Mikroprocesor (CPU central processing unit) = mozog počítača

(zbernice = nervová sústava, čipsety = duša)

Procesor obsahuje:

· registre – sú to vnútorné pamäte procesora. Ich počet a presné použitie závisí od typu procesora.

· inštrukčnú sadu – logický obvod, ktorý spracováva jednotlivé inštrukcie. CISC a RISC. + súbor inštrukcií, ktoré realizujú najčastejšiu používané a opakujúce sa činnosti multimediálnych aplikácií, SIMD

o MMX (Multi Media eXtention) Intel

o 3DNow! AMD

o SSE2 Intel (Streaming SIMD Extensions)

· aritmeticko logická jednotka (ALU), vykonáva počty a logické operácie

· FPU

· riadiaca jednotka, vyberá inštrukcie z pamäte a dekóduje ich a vykonáva

· systém prerušenia - prerušenie – je to signál, ktorý k procesoru vyšle niektoré hardwarové zariadenie, alebo program. Procesor musí prerušiť svoju prácu a spustiť príslušný obslužný program pre dané zariadenie.

· pamäť cache je to pamäť, medzisklad dát medzi rôzne rýchlymi komponentami. Účel: vzájomné prispôsobovanie rýchlostí.

o vnútorná cache – Interná cache (First Level Cache alebo Cache prvej úrovne) L1 je to integrovaná malá pamäť priamo do procesora

o vonkajšia cache – Externá cache (cache druhej úrovne) označujeme ako L2 - pri nových CPU L2 býva tiež v CPU, potom vonkajšia = L3

FSB ( front side bus)

· rýchlosť/frekvencia s akou CPU komunikuje s pamäťou

· rýchlosť CPU závisí od FSB a násobku (multiplier) napr: FSB=100MHz, multiplier =5,5 t.j. rýchlosť CPU = 550MHz

· PCI 33MHz, docielené delením FSB (divider)

· FSB je zvyčajne 66, 100, 133, 166, 200, 266, 333, 400, 533, 800MHz

· Overclocking (pretaktovanie) – zvýšenie FSB Þ zvýšenie prenosu po zberniciach Þ celkové zvýšenie výkonu. Možné dôsledky: prehrievanie, zaradenia nedokážu komunikovať danou rýchlosťou.

· V súčasnosti sú FSB dvoj/štvorkanálové(Quad-Pumped) t. j. 400MHz môže byť 2x200MHz, 533MHz=4x133MHz

základné vlastnosti mikroprocesorov:

· inštrukčný súbor: súbor inštrukcií, ktoré mikroprocesor môže vykonať – CISC, RISC

· šírka pásma : počet bitov spracovaných v jednou inštrukciou

· frekvencia procesora : MHz (1M=10⁶), koľko inštrukcií za sekundu procesor môže vykonať

Pri bytoch, bitoch je 1K =1024, pri Hz je 1K = 1000.

Procesor	frekvencia v MHz	Rok uvedenia	Zbernica
Procesor	frekvencia v MHz	Rok uvedenia	vnútorná	vonkajšia
286	4,7-25	1982	16	16
386DX	16-40	1985	32	32
386SX	16-33	1988	32	16
486DX	16-133	1989	32	32
486SX	16-133	1991	32	32
Pentium Pentium MMX AMD K5, K6	60-200	1993	32	64
Pentium II AMD K6-II, K6-III, K-II+	233-600	1996	32	64
Pentium III AMD Athlon K7	1000-1700	1999	32	64
Pentium 4 AMD Athlon XP	3200	2001	32	64
Itanium2 Opteron	1500	2003	64	128

K6-III/450+.

