INTERNACIONALNI UNIVERZITET TRAVNIK
FAKULTET POLITEHNIČKIH NAUKA
INSTRUKCIJSKI SET INTEL Seminarski rad
Student: Erdin Tihak, PT-59/14-I Kolegij: Informatika Viši asistent: Mihret Sarač Akademska godina: 2014/2015
Travnik, novembar 2014.
Sadržaj 1.
Uvod ..................................................................................
2.
Historijat Intela ................................................................................................................... 5
3.
Važniji Intel mikroprocesori ............................................................................................... 5
Error! Bookmark not defined.
3.1.
Intel 8080 ..................................................................................................................... 5
3.2.
Intel 8086 ..................................................................................................................... 6
3.3.
Pentium i Pentium MMX ............................................................................................ 7
3.4.
Pentium II .................................................................................................................... 8
3.5.
Pentium III ................................................................................................................... 9
3.6.
Pentium IV................................................................................................................. 10
3.7.
Celeron....................................................................................................................... 11
3.8.
Intel Core i3, i5 i i7.................................................................................................... 12
4.
Zaključak ........................................................................................................................... 15
5.
Literatura ........................................................................................................................... 15
2
1.Uvod CPU-(Central Processing Unit)ili skraćeno procesor je srce svakog računala. Iako centralni procesor nije jedini procesor, njega imaju grafička kartica (GPU), zvučna kartica i
mnogi drugi dijelovi, ali pod imenom procesor najčešće se misli na centralni procesor (CPU).Procesor se sastoji od milijuna tranzistora smještenih na jednom čipu i on odreĎuje ostalim komponent ama računala šta i kada će raditi. Procesor takoĎer ima i svoju priručnu memoriju (cache) iz koje dohvaća podatke puno brže nego iz radne memorije.Prvi procesor na jednom čipu proizvela je tvrtka Intel 1971 godine, zvao se Intel 4004 i sastojao od 2300 tranzistora. Ako danas kupujete računalo u njemu će biti AMD-ov ili Intel-ov procesor. Ostali proizvoĎači su nestali sa scene i rijetki još pr oizvode procesore kao npr. VIA. Moore-ov zakon (Moore's Law) glasi da će se svakih 18 mjeseci udvostručiti broj tranzi stora i integriranih krugova na procesorima a izrekao ga je Gordon Moore još na početku proizvodnje procesora i sa godinama se pokazalo da je njegovo predviĎanje o velikoj brzini u razvoju procesora bilo točno. Kako radi procesor?
Procesor obraĎuje i izvršava mašinski kod (binarni) koji mu govori šta da procesor radi. Jedini razumljivi jezik procesoru je mašinski jezi k. CPU radi tri osnovne stvari: Pomoću ALU (en. Arithmetic/Logic Unit) procesor je u mogućnosti da izvodi osnovne matematičke operacije (sabiranje, oduzimanje, množenje i dijeljenje). Moderni procesori su u mogućnosti da obavljaju i jako komplikovane operacije. Procesor prebacuje podatke s jednog memorijskog mjesta na drugi
