9. Komunikace CPU s I/O zařízením • PIO – přímá programová obsluha • Interrupt (IRQ) – obsluha s přerušením • DMA – přímý přístup do paměti

  10. Zvyšování výkonu procesoru • rychlost (FSB * multiplikátor) • pipelining • skalární procesory – zřetězení • Branch prediction (předpovídání větvení programu) • Spekulativní provádění • cache paměť • koprocesor

  11. 1 2 3 4 5 6 7 8 PF I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10 I11 I12 I13 I14 I15 I16 D1 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10 I11 I12 I13 I14 D2 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10 I11 I12 EX I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10 WB I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 PIPELINING (overlapping)

  12. Další parametry CPU • cache • patice • použitá technologie výroby • napájení, příkon, tepelný výkon • sběrnice • počet prvků • operace za vteřinu (MIPS, MFLOPS)

  13. cache • primární L1 • sekundární L2 … • umístění … • instrukční a datová • na velikosti záleží • řežimy práce • WB – write back (opožděný zápis) • WT – write through (současně zapisuje i RAM) • Pipelined Burst (zřetězení, přednačítání bloků)

  14. patice • patice nebo socket • ZIF • označení nejprve pořadovým číslem (socket 1 – 7, slot 1 – 2, slot A) • potom počtem pinů a typem pouzdra procesoru (Socket 478, LGA 775, Socket 939, Socket 754

  15. použitá technologie výroby • dříve TTL (tranzistor – tranzistor logic) • pak MOS (Metal Oxid Semiconductor) • CMOS (complementary …) • MOSFET (… field efected tranzistor)

  16. napájení, příkon, tepelný výkon • od 5V • 3,3 pro Pentia • dnes proměnné, zvlášť pro jádro CPU a pro IO jednotky • rozsah od 1V výše

  17. sběrnice • datová • adresová • řídící • šířka • rychlost • propustnost

  18. počet prvků • od řádově stovek a tisíců v prvních IO • přes ca 42 000 000 v Pentiu I • po miliardy v dnešních procesorech

  19. operace za vteřinu • MIPS – sleduje ALU • MFLOPS – sleduje FPU • výkon (a stabilita) procesoru se testuje benchmarky např. Whetstone, Dhrystone

More Related