Processadores Intel e AMD2
Propaganda
PROCESSADORES INTEL E AMD AGENDA Introdução Conceitos básicos Microprocessadores Histórico dos processadores X86 (Intel e AMD) Linha evolutiva dos processadores Mercado de processadores Breve Comparativo Intel x AMD Resumo Processador Celeron Processadores 64 bits Conclusões Bibliografia e sites relacionados 8088 /RESUMO 8086 EVOLUÇÃO INTEL X AMD 80286 80386 AMD 386 80486 AMD 486 Pentium Pentium Pro AMD K5 AMD K6 Pentium II AMD K6-II Pentium III AMD K6-III Celeron (Pentiums limitados) Pentium IV Duron Athlon Semprom EVOLUÇÃO X86 Nome • 8086 Data Transistores 1978 29K – Processador de 16-bit. Base para o IBM PC & DOS – Limitado a 1MB de espaço de endereçamento. DOS disponibiliza ao usuário apenas 640K • 80286 1982 134K – Modo de endereçamento mais complexo, mas não muito útil – Base para IBM PC-AT e Windows • 386 1985 275K – Extensão para 32 bits. Adicionado um novo tipo de endereçamento – Capaz de rodar Unix (modos Real, Protegido) EVOLUÇÃO X86 • Nome Data Transistores • 486 1989 1.9M • Pentium 1993 3.1M • Pentium II/MMX 1997 4.5M – Adicionada uma coleção especial de instruções para operar em vetores de 64-bit de dados inteiros de 1, 2, ou 4 bytes • PentiumPro 1995 6.5M – Adionadas as instruções de mov condicional – Grande mudança na microarquitetura • Preempção de tarefas (saltos) EVOLUÇÃO X86 • Nome Data Transistores • Pentium III 1999 8.2M – Adicionadas instruções “streaming SIMD” para operar sobre vetores de 128-bits de dados inteiro ou ponto flutuante de 1, 2 ou 4 bytes • Pentium 4 2001 42M – Adicionados formatos de 8-bytes e 144 novas instruções para o modo streaming SIMD EVOLUÇÃO AMD 1975 1979 1982 8080A Transistores 5k 8086 286 29k 134k 1991 1993 Am386 Am486 AMD-K5™ 275k 1.200k 3.500k 0.80um 10um 1995 0.35um 1997 1999 AMD-K6® AMD Athlon™ 9.300k 22.000k 0.25um 0.18um 2003 2004 2002 AMD Athlon XP™ 37.000k 0.13um 2005 + 0.13um -> 0.09um 100.000k Transistores EVOLUÇÃO AMD 1991 1992 am386 1999 1993 1994 1995 1996 1997 1998 2002 2003 2004 2005 2006 am486 2000 2001 + ARQUITETURA INTERNA DE MICROPROCESSADOR ARQUITETURA 8086 8086 - primeiro microprocessador de 16 bits da Intel – arquitetura de 16 bits • comunicação com a memória em 16 bits (8086) • capacidade máxima de memória de 1 MByte • 14 registradores (4 dados, 4 endereços, 4 segmentos, ponteiro do programa, flags) • endereço físico = segmento * 16 + deslocamento • 85 instruções básicas • coprocessador: 8087 (67 instruções básicas) • sem cache, sem memória virtual – 8088 - mesma arquitetura, barramento externo de 8 bits CARACTERÍSTICAS DA ARQUITETURA 8086 CARACTERÍSTICAS DA ARQUITETURA 8088 CARACTERÍSTICAS DA ARQUITETURA 8086 CARACTERÍSTICAS DA ARQUITETURA 8086 15 AX BX CX DX SP BP SI DI IP FLAGS CS DS SS ES 8 AH BH CH DH 7 0 AL BL CL DL acumulador base contador dado ponteiro para pilha ponteiro base índice fonte índice destino Dados Endereços apontador de instruções flags segmento de código segmento de dados segmento de pilha segmento extra Segmento REGISTRADORES DE SEGMENTO 8086 • São registradores de endereços; • Armazena endereços de programa e dados; • Organização de memória: – Cada byte na memória possui um endereços de 20 bits iniciando em 0 até 220-1 ou seja, 1M de memória endereçável; – Endereços são representados por 5 dígitos hexadecimais; de 00000 FFFFF – Problema: 20 bits de