Shodno naredbama, procesor može skočiti na novi set instrukci ja Glavni dijelovi procesora su: * Artimetr ičko logička jedinica (ALU) : Dio zadužen za sve matematičke kalkulacije * Registri : Registri su jednostavne flip- flop zakačke, na slici ih imamo 3, no moderni
procesori ih imaju mnogo više. * Program counter : Dio zadužen, doslovno, za brojanje, shodno naredbi on povečava vrijednost za 1, ili je resetira na 0. * Intrukcijski registar i dekoder
Dijelovi koji kontrolišu sve ostale dijelove procesoraPoslije obrade podataka, adresna sabirnica šalje adresu memoriji, dok se kroz ulaz i izlaz dobivaju podaci iz memorije, odnosno šalju. Čitanje i pisanje se odnosi na adresiranu memoriju, tj. kada je procesor želi, reset postavlja program counter na 0. Procesor radi u tijesnoj saradnji sa RAM memorijom, ustvari procesor adresira svaki podatak koji ide na memoriju. RAM memorija je veoma brza, i svi podaci u njoj su brzo
dostupni, stoga je bitno imati što više RAM memorije jer CPU onda može adresirati mnogo više podataka. 3
1. Historijat Intela
Intel je multinacionalna kompanija koja je pionir računarstva, te je najviše poznata po proizvodnji procesora (Pentium i Celeron su najpoznatija imena njihovih procesora). Osim
procesora Intel se bavi proizvodnjom matičnih ploča, čipseta, mrežnih kartica, modema, i ostalih računarskih komponenti. Intel je osnovan 1968. od strane Gordon E. Moore -a (hemičar i fizičar) i Roberta Noyce -a (fizičar koji je radio na izumu int egrisanog kola), obojica su napustila Fairchild Semiconductor da bi osnovali Intel. Isti slučaj se desio sa osnivanjem AMD jer su njegovi osnivači upravo radili u Fairchild-u. Intel je začetnik modernih procesora, bili su prvi koji su napravili procesor n a jednom čipu (1971. godine), procesor se zvao Intel 4004 (slika br.1). Iako je mogućnostima bio siromašan i u to vrijeme, bio je revolucionaran jer je sve sadržavao u jednom čipu, te je bio veoma malen. Prvi proizvodi koje je Intel pravio su bile RAM memo rije. Intel je zaslužan i za x86 arhitekturu procesora na kojoj se danas temelji većina procesora, izmeĎu ostalog i AMD, dok još postoje i IBM, NEC, Transmeta i VIA procesor.
Slika br.1
4
2. Važniji Intel mikroprocesori 3.1 Intel 8080 Intel 8080 (slika br.2) je 8-bitni mikroprocesor kojeg je razvila američka tvrtka Intel, i koji je bio pušten u prodaju 1974. Ovaj 8 -bitni mikroprocesor je jako utjecao na razvoj
računarske industrije, prvenstveno operacijskog sustava CP/M. I dan danas inačice ovog mikroprocesora koriste se u industrijske svrhe kao kontroleri za industrijske procese, ili u
proizvodima široke potrošnje. Intel 8080 je utjecao na razvoj drugih Intelovih mikroprocesora, kao i na razvoj mikroprocesora Zilog Z80. Tehnički podatci :
takt: 2MHz
broj tranzistora: 6.000
kudište: DIP 40 iglica
tehnologija: 6 µm NMOS
adresna sabirnica: 16-bita (64Kb)
podatkovna sabirnica: 8-bita
broj naredbi: ??
Slika br. 2
5
3.2 Intel 8086
Intel 8086 (slika br.3) ime je za 16-bitni mikroprocesor kojeg je razvila američka tvrtka Intel 1976. godine, ovaj mikroprocesor je temelj standarnom industrijskom mikroprocesoru x86. Slabija inačica Intel 8088 s 8-bitnom vanjskom poatkovnom sabirnicom korišten je za prvo IBM PC računalo. Razlog zašto je 8088 korišten za prvi PC bili su jeftiniji i ostupniji 8-bitni memorijski čipovi. Tehnički podaci :
Takt: 4,77 do 10 MHZ
Broj tranzistora: 29.000
Tehnologija: NMOS, CMOS, HMOS
Kućište: DIP 40 iglica
Adresna sabirnica: 20-bita (1MB)
Podatkovna sabirnica: 16-bita
Broj naredbi: 117
Slika br. 3
6
3.3
Pentium i Pentium MMX Peta generacija Intelovih procesora započela je predstavljanjem Pentiuma, 1993.
