1

VeVežžba 5ba 5

OsnovniOsnovni pojmovpojmoviiSocket - Uobičajeni izraz za slot na matičnoj ploči u kojise ugrađuje procesor. Različiti tipovi procesora koriste različite tipove socketa.Jezgro - Glavni deo procesora izrađen od silicijuma u kojem se odvijaju svi proračuni. Procesor se sastoji odjezgra (ili više jezgara) i kućišta na kojem su pinovi (ilikontakti) preko kojih procesor komunicira s matičnompločom.Višejezgrični procesor - Procesor koji ima više jezgarau istom fizičkom pakovanju, odnosno kućištu. Praktičnoto znači više klasičnih procesora u jednom modernomprocesoru.Trenutno višejezgrični procesori za PC imaju po dvajezgra, ali broj jezgara u jednom procesoru će ubudućnosti zasigurno porasti.

2

Cache - Vrlo brza memorija koja se nalazi na jezgruprocesora, a služi za ubrzavanje rada s obzirom na radnumemoriju. U nju procesor memoriše podatke koje čestokoristi Socket A - Stariji tip socketa namenjen AMD-ovimprocesorima Athlon, Athlon XP, Duron i Sempron. službeno ime ovog socketa je zapravo Socket 462Socket 478 - Stariji tip socketa namenjen Intelovimprocesorima Pentium 4 i Celeron

OsnovniOsnovni pojmovpojmovii

OznaOznakeke određeneodređene vrstevrste procesoraprocesora

Naziv proizvođača procesora - najčešće AMD ili Intel

Naziv porodice procesora. U ovom je slučaju reč o Athlonima 64 X2, a mogao je biti Intelov Pentium D, Sempron ili pak obični Athlon 64

Oznaka modela po nomenklaturi kompanije AMD. Reč jeo oznaci kojom proizvođač procesora označava različiteprocesore iz svoje ponude, rangirajući ih po brzini.

Stvarni radni takt procesora izražen u megahercima.Procesore je prema radnom taktu moguće direktnoupoređivati samo ako pripadaju istoj porodici.

3

Skraćeno pisanje “1 MB L2 cache”. Ova vrednostoznačava količinu drugostepenog cache-a koji se nalazina jezgru procesora. Oznaka socketa procesora. Ova konkretna oznaka značida je procesor moguće ugraditi na ploče sa Socketom939.Brzina glavne sabirnice kojom procesor komunicira s ostatkom računara. Matična ploča mora da podržavabrzinu sabirnice na kojoj radi procesorOznaka za kompanijino maloprodajno pakovanje kodkojeg se procesor isporučuje u zapečaćenoj kutiji s certifikovanim hladnjakom, uputstvima za ugradnju i garancijom proizvođača

OznaOznakeke određeneodređene vrstevrste procesoraprocesora

NajpoznatijiNajpoznatiji proizvoproizvođđaačči i procesoraprocesora

Intel (Pentium, Itanium, Xeon, Centrino),AMD (Duron, Athlon, Newcastle,Opteron),Motorola,IBM,

4

Primeri mikroprocesorskih Primeri mikroprocesorskih arhitekturaarhitektura

Ilustracija osnovnih koncepata Ilustracija osnovnih koncepata mikroprocesorskih arhitektura:mikroprocesorskih arhitektura:–– Intel 80x86Intel 80x86–– Power PCPower PC–– IBM S/390IBM S/390

IstorijatIstorijat i i razvojrazvoj procesoraIntelprocesoraIntel 80x8680x86

5

Intel 8088Intel 8088

Procesor 4004 bio je preteča svih današnjih ponudafirme Intel.Prvi čip koji je upotrebljen u IBM PC-u bio je Intel 8088. U vreme kada je odabran, to nije bio najbolji CPU,Intel-ov sopstveni procesor 8086 bio je moćniji i pojavio se ranije. Procesor 8088 je odabran izekonomskih razloga: njegova 8-bitna magistralapodataka je zahtevala jeftinije matične ploče od 16-bitnog 8086.