Naľavo Socket 462 pre procesory Athlon XP a napravo Socket 479 pre Pentium4

Redukcia Socket370/Slot1

SLOT A - AMD

Urýchlenie spracovania inštrukcií

Kedysi mikroprocesory (do 486) spracovávali inštrukcie sekvenčne (t.j. za sebou jednu po druhej)

Príklad:

	1. takt	2. takt	3. takt	4. takt	5. takt	6. takt	7. takt
1. inštrukcia	1. fáza	2. fáza	3. fáza	4. fáza
2. inštrukcia					1. fáza	2. fáza	3. fáza

pipelining – spočíva v tom, že spracovávaná inštrukcia sa rozloží na viacero fáz (napr. dekódovanie, vyhľadávanie parametrov, ap.), v každej fáze inštrukcie sa využíva iná časť procesora, čo umožňuje súčasné vykonávanie jednotlivých fáz, pričom každá inštrukcia sa vždy nachádza v inej.

	1. takt	2. takt	3. takt	4. takt	5. takt
1. inštrukcia	1. fáza	2. fáza	3. fáza	4. fáza
2. inštrukcia		1. fáza	2. fáza	3. fáza	4. fáza
3. inštrukcia			1. fáza	2. fáza	3. fáza
4. inštrukcia				1. fáza	2. fáza
5. inštrukcia					1. fáza

superskalárna architektúra – paralelné spracovanie, v CPU je napr. viac ALU, FPU.

Hyper-Threading –Intel, CPU sa tvári ako keby boli v PC dva CPU.

Na porovnávanie výkonu procesorov slúžia testy, ktoré udávajú výkon v MIPS, v MFLOS a SPEC.

iné procesory: HP Alpha 21364 a PA 8800, IBM Power5 a PowerPC 970, MIPS R16000, Sun UltraSPARC IV

Pamäť slúži na uloženie (zaznamenanie) informácií a inštrukcií vstupujúcich do počítača, medzivýsledkov, výstupných údajov ale aj grafických informácií a obrazoviek.

Delenie pamätí:

podľa vzťahu k PC:

· vnútorné – operačná pamäť, ROM

· vonkajšie – HDD, FDD, CD,...

podľa stálosti:

· volatile memory: informácie sa stratia keď sa vypne napájanie

· non-volatile: informácie sa zachovajú sa vypne napájanie (disky, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, flash pamäť

· erasable memory: pamäť môže byť prepísaná.

· nonerasable memory. Nonerasable sú určite zároveň nonvolatile

RAM (random access memory) pamäte

· static RAM (SRAM) používajú sa v registroch, cache. Rýchle, drahé

· dynamic (DRAM) musia byť občerstvované

ROM (read only memory)

PROM (programmable ROM) – môže byť do nich zapísané iba raz

EPROM (erasable programmable ROM) – možno zmazať UV žiarením, až potom zapísať nové hodnoty, mazanie je pomalé

EEPROM(electrically erasable programmable ROM) – je možné prepisovať údaje

Flash memory - podobné EEPROM ale rýchlejšie, v PC hlavne BIOS

Základné parametre pamäte

v Kapacita pamäte

v Rýchlosť pamäte:

Ø vybavovací čas – časový interval, ktorý uplynie od okamihu, keď je vyslaná požiadavka na prenos z pamäte, do okamihu, keď sa požadované údaje objavia na výstupe pamäte.

Ø cyklus pamäte – určený je minimálnym časovým intervalom medzi po sebe nasledujúcimi príkazmi k činnosti.

v Možnosť zmeny údajov, stálosť

v Hustota záznamu – udáva počet bytov na jednotku dĺžky alebo plochy pamäťového prostriedku.

Používané typy pamätí:

· SIMM - Single In-line Memory Modules, 30/72 pinov

· DIMM - Dual In-line Memory Modules, 168 pinov

· SDR SDRAM - single data rate synchronous dynamic RAM,168 pinov

· DDR SDRAM - double-data-rate synchronous dynamic RAM, 184 pinov

o PC1600 = DDR200 - 100MHz t. j. 1,6GB/s

o PC3700 = DDR466 - 233MHz t. j. 3,7GB/s

· RDRAM -RIMM - Rambus DRAM – rýchlejšie ako DDR ale drahé, zatiaľ sa nepresadili

V súčasnosti sa používajú DDR

SDRAM, DDR, RAMBUS

Odkazy:

Zbernica

Základné parametre pamäte

· SDR SDRAM - single data rate synchronous dynamic RAM,168 pinov