Intel Pentium D (2) Intel Pentium D (1) • Založen na mikroarchitektuře NetBurst • Vyráběn s frekvencemi 2,66 GHz – 3,60 GHz • Systémová sběrnice pracuje s taktem „800 MHz“ (vyjma procesoru s frekvencí 2,66 GHz, u něhož je frekvence systémové sběrnice „533 MHz“) • Má integrovánu technologii Dual Core: – dvě prováděcí jádra (pracující na stejné frekvenci) s nezávislým rozhraním k systémové sběrnici – dovoluje efektivnější zpracování paralelních výpočtových vláken než Hyperthreading Technolgy 09/10/2014 1 • Je vybaven 2 x 16 kB L1 cache pro data • Každé jádro má integrovánu execution trace cache (pro 12 k dekódovaných micro-ops) • Obsahuje technologii Intel 64 Architecture (EM64T) a většina variant i technologii EIST • Vyráběn s technologií: – 90 nm: 2 x 1 MB L2 cache (ATC) – 65 nm: 2 x 2 MB L2 cache (ATC) • Obsahuje instrukční sady SSE2 i SSE3 • Některé varianty obsahují i technologii Intel Virtualization Technology (VT) 09/10/2014 2 Intel Pentium D (3) Intel Pentium D (4) • Intel Virtualization Technology: – dovoluje jednomu procesoru fungovat jako několik paralelně pracujících procesorů – umožňuje provozovat zároveň několik operačních systémů na jednom počítači – každý operační systém může mít spuštěny další programy, které jsou pod ním provozovány – jednotlivé operační systémy pak pracují na virtuálním procesoru (virtual CPU), resp. virtuálním stroji (virtual machine) – poznámka: využívá stejnou myšlenku jako virtuální režim u procesoru 80386 09/10/2014 3 Intel Pentium D (5) Apl. n OS 1 VP 1A VP 1B Apl.1 Apl. n Apl.1 OS 2 VP 2A VP 2B Apl. n Apl. 1 Apl. 2 Operační systém Apl. n Operační systém Procesor Procesor 1 Procesor 2 virtualizace: Apl.1 Apl. n Apl.1 Apl. n Apl.1 Apl. n OS 1 OS 2 OS 3 Virt. procesor 1 Virt. procesor 2 Virt. procesor 3 09/10/2014 4 • Založen na mikroarchitektuře NetBurst • Vyráběn s frekvencemi 3,20 GHz – 3,73 GHz • Systémová sběrnice pracuje s taktem: Apl. n OS 3 VP 3A – „800 MHz“ – procesor s frekvencí 3,20 GHz – „1066 MHz“ – procesory s frekvencí vyšší než 3,20 GHz VP 3B • Poznámka: Procesor Intel Pentium D: – neobsahuje Hyperthreading Technology (nahrazena technologií Dual Core) – je dodáván v pouzdrech FC-LGA pro Socket LGA775 09/10/2014 Apl. 1 Apl. 2 hyperthreading: Intel Pentium Extreme Edition (1) virtualizace + dual core: Apl.1 multitasking: 5 • Používá: – 2 x 16 kB L1 cache pro data – 2 x 1 MB L2 (ATC) – procesor s taktem 3,20 GHz – 2 x 2 MB L2 (ATC) – vyšší než 3,20 GHz 09/10/2014 6 1 Intel Core 2 Duo (1) Intel Pentium Extreme Edition (2) • Využívá mikroarchitekturu Core, jejíž základní rysy jsou: • Obsahuje technologie: – Intel 64 Architecture (EM64T) – Hyperthreading Technology – Dual Core – Intel Virtualization Technology (vyjma 3,20 GHz) – Wide Dynamic Execution: • Procesory s frekvencí vyšší než 3,20 GHz jsou vyráběny s technologií 65 nm (3,20 GHz – 90 nm) • Není vybaven technologií EIST • Má integrováno rozšíření instrukční sady SSE2 i SSE3 • Vyráběn v pouzdře FC-LGA pro Socket LGA775 09/10/2014 7 – Macro-Fusion: • dovoluje sloučit více instrukcí do instrukce jedné • např. po sobě následující instrukce CMP a JNE sloučí do instrukce CMPJNE, kterou provede během jednoho taktu – Micro-Fusion: • podobná technika jako Macro-Fusion • umožňuje sloučit dvě mikrooperace do jedné 09/10/2014 8 Intel Core 2 Duo (3) Intel Core 2 Duo (2) Procesor bez memory disambiguation – Smart Memory Access: • zdokonalená množina algoritmů pro předvídání, která data budou zapotřebí a mají být tudíž zavedena z operační paměti do paměti cache • využívá technologii memory disambiguation, která detekuje závislosti mezi po sobě následujícími instrukcemi pro ukládání (čtení) dat do (z) operační paměti a dovoluje u těchto operací aplikovat techniku out-of-order execution • rovněž umožňuje skrýt paměťové latence (okamžiky, kdy k paměti nelze přistoupit) 09/10/2014 9 Paměť Data W Instrukce Procesor s memory disambiguation Paměť Data W Instrukce 3 4 Load 4 X Load 4 X Store 3 W Data Z 4 Load 2 Y Load 4 musí čekat, dokud se neprovede předešlá operace Store 1 Data Z 1 Load 2 Y 2 Store 1 Y Store 3 W Data Y Data X 3 Store 1 Y 2 Load 4 může