IL MICROPROCESSORE CARATTERISTICHE STRUTTURA EVOLUZIONE
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LE CARATTERISTICHE DEL MICROPROCESSORE VELOCIT DI CLOCK: Numero
di impulsi elettrici inviati dal generatore di clock a tutti i
dispositivi collegati alla scheda madre per sincronizzarli con la
CPU; PARALLELISMO: Numero di bit di dati che possono essere letti o
ricevuti in una singola operazione; MEMORIA CACHE: Memoria
integrata allinterno del microprocessore che svolge la funzione di
conservare dati di utilizzo immediato; NUMERO DI CORE: Inizialmente
si pens di ridurre le dimensioni dei circuiti interni e aumentare
la velocit di clock per ottimizzare i microprocessori. Tuttavia
questi miglioramenti portarono seri problemi di dissipazione del
calore, perci dal 2005 si pens di inserire pi microprocessori
(core) in parallelo per suddividere le varie elaborazioni;
FIRMWARE: Set di istruzioni disponibile. In base ad esso i
microprocessori si suddividono in CISC e RISC; AMPIEZZA DEI
REGISTRI; NUMERO E TIPO DI PIEDINI (PIN)
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UNIT DI CONTROLLO: coordina e gestisce le operazioni interne
dei vari blocchi; ALU: esegue tutte le operazioni logiche
matematiche richieste dall UC; REGISTRI: piccole aree di memoria
che conservano i dati da elaborare e le informazioni delle
operazioni da eseguire; CACHE: memoria nella quale sono inserite le
istruzioni successive a quelle in corso di esecuzione; LOGICA DI
CONTROLLO: insieme di circuiti che trasformano gli impulsi
elettrici esterni in segnali utili per lUC e viceversa; LOGICA I/O:
insieme di circuiti che forniscono impulsi per la comunicazioni con
le periferiche e trasformano gli impulsi elettrici esterni in
segnali utili per lUC; BUS INTERNO: insieme di collegamenti che
permettono la comunicazione tra i vari blocchi interni. LA
STRUTTURA DEL MICROPROCESSORE LOGICA I/O REGISTRI INDIRIZZI CACHE
INTERNA UNIT DI CONTROLLO UNIT DI CONTROLLO REGISTRI DATI ALU
LOGICA DI CONTROLLO LOGICA DI CONTROLLO BUSINTERNOBUSINTERNO
BUSINTERNOBUSINTERNO
INTEL 4004 LIntel 4004 fu il primo microprocessore e fu
costruito dal fisico italiano Federico Faggin. Egli nel 1970 pass
alla Intel dove venne assunto per sviluppare e dirigere il progetto
del primo microprocessore inizialmente denominato MCS-4 con l'aiuto
degli ingegneri americani Ted Hoff e Stanley Mazor. La metodologia
"random logic design" in silicon gate, creata da Faggin per
sviluppare il 4004, fu poi usata per progettare le prime
generazioni di microprocessori della Intel. Esso fu il primo
microprocessore al mondo che integrava su una piastrina di 4
millimetri per 3 un supercircuito integrato contenente ben 2.250
transistor che costituivano tutti i componenti di una unit di
elaborazione. NOME: Intel 4004 PERIODO: 1970 NUMERO BIT: 4 VELOCIT
DI CLOCK: 740 kHz N REGISTRI DATI/ NBIT: 16 / 4 NOTE: 1
microprocessore integrato
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INTEL 8008 LIntel 8008 (originariamente chiamato col codice
1201) stato il primo microprocessore a 8 bit. I lavori sull'8008
iniziarono prima di quelli sul 4004 e solo alcune circostanze hanno
fatto in modo che fosse stato il 4004 il primo microprocessore. Di
fatto l'8008 stato presentato sul mercato appena 5 mesi dopo il
4004. Il chip, limitato dal suo packaging a 18 pin, ha un singolo
bus a 8 bit e richiede una logica molto pesante per gestirlo.
Sebbene leggermente pi lento del 4004 in termini di numero di
istruzioni per secondo, l'8008 utilizza un bus a 8 bit di dati e pu
accedere ad una RAM nettamente maggiore, cos da avere una potenza
di calcolo effettiva superiore di 3-4 volte rispetto ai chip a 4
bit. NOME: Intel 8008 PERIODO: 1972 NUMERO BIT: 8 VELOCIT DI CLOCK:
800 kHz N REGISTRI DATI/ NBIT: 16 / 8 NOTE: 1 microprocessore a 8
bit
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INTEL 8080 L'Intel 8080 considerato il primo microprocessore
realmente usabile. il successore dell'8008 e il chip da 40 pin
permette di avere un bus degli indirizzi da 16 bit ed un bus di
dati da 8 bit. La possibilit di avere computer con un singolo
processore ha permesso lo sviluppo di macchine basate su sistema
operativo; il successivo e pienamente compatibile Zilog
Z80,progettato dallo stesso Faggin, con il CP/M divenne la
combinazione CPU - Sistema Operativo pi utilizzata del periodo.