Početkom 2000. godine, Intel je razotkrio detaljesvog novog jezgra IA-32 odPentiuma Pro, predstavljenog 1995. godine. Povećana performansa Pentiuma 4 je velikimdelom posledica promena arhitekture – veće brzine generatora takta i logičkih promena kojeomogućavaju da se više instrukcija izvršava pojednom njegovom ciklusu.Glavna promena - unutrašnja protočna obradaPentiuma 4, nazvana Hyper Pipeline

Pentium 4Pentium 4

6

Tipična protočna obrada - fiksiranu količinu radakoji treba da se obavi da bi se izvršio nekizadatak.Više zadataka izvršava u isto vreme. Ukupno dejstvo povećanja broja stepenaprotočne obrade je smanjenje broja logičkih kola po stepenu -što dozvoljava višu učestanost rada jezgra i povećava skalabilnost.

Pentium 4Pentium 4

Prve isporuke Pentiuma 4 - na brzinama od 1,4 GHz i 1,5 GHz - pojavile su se u novembru 2000. godine.Novi čipovi su u početku pokazali najveća poboljšanjaperformanse u trodimenzionalnim primenama - kao štosu kompjuterske igre - i u grafički intenzivnimaplikacijama kao što je video kodiranje. U svakodnevnim kancelarijskim primenama - kao što suobrada teksta, tabelarni proračuni, pretraživanje WEB-a i elektronska pošta - bilo je objavljeno mnogo manjedobitaka u performansi.

Pentium 4Pentium 4

7

P4 Extreme Edition

Intel je uveo i novu tehnologiju u P4, nazvanuHT tehnologija. HT (Hyper-Threading) tehnologijaomogućuje rad više zahtevnih aplikacija u istovreme. Procesori P4 koji imaju ugrađenu HT tehnologiju nazvani su P4 EE, odnosni P4 Extreme Edition.

IAIA--64 (Intel Architecture 64 (Intel Architecture –– 64)64)

6464--bitna arhitektura procesora zasnovana na EPIC bitna arhitektura procesora zasnovana na EPIC ((Explicitly Parallel Instruction ComputingExplicitly Parallel Instruction Computing))OmoguOmoguććavaju paralelnu obradu instrukcija avaju paralelnu obradu instrukcija Itanium 2Itanium 2–– NajveNajvećći radni takt je 1,5 GHzi radni takt je 1,5 GHz–– VeliVeliččina L1 keina L1 kešša je 32 KB (za instrukcije i podatke), a je 32 KB (za instrukcije i podatke),

L2 keL2 kešša je 256 KB i L3 kea je 256 KB i L3 kešša je maksimalno 6MBa je maksimalno 6MB–– Na ovom procesoru rade Linux i Windows Server Na ovom procesoru rade Linux i Windows Server

2003. OS2003. OS

8

PowerPCPowerPC

IBM, Motorola i Apple IBM, Motorola i Apple susu 1992. 1992. godinegodinekonzorcijumkonzorcijum zaza proiproizvodnju mikroprocesorske zvodnju mikroprocesorske verzije sa POWER arhitekturom verzije sa POWER arhitekturom –– naslednik naslednik serije Motorola 68000 i Intel 80x86serije Motorola 68000 i Intel 80x86Verzije PowerPC procesora razlikovale su se po:Verzije PowerPC procesora razlikovale su se po:–– tehnologiji (natehnologiji (naččinu izrade, rinu izrade, rastojanju između astojanju između

tranzistora i njihovom broju, itd.)tranzistora i njihovom broju, itd.)–– VeliVeliččini interne keini interne kešš memorije, memorije, –– Materijalu koji je koriMaterijalu koji je koriššććen za povezivanje tranzistora en za povezivanje tranzistora

(aluminijum ili bakar)(aluminijum ili bakar)

Karakteristike modela familije PowerPCKarakteristike modela familije PowerPC

323232324040323232323232AdreseAdrese64646464128128646464646464PodaciPodaci

ŠŠirina magistrale (bita)irina magistrale (bita)256 KB256 KB1MB1MB128 MB*128 MB*------L2 keL2 kešš (max)(max)32KB32KB32KB32KB32KB32KB32KB32KB16KB16KB32Kb32KbL1/podaciL1/podaci32KB32KB32KB32KB32KB32KB32KB32KB16KB16KB32 KB32 KBL1/instrukcijeL1/instrukcije

