PROCESORY

Procesor

Procesor je základní součást počítače, která provádí výpočty, řídí překlad a vykonávání instrukcí uložených v operační paměti počítače.

Základní parametry procesorů

- Taktovací frekvence - rychlost, s jakou procesor dokáže zpracovávat data, provádět s nimi různé operace a výpočty.

- Cache je obecný termín pro vyrovnávací paměť. Do této si procesor ukládá data, se kterými zrovna pracuje, aby je měl v případě potřeby okamžitě po ruce, což jeho práci výrazně urychlí.

Jak vypadá procesor?

Je to malá (pár cm2) tenká destička, která má na spodní straně spoustu drátků - nožiček. Těmi je vsazen do tzv. patice, což je místo na základní desce, kam se procesor připojuje.

Funkce procesoru

Navzdory své nepatrné velikosti je jednotkou, která zpracovává téměř všechna data, informace, požadavky, úkoly, které počítač realizuje, atd.

Tyto pak vrátí zpět na monitor.

Typy procesorů

CISC (Complete Instruction Set Computing)– mikroprogramové řízení.

RISC (Reduced Instruction Set Computing)– obvodové řízení,– současný trend,– problémem je zpětná kompatibilita,– procesory jsou rychlejší (při srovnatelném kmitočtu),– programy jsou delší a komplexnější, než pro CISC,– vyžaduje velmi rychlé paměti pro rychlé načítání instrukcí.

Z historie

1823 – První programovatelný počítač - Charles Babbage(1792 - 1871), když konstruoval mechanický počítací stroj zvaný Difference Engine.

1904 - Elektronka, což je skleněná vakuová trubice se žhavícím vláknem a několika elektrodami. Podle počtu elektrod a podle zapojení může elektronka pracovat jako zesilovač, detektor signálu, usměrňovač, invertor signálu nebo přepínač.

Z historie

40. léta 20. století – první elektronické počítače na bázi elektronek.

1946 - Počítač ENIAC (Elektronic Numerical Integrator And Computer) původně k řešení balistických a jiných problémů,

obsahoval přibližně 18000 elektronek. Velké rozměry a hmotnost, nízká provozní

spolehlivost, vysoká provozní teplota a vysoká spotřeba elektrické energie

Z historie

1947 - Transistor – malinký kousek polovodivého materiálu (typicky křemíku nebo germania), který umí totéž, co elektronka, ale je neporovnatelně menší, levnější, spolehlivější, s podstatně menším nárokem na elektrickou energii a s tím související nižší produkcí tepla.

Z historie

60. léta 20. století – Sálové počítače – byly sestavovány z jednotlivých tranzistorů (výrobci IBM nebo Sperry Univac)

1959 – první integrovaný obvod, neboli čip – několik tranzistorů vyleptaných do jediného kousíčku křemíku propojených kovovými spoji.

První procesor

4004Frekvence: 108 KHz

Počet bitů: 4Počet tranzistorů: 2 300Patice: 16 pinůDatum uvedení: v roce 1971

První procesory

8008Frekvence: 200 KHzPočet bitů: 8Počet tranzistorů: 3500Patice: 18 pinůDatum uvedení: v dubnu roku 1972

První procesory

8080Frekvence: 2 MHzPočet bitů: 8Počet tranzistorů: 6000Patice: 40 pinů

Datum uvedení: v roce 1974

První procesory

8086-8088Frekvence: 4.77MHz - 10MHzPočet bitů: 16Počet tranzistorů: 29 tisícPatice: 40 pinůDatum uvedení: v roce 1978

První procesory

80286Frekvence: 6 MHz - 12 MHzPočet bitů: 16Počet tranzistorů: 120 tisícPatice: 68 pinůDatum uvedení: v roce 1982