godine. Ovo je prvi Intelov procesor koji je donio vrlo značajna poboljšanja u odnosu na svoje prethodnike, poput povećavanja FSB brzine s 33 na 60 i 66 MHz. veće količine cache memorije, te značajnih zahvata u samoj arhitekturi procesora. Nakon gotovo pet godina postojanja na tržištu, Pentiumi su se mogli pronaći u ukupno tri verzije: -
P54 bila je prva, originalna verzija Pentiuma. Ima 16 KB L1 cache memorije, a
koristi FSB taktove od 50, 60 i 66 MHz. Množitelj je uvijek bio 1, pa su ovi Pentiumi radili na tim istim navedenim brzinama. P54C predstavlja drugu generaciju Pentiuma, predstavljenih krajem 1994. Povećan je broj tranzistora u procesoru sa 3,1 na 3,3 milijuna. FSB brzine su ostale iste, all su se mogli
koristiti množiteiji 1,5, 2, 2.5 i 3. Radni taktovi ovih Pentiuma tako su bill 75, 90, 100, 133. 150, 166 i 200Mhz. P55C na tižištu se našao početkom 1997. Uz veći broj tranzistora (4,1 milijuna), ovi su procesori dobili dvije značajne novosti. Veličina L1 cachea povećana je na 32 KB, a ugraĎen je i poseban skup instrukcija namijenjenih radu s multimedijskim podacima -zvukom,
videom i ostalim grafičkim podacima. (MMX. kako je ovaj skup instrukcija nazvan, službeno, prema Intelu, ne znači ništa kao skraćenica, no objašnjenje MultiMedia extensions nekako se nameće samo po sebi.) P55C verzija Pentiuma koristi FSB taktove od 60 i 66 MHz, a kako omogućava množitelje 2,5, 3, 3.5, 4 i 4,5, ovi Pentium! rade na taktovima od 120 MHz, preko 133, 150, 166. 200, 233 i 266 MHz, pa sve do maksimalnih 300 MHz. To su ujedno i posljednji proizvedeni Pentiumi.
Slika br. 4
7
3.4. Pentium II
Prvi Intelov procesor šeste generacije koji je namijenjen širokom krugu korisnika bio je Pentium II (slika br.5) , predstavljen sredinom 1997. godine. Donio je nekoliko poboljšanja i optimizacije, poput smanjivanja radnog napona (što je omogućilo trošenje manje energije i stvaranje manje topline), kao i značajna poboljšanja u pogledu rada s L2 cache memorijom. Na primjer, Pentium II procesori standardno su imali 512 KB L2 cachie memorije, s kojom su mogli komunicirati punim taktom procesora. Tokom svojeg životnog ciklusa, Pentium II pojavio se u sljedećim izvedbama , nazvanima po imenima jezgri koje su koristile pojedine verzije procesora: Klamath je koristio FSB takt od 66 MHz, a sam procesor radio je na 233, 266, 300 ili 333 MHz. Ovi su procesori izraĎeni korištenjem 0,35 -mikronske tehnologije. Deschutes jezgra, predstavljena sredinom 1998., koristila je FSB takt od 100 MHz, a sami su procesori temeljeni na ovoj jezgri radili na 350, 400 i 450 MHz. Deschutes jezgra bila je izraĎena na 0,25 -mikronskoj tehnotogiji. Svi Pentiumi II zasnovani naKlamath ili Deschutes jezgri koristili su SECC konektor (Single Edge Contact Connector), koji je po izgledu sličan utorima za proširenje, a po imenu se češće naziva - Slot 1. Na SECC kartici nalaze se mikroprocesor i L2 cachememorija.