KeKešš

500500--7070200200--500500133133166166--350350100100--3003005050--135135Frekvencija Frekvencija ččasovnikaasovnika

2001.2001.1997.1997.1994.1994.1997.1997.1995.1995.1993.1993.Godina Godina objaveobjave

750CXe750CXe740/750740/750620620604e604e603e603e601601ModeliModeli

9

Struktura S/390 i mikroprocesora z serijeStruktura S/390 i mikroprocesora z serije

Integrisani na procesorskoj ploIntegrisani na procesorskoj pločči koja sadri koja sadržži tipove CMOS i tipove CMOS ččipova zajedno smeipova zajedno smešštene na MCM (Multichipmodule) tene na MCM (Multichipmodule) modulumoduluMCM modul sadrMCM modul sadržži:i:

1.1. Procesorske jedinice (PU) koje mogu da budu: Procesorske jedinice (PU) koje mogu da budu: –– Centralni procesoriCentralni procesori–– PomoPomoććni procesori sa posebnom vrstom kodani procesori sa posebnom vrstom koda (LIC (LIC -- Licensed Licensed

Internal Code) koji omoguInternal Code) koji omoguććuje izvođenje Uuje izvođenje U/I operacija/I operacija–– PomoPomoććni procesori za interni rad u paruni procesori za interni rad u paru, radi ve, radi većće pouzdanosti u e pouzdanosti u

slusluččaju otkaza nekog od procesoraaju otkaza nekog od procesora2.2. ČČipove za kontrolu memorijeipove za kontrolu memorije3.3. ČČip sa ip sa ččasovnikomasovnikom4.4. ČČipove sa adapterom za memorijsku magistraluipove sa adapterom za memorijsku magistralu5.5. Procesore za kriptozaProcesore za kriptozašštitutitu

CentralniCentralni procesorprocesor

Dve osnovne funkcije (zadatka) CP-a– Izvršavanje (instrukcije) operacije– Upravljanje izvršenjem operacije

10

UproUproššććena struktura centralnog ena struktura centralnog procesoraprocesora

ALU

ALU - kombinacijski logički sklop, višefunkcijske namene za izvršavanjearitmetičkih, logičkih i pomoćnih operacija– 8 bitna (8080, 6800) n=8– 16 bitna (INTEL 8086) n=16– 32 bitna (MOTOROLA 68000) n=32

11

Upravljačka jedinica

Upravljačka jedinica centralnog procesora (CU -Control Unit)Funkcija– Upravljanje tokom izvršavanja programa– Upravljanje izvršavanjem instrukcija– Koordinacija rada ostalih komponenti računarskog

sistema– Upravljanje radom upravljačke jedinice (svojim

radom)

UproUproššććena interna struktura CPUena interna struktura CPU--aa

IC

FX ALU

BCEUIU

FP ALU LSU AGU

DC

L2I

L2C

CPU

12

BCEU: Branch Control Element Unit.Vrši veliki deo funkcija CU i koristi se pri obradi zahteva za podacima i instrukcijama iz keš memorije, prevođenju virtualnih u apsolutne adrese, implementaciji preklapanja instrukcija, itd. IU: Instruction Unit.Koristi se za dekodiranje instrukcija i određivanje njihovih komponenti.

UproUproššććena interna struktura CPUena interna struktura CPU--aa

UproUproššććena interna struktura CPUena interna struktura CPU--aa

AGU: Address Generation Unit:Koristi se za generisanje adresa koje treba sačuvati ili sa kojih treba napuniti vrednosti.LSU: Load /Store Unit:Koristi se za prijem i čuvanje podataka pri njihovom čitanju/upisu u L1 keš za podatke. Takođe obezbeđuje poravnanje, konverziju između zapisa brojeva različitih dužina, kao i normalizaciju brojeva u pokretnom zarezu.