32bitové procesory- Intel

Označení Frekvence Počet tranzistorů

Patice Rok uvedení

80368 16 - 33 MHz 275 tisíc 132 pinů 1985

80486 24-100 MHz 1,18 mil. Socket 1,2,3,6 1989

Pentium 60-200 MHz 3,1-3,3 mil. Socket 4,5,7 1993

Pentium-PRO 150-200 MHz 5,5 mil. Socket 8 1995

Pentium-MMX 166-233 MHz 4,5 mil. Socket 7 1997

Pentium-II 233-450 MHz 7,5 mil. Slot 1 1997

Pentium-III 0,4-1,4 GHz 9,5 mil. Socket 370 1999

Celeron 0,266-2,8 GHz 7,5 mil. Socket 370 1999

Pentium 4 1,3-3,2 GHz 42 mil. Socket 423,478 2000

Prescott 2,8-3,4 GHz 125 mil. LGA-775 2004

64bitové procesory- Intel

Označení Frekvence Patice Rok uvedení

Itanium 733 – 800 MHz PAC 418 2001

Itanium 2 1,3 - 1,5 GHz 2002

32bitové procesory - AMD

Označení Frekvence Počet tranzistorů

Patice Rok uvedení

AM 486 40 MHz 1,18 mil. Socket 1 1993

AM 586 75 MHz 3,1 mil. Socket 3 1993

K5 75 MHz 4,3 mil. Socket 7 1996

K6 166 – 300 MHz 8,8 mil. Socket 7 1997

Athlon – K7 0,5 – 1 GHz 22 mil. Slot A 1999

Duron – Spitfire 550-950 MHz 25 mil. Socket A 2000

AthlonXP-Palomino

1 - 1,6 GHz 37,5 mil. Socket A 2001

Duron-Applebred 1,4 - 1,8 GHz 20 mil. Socket A 2003

AthlonXP-Barton 1,8 GHz 54,3 mil. Socket A 2003

64bitové procesory - AMD

Označení Frekvence Počet tranzistorů

Patice Rok uvedení

Opteron 1,4 – 2 GHz 105,9 mil. Socket 940 2003

Athlon 64 2 GHz 105,9 mil. Socket 754 2003

Athlon 64-FX 2,2 – 2,4 GHz 105,9 mil. Socket 940 2003

Více o procesorech Intel a AMD

Malý celkový přehled

Jaký si vybrat procesor?

Power PCOznačení řada Počet

tranzistorůCasch Taktovací

frekvenceRok uvedení

G1 601 2,8 mil. 32kbit 50-80 MHz 1992-94

601v 2,8 mil. 32kbit 100-125 MHz

G2 603 1,6 mil. 8+8K 50-80 MHz 1995

603et 2,6 mil. 16+16K 200-300 MHz 1997

604 3,6 mil. 16+16K 100-150 MHz 1995

604r 5,1 mil. 32+32K 250-350 MHz 1997

G3 750 6,35 mil. 32+32K 200-226 MHz 1997

750CXe 32+32K 400-700 MHz 2001

G4 7400 10,5 mil. 32+32K až 2MB

350-500 MHz 1999

7450 533-867 MHz 2001

G5 970 64+64K 2-2,5 GHz 2002-2005

Historie Power PC

U nás méně rozšířené CPU

Crusoe, Efficeon•Od firmy Transmeta,•velmi nízká spotřeba energie,•použití v mobilních zařízeních.

Via•Od firmy VIA Technologies,•nízká spotřeba energie, malé rozměry,•maximální frekvence 2 GHz,•vhodné do TabletPC, set-top-boxů či

nízkospotřebových domácích serverů apod.

Vývoj procesorů pro PC

• Lídrem firma Intel.

• Jediným významným konkurentem

firma AMD (Advanced Micro Devices).

• Někteří výrobci notebooků využívají

procesory Crusoe firmy Transmeta

Kam směřujeme?

Nanotechnologie - 45nm, 32nm technologie. K tomu je zapotřebí tzv. „extrémní ultrafialové“ litografické technologie, která bude schopna tak drobné obvody na křemíkových deskách nakreslit.

Vícejádrové procesory (více)

Chlazení procesorů

• Dvojího druhu– pasivní – přirozená cirkulace chladícího média

(žebrovaný profil, heatpipe )

– aktivní chlazení – nucená cirkulace média– Vzduchu– Vody – interní, externí chlazení– Speciální - mrazicí okruh, Peltierův článek, tekutým kovem

• Každý chladič je určen pro určitou skupinku procesorů (rozměry, chladicí účinek)

• U aktivních chladičů je významným parametrem hlučnost