Slika br.5
8
3.5. Pentium III Pentium III (slika br.6) je mikroprocesor iz Intel- a koji je izgraĎen za x86 (32 -bit) arhiktekturu, prvi put je predstavljen u februaru 1999. godine i nasljednik je Pentium II procesora. Velika razlika izmeĎu ta dva procesora je u Streaming SI MD Extensions (SSE) poznat i pod imenom Internet Streaming Extensions (ISSE) jedinicama.Pored Pentium III na istoj arhiktekturi postoji i model Intel P6. Prva verzija Pentium III procesora sa kodnim imenom "Katmai" je dalji razvoj Pentium II procesora sa S echutes jezgrom. Pošto je Intel planirao promjene Bustakta sa 100 na 133
MHz došlo je i do minimalnih promjena u driverima Bus interfejsa. Osim toga došlo je i do promjena u L1 - Cache kontrolerima koji su bili malo poboljšani. Pošto su promjene bile minimalne, a proces proizvodnje skoro pa identičan, mnogi su se čudili o "preimenovanju" sa Pentium II na Pentium III. Katmai je bio dostupan sa taktfrenkvencijom izmeĎu 450 i 600 MHz i Bustaktom od 100 i 133 Mhz. Pošto L2-Cache Katimai-a, kao kod njegovog prethodnika Deschutes- a nisu bile integrisane na chipu, Katmai postoji samo za već postojeće Pentium II poznate Slot -1 Bus interfejse u formama SECC i SECC2 iako je SECC jako rijedak i prema Intelu dolazi samo sa OEM (Original Equipment Manufacturer). Druga verzija Pentium III procesora sa kodnim imenom Coppermine je ujedinjenje Katmai-a sa Medocino-Celeronom koji je Intelov prvi P6-CPU sa P6-CPU integrisanim L2Cache- ima. Kao i Katmai, Coppermine takoĎer posjeduje SSE proširenje za komandnu liniju kao i serijski broj. Od Mendocino-a je Coppermine nasljedio integrisane L2-Cache kao i potpuno sa CPU-taktom pogonjenu vezu na CPU-jezgru koja dozvoljava istovremeno korištenje RW funkcija (čitanje i pisanje). Sa 256 KB L2-Cache su duplo manje nego kod Katmai-a, ali poboljšana veza sa CPU jezgrom je imala pozitivan učinak, tj. kod iste takt frenkvencije mnoge tadašnje aplikacije su bile ubrzane kao i performance PC -a.
Slika br.6
9
3.6 Pentium IV
Nove osobine koje je uvela nova mikroarhitektura Pentijuma 4, nazvana NetBurst, obuhvataju:
•
inovativnu implemenraciju skrivene memorije prvog nivoa koja sadrži - pored 8 Kbajta podataka - keš za praćenje izvršenja, koji pamti do 12K dekodovanih instrukc ija x86 (mikrooperacija), otklanjajući tako kašnjenje pridruženo sa dekoderom instrukcija u glavnim petljama izvršenja; • brzu mašinu za izvršenje koja gura procesorske aritmetičko -logičke jedinice na dvostruku učestanost jezgra, što rezultuje većom propusnom moći izvršenja i njegovim smanjenim kašnjenjem - čip u stvari koristi tri odvojena generatora takta: na učestanosti jezgra, aritmetičko-logičkih jedinica i magistrale; • veoma duboku, izvršnu mašinu za vanredno spekulativno izvršenje - koje se zove Mašina za napredno dinamičko izvršenje - za izbegavanje zastoja koji mogu se pojave dok instrukcije čekaju da se razreše medjusobne zavisnosti, a pomoću obezbedjivanja velikog skupa instrukcija iz koga izvršne jedinice mogu da biraju; Skrivenu memorija drugog nivoa sa naprednim prenosom od 256 Kbajta koja • obezbedjuje spregu od 256 bita (32 bajta) za prenos podataka u svaki blok jezgra, dajući tako mnogo veću propusnu moć kanala podataka - 44,8 Gbajta u sekundi (32 bajta x 1 prenos podataka po ciklusu x 1,4 GHz) za procesor Pentijum 4 na 1,4 GHz;
•
SIMD proširenja 2 (SSE2) - najnovija iteracija Intel-ove tehnologije Jedna instrukcija - više podataka (SIMD) - koja ima 76 novih SIMD instrukcija i poboljšanja za 68 celobrojnih SIMD instrukcija, što dozvoljava čip u da zgrabi 128 bitova podataka istovremeno i za rad u pokretnom zarezu i za celobrojni rad i tako ubrza operacije kodovanja i
dekodovanja koje zahtevaju intenzivan rad centralne procesorske jedinice, kao što su procedure za video, govor, trodimenzionalno prokazi, multimediju i slično; Prvu industrijsku sistemsku magistralu na 400 MHz, koja obezbedjuje • trostruko povećanje propusne moći, poredjeno sa trenutnom Intel -ovom sistemskom magistralom na 133 MHz.