dostat svá data jako první Data Y Data X 09/10/2014 10 Intel Core 2 Duo (5) Intel Core 2 Duo (4) • Vyráběn s frekvencemi 1,80 GHz – 3,33 GHz • Má integrováno: – Advanced Smart Cache: • zahrnuje sdílenou L2 cache, dovolující dynamicky alokovat kapacitu pro každé jádro • umožňuje jednomu jádru využít celou vyrovnávací paměť, když druhé jádro právě nepracuje • dovoluje taktéž přenášet data přímo mezi L1 cache paměťmi obou jader – 2 x 32 kB L1 cache pro data – 2 x 32 kB L1 cache pro instrukce • Vyráběn s technologií: – 65 nm: – Advanced Digital Media Boost: • zdvojnásobuje reálnou rychlost zpracování instrukcí využívaných především v multimediálních a grafických aplikacích • zvýšení výkonu je dosaženo pomocí 128bitového zpracování instrukcí SSE, SSE2 a SSE3 (dříve byly tyto instrukce zpracovávány po 64 bitech) 09/10/2014 • technika dovolující, aby každé jádro během jednoho taktu mohlo dokončit až čtyři instrukce • obsahuje techniky, které mají za úkol snížit počet mikrooperací, jež jsou potřebné pro vykonání daných instrukcí: 11 • 2 MB nebo 4 MB L2 sdílené cache realizované jako Advanced Smart Cache • systémová sběrnice pracuje s frekvencí „800 MHz“, „1066 MHz“ nebo „1333 MHz“ – 45 nm: • 3 MB nebo 6 MB L2 sdílené cache (Advanced Smart Cache) • systémová sběrnice pracuje s frekvencí „1066 MHz“ nebo „1333 MHz“ 09/10/2014 12 2 Intel Core 2 Duo (6) Intel Core 2 Duo (7) • Procesory vyráběné s technologií 45 nm ještě navíc obsahují rozšíření SSE4.1 (Streaming SIMD Extensions 4.1) – 47 nových instrukcí • Má integrovaný DTS – Digital Thermal Sensor: • Obsahuje technologie: – Intel 64 Architecture (EM64T) – Dual Core – EIST • Některé varianty mají i Intel Virtualization Technology • Poskytuje Advanced Dynamic Execution • Přináší nové rozšíření instrukční sady SSSE3 – Supplemental SSE3, tj.16 (32) nových instrukcí 09/10/2014 13 – teplotní senzor umožňující měřit teplotu na každém jádru a v závislosti na zjištěných hodnotách přizpůsobovat rychlost otáčení větráku chladiče • Vyráběn v pouzdře FC-LGA pro Socket LGA775 • Je ekvivalentem cca 167 – 291 mil. tranzistorů, které jsou integrovány na ploše 82 – 143 mm2 • Procesory Intel Core 2 Duo nejsou vybaveny HT 09/10/2014 Intel Core 2 Quad (1) Intel Core 2 Quad (2) • Vyráběn s frekvencemi 2,26 GHz – 3,0 GHz • Systémová sběrnice pracuje s frekvencí „1066 MHz“ nebo „1333 MHz“ • Vychází z mikroarchitektury Core: – Wide Dynamic Execution – Smart Memory Access – Advanced Smart Cache – Advanced Digital Media Boost • Obsahuje technologie: – Quad Core: – Intel 64 Architecture (EM64T) – EIST • Většina variant obsahuje i Intel Virtualization Technology • Poskytuje Advanced Dynamic Execution • Vybaven rozšířením SSSE3 • Má integrovaný DTS – Digital Thermal Sensor • Je vybaven: – 4 x 32 kB L1 cache pro data – 4 x 32 kB L1 cache pro instrukce • čtyři prováděcí jádra (pracující na stejné frekvenci) s nezávislým rozhraním k systémové sběrnici 09/10/2014 14 15 09/10/2014 Intel Core 2 Quad (3) 16 Intel Core 2 Extreme (1) • L2 cache paměť má kapacitu: • Vyráběny s frekvencemi 2,66 GHz – 3,20 GHz • Systémová sběrnice pracuje s frekvencí: – 2 x 4 MB: procesory s technologií 65 nm – 2 x 2 MB, 2 x 3 MB nebo 2 x 6 MB: u procesorů s technologií 45 nm – „1600 MHz“: u procesoru s frekvencí 3,2 GHz – „1333 MHz“: u procesoru s frekvencí 3 GHz – „1066 MHz“: u proc. s frekvencí nižší než 3 GHz • Procesory s technologií 45 nm obsahují také rozšíření SSE4.1 • Dodáván ve variantách s technologií: – Dual Core: • 2 x 32 kB L1 cache pro data • 2 x 32 kB L1 pro instrukce • 4 MB L2 cache 09/10/2014 17 09/10/2014 18 3 Intel Core 2 Extreme (2) Intel Pentium Dual Core (1) – Quad Core: • Vyráběn s frekvencemi 1,60 GHz – 3,33 GHz • Systémová sběrnice pracuje s frekvencí • 4 x 32 kB L1 cache pro data • 4 x 32 kB L1 cache pro instrukce • 2 x 4 MB (65 nm) nebo 2 x 6 MB L2 cache (45 nm) – „800 MHz“ nebo „1066 MHz“ • Všechny varianty disponují technologií: • Založen na mikroarchitektuře Core • Obsahuje technologie: – Intel 64 Architecture (EM64T) – Intel Virtualization Technology – EIST – Dual Core – Intel 64 Architecture (EM64T) – EIST • Je vybaven DTS a rozšířením SSSE3 • Procesory s technologií 45 nm obsahují také rozšíření SSE4.1 09/10/2014 • Některé varianty obsahují i Intel Virtualization Technology 19 • Vybaven: • Obsahuje DTS a rozšíření instrukční sady SSSE3 • Využívá: – 2 x 32 kB L1 cache paměti pro data – 2 x 32 kB L1 cache paměti pro instrukce • Má integrovánu L2 cache paměť (Advanced Smart Cache) o kapacitě: – Wide Dynamic Execution – Smart Memory Access – Advanced Digital Media Boost – Advanced Smart Cache – 1 MB: • procesory s frekvencí 1,60 GHz – 2,40 GHz • vyráběny s technologií 65 nm • Poskytuje Advanced Dynamic Execution • Dodáván v zapouzdření FC-LGA pro patici LGA775 – 2 MB: • procesory s frekvencí nad 2,50 GHz • vyráběn s technologií 45 nm 21 09/10/2014 22 Intel Core i5 (2) Intel Core i5 (1) – i5-7xx (i5-700 series): • Vyráběn ve variantách: • frekvence: 2,40 GHz – 2,80 GHz • obsahuje: – i5-6xx (i5-600 series): • frekvence: 3,20 GHz – 3,60 GHz • obsahuje: – 4 jádra (Quad Core) – L1 cache paměť o kapacitě: • 4 x 32 kB pro instrukce (každé jádro má 32 kB) • 4 x 32 kB pro data (každé jádro má 32 kB) – L2 cache paměť: • kapacita 4 x 256 kB (každé jádro má 256 kB) • sdílená pro data i instrukce – L3 cache paměť: • kapacita 8 MB • sdílená pro data i instrukce • sdílená mezi všemi jádry (Advanced Smart Cache) – 2 jádra (Dual Core) + HyperThreading Technology – L1 cache paměť o kapacitě: • 2 x 32 kB pro instrukce (každé jádro má 32 kB) • 2 x 32 kB pro data (každé jádro má 32 kB) – L2 cache paměť: • kapacita 2 x 256 kB (každé jádro má 256 kB) • sdílená pro data i instrukce – L3 cache paměť: • kapacita 4 MB • sdílená pro data i instrukce • sdílená mezi všemi jádry (Advanced Smart Cache) • technologie: 45 nm • ekvivalent 774 mil. transistorů • plocha čipu: 296 mm2 • technologie: 32 nm • ekvivalent 382 mil. transistorů • plocha čipu: 81 mm2 09/10/2014 20 Intel Pentium Dual Core (3) Intel Pentium Dual Core (2) 09/10/2014 09/10/2014 23 09/10/2014 24 4 Intel Core i5 (3) Intel Core i5 (4) • Podporuje technologie: – vhodné např. v okamžiku, kdy procesor je zatížen aplikacemi, které nejsou optimalizovány pro vícejádrové procesory a část procesoru není vytížena – Intel Virtualization Technology – Enhanced Intel Speed Step Technology – Intel 64 Architecture (EM64T) – Intel Turbo Boost Technology • Na svém čipu má integrovaný: – řadič operační paměti: • Intel Turbo Boost Technology: – dovoluje dočasně zvýšit pracovní frekvenci jednoho nebo více jader procesoru tak, aby nedošlo k překročení maximální povolené spotřeby elektrické energie a teploty procesoru – jedno jádro procesoru, který má frekvenci 2,66 GHz může pracovat s maximální frekvencí až 3,2 GHz 09/10/2014 25 • umožňuje implementaci efektivnějších algoritmů pro předvýběr instrukcí a dat • dovoluje rychlejší čtení (zápis) z (do) operační paměti • podporuje paměti DDR3-1066 a DDR3-1333 • data jsou přenášena po 64 bitech • maximální přenosová rychlost je: – 10,6 GB/s (při konfiguraci single channel) – 21 GB/s (při konfiguraci dual channel) 09/10/2014 Intel Core i5 (5) 26 Intel Core i5 (6) • maximální teoretická přenosová rychlost je 16 GB/s: – řadič sběrnice PCI Express 2.0: • poskytuje 16 PCI Express linek (x16 link) – sériové linky, které pracují v režimu full duplex • lze konfigurovat jako dvakrát x8 link • slouží pro připojení grafické karty • podporuje přenosové rychlosti 2,5 GT/s a 5 GT/s • poznámka: 1 GT/s – gigatransfer za sekundu: – jednotka zavedená PCI-SIG – PCI Special Interest Group – označuje počet zakódovaných bitů, které lze po sběrnici přenést – sběrnice PCI Express používá kódování 8b/10b, kde každých 8 bitů je zakódováno pomocí 10bitového vzorku (aby nedošlo ke ztrátě synchronizace mezi vysílajícím a přijímajícím zařízením)  účinnost kódování je 80% 09/10/2014 27 – 5 GT/s = 4 Gb/s – 16 linek  4 Gb/s * 16 = 64 Gb/s = 8 GB/s – full duplex  8 GB/s * 2 = 16 GB/s • přenosová rychlost na jedné lince (v jednom směru) je 500 MB/s • Využívá DMI – Direct Media Interface: – nahrazuje FSB (systémovou sběrnici) – vychází z PCI Express 1.1 x4 link – umožňuje přenosovou rychlost 2,5 GT/s – přenosová rychlost na jedné