Architektura Systemów Komputerowych · Rozwój architektury komputerów klasy PC Architektura...
Transcript of Architektura Systemów Komputerowych · Rozwój architektury komputerów klasy PC Architektura...
1
Architektura Systemów Komputerowych
�Rozwój architektury komputerów klasy PC
2
Historia rozwoju mikroprocesorów firmy Intel w komputerach klasy PC
1978: Intel 8086 – 29tys. tranzystorów, 16-bitowy, współpracował z
koprocesorem 8087, posiadał 16-bitową szynę danych (lub ośmiobitową w
tańszej wersji "SX" czyli 8088), składał się z dwóch jednostek - współpracy
z pamięcią czyli kolejki oraz wykonawczą, taktowany częstotliwością od
4,77 MHz do około 20 MHz, stosowany w komputerach PC XT.
3
Historia rozwoju mikroprocesorów firmy Intel w komputerach klasy PC
1982: Intel 80286 – 134tys. tranzystorów, 16-bitowy, o zwiększonej do 24-
bitów szynie adresowej, nowe rozkazy, nowy tryb pracy - chroniony
(wspierający wielozadaniowość); adresowanie 16 MB RAM i 1 GB pamięci
wirtualnej, taktowany do 25 MHz, stosowany w komputerach PC AT.
4
Historia rozwoju mikroprocesorów firmy Intel w komputerach klasy
PC
1985: Intel 80386 – 275tys. tranzystorów,
32-bitowy, o poszerzonych do 32 bitów
rejestrach wewnętrznych, szynie danych i
adresowej, wiele nowych rozkazów,
wbudowana jednostka zarządzania
pamięcią MMU (Memory Management
Unit), zmieniony tryb chroniony,
wprowadzony tryb wirtualny, pozwalający
obsłużyć do 4 GB pamięci RAM,
taktowany zegarem 20MHz, komputery
klasy PC przejęły nazewnictwo od nazw
mikroprocesorów.
5
Historia rozwoju mikroprocesorów firmy Intel w komputerach klasy PC
Wewnętrzna
architektura procesora
Intel 80386
Źródło:
http://en.wikipedia.org
6
Historia rozwoju mikroprocesorów firmy Intel w komputerach klasy PC
1989: Intel 80486 – 1,2mln. tranzystorów, 32-bitowy, dodano kilka nowych
instrukcji, zwiększono wydajność jednostki stałoprzecinkowej przez
wprowadzenie architektury potokowej oraz wbudowano i przeprojektowano
koprocesor zmiennoprzecinkowy (FPU), wbudowano kontroler i pamięć cache pierwszego poziomu (L1) o pojemności 8kB, taktowany zegarem 25
do 80MHz.
7
Historia rozwoju mikroprocesorów firmy Intel w komputerach klasy PC
1993: Pentium – 3,1mln. tranzystorów, 32-bitowy, powiększono cache L1,
zmodernizowano FPU, dodano jednostkę przewidywania skoków, dodano
kilka nowych instrukcji, zwiększono zewnętrzną magistralę danych do 64
bitów (procesor pozostał 32-bitowy) oraz szynę adresową do 36 bitów,
procesor składa się z dwóch jednostek wykonawczych dość podobnych do
486 - większość czasów wykonania instrukcji pozostała bez zmian, procesor
w określonych sytuacjach może jednak wykonywać dwa rozkazy równolegle
, taktowany zegarem 66 do 133MHz.
1995: Pentium Pro – 5,5mln. tranzystorów, nieformalnie oznaczany jako
i686, dedykowany w szczególności do serwerów i wydajnych stacji
roboczych, wiele cech procesora RISC, posiada 6 potoków, jego architektura
jest podstawą procesorów Pentium II i Pentium III, zmieniona realizacja
wewnętrzna, L2 cache wbudowany w procesor jako osobny płatek krzemu
zamknięty wraz z procesorem w jednej obudowie, 36-bitowa magistrala
adresowa, 64-bitowa magistrala danych, taktowany zegarem 200MHz.
8
Historia rozwoju mikroprocesorów firmy Intel w komputerach klasy PC
Źródło: http://en.wikipedia.org/
9
Historia rozwoju mikroprocesorów firmy Intel w komputerach klasy PC
1995: Pentium MMX – 4,5mln. tranzystorów, zwiększono rozmiar pamięć cache do 16 kB, dodano jednostkę BPU (ang. Branch Predicition Unit),
zapożyczoną z Pentium Pro, wprowadzono dłuższy potok przetwarzania
instrukcji, dodano 57 nowych instrukcji MMX, dodano stos powrotu, dzięki
czemu powrót z podprogramów (procedur) był krótszy, taktowany zegarem
do 233MHz.
MMX (MultiMedia eXtensions lub Matrix Math eXtensions) - zestaw 57
instrukcji SIMD. Rozkazy MMX mogą realizować działania logiczne i
arytmetyczne na liczbach całkowitych.
10
Historia rozwoju mikroprocesorów firmy Intel w komputerach klasy PC
1997: Pentium II – 7mln. tranzystorów, ma dodatkowe instrukcje MMX i
poprawioną obsługę programów 16-bitowych, obsługa magistrali AGP, nie
miał obudowy typu "socket" (gniazdo) ale "slot" (łącze krawędziowe),
taktowany zegarem od 233
do 450MHz.
11
Historia rozwoju mikroprocesorów firmy Intel w komputerach klasy PC
1999: Pentium III – 8,2mln. tranzystorów, zestaw nowych instrukcji
określany mianem SSE (Streaming SIMD Extensions), rozmiar pamięci
cache drugiego poziomu (L2) dla kodu i danych: 512 kB (taktowana z połową
prędkości rdzenia), obsługa 64-bitowej magistrali PCI, taktowany zegarem
od 450
do 800MHz.
12
Historia rozwoju mikroprocesorów firmy Intel w komputerach klasy PC
2000: Pentium 4 – 42mln. tranzystorów, wielowątkowy, zestaw nowych
instrukcji SSE2 operujący na 128-bitowych liczbach zmiennoprzecinkowych,,
taktowany zegarem od 400MHz do 3,8GHz (Prescott ).
13
Historia rozwoju mikroprocesorów firmy Intel w komputerach klasy PC
2006: Intel Core2 – 321mln. tranzystorów, wielordzeniowy, nacisk na
zwiększenie pamięci podręcznej oraz liczby rdzeni Core2Duo- 2, Core2Quad
-4, stosunkowo wysoki współczynnik IPC (Instructions Per Cycle) - około 3,5,
taktowany zegarem od 1,8GHz do 3,3GHz.
14
Rozwój architektury komputerów klasy PC
Architektura komputera klasy PC XT (1983) z magistralą ISA i mikroprocesorem 8088.
Źródło: http://scotsmist.org.uk
15
Rozwój architektury komputerów klasy PC
Architektura komputera klasy PC AT (1984), mikroprocesor 80286, rozdzielona magistrala lokalna mikroprocesora i magistrala ISA
Źródło: http://scotsmist.org.uk
16
Rozwój architektury komputerów klasy PC
System zawierający magistralę VesaLocal Bus oraz mostek do peryferyjnej magistrali ISA (komputery 468 i Pentium).
Źródło: http://scotsmist.org.uk
17
Rozwój architektury komputerów klasy PC
Źródło: http://scotsmist.org.uk
System z magistralą PCI (PeripheralComponentInterconnect) oraz mostkiem do magistrali ISA.
18
Rozwój architektury komputerów klasy PC
Architektura komputera klasy PCz magistralą AGP (AcceleratedGraphics Port) i PCI
Źródło:http://www.just2good.co.uk