Poco dopo il lancio dell'Intel 8080 la MOS Technology rilasci il
6502 utilizzato su moltissimi computer in commercio (Atari, Apple,
Commodore, Sinclair).Zilog Z80 6502 NOME: Intel 8080 PERIODO: 1974
NUMERO BIT: 8 VELOCIT DI CLOCK: 2 MHz N REGISTRI DATI/ NBIT: 7 /
8
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MOS 6502 NOME: MOS 6502 PERIODO: 1975 NUMERO BIT: 8 VELOCIT DI
CLOCK: 2 MHz N REGISTRI DATI/ NBIT: 1 + memoria da 256 celle / 8
NOTE: primi home computer Commodore VIC20 / Apple II NOME: Zilog
Z80 PERIODO: 1976 NUMERO BIT: 8 VELOCIT DI CLOCK: 8 MHz N REGISTRI
DATI/ NBIT: 7 (+7) / 8 NOTE: costruito da Federico Faggin registri
raddoppiati internamente ZILOG Z80
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INTEL 8086 LIntel 8086 il primo microprocessore della famiglia
x86; stato introdotto nel 1978 e ha una architettura a 16 bit. Era
stato progettato sulla struttura della cpu 8080 con un registro
simile ma ampliato a 16 bit. L'architettura dell'8086 divenne la
base di tutti i successivi microprocessori Intel. Ha un bus di
indirizzi da 20 bit, per cui pu indirizzare fino a 1MB di memoria
fisica. Questo incremento di 4 bit ottenuto mediante i registri
segmento che specificano dove sono situati i segmenti da 64KB
contenenti il codice, i dati di stack e i dati extra; in questo
modo l'8086 pu indirizzare 16 segmenti da 64KB l'uno, per un totale
di 1MB. LIntel 8086 fu progettato per essere utilizzato insieme
allIntel 8087 (coprocessore matematico). NOME: Intel 8086 PERIODO:
1978 NUMERO BIT: 16 VELOCIT DI CLOCK: 10 MHz N REGISTRI DATI /
NBIT: 8 / 16 NOTE: primi microcomputer (personal computer M24
Olivetti)
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TMS9900 NOME: TMS9900 PERIODO: 1976 NUMERO BIT: 16 VELOCIT DI
CLOCK: 3.3 MHz N REGISTRI DATI/ NBIT: 16 / 16 nella RAM esterna
NOTE: home computer TI-99 e primo microprocessore a 16 bit NOME:
MOS 6809 PERIODO: 1979 NUMERO BIT: 8 VELOCIT DI CLOCK: 1 MHz N
REGISTRI DATI/ NBIT: 2 / 8 NOTE: istruzioni eseguite solo da
circuiti quindi estremamente veloce MOS 6809
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INTEL 80286 NOME: Intel 80286 PERIODO: 1982 NUMERO BIT: 16
VELOCIT DI CLOCK: 20MHz N REGISTRI DATI/ NBIT: 8 / 16 NOTE: PC IBM
NOME: Motorola 68000 PERIODO: 1982 NUMERO BIT: 32 VELOCIT DI CLOCK:
10 MHz N REGISTRI DATI/ NBIT: 8 / 32 NOTE: Macintosh MOTOROLA
68000
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INTEL 80386 NOME: Intel 80386 PERIODO: 1986 NUMERO BIT: 32
VELOCIT DI CLOCK: 40MHz N REGISTRI DATI/ NBIT: 8 / 32 NOTE:
gestione sistemi operativi con memoria virtuale NOME: Intel 80486
PERIODO: 1989 NUMERO BIT: 32 VELOCIT DI CLOCK: 100 MHz N REGISTRI
DATI/ NBIT: 8 / 32 NOTE: miglioramento del 386 INTEL 80486
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AMD 386 NOME: AMD 386 PERIODO: 1991 NUMERO BIT: 32 VELOCIT DI
CLOCK: 100MHz N REGISTRI DATI/ NBIT: 8 / 32 NOTE: compatibile con
Intel 80386 NOME: Pentium 4 PERIODO: 2000 NUMERO BIT: 32/64 VELOCIT
DI CLOCK: 1.3/3.8 GHz N REGISTRI DATI/ NBIT: 8 / 32 NOTE:
migliorata la pre-elaborazione PENTIUM 4
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NOMEPERIODO NUMERO BIT VELOCIT DI CLOCK N REGISTRI DATI / N BIT
NOTE Pentium 1 1993 32 60/300 MHz 8 / 32 Introdotte tecniche per la
pre- elaborazione delle istruzioni. Viene integrata la cache fino a
L2. Pentium 2 1997233/450 MHz Pentium 3 1999 450 MHz / 1.4 GHz
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NOMEPERIODO NUMERO BIT VELOCIT DI CLOCK N REGISTRI DATI / N BIT
NOTE AMD K51995 32 75/133 MHz 8 / 32 prestazioni comparabili con i
Pentium, ma architettura diversa Pentium AMD K61997166/300 MHz AMD
Athlon 1999 500 MHz / 1.4 GHz
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POWERPC G5 NOME: PowerPC G5 PERIODO: 2002 NUMERO BIT: 32/64
VELOCIT DI CLOCK: 2 GHz N REGISTRI DATI/ NBIT: 8 / 32 NOTE: cache
integrata fino a livello L3 NOME: Athlon 64 PERIODO: 2003 NUMERO
BIT: 64 VELOCIT DI CLOCK: 800 MHz/1 GHz N REGISTRI DATI/ NBIT: 8 /
64 NOTE: prestazioni comparabili con i Pentium 4, ma architettura
diversa e frequenza di clock pi bassaPentium 4 ATHLON 64
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NOMEPERIODO NUMERO BIT VELOCIT DI CLOCK N REGISTRI DATI / N BIT
NOTE Intel Core I3 2005 64 3.6 GHz 8 / 64 Dual-core. Cache L1 e L2
Intel Core i5 20062.66 GHz Quad-core. Cache L1, L2, L3 Core i7
Extreme 20103.3 GHz Esa-core. Cache L1, L2, L3