endereços é grande demais para ser colocado em registradores de 16 bits; – Solução: Segmentação de memória • • • • Blocos de memória de 64K consecutivos (65.536); Um número de segmento é um número de 16 bits; Faixa de um endereços de um segmento vai de 0000 a FFFF Em um segmento, uma posição de memória em particular é especificado como sendo um offset (deslocamento); • Um offset também tem faixa de 0000 a FFFF CARACTERÍSTICAS DA ARQUITETURA 8086 SEGMENTAÇÃO DE MEMÓRIA NO 8086 F0000 E0000 8000:FFFF D0000 C0000 B0000 A0000 one segment 90000 80000 70000 60000 8000:0250 50000 0250 40000 30000 8000:0000 20000 10000 00000 seg ofs GERAÇÃO DE ENDEREÇO FÍSICO GERAÇÃO DE ENDEREÇO FÍSICO • Registrador de segmento * 16 + offset Offset Value (16 bits) Segment Register (16 bits) 0000 Adder Physical Address (20 Bits) ORGANIZAÇÃO DE MEMÓRIA Bloco Dados 01 Área de memória para o usuário (64 Kb) 02 Área de memória para o usuário (128 Kb) 03 Área de memória para o usuário (192 Kb) 04 Área de memória para o usuário (256 Kb) 05 Área de memória para o usuário (320 Kb) 06 Área de memória para o usuário (384 Kb) 07 Área de memória para o usuário (448 Kb) 08 Área de memória para o usuário (512 Kb) 09 Área de memória para o usuário (576 Kb) 10 Área de memória para o usuário (640 Kb) 11 Memória de Vídeo 12 Memória de Vídeo 13 Área de Extensão da ROM 14 Área de Extensão da ROM 15 ROM-BIOS do sistema 16 ROM-BIOS do sistema e ROM-BASIC MICROPROCESSADOR INTEL 80286 – – – – Praticamente a mesma arquitetura do 8086 Data bus 16 bits (D0 – D15), Address bus 24 bits (16Mb memória) Modos real (8086) e protegido (memória vitual & 16Mb memória) 4 Unidades funcionais • • • • – – – – – – – – EU – Unidade de execução de Instruções BU – Unidade de Acesso e Controle de Barramento IU – Unidade de decodificação de instruções AU – Unidade de Formação de endereços Comunicação com a memória em 16 bits 14 registradores (os do 8086) Endereço físico ou virtual 15 instruções extras (92 + 15 = 107 instr. básicas) Co-processador: 80287 Sem cache Memória virtual segmentada (apenas no modo protegido) Maior parte dos programas desenvolvidos para modo Real MICROPROCESSADOR INTEL 80386 – Modos real (8086), protegido e virtual86 – 6 Unidades funcionais • • • • • • EU – Unidade de execução de Instruções BU – Unidade de Acesso e Controle de Barramento IU – Unidade de decodificação de instruções PU – Unidade de pre-fetch com fila de até 16 bytes PgU – Unidade de formação de endereços (paging unit) SU – Unidade de formação de endereços (segmentation unit) – Comunicação com a memória • 16 (SX) ou 32 bits (DX) • Capacidade máxima de memória de 4 GByte – 14 registradores • do 8086, com 32 bits, e mais 2 regs. de segmento – 44 instruções extras • 107 + 44 = 153 instruções básicas – Endereço físico ou virtual (64 TByte) • Memória virtual segmentada (sempre) e paginada (opcional), ambas apenas no modo protegido MICROPROCESSADOR INTEL 80386 31 16 15 8 7 0 EAX EBX ECX EDX AH BH CH DH AL BL CL DL ESP EBP ESI EDI ponteiro para pilha ponteiro base índice fonte índice destino apontador de instruções flags EIP EF CS DS SS ES FS GS acumulador base contador dado segmento de código segmento de dados segmento de pilha segmento extra segmento extra segmento extra MICROPROCESSADOR INTEL 80386 Conceito do Memória Virtual grande espaço de endereçamento endereço gerado