Dělení procesorů, jejich struktury, výkon a počet jader

Úvod  
Čtvrtek, 24 duben 2014
Hlavní menu
Úvod
Hardware serveru
Server
Hosting
Server hosting
Mapa stránek
PC Tuning
Novinka: Bude mít phablet Samsung Galaxy Note 4 trojstranný displej

Kříženec Galaxy Note 4 dostane trojstranný displej, který dokáže zobrazovat informace i po stranách. Na bocích phabletu bude možné číst například zprávy, notifikace ze sociálních sítí, sledovat vývoj počasí a další informace.

Novinka: Motorola pracuje na levném smartphonu Moto E

Firma Motorola zanedlouho začne prodávat nový smartphone s Androidem. Půjde o dalšího zástupce řady Moto, tentokrát s přídomkem E. Novinka by měla nabídnout kompaktní rozměry a být ještě levnější, než úspěšný model Moto G. První informace hovoří o částce okolo 230 dolarů, v přepočtu

Novinka: Mobilní divize Nokie mění název na Microsoft Mobile

Skomírající finská firma již brzy začne psát novou kapitolu svých dějin, protože přejde definitivně pod křídla americké společnosti Microsoft. A první změny na sebe nenechají dlouho čekat.

Novinka: Záhada Apple map vyřešena: Lochnesská příšera Nessie byla loď

Mnohé servery v posledních hodinách informují, že satelitní snímky, které firma Apple používá ve svých mapách, zachytily v jezeře Loch Ness objekt připomínající legendárního obřího tvora. Fanoušci slavné Nessie jásají. Skutečnost je ale mnohem prozaičtější.

Dělení procesorů

Jak už jsme zmínili, když to velmi zjednodušíme procesor zastává v počítači podobnou úlohu jako motor v automobilu. Podobně jako se liší motor v motorce, miniautomobilu, automobilu vyšší třídy nebo v těžkém nákladním autě nebo v lodi se pro různé aplikace používají různé druhy procesorů.

Dělení podle délky operandu v bitech

Základním ukazatelem procesoru je počet bitů, tj. šířka operandu, který je procesor schopen zpracovat v jednom kroku. Zjednodušeně se dá říci, že např. osmibitový procesor umí počítat s čísly od 0 do 255, 16bitový s čísly od 0 do 65535 atd.

  • Pro velmi jednoduché aplikace se používají čtyřbitové nebo osmibitové procesory. To platí například pro zabudované (embedded) systémy např. v mikrovlnných troubách, kalkulačkách, počítačových klávesnicích a infračervených dálkových ovládání.
  • Pro středně složité aplikace, jako jsou programovatelné automaty, mobilní telefony, PDA nebo přenosné videohry se používají zpravidla osmibitové nebo šestnáctibitové procesory.
  • Osobní počítače a laserové tiskárny obsahují 32bitové procesory, přičemž u osobních počítačů dnes dochází k přechodu na 64bitové procesory. Nyní jsme svědky rozmachu vícejádrových procesorů, protože zvyšování frekvence je spojeno s řadou problémů a další prostý přechod na vyšší počet bitů z hlediska aplikací není tak významný skok, jako tomu bylo u přechodu z 16 na 32 bitů.

Dělení podle struktury procesoru

  • RISC a CISC procesory podle vnitřní architektury a počtu instrukcí, které procesor umí vykonávat. Současné procesory Intel a kompatibilní jsou vnitřně RISC, kde za pomoci mikroinstrukcí vykonávají složité CISC instrukce a umožňují aktualizaci řídícího mikrokódu. Původně lepší možnosti RISC procesorů byly překonány masivními investicemi firmy Intel získanými masivní výrobou procesorů do osobních počítačů, takže současné CISC procesory překonávají RISC[1]
  • jednoduché procesory (u osobních počítačů do 80286 s 16 bitovou instrukční sadou) a procesory, které zajišťují ochranu paměti, stránkování paměti, operačnímu systému plnou kontrolu nad počítačem a podporu víceúlohových a víceuživatelských operačních systémů (u osobních počítačů 32 bitové i386 a novější) a nejnovější s možností virtualizace (u osobních počítačů 64 bitové procesory)
  • jednočipový mikropočítač nebo také mikrokontrolér (MCU) bývá procesor s univerzálním jádrem, s kterým jsou současně zaintegrovány základní periferní obvody, takže je schopen samostatné funkce. Za průkopníky v této kategorii můžeme považovat 8bitový procesor Intel i8051, který poprvé integroval všechny základní periferie (jádro procesoru, paměť RAM, EEPROM, čítače a časovače) na jediném čipu a 16bitový technologický procesor Siemens SAB 80C166, který poprvé integroval A/D převodníky, komunikační linky a masivní systém čítačů/časovačů/přerušení (následníky řady 80166 dnes vyrábí Infineon (řada C167 a C166 SV2) a SGS Thomson (řada ST10)).
  • DSP neboli digitální signálový procesor je procesor zaměřený na zpracování signálu. DSP jsou optimalizovány na co nejrychlejší opakování jednoduchých matematických algoritmů zaměřených na zpracování signálu. Typickou aplikací DSP je filtrace signálu pomocí filtrů FIR a IIR nebo Fourierova analýza. DSP se dnes používají především ve spotřební elektronice a v telekomunikační technice. Současné DSP obsahují proti svým předchůdcům navíc také rychlé komunikační linky, aby bylo možné přenášet velký datový tok protékající těmito procesory. Často můžeme rovněž pozorovat snahu o spojení výhod DSP a jednočipových mikropočítačů ať už je to cestou rozšiřování DSP o periferie nebo rozšiřováním mikrokontrolérů o DSP jednotky.

Dělení podle počtu jader

V současnosti jde vývoj směrem k integraci více jader - tedy více procesorů - do jediného čipu. Tento trend můžeme pozorovat u procesorů pro osobní počítače i v oblasti DSP. Nově se tedy procesory začínají dělit na jednojádrové a vícejádrové. Zvyšování počtu jader je v podstatě vynuceno fyzikálními omezeními, jako jsou rychlost světla a omezení výkonu dané potřebou procesor uchladit. Ukazuje se, že integrací většího počtu jednodušších jader je možno dosáhnout při stejné výrobní technologii na stejné ploše křemíku mnohem větší výpočetní výkon, než použitím jediného složitého jádra.

Není dosud zcela jasné, kterým směrem se bude ubírat vývoj, systémy obsahující několik (např. 2 až 10) jader jsou v podstatě jen konzervativním rozšířením současných procesorů. Otevřenou otázkou je, jakým způsobem bude řešena struktura, sdílení paměti a vzájemné vnitřní propojení a prosíťování např. u stojádrových, nebo tisícijádrových procesorů, jakým způsobem a jakými nástroji budou takové čipy programovány. V neposlední řadě vyvstává otázka, jak budou takovéto systémy obsluhovány operačním systémem.

Něco naznačuje např. architektura zakázkového procesoru IBM, který je používán v Sony Playstation 3, kdy hlavní „složité“ jádro založené na architektuře PowerPC rozděluje práci šesti jednodušším DSP, vzájemně propojeným pomocí hradlového pole. Se zvětšováním počtu jader pravděpodobně dojde k jejich specializaci.

Hits: 2188
Komentáře (0)Add Comment

Napiš komentář
quote
bold
italicize
underline
strike
url
image
quote
quote
smile
wink
laugh
grin
angry
sad
shocked
cool
tongue
kiss
cry
menší | VĚTŠÍ

busy
 
Webdesign by Webmedie.dk Webdesign by Webmedie.dk