Презентация по дисциплине Архитектура ЭВМ и ВС на тему Процессоры

Процессоры. Многоядерные процессоры.урок изучения нового материалаАрхитектура ЭВМ и ВС17.11.2015 Цели и задачи: Изучить понятие процессор и его назначениеРассмотреть классификацию процессоров и их основные характеристикиИзучить базовую архитектуру процессора и ввести понятие многоядерных процессоров ВведениеПроцессор(микропроцессор) – центральное обрабатывающее устройство, служащее для арифметических операций и логических преобразований данных, организации обращения к ОЗУ, внешним накопителям, периферийным устройством, управления ходом вычислительного процесса. ЦП, МКП, МП, CPU Основные характеристики и параметры:Технология производства (95 нм, 65 нм, 45 нм, 35 нм) Архитектура - ЛОГИЧЕСКОЕ И АППАРАТНОЕ УСТРОЙСТВО ПРОЦЕССОРАТактовая частота—количество синхронизирующих тактов, поступающих извне на вход схемы за одну секунду. Основные характеристики и параметры:Система команд Размерностью шиныОбъем встроенной кеш-памятиНапряжение питания Количество и разрядностью регистров. Под разрядностью обычно понимают число одновременно обрабатываемых процессором битов. Формально эта величина есть количество двоичных разрядов в регистрах процессораРабочая температураТип корпуса АРХИТЕКТУРА ПРОЦЕССОРААппаратная архитектура – внутренняя конструкция (структурная реализация) микропроцессоровАрхитектура ядра – совместимость современных МП с общепринятой системой команд и совокупность аппаратных решений, присущих определенной группе процессоров разных производителей. Процессорное ядро – конкретное аппаратное воплощение архитектуры в кристалле СБИС, являющееся стандартом для целой серии совместимых процессоров и обладающее определенным набором характеристик : тактовой частой, объемами кеш-памяти первого и второго уровней, количеством регистров, АЛУ и т.д. КЕШ – память – буфер памяти микропроцессора для хранения наиболее часто используемой информации Кеш-память подразделяется на 3 уровня:Кеш первого уровня – К1Кеш второго уровня – К2Кеш третьего уровня – К3Кеш первого уровня разделяют на две аппаратные части с независимыми шинами: кеш инструкций (к1И) и кеш данных (к1Д) Процессорная шина - шина процессора (FSB, частотная внешняя шина ) – единственный канал связи и управления между процессором и всеми прочими устройствами. Разрядность шины определяется внешней кеш-памятью и ОЗУ .Разновидность процессорной шины: HyperTransport - частоты от 200 МГц до 3,2 ГГцIntel QuickPath Interconnect (QPI) - 100-400 МГц Типы процессоров. Многоядерные процессоры20:44:10 Классификация ЦП по системам командCISC-процессорыComplex instruction set computer — вычисления со сложным набором команд. Процессорная архитектура, основанная на усложнённом наборе команд. RISC-процессорыReduced instruction set computer — вычисления с упрощённым набором команд (в литературе слово reduced нередко ошибочно переводят как «сокращённый»). Архитектура процессоров, построенная на основе упрощённого набора команд, характеризуется наличием команд фиксированной длины, большого количества регистров, операций типа регистр-регистр, а также отсутствием косвенной адресации. MISC-процессорыMinimum instruction set computer — вычисления с минимальным набором командVLIW-процессорыVery long instruction word — сверхдлинное командное слово. Архитектура процессоров с явно выраженным параллелизмом вычислений, заложенным в систему команд процессора. Многоядерные процессорыМногоя́дерный проце́ссор — центральный процессор, содержащий два и более вычислительных ядра на одном процессорном кристалле или в одном корпусе.В промышленности уже используются 48-ми ядерные процессоры. При создании многоядерных процессоров используются следующие подходы:Используются независимые процессорные ядра, расположенные на разных кристаллах, которые объединены в одном корпусеНесколько независимых одинаковых ядерЯдра интегрированы в кристалл и используют общие встроенные ресурсы (шину FSB, кеш-второго уровня и контроллер системной памяти)