pelas instruções sendo executadas mapeamento por hardware pequeno espaço de endereçamento MICROPROCESSADOR INTEL 80386 Questões da Memória Virtual: • quando mover um bloco da memória secundária para a memória primária (real) ? – por demanda • quando mover um bloco da memória real para a memória secundária? – quando faltar espaço na memória real • qual o tamanho ideal de um bloco? – constante (paginação) ou variável (segmentação) • onde colocar um novo bloco transferido para a memória principal? – onde houver área livre (paginação) ou no “melhor” lugar (segmentação) MICROPROCESSADOR INTEL 80386 Dinâmica da Memória Virtual: • programa gera endereço virtual – CPU transforma endereço virtual em endereço físico (hardware) • bloco está na memória principal? – Sim: calcular o endereço físico (hardware) – Não: buscar o bloco da memória secundária (software) • existe espaço para o bloco na memória principal? – Sim: carregar o bloco e atualizar descritor (software) – Não: retirar um outro bloco, carregar o bloco e atualizar descritores (software) MICROPROCESSADOR INTEL 80386 Memória Virtual Segmentada: (Segmentação => Converte endereços lógicos em endereços lineares) CS DS SS ES ... Registrador de segmento Deslocamento 15 4 3 0 31 ( g l Seletor ode tabela (Globalbou Local) (32 bits) al o u l Descritor o Endereço base de segmento c (32 bits) (8 bytes) al )s Tabela de descritores e 31 g Endereço linear GDTR ou LDTR m (Global ou Local) + 0 endereço lógico ou virtual endereço linear (ainda não é o físico) 0 (Caso a paginação não esteja sendo utilizada, se converte em endereço físico) MEMÓRIA VIRTUAL SEGMENTADA • programa gera endereço virtual – CPU transforma endereço virtual em endereço físico • segmento está na memória principal? – Sim: calcular o endereço físico. Se este endereço estiver fora do segmento, gerar erro – Não: buscar o segmento da memória secundária • existe espaço suficiente para o o segmento na memória principal? – Sim: carregar o segmento na “melhor posição” e atualizar descritor – Não: retirar um (ou mais) segmentos, carregar novo segmento e atualizar descritores MEMÓRIA VIRTUAL PAGINADA (Paginação => Converte endereços lineares em endereços físicos) Endereço linear 31 22 21 12 11 0 Diretório Página Deslocamento Diretório de Páginas (PD) Tabela de Páginas (PT) ... (PT) ... PDE (32bits) PTE (32 bits) CR3 31 12 11 0 Endereço de page frame Deslocamento Tabelas (1024 x 32) Endereço físico MEMÓRIA VIRTUAL PAGINADA • programa gera endereço virtual – CPU transforma endereço virtual em endereço físico • página está na memória principal? – Sim: calcular o endereço físico. Este endereço sempre está dentro da página. – Não: buscar a página da memória secundária • existe espaço suficiente para a página na memória principal? – Sim: carregar a página em qualquer lugar e atualizar descritor – Não: retirar uma página (é suficiente), carregar nova página e atualizar descritores MICROPROCESSADOR INTEL 80386 • outras características – Co-processador: 80387 (67 + 7 -1 = 73 instr. básicas) – Sem cache – TLB: • pequena memória associativa que retém os últimos e mais freqüentes endereços de página acessado • uma pequena cache de endereços físicos • apareceram vários microprocessadores compatíveis no mercado – AM386 MICROPROCESSADOR INTEL 80486 • Idêntico ao 386 – Modos real (8086), protegido e