10
3.7. Celeron
U pokušaju da se bolje obrati sektoru PC računara niske cene, do tada carstvu proizvodjača klonova, firmi AMD i Cyrix, koje su nastavile da razvijaju nasledjenu arhitekturu oko Podnožja 7, Intel je u aprilu 1998. godine uveo svoj niz procesora Celeron. Zasnovani na istoj arhitekturi P6 kao i Pentijum II i koristeći isti 0,25 -mikronski proizvodni proces, sistemi Celeron nude celokupno pakovanje najnovijih tehnologija, uključujući podršku AGP grafici, pogone diskova ATA -33, sinhronu dinamičku memoriju sa dir ektnim pristupom (SDRAM) i ACPI. Celeron će raditi sa svakim skupom čipova za Intel
Pentijum II koji podržava sistemsku magistralu od 66 MHz, uključujući 440LX, 440BX i novi 440EX, koji je posebno projektovan za tržište "osnovnih PC računara". Za razliku o d Pentijuma II sa njegovim pakovanjem u kertridžu sa jednoivičnim kontaktom (SEC), Celeron nema plastičnu zaštitnu oblogu oko procesorske kartice, što Intel zove Jednoivično procesorsko pakovanje (Single Edge Processor Package - SEPP). On je još uvek kompatibilan sa Slotom 1, dozvoljavajući da se koriste postojeće matične ploče, ali mehanizam za zadržavanje kartice centralne procesorske jedinice treba da se prilagodi da bi mogao da radi sa SEPP faktorom forme.
Prvi Celeroni na 266MHz i 300MHz, bez skriven e memorije drugog nivoa, nisu baš
naišli na neki oduševljen odziv tržišta, jer su nudili malu ili nikakvu prednost u odnosu na sisteme sa Podnožjem 7 zasnovane na klonovima, a ipak ne usp ijevajući da daju značajnije preimućstvo u performansi. U avgustu 1998. godine, Intel je pojačao svoj niz Celeron sa procesorom prvobitno nazvanim Mendocino. Shodno tome, počevši od tipa 300A, svi celeroni su došli opremljeni sa 128 Kbajta skrivene memorije drugog nivoa na čipu koje su radile punom brzinom centralne proceso rske jedinice, uz spoljašnju komunikaciju preko magistrale od 66 MHz. Ovo je učinilo novije Celerone daleko sposobnijim od njihovih tromih prethodnika.
Ono što donekle zbunjuje je činjenica da su svi procesori Celeron, od 300A do 466 MHz, bili raspoloživi u dvije verzije - u faktorima forme SEPP ili plastična matrica pinova (plastic pin grid array - PPGA). Prvi od njih je verzija za glavni tok proizvodnje, kompatibilan sa postojećom Intel-ovom arhitekturom oko Slota 1, dok je drugi Podnožje Pin 370 koje ni je
ni Podnožje 7 ni Slot 1. Upotreba podnožja, pre nego slota, daje projektantima matičnih ploča više fleksibilnosti, jer podnožje zauzima manje mesta i istovremeno ima bolje karakteristike disipacije toplote. Posljedica je da ono obezbj edjuje proizvodjači ma originalne opreme više mogućnosti za kon strukcije sistema manje cijene. Verzija od 500 MHz bila je raspoloživa samo u PPGA pakovanju.
11
3.8. Intel Core i3, i5 i i7
Intel Core i3, Core i5 i Core i7 procesori su već neko vrijeme meĎu nama, više od godinu dana, no mnogi korisnici upravo tu zapnu kada sastavljaju svoje vlastito računalo i moraju birati izmeĎu ova tri. U čemu je zapravo razlika? Koji je najbolji? Core i3, Core i5, Core i7 – ukratko o razlici
Ako želite običan i jednostavan, onda je logično da je Core i7 bolji od Core i5, koji je opet bolji od Core i3. Ne, Core i7 nema 7 jezgara niti Core i3 ima tri jezgre. Brojevi su jednostavni pokazatelj njihove relativne snage obrade.
Njihove relativne snage obrade su takoĎer predstavljene s Intel Pr ocessor Star Ratings, koje se baziraju na kolekciji kriterija koji uključuju broj jezgri, clock speed (u GHz), veličina cache memorije i neke nove Intel tehnologije poput kao što su „Turbo Boost“ i „Hyper -Threading“. Core i3 imaju tri zvjezdice, i5 imaju četiri, a i7 imaju pet. Pitate se zašto zvjezdice počinju od tri? Zapravo, ne počinju. Početni Intel procesori Celeron i Pentium imaju jednu i dvije zvjezdice.
Slika br.7
Broj jezgri
Što više jezgri ima to se više zadataka može obaviti u isto vrijeme. N ajmanji broj jezgri se može naći u Core i3 procesorima koji imaju samo dvije jezgre i zato se nazivaju dual-core (dvojezgreni) procesori.
Svi Core i5 procesori su quad core (četverojezgreni) procesori. Svi osim i5 -661 procesora. Taj je dvojezgreni s 3.33 G Hz clock speedom. Zapamtite da su svi Core i3 procesori dvojezgreni. S tim u mislima, što kažete na to da i3 -560 ima takoĎer 3.33GHz, ali je mnogo jeftiniji. Čini se da je to bolji izbor za kupnju nego i5. Tko bi rekao?
12
To što se i5-661 pokreće na istoj brzini kao i Core i3-560 ne čini ga lošijim, čak je zanemariva i činjenica da imaju isti broj jezgara. Razlog tome je što i5-661 ima novu tehnologiju koja se naziva i „Turbo Boost“.
Slika br.8
Intel Turbo Boost
Intel Turbo Boost tehnologija dozvoljava procesoru da povećava i smanjuje clock speed procesora kada god se pojavi ta potreba. Maksimum do kojeg Turbo Boost može povećati ovisi o tome koliko je jezgri u tom trenutku aktivno, kolika je tem peratura procesora i koliko snage procesora je trenutno zauzeto. Za i5-661 maksimum je 3.6 GHz. Nijedan od Core i3 procesora nema Turbo Boost tehnologiju pa ih i5- 661 može pobijediti kada god je to potrebno. A zbog toga što su svi core i5 procesori opremljeni s Turbo Boost 2.0, najnovijom verzijom ove tehnologije, svaki od njih
može nadjačati bilo koji Core i3 procesor. Veličina cache memorije Kada procesor primijeti da se stalno koriste neki isti podatci on ga sprema u cache. Cache je isto kao i RAM, samo brže jer je izgraĎeno u samom procesoru. I RAM i cache
imaju posebna područja gdje se spremaju često korišteni podatci. Bez tih područja procesor bi morao stalno čitati te podatke s tvrdog diska, a to bi uzimalo mnogo više vremena. RAM smanjuje interakciju s tvrdim diskom na minimum, a cache smanjuje interakciju
s RAM memorijom na minimum. Očito je da se s većom cache memorijom može doći do više podataka brže. Svi Core i3 procesori imaju 3MB cache memorije. Core i5 imaju 6MB, svi osim ponovno 661 procesora koji ima 4MB. I na kraju, Core i7 procesori imaju 8MB cache
memorije. To je očito jedan od razloga zašto su i7 bolji od i5, a i5 bolji od i3. 13
4.Zaključak
Potreba za lakšim računanjem i za olašanje života ovela je o računara,a samim time i o
procesora. Mnogi naučnici ističu mikroprocesor 8080 kao najzaslužniji za tako rastičan razvoj procesora jer je on prvi mikroprocesor u prvom PC-u. Nagovjestio je razvoj procesora i 32-bitne procesore koji su ošli omah nakon 8080. previđa se jos brži razvoj procesora, uvo sve više i više jezgrenih procesora,bolja iskoristivost napajanja i jezri i još mnogi noviteti koji su previđeni
uz razvoj tehnologije. U zanje vrijeme, uz razvoj nano tehnologije,mikroprocesori su također postali još manji , neki su ved obili predznak nano uz svoj naziv.
14
3. Literatura
http://bs.wikipedia.org/wiki/Procesor http://hr.wikipedia.org/wiki/Intel
15