lince (v jednom směru) je 250 MB/s (2,5 GT/s * 0.8 / 8 b) – maximální přenosová rychlost 1 GB/s (2 GB/s) 09/10/2014 Intel Core i5 (7) 28 Intel Core i5 (8) • Obsahuje rozšíření instrukční sady SSE4.2: • Architektura využívající DMI: – 7 nových instrukcí 2 kanály pro DDR3 Intel Core i5 DMI 10,6 GB/s PCI Express x16 (dvakrát x8) 8 GB/s (16 GB/s) • Poznámka: Grafická karta 10,6 GB/s – rozšíření SSE4.1 a SSE4.2 tvoří rozšíření označované jako SSE4 1 GB/s (2 GB/s) DDR3 SDRAM DDR3 SDRAM • Procesory i5-600 series mají integrovánu také jednotku Intel HD Graphics, plnící funkci grafické karty • Určen pro patici LGA1156 3 Gb/s PCI NIC 10/100/1000 Mb/s 6x Serial ATA ChipSet Intel P55 Intel HD Audio 480 Mb/s 14x USB 2.0 500 MB/s 8x PCI Express x1 BIOS 09/10/2014 29 09/10/2014 30 5 Intel Core i7 (1) Intel Core i7 (2) • Vyráběn s frekvencemi 2,53 GHz – 3,33 GHz • Obsahuje: – 4 jádra (Quad Core): • Podporuje HyperThreading Technology • Vyráběn ve variantách: – i7-8xx (i7-800 series): • integrovaný řadič operační paměti podporující práci s paměťmi DDR3-1066 a DDR3-1333 (jako Core i5): • vybaven cache paměťmi (L1, L2 a L3) o stejných kapacitách jako procesor Intel Core i5 s Quad Core – maximální přenosová rychlost je 21 GB/s (při dual channel) – 6 jader (Six, Hexa Core): • využívá DMI (2,5 GT/s) • určen pro patici LGA1156 • L1 cache paměť o kapacitě: – 6 x 32 kB pro data (každé jádro má 32 kB) – 6 x 32 kB pro instrukce (každé jádro má 32 kB) – i7-9xx (i7-900 series): • integrovaný řadič operační paměti podporující práci s paměťmi DDR3-800 a DDR3-1066: • L2 cache paměť: – kapacita 6 x 256 kB (každé jádro má 256 kB) – sdílená pro data i instrukce – poskytuje tři kanály – maximální přenosová rychlost je 25,6 GB/s • L3 cache paměť: • využívá QPI – QuickPath Interconnect (4,8 GT/s) disponující 20 linkami  9,6 GB/s (19,2 GB/s) • určen pro patici FCLGA1366 – kapacita 12 MB – sdílená pro data i instrukce – sdílená mezi všemi jádry (Advanced Smart Cache) 09/10/2014 31 09/10/2014 Intel Core i7 (3) • Vyráběn s frekvencemi 2,93 GHz a 3,33 GHz • Podobný procesorům Intel Core i5 (Dual Core) • Má integrovány L1, L2 a L3 cache paměti se stejnými kapacitami • Obsahuje technologii: PCI Express x16 (dvakrát x16, čtyřikát x8) 8 GB/s (16 GB/s) Grafická karta 1 GB/s (2 GB/s) ChipSet X58 DMI 3 kanály pro DDR3 19,2 GB/s Intel Core i7 i7-900 series DDR3 SDRAM DDR3 SDRAM Intel Core i3 (1) 3 x 8,5 GB/s QPI Architektura využívající QPI: DDR3 SDRAM 3 Gb/s PCI 6x Serial ATA NIC 10/100/1000 Mb/s ChipSet ICH10 480 Mb/s 12x USB 2.0 500 MB/s Intel HD Audio 6x PCI Express x1 BIOS 09/10/2014 33 – Dual Core – Hyperthreading Technology – Intel Virtualization Technology – Intel 64 Architecture – EIST 09/10/2014 34 2nd Generation Processors (1) Intel Core i3 (2) • Procesory vyráběné s technologií 32 nm (Sandy Bridge nebo Sandy Bridge E) a označované: • Má integrovaný: – řadič operační paměti – řadič sběrnice PCI Express 2.0 – Intel HD Graphics – 2nd Generation Intel Core i3 (Sandy Bridge): • • • • • Využívá DMI – Direct Media Interface • Neobsahuje Intel Turbo Boost Technology • Určen pro patici LGA1156 09/10/2014 32 Dual Core (2,50 GHz až 3,40 GHz) neobsahují Intel Turbo Boost Technology kapacita L3 cache je 3 MB (sdílená oběma jádry) mají integrovánu grafickou kartu Intel HD Graphics 2000 nebo Intel HD Graphics 3000 – 2nd Generation Intel Core i5 (Sandy Bridge): • Dual Core i Quad Core (2,30 GHz až 3,40 GHz) • kapacita L3 cache je 3 MB (u Dual Core) nebo 6 MB (u Quad Core) a je sdílená všemi jádry • většina variant má integrovánu grafickou kartu Intel HD Graphics 2000 nebo Intel HD Graphics 3000 35 09/10/2014 36 6 2nd Generation Processors (3) 2nd Generation Processors (2) • Každé jádro obsahuje: – 2nd Generation Intel Core i7 (Sandy Bridge): – L1 cache paměť o kapacitě: • Quad Core (2,80 GHz až 3,50 GHz) • kapacita L3 cache je 8 MB (sdílená všemi jádry) • mají integrovánu grafickou kartu Intel HD Graphics 2000 nebo Intel HD Graphics 3000 • 32 kB pro instrukce • 32 kB pro data – L2 cache paměť o kapacitě 256 kB (společná pro data i instrukce) – 2nd Generation Intel Core i7 (Sandy Bridge