virtual86 – Comunicação com a memória em 32 bits – Capacidade máxima de memória de 4 GByte – 16 registradores (os do 80386, também em 32 bits) – 6 instruções extras (151 + 6 = 157 instruções básicas) – Endereço físico ou virtual • Memória virtual segmentada • e paginada (opcional) – Co-processador: 80487 (para 80486SX) integrado no 80486DX – Com cache de 8 KByte FPU MICROPROCESSADOR INTEL PENTIUM • Reestruturação do 486 – Modos real (8086), protegido e virtual86 – 16 registradores (os do 80386, também em 32 bits) – Memória virtual segmentada e paginada • • • • • Comunicação com a memória em 64 bits Capacidade máxima de memória de 4 GByte 5 instruções extras (157 + 5 = 162 instr. básicas) FPU: coprocessador aritmético integrado Cache de 16 KByte (2 x 8 KByte) MICROPROCESSADOR INTEL PENTIUM • 2 pipelines para inteiros, operando em paralelo • cada pipeline inteiro consta de 5 estágios: – – – – – busca de instrução (a partir da cache de instruções), decodificação de instrução, geração de endereço, execução, escrita (write back). • FPU também em pipeline (mas não em paralelo) • operação super-escalar: mais de uma instrução pronta em um ciclo de relógio MICROPROCESSADOR INTEL PENTIUM Cache Instr. BTB Buffer de instruções barramentos de 64 bits externos e internos FPU reg. stack V-pipe ALU ALU BIU U-pipe + ÷ FPU-pipe com circuitos dedicados para soma, divisão e multiplicação bus interface unit caches separadas dados e instr. 8 KB cada Registradores Cache Dados 2 pipelines paralelos de 5 estágios para inteiros MICROPROCESSADOR INTEL PENTIUM PRO (P6) • Re-estruturação do Pentium (P5) – Mesmas características de 80386 (mem. virtual) e do Pentium (largura de dados de 64 bits) – FPU – cache de 16 KByte (2 x 8 KByte) • • • • • 5 instruções extras (162 + 5 = 167 instr. básicas) Operação super-escalar 14 unidades internas Execução fora de sequência Execução especulativa Microprocessador Intel Pentium MMX • Arquitetura do Pentium (P5) – – – – – Novo tipo de dado: “packed” 57 instruções extras (além das 167 instr. básicas) Com cache de 32 KByte (2 x 16 KByte) Operação super-escalar Não possui as características do Pentium Pro (execução fora de sequência, exec.especulativa) – Instruções para processamento de vetores (8 bytes, 4 palavras ou 2 palavras duplas) – 8 novos registradores lógicos (MMX0 a MMX7) Intel Pentium II (P6) • Pentium Pro com MMX – – – – – Mesmas características do Pentium Pro Instruções MMX Cinco unidades internas Pentium Execução fora de sequência Execução especulativa MMX Pro PentiumII Intel Pentium III – Novo tipo de dado: “floating packed” (Ponto flutuante) – 70 instr. extras (além das 167 básicas e 57 MMX) – Instruções para processamento de vetores inteiros (MMX) ou de ponto flutuante (SSE) – 8 novos registradores físicos (XMM0 a XMM7), de 128 bits, para as instruções SSE – No de série do processador (Inst. CPUID) Intel Pentium 4 • Lançado em novembro de 2000 Pipeline de 20 estágios (“hyper pipeline”) Até 128 instruções em execução (3 vezes mais que no Pentium III) Algoritmo melhorado para previsão de desvios, com tabela de 4K Novo sistema de cache de nível 1 Cache de execução de 12 K micro-operações (Execution Trace Cache) Cache de dados de 8 KBytes Intel Pentium 4 • Instruções SSE2 (Streaming SIMD Extensions 2) 144 novas instruções – 67 instruções para vetores de pontos flutuante