Процессор

УПРОЩЕННАЯ ЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ОДНОЯДЕРНОГО ПРОЦЕССОРА Информационная магистраль (шина) Шина данных (8, 16, 32, 64 бита) Шина адреса (16, 20, 24, 32, 36, 64 бита) Шина управления Оперативная память Процессор Шина данных Шина управления Шина адреса Кэш-память 2-го уровня Арифметико-логическое устройство Целых чисел Чисел с плавающей запятой Кэш-память данных 1-го уровня Кэш-память команд 1-го уровня Декодер команд

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОРА Восемь слоев кристалла процессора в 65- нанометровом технологическом процессе

ПРОЦЕССОРЫ Самый первый процессор Intel 4004 (1971 год) Размер элемента: 10 мк = м Количество элементов: 2300 Размер элемента: 65 нм = 0,065 мк = м Количество элементов: Современный процессор Intel Core 2 Duo (2007 год) Ядро процессора Intel Core 2 Duo

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССОРА Производительность процессора характеризует скорость выполнения приложений. Разрядность процессора определяется количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт. С момента появления первого процессора 4004 разрядность процессора увеличилась в 16 раз ( с 4 бит до 64 битов). Частота соответствует количеству тактов обработки данных, которые процессор производит за 1 секунду. С момента появления первого процессора частота процессора увеличилась в раз ( с 0,1 МГц до 3700 МГц). Производительность ~ Разрядность × Частота × Кол-во команд за такт Выделение процессором теплоты Q пропорционально потребляемой мощности P, которая, в свою очередь пропорциональна квадрату частоты ν 2 : Q ~ P ~ ν 2 Для отвода тепла от процессора применяют массивные воздушные системы охлаждения (кулеры). Кулер для процессора

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССОРА В настоящее время производительность процессора увеличивается путем совершенствования архитектуры процессора. Во-первых, в структуру процессора вводится кэш- память 1-го и 2-го уровней, которая позволяет ускорить выборку команд и данных и тем самым уменьшить время выполнения одной команды. Во-вторых, вместо одного ядра процессора используется два ядра, что позволяет повысить производительность процессора примерно на 80%.

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ 1. Определение объемов кэш-памяти процессора Кэш-память данных 1-го уровня – 16 Кбайт Кэш-память команд 1-го уровня – 12 Кбайт Кэш-память 2-го уровня – 1024 Кбайт

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ 2. Определение температуры процессора Температура процессора – 46 °С Количество оборотов в минуту кулера процессора – 2884 об/мин

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ 3. Производительность процессора

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ 3. Производительность процессора Количество целочисленных операций: 6565 MIPS.

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ 3. Производительность процессора Количество операций с плавающей точкой : 8440 MFLOPS.