E): • Quad Core i Hexa Core (3,20 GHz až 3,60 GHz) • kapacita L3 cache je 10 MB nebo 12 MB (sdílená) • řadič operační paměti podporuje navíc práci s paměťmi DDR3-1600 • neobsahují grafickou kartu 09/10/2014 37 2nd Generation Processors (4) • Obsahují rozšíření instrukční sady AVX (Advanced Vector Extensions): – instrukce určené pro výpočty v pohyblivé desetinné čárce • AVX je možné využít např. při: – práci se zvukem nebo videosekvencemi – realizaci vědeckých simulací – práci s 3D modely • Procesory Core i7 (Sandy Bridge E) mají i rozšíření instrukční sady AES (Advanced Encryption Standard): – slouží pro zvýšení rychlosti aplikací provádějících kódování a dekódování 09/10/2014 39 3rd Generation Processors (2) • Jsou připojeny pomocí rozhraní DMI 2, které (oproti DMI) zdvojnásobuje přenosovou rychlost: – 5 GT/s  500 MB/s na jedné lince v jednom směru – maximální přenosová rychlost (pro 4 linky) jsou 2 GB/s (4 GB/s) 09/10/2014 38 3rd Generation Processors (1) • Procesory vyráběné s technologií 22 nm (Ivy Bridge nebo Ivy Bridge E) a označované: – 3rd Generation Intel Core i3 (Ivy Bridge): • • • • Dual Core (2,80 GHz až 3,40 GHz) neobsahují Intel Turbo Boost Technology kapacita L3 cache je 3 MB (sdílená oběma jádry) mají integrovánu grafickou kartu Intel HD Graphics 2500 nebo Intel HD Graphics 4000 – 3rd Generation Intel Core i5 (Ivy Bridge): • Dual Core i Quad Core (2,30 GHz až 3,40 GHz) • kapacita L3 cache je 3 MB (u Dual Core) nebo 6 MB (u Quad Core) a je sdílená všemi jádry • většina variant má integrovánu grafickou kartu Intel HD Graphics 2500 nebo Intel HD Graphics 4000 09/10/2014 40 3rd Generation Processors (3) – 3rd Generation Intel Core i7 (Ivy Bridge): • Jsou připojeny pomocí rozhraní DMI 2 • Obsahují rozšíření instrukční sady AVX • Integrovaný řadič operační paměti podporuje práci s paměťmi DDR3-1333 a DDR3-1600 • Procesory Core i7 (Ivy Bridge E): • Quad Core (2,50 GHz až 3,50 GHz) • kapacita L3 cache je 8 MB (sdílená všemi jádry) • mají integrovánu grafickou kartu Intel HD Graphics 4000 – 3rd Generation Intel Core i7 (Ivy Bridge E): • Quad Core i Hexa Core (3,40 GHz až 3,70 GHz) • kapacita L3 cache je 10 MB nebo 12 MB (sdílená) • neobsahují grafickou kartu – mají i rozšíření instrukční sady AES – jejich řadič operační paměti podporuje navíc práci s paměťmi DDR3-1866 • Každé jádro obsahuje: – L1 cache paměť o kapacitě: • 32 kB pro instrukce • 32 kB pro data – L2 cache paměť o kapacitě 256 kB (společná pro data i instrukce) 09/10/2014 41 09/10/2014 42 7 4th Generation Processors (1) 4th Generation Processors (2) • Procesory vyráběné s technologií 22 nm (Haswell, Crystal Well nebo Devil’s Canyon) a označované: – 4th Generation Intel Core i3 (Haswell): • • • • Dual Core (2,90 GHz až 3,80 GHz) neobsahují Intel Turbo Boost Technology kapacita L3 cache je 3 MB nebo 4 MB (sdílená) mají integrovánu grafickou kartu Intel HD Graphics 4400 nebo Intel HD Graphics 4600 • Quad Core (2,70 GHz až 3,00 GHz) • kapacita L3 cache je 4 MB (sdílená) • má integrovánu grafickou kartu Intel Iris Pro Graphics 5200 – 4th Generation Intel Core i5 (Devil’s Canyon): • Quad Core (3,50 GHz) • kapacita L3 cache je 6 MB (sdílená) • má integrovánu grafickou kartu Intel HD Graphics 4600 – 4th Generation Intel Core i5 (Haswell): • Dual Core i Quad Core (1,90 GHz až 3,50 GHz) • kapacita L3 cache je 4 MB (u Dual Core) nebo 6 MB (u Quad Core) a je sdílená všemi jádry • má integrovánu grafickou kartu Intel HD Graphics 4600 09/10/2014 – 4th Generation Intel Core i5 (Crystal Well): 43 4th Generation Processors (3) – 4th Generation Intel Core i7 (Haswell): • Quad Core (2,00 GHz až 3,60 GHz) • kapacita L3 cache je 8 MB (sdílená) • má integrovánu grafickou kartu Intel HD Graphics 4600 09/10/2014 44 4th Generation Processors (4) – 4th Generation Intel Core i7 (Crystal Well): • Quad Core (3,20 GHz) • kapacita L3 cache je 6 MB (sdílená) • má integrovánu grafickou kartu Intel Iris Pro Graphics 5200 – 4th Generation Intel Core i7 (Devil’s Canyon): • Řadič operační paměti podporuje práci s paměťmi DDR-1333 a DDR3-1600 • Obsahují rozšíření instrukční sady AVX 2.0 (Advanced Vector Extensions 2) • Quad Core (4,00 GHz) • kapacita L3 cache je 8 MB (sdílená) • má integrovánu grafickou kartu Intel HD Graphics 4600 • Kapacity L1 a L2 cache paměti jsou stejné jako u předcházejících procesorů • Jsou připojeny pomocí rozhraní DMI 2 09/10/2014 45 09/10/2014 HT vs Dual Core (1) 46 HT vs Dual Core (2) • Procesor neobsahující HT ani Dual Core: Thread 1 Thread 1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 8 5 4 2 7 10 Thread 2 Thread 2 Thread 1 Thread 1 9 1 10 9 6 8 6 7 5 4 3 1 2 3 T9 T8 T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 10 9 6 7 10 9 8 7 Thread 2 09/10/2014 6 5 4 3 2 1 4 5 3 1 10 2 8 9 7 5 6 4 2 3 1 10 9 8 6 7 5 4 3 1 2 8 Thread 2 T2 T1 T15 T14 T13 T12 T11 T10 T9 T8 T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 47 09/10/2014 48 8 HT vs Dual Core (3) HT vs Dual Core (4) • Procesor obsahující HT (bez Dual Core): Thread 1 Thread 1 9 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 10 10 9 8 6 5 6 7 5 4 3 3 2 1 1 2 7 8 4 Thread 2 T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 Thread 2 Thread 1 Thread 1 10 10 9 8 7 9 6 6 3 5 7 5 8 4 4 3 10 9 1 10 9 2 8 6 7 5 4 3 3 2 1 1 2 2 1 7 8 6 5 4 Thread 2 Thread 2 T10 T9 T8 T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 T2 T1 09/10/2014 49 09/10/2014 50 HT vs Dual Core (5) HT vs Dual Core (6) • Procesor obsahující Dual Core (bez HT): Thread 1 Core 1 Thread 1 Core 1 9 6 10 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 5 5 4 3 1 2 8 8 10 1 6 3 Core 2 Thread 2 Core 2 2 7 9 Thread 2 4 7 T2 T1 09/10/2014 51 09/10/2014 52 HT vs Dual Core (8) HT vs Dual Core (7) • Procesor obsahující Dual Core i HT: Thread 1 Thread 1 Core 1 10 9 8 6 7 5 4 3 1 2 Core 1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Thread 2 10 Thread 2 8 9 7 5 6 4 2 3 Thread 3 1 Core 2 T8 T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 09/10/2014 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Thread 4 53 09/10/2014 Core 2 54 9 HT vs Dual Core (9) Thread 1 HT vs Dual Core (10) Thread 1 Core 1 9 10 10 9 8 7 6 6 3 5 7 5 8 4 4 3 9 2 2 8 6 5 10 9 8 7 10 8 6 7 5 4 3 3 2 1 4 3 2 3 2 1 1 2 4 Thread 3 8 6 10 9 8 7 5 7 4 5 6 3 3 2 1 2 4 1 9 Core 2 T2 T1 5 4 1 7 8 6 8 5 6 7 4 5 4 3 3 2 1 1 2 Thread 2 Thread 3 10 9 8 8 6 9 7 7 5 56 • Vyráběn s taktem: Core 1 10 9 09/10/2014 Intel Celeron (1) HT vs Dual Core (11) 10 7 6 T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 55 10 9 6 5 Core 2 Thread 4 09/10/2014 5 6 4 4 3 2 3 2 1 1 Core 2 T10 T9 T8 T7 T6 T5 T4 T3 T2 T1 09/10/2014 57 – 266 MHz, 300 MHz – 0 kB L2 cache – 300A MHz až 1,10 GHz – 128 kB L2 cache – 1,00A, 1,10A GHz až 1,40 GHz – 256 kB L2 cache – 1,60 GHz až 2,80 GHz – 128 kB L2 cache (ATC) • Interní (L1) cache 32 kB (16 kB / 16 kB) • MMX (procesory s frekvencí 1,00A; 1,10A GHz a vyšší obsahují i SSE) • DIB – Dual Independent Bus • Dynamic Execution Technology 09/10/2014 Intel Celeron (2) 58 Intel Celeron (3) • FPU jednotka • Takt systémové sběrnice: • Vyráběn v pouzdrech: – S.E.P.P. (433, 400, 366, 333 a 300A, 300, 266 MHz) – 242 kontaktů - Slot 1 (SC242) – PPGA (300A – 533 MHz a vyšší) – Socket 370 – FC-PGA (533A – 1100 a 1100A MHz) Socket 370 – FC-PGA2 (1,20 – 1,40 GHz) Socket 370 – FC-PGA2 (1,60 – 2,80 GHz) Socket mPGA478 – 66 MHz: pro procesory do frekvence 766 MHz (včetně) – 100 MHz: pro procesory s frekvencí nad 766 MHz do 1,40 GHz (včetně) – „400 MHz“: pro procesory s frekvencí nad 1,40 GHz 09/10/2014 8 Thread 2 10 9 Thread 4 10 7 1 Thread 3 Thread 1 9 10 Thread 2 Thread 4 Core 1 1 59 09/10/2014 60 10 Intel Celeron (4) Intel Celeron (5) • Procesory Celeron s frekvencí 1,60 GHz a vyšší poskytují: – mikroarchitekturu NetBurst: • rapid execution engine: dvě ALU pracující s dvojnásobnou frekvencí oproti jádru procesoru • hyperpipelined technolgy • execution trace cache: cache paměť pro 12 k dekódovaných micro-ops – Advanced Dynamic Execution: • very deep out-of-order execution • enhanced branch prediction – 8 kB L1 cache pro data – rozšíření instrukční sady SSE2 09/10/2014 61 • Novější varianty procesoru Intel Celeron jsou vyráběny s technologií 65 nm • Jejich frekvence jsou 1,6 GHz – 2,13 GHz • Tyto procesory v sobě zahrnují rysy mikroarchitekturuy Core a jsou vybaveny: – systémovou sběrnicí pracující na frekvenci „533 MHz“ nebo „800 MHz“ – L2 cache pamětí o kapacitě 512 kB nebo 1 MB – technologií Intel 64 Architecture (EM64T) 09/10/2014 Intel Celeron D (2) Intel Celeron D (1) • Procesor podobný procesoru Intel Celeron (s frekvencí 1,60 GHz a vyšší) • Vyráběn s frekvencemi 2,13 GHz – 3,60 GHz • Frekvence systémové sběrnice je „533 MHz“ • Kapacita L2 cache paměti je 256 kB nebo 512 kB • 16 kB L1 cache pro data • Cache paměť pro 12 k dekódovaných microops • Obsahuje rozšíření instrukční sady SSE3 09/10/2014 63 • Vyráběn v pouzdře: – FC-PGA478: pro Socket mPGA 478, – FC-LGA4 a FC-LGA: pro Socket LGA775 • Některé varianty procesoru Intel Celeron D obsahují i technologii Intel 64 Architecture (EM64T) • Procesory Intel Celeron D neobsahují: – Dual Core – Intel Virtualization Technology – EIST – Hyperthraeding Technology 09/10/2014 Intel Celeron Dual Core • Vyráběn s frekvencemi 1,60 GHz – 2,70 GHz • Frekvence systémové sběrnice je „800 MHz“ • Kapacita L2 cache paměti je 512 kB nebo 1 MB (Advanced Smart Cache) • Je vybaven: – 2 x 32 kB L1 cache pro data – 2 x 32 kB L1 cache pro instrukce • Obsahuje technologie: – Dual Core – EIST – Intel 64 Architecture (EM64T) • Obsahuje rozšíření instrukční sady SSE3 • Poskytuje Advanced Dynamic Execution 09/10/2014 62 65 64 Intel 64 Architecture (1) • Architektura označovaná dříve jako EM64T – Extended Memory 64 Technology • Dovoluje potencionálně 64bitové adresování paměti, tj. mapování (stránkování) 64bitové lineární adresy na 52bitovou adresu fyzickou • Současná implementace Intel 64 Architecture umožňuje pouze mapování 48bitové lineární adresy na 40bitovou fyzickou adresu 09/10/2014 66 11 Intel 64 Architecture (2) Intel 64 Architecture (3) • Přináší nový režim označovaný jako IA-32e mode, který se dělí na dva podrežimy: • používá tzv. flat model: – segmentace je obecně vypnuta, tzn. že bázová adresa daná registry CS, DS, ES a SS je brána jako rovna nule  lineární adresa je rovna adrese efektivní – výjimku tvoří bázové adresy dané registry FS a GS, jejichž hodnoty lze použít jako další báze při výpočtu lineární adresy – compatibility mode: • dovoluje, aby pod 64bitovým operačním systémem pracovaly původní 32bitové aplikace – 64-bit mode: • stránkování je umožněno pomocí 4 tabulek: – – – – • umožňuje (v rámci 64bitového OS) spouštět nové 64bitové aplikace • v rámci tohoto režimu má aplikace mimo jiné přístup k: 64bitovému (48bitovému) lineárnímu adresovému prostoru 8 novým registrům pro obecné použití 8 novým registrům pro SSE, SSE2 a SSE3 64bitovým registrům pro obecné použití 64bitovému zpracování celých čísel 09/10/2014 • v rámci tohoto režimu jsou podporovány dva stránkovací režimy s velikostí stránky: – 4 kB – 2 MB 67 09/10/2014 Intel 64 Architecture (4) 68 Intel 64 Architecture (5) Stránkovací režim se stránkou o velikosti 4 kB: Stránkovací režim se stránkou o velikosti 2 MB: Lineární adresa PTE 511 9b 511 9b 0 511 0 63 0 0 63 0 + 28 b 28 b 28 b 28 b CR3 63 0 63 0 48 47 0 63 PML4E 30 29 PDPE Offset 21 20 511 511 40 b Fyzická adresa 19 b CR3 0 63 69 0 0 40 b Fyzická adresa 0 63 + 0 63 0 09/10/2014 Paměti (1) • Paměť: zařízení, které slouží k ukládání programů a dat, s nimiž počítač pracuje • Paměti počítače lze rozdělit do tří základních skupin: 0 PDE 511 0 09/10/2014 70 Paměti (2) • jsou do nich zaváděny právě spouštěné programy (nebo alespoň jejich části) a data, se kterými tyto programy pracují – vnější (externí): • paměti realizované většinou za pomoci zařízení používajících výměnná média v podobě disků či magnetofonových pásek • záznam se provádí většinou na magnetickém nebo optickém principu • slouží pro dlouhodobé uchování informací a zálohování dat – registry: • paměťová místa na čipu procesoru • jsou používány pro krátkodobé uchování právě zpracovávaných informací – vnitřní (interní): • paměti osazené většinou uvnitř základní jednotky • realizovány pomocí polovodičových součástek 09/10/2014 39 38 9b PDE 511 9b 12 11 PDE Offset 28 b PDPE 21 20 PDPE Offset 9b PML4E 30 29 Nevyužito Offset PML4E Offset 28 b 39 38 PTE Offset 9b 48 47 Lineární adresa PDE Offset 12 b 63 PDPE Offset 9b Nevyužito PML4E Offset 21 b – – – – – PML4E – Page Map Level 4 Table Entry PDPE – Page Directory Pointer Table Entry PDE – Page Directory Table Entry PTE – Page Table Entry 71 09/10/2014 72 12 Parametry pamětí (1) Parametry pamětí (2) • Kapacita: • Statičnost / dynamičnost: – množství informací, které je možné do paměti uložit – statické paměti: • uchovávají informaci po celou dobu, kdy je paměť připojena ke zdroji elektrického napětí • Přístupová doba: – doba, kterou je nutné čekat od zadání požadavku, než paměť zpřístupní požadovanou informaci – dynamické paměti: • zapsanou informaci mají tendenci ztrácet i v době, kdy jsou připojeny k napájení • informace v takových pamětech je tedy nutné neustále periodicky oživovat, aby nedošlo k jejich ztrátě • Přenosová rychlost: – množství dat, které lze z paměti přečíst (do ní zapsat) za jednotku času 09/10/2014 73 09/10/2014 Parametry pamětí (3) Parametry pamětí (4) • Destruktivnost při čtení: • Energetická závislost / nezávislost: – destruktivní při čtení: • přečtení informace z paměti vede ke ztrátě této informace • přečtená informace musí být následně po přečtení opět do paměti zapsána – energeticky závislé: • paměti, které uložené informace po odpojení od zdroje napájení ztrácejí – energeticky nezávislé: – nedestruktivní při čtení: • paměti, které uchovávají informace i po dobu, kdy nejsou připojeny ke zdroji elektrického napájení • přečtení informace žádným negativním způsobem tuto informaci neovlivní 09/10/2014 74 75 09/10/2014 Parametry pamětí (5) 76 Vnitřní paměti (1) • Přístup: – sekvenční: • před zpřístupněním informace z paměti je nutné přečíst všechny předcházející informace – přímý: • je možné zpřístupnit přímo požadovanou informaci • Spolehlivost: – střední doba mezi dvěma poruchami paměti • Cena za bit: • Zapojeny jako matice paměťových buněk • Každá buňka má kapacitu jeden bit • Jedna paměťová buňka tedy může uchovávat pouze hodnotu logická 1 nebo logická 0 • V případě vnitřních pamětí s menší kapacitou je možné jejich strukturu znázornit následujícím schématem: – cena, kterou je nutno zaplatit za jeden bit paměti 09/10/2014 77 09/10/2014 78 13 Vnitřní paměti (2) Paměti ROM (1) Datový vodič Operační zesilovač Paměťová buňka b1 b2 b3 b4 09/10/2014 79 • ROM – Read Only Memory • Paměti určené pouze pro čtení uložených informací • Informace jsou do těchto pamětí pevně zapsány při jejich výrobě • Potom již není možné žádným způsobem jejich obsah změnit • Jedná se o statické a energeticky nezávislé paměti 09/10/2014 80 Paměti ROM (3) Paměti ROM (2) • Paměťová buňka ROM (pomocí tranzistoru TTL): • Paměťová buňka ROM (pomocí diody): U+ U+ Adresový vodič Adresový vodič R Hodnota „0“ T Hodnota „1“ Hodnota „0“ 09/10/2014 81 Hodnota „0“ 09/10/2014 Datový vodič Datový vodič Adresový vodič T 82 • PROM – Programable Read Only Memory • Neobsahují po vyrobení žádnou pevnou informaci • Příslušný zápis informace provádí uživatel • Zápis je možné provést pouze jednou a poté již paměť slouží stejně jako paměť ROM • Zápis informace se provádí vyšší hodnotou elektrického proudu (cca 10 mA), která způsobí přepálení tavné pojistky U+ T Hodnota „1“ Paměti PROM (1) • Paměťová buňka ROM (pomocí tranzistoru MOS): Adresový vodič T 09/10/2014 Paměti ROM (4) U+ R Adresový vodič Datový vodič Datový vodič Datový vodič Adresový vodič Datový vodič Adresa Dekodér Adresový vodič Hodnota „1“ 83 09/10/2014 84 14 Paměti PROM (3) Paměti PROM (2) U+ Adresový vodič R T1 Datový vodič Datový vodič b1 b2 Tn 09/10/2014 U+ R Dekodér • Paměti PROM představují statické a energeticky nezávislé paměti • Paměťová buňka PROM (pomocí diody a pojistky – NiCr): b3 b4 Adresový vodič 85 09/10/2014 86 Paměti EPROM • EPROM – Eraseable PROM • Statické energeticky nezávislé paměti určené pro čtení i zápis informací • Zapsané informace je možné vymazat působením ultrafialového záření • Realizovány pomocí speciálních unipolárních tranzistorů, které jsou schopny na svém přechodu udržet elektrický náboj po dobu až několika let 09/10/2014 87 15