de precisão dupla (64 bits) – 69 novas instruções MMX, para vetores inteiros de 128 bits (utilizando os registradores XMM) – 8 instruções para controle de cache Barramento do sistema “Net Burst” de 400 MHz Intel Pentium 4 - Diagrama Resumido MERCADO DE PROCESSADORES Low –End Destinado à construção de máquina de baixo poder computacional Usuário iniciante Mid-Range Destinado à construção de máquinas de maior poder computacional Ferramentas CAD, design house (Celeron D (Intel), Semprom (AMD) Pentium IV (Intel), Athlon (AMD) High-End Destinado à maquinas de alto poder computacional e compartilhamento Servidores de Rede Gerenciamento de Clusters Pentium HT (Intel), Athlon 64 D (AMD) COMPARATIVO ENTRE PROCESSADORES INTEL E AMD Intel foi isoladamente a líder em fabricação de CPUs até início dos anos 90 Intel Pentium X AMD AM5x86 Intel Pentium, Pentium PRO X AMD K5 Vantagem AMD: Mais barato Intel Celeron X AMDK6 Equivalente mas lançado 3 anos depois do Pentium Intel Pentium MMX, II X AMD K6 Até a fabricação do 80286 Não houve concorrência da AMD Concorrência começou devido a fabricação do AM386 DX Celeron:Versão “light” do Pentium II Intel Celeron X AMD Sempron ESTADO DA ARTE EM PROCESSADORES • AMD • Intel • Desktop: AMD Athlon 64 FX, AMD Athlon 64 • Server: AMD Opteron • Desktop: Intel Pentium 4 w/ HT, Intel Pentium 4 Extreme Edition • Server: Intel Itanium 2, Xeon RESUMO PROCESSADORES CELERON Os processadores Celeron diferenciam-se dos processadores Pentium II, III e IV pela limitação das seguintes características: Tamanho da Cache L2 Clock interno Clock do barramento externo RESUMO PROCESSADORES CELERON Modelo Nomecódigo Baseado no Cache L1 Cache L2 Tecnolo gia Barramento Externo Soquete Celeron SEPP Convingto n 32KB - 0.25µm 66MHz Slot 1 Celeron A Mendocino 32KB 128KB 0.25µm 66MHz Slot 1 Celeron PPGA Mendocino 32KB 128KB 0.25µm 66MHz Soquete 370 Celeron Coppermine Coppermi ne 32KB 128KB 0.18µm 66MHz / 100MHz Soquete 370 Celeron Tualatin Tualatin 32KB 256KB 0.13µm 100MHz Soquete 370 Celeron Willamette Willamette 8KB 128KB 0.18µm 400MHz Soquete 478 Celeron Northwood Northwoo d 8KB 128KB 0.13µm 400MHz Soquete 478 Celeron D Prescott Pentium II com núcleo Deschutes Pentium II com núcleo Deschutes Pentium II com núcleo Deschutes Pentium III com núcleo Coppermine Pentium III com núcleo Tualatin Pentium 4 com núcleo Willamette Pentium 4 com núcleo Northwood Pentium 4 com núcleo Prescott 8KB 256KB 0.09µm 533MHz Soquete 478 / Soquete 775 RESUMO PROCESSADORES CELERON D Processador Clock Interno Clock Externo Cache L2 Soquete Hyper-Threading 350 3,2 GHz 533 MHz 256 KB 478 ou 775 Não 345 3,06 GHz 533 MHz 256 KB 478 ou 775 Não 340 2,93 GHz 533 MHz 256 KB 478 ou 775 Não 335 2,80 GHz 533 MHz 256 KB 478 ou 775 Não 330 2,66 GHz 533 MHz 256 KB 478 ou 775 Não 325 2,53 GHz 533 MHz 256 KB 478 ou 775 Não RESUMO PROCESSADORES SEMPRON Processador Clock Interno Clock Externo Cache L1 Cache L2 Soquete Sempron 2200+ 1,50 GHz 333 MHz 128 KB 256 KB 462 Sempron 2300+ 1,58 GHz 333 MHz 128 KB 256 KB 462 Sempron 2400+ 1,67 GHz 333 MHz 128 KB 256 KB 462 Sempron 2500+ 1,70 GHz 333 MHz 128 KB 256 KB 462 Sempron 2600+ 1,83 GHz 333 MHz 128 KB 256 KB 462 Sempron 2800+ 2 GHz 333 MHz 128 KB 256 KB 462 Sempron 3000+ 2 GHz 333 MHz 128 KB 512 KB 462 RESUMO PROCESSADORES CELERON Exemplo: Celeron D 16Kb Cache L1 256Kb Cache L2 