13

UproUproššććena interna struktura CPUena interna struktura CPU--aa

FX ALU: FiXed point ALU.Vrše se operacije sa brojevima u fiksnom zarezu (celobrojnim i BCD) kao i logičke operacije.FP ALU: Floating Point ALU. Vrše se operacije sa brojevima u pokretnom zarezu.DC: Data Cache.Keš na nivou 1 za podatkeIC: Instruction Cache.Keš na nivou 1 za instrukcije.

UproUproššććena interna struktura CPUena interna struktura CPU--aa

L21: Cache Level 2 Interface.Veza ka kešu na nivou 2. Obično uključuje i određene kontrolne naredbe.L2C: Level 2 Cache. Keš na nivou 2. Formalno gledano, on se nalazi van CPU-a i sa njim je povezan posebnom magistralom.

14

Pentium 4Pentium 4

DDvojezgrvojezgriiččnni i procesoriprocesori

ProcesoriProcesori kojikoji sadrsadržžee jednakejednake mogumoguććnostinosti kaokao dvadvaklasiklasiččnana ((jednojezgrjednojezgriiččnana) ) procesoraprocesora,,

LLogiogiččnono jeje zakljuzaključčitiiti dada dvojezgrdvojezgriiččnini procesoriprocesori mogumogu bitibitisamosamo brbržžii odod svojihsvojih prethodnikaprethodnika..

U U praksipraksi jeje to to tektek deldelimiimiččnono ttaaččnono,, jerjer mnogemnoge aplikacijeaplikacijenene znajuznaju paralelnoparalelno iskoriiskorišštavatitavati mogumoguććnostinosti obobaa jezgrjezgraa,,

a a cena cena dvojezgridvojezgriččnog nog procesorprocesora odgovara ceni a odgovara ceni jednojezgrijednojezgriččnog nog istogistog proizvođaproizvođaččaa s s osetnoosetno viviššimim taktomtaktom..

DDvojezgrvojezgriiččnini procesoprocesor r bibiććee brbržžii u u optimizoptimizovovanimanimaplikacijamaaplikacijama, a, a jednojezgrijednojezgriččnini u u svimsvim ostalimostalimaplikacijamaaplikacijama..

15

Trenutno: dve vrste dvojezgričnih procesora:– AMD-ov Athlone 64 X2 i – Intelov Pentium D

Intel ima nešto jeftinije (ali i sporije) modeleu odnosu na AMD

DDvojezgrvojezgriiččnni i procesoriprocesori

HlaHlađđenjeenje procesoraprocesora

Temperatura procesora najčešće se povećava za vremeobrade multimedije i za vreme igranja igrica novijegeneracije.Cooleri za procesore se sastoje od pasivnog i aktivnogdela.Pasivni je građen od aluminijuma i bakra, a aktivni jeventilator (najčešće 3- pinski), koji hladi pasivni cooler. Da bi cooler mogao ohladiti jezgro procesora, potrebnoje da na jezgro stavimo termalnu pastu, koja upija toplotui tu toplotu cooler uništava.

16

Vodeno hlađenje

Sastoji od radijatora, bojlera i cevi kroz koje protiče voda.Vodeno hlađenje je bolje, ali i skuplje, pa se većina korisnika računara odlučuje za kupovinu prve navedene vrste coolera.

Hlađenja bazirana na freonu

Najnovija vrsta hlađenja bazirana na freonu.Princip rada se dosta razlikuje od ostalih vrsta hlađenja, jer se freon pušta direktno na procesor, i drastično spušta temperaturu procesora.

17

Spire FridgeRock cooler za AMDAthlon 2200+ XP i 2500+ XP (Barton).Socket : 462

Hlađenje za AMD Athlon (Barton) XP 2500+Socket : 462

HlaHlađđenje procesoraenje procesora

Hlađenje za AMD 64 3400+

Univerzalno hlađenje

HlaHlađđenje procesoraenje procesora

18

Vodeno hlađenje (Intel-ov procesor)

HlaHlađđenje procesoraenje procesora

VeVežžba 5ba 5