Clock ext. 533MHz (Burst 133MHz) Clock int. 2,13 GHz a 3,2 GHz Suporte Hyper – Threading => não disponível INTEL EXTREME EDITION INTEL EXTREME EDITION Características: •Primeiro processador desktop da Intel com tecnologia dual-core. •Basicamente é evolução do Pentium IV •Hyper-Threading (HT) : 2 processadores (lógico + Físico) •Processador dual-core : 4 processadores (2 lógicos + 2 Físicos) •Hyper-Threading + dual-core: execução de 4 threads simultaneamente INTEL EXTREME EDITION •Processador “lógico” •barramentos, caches e unidades de execução são compartilhados •cada processador lógico tem estado próprio, bem como registradores de propósitos gerais. •Processador físico •tem seus próprios conjuntos de registradores e caches. INTEL EXTREME EDITION •Cache •2 caches de 16KB (L1). •2 caches de 1 MB (L2), sendo 1 MB para cada core. •principal vantagem: redução do tráfego do barramento. •Trace cache •cada core tem uma trace cache de até 12KB de microoperações já decodificadas. •principais vantagens: remoção da etapa de decodificação em loops e em execução de desvios. INTEL EXTREME EDITION •Segurança: bit para desabilitar execução: •recurso aliado ao S.O •define áreas ativas ou não-ativas de memória. •Conjunto de instruções •instruções dedicadas ao processamento de imagens e compressão de dados •mantém compatibilidade com IA-32. •Gerenciamento de energia: capacidade de desligamento de pinos e outras partes do chip. INTEL EXTREME EDITION Perspectivas: •Aumento da velocidade do barramento PCI e AGP (média de 3.5 vezes). •Facilidades para os softwares multi-threads do futuro. •Dual-core : será base para as pesquisas da Intel nas tecnologias Hyper-Threading e EM64T. AMD ATHLON 64 AMD ATHLON 64 Resumo Processadores AMD Atuais Desktop Semprom (Low End) Athlon 64 (Mid Range) Athlon 64 FX Athlon 64 X2 Notebooks Athlon 64 Mobile Turion 64 Servidores Opteron AMD ATHLON 64 1975 1979 1982 8080A Transistores 5k 8086 286 29k 134k 1991 1993 Am386 Am486 AMD-K5™ 275k 1.200k 3.500k 0.80um 10um 1995 0.35um 1997 1999 AMD-K6® AMD Athlon™ 9.300k 22.000k 0.25um 0.18um 2003 2004 2002 AMD Athlon XP™ 37.000k 0.13um 2005 + 0.13um -> 0.09um 100.000k Transistores L3 UCP Interface Gráfica AGP ‘North Bridge’ Bus PCI Adaptador SCSI USB ‘South Bridge’ REDE Bus SCSI E/ISA HD LAN CD-ROM HD CD-ROM COM LPT Scaner ROM BIOS PCI I/O Bus E / ISA Mouse Super I/O PCMCIA Floppy Interface Som RAM L1/L2 RAM AMD ATHLON 64 AMD ATHLON 64 Novas características incorporadas 1MB L2 Cache Controlador de Memória DDR incorporado HyperTransport Channel Menor consumo de potencia Novo Core Processador Registradores em dobro Pipeline maior (10 12 estágios) Maior “Look Aside Buffer” (TLB) AMD64 Architecture Register Differences: AMD64 vs x86 63 In x86 • AMD64 Added by AMD64 – 64-bit integer registers – 48-bit Virtual Address – 40-bit Physical Address • REX - Register Extensions 127 S S E 31 RAX 15 EAX 7 AH AL 0 MMX0 0 79 G P R EAX 0 x 8 7 – Sixteen 64-bit integer registers – Sixteen 128-bit SSE registers MMX7 MMX8 • SSE2 Instruction Set XMM8 EDI R8 EIP – Double precision scalar and vector operations – 16x8, 8x16 way vector MMX operations – SSE1 already added with MMX15 R15 OS for x64-based Systems 32-bit and 64-bit on a single platform Um Processador AMD64 pode rodar sistemas operacionais de 32 ou 64 bits START BOOT UP Using 32 bit BIOS Load 32 bit OS Run 32 bit Applications 32-bit Look at OS 64-bit Load 64 bit OS Run 32 & 64 bit apps Características da arquitetura AMD64 • Processamento nativo em 32 e 64 bits • Controlador de memória DDR integrado ao processador • Tecnologia Hyper Transport • Cool’n’quiet (PowerNow! para servers e mobile) • Proteção anti-vírus por hardware • Benefícios • Excelente desempenho • Melhor custo/benefício • Sistemas mais confiávies • Preparado para software de 64 bits Arquitetura do sistema com AMD64 Sistema típico Sistema AMD64 DDR CPU CPU AMD64 PCI-X North Bridge DDR PCI Bridge PCI Express PCI-X PCI Bridge Túnel HT IDE, FDC, USB, Etc. South Bridge PCI Express PCI IDE, FDC, USB, Etc. I/O Hub PCI Processadores AMD64 de dois núcleos Diferenças na fabricação e compatibilidade de socket e placa Processador “single-core” Núcleo • • • • • Athlon 64 Athlon 64 FX Sempron Opteron Turion • Athlon 64 X2 • Opteron Processador “dual-core” Núcleos Placa mãe Processadores AMD64 de dois núcleos Diferenças na fabricação e compatibilidade de socket e placa Fluxo de Dados em um AMD64 CPU Bussing Unit L2 Cache HyperTransport Technology BUS L1 Inst. Cache 1MB Processor Core Load/Store Unit L1 Data Cache Crossbar Switch 128-bits wide Memory Controller System Request Queue (SRQ) 144-bit wide DRAM interface DRAM Controller Cache, Load/Store & Bussing Unit 64-bits wide Integrated North Bridge FP Unit Execution Unit Fetch Scan Align AMD64 CPU 1MB Load/Store Unit Bussing Unit Bussing Unit L2 Cache L1 Inst. Cache Load/Store Unit L1 Data Cache 1MB HyperTransport Technology BUS L1 Data Cache L2 Cache 128-bits wide Crossbar Switch System Request Queue (SRQ) Memory Controller L1 Inst. Cache 128-bits wide 64-bits wide DRAM Controller 64-bits wide 144-bit wide DRAM interface Arquitetura Interna FP Unit Execution Unit Fetch Scan Align AMD64 CPU FP Unit Execution Unit Fetch Scan Align AMD64 CPU Processadores AMD Sempron • Processamento nativo em 32 e 64 bits • Controlador de memória DDR integrado ao processador • Barramento de sistema Hyper Transport • Cool’n’quiet para modelos acima do Sempron 2800+ • Proteção anti-vírus por hardware • Acesso à memória em 64 bits • Computação do dia-a-dia Processadores AMD Athlon 64 • Processamento nativo em 32 e 64 bits • Controlador de memória DDR integrado ao processador • Barramento de sistema Hyper Transport • Cool’n’quiet - Gerenciamento avançado de energia • Proteção anti-vírus por hardware • Excelente custo/benefício • AMD Athlon 64 FX: • Campeão em aplicações single thread • Jogos Processadores AMD Athlon 64 X2 • Dois núcleos AMD64 (Dual Core) • Processamento nativo em 32 e 64 bits • Controlador de memória DDR integrado ao processador • Barramento de sistema Hyper Transport de 2.0GHz • Cool’n’quiet - Gerenciamento avançado de energia • Proteção anti-vírus por hardware • Acesso à memória em 128 bits • Alto desempenho multi-tarefa Processadores AMD Opteron • Para servidores com 1, 2, 4 ou 8 processadores • Processamento nativo em 32 e 64 bits • Controlador de memória DDR integrado ao processador • Barramento de sistema Hyper Transport – Sem gargalos de FSB • Power Now! - Gerenciamento avançado de energia • Acesso à paralelo à memória, em 128 bits • Inclui modelos Dual Core • Excelente consumo de energia Funcionamento de servidor Dual Alta demanda - controlador de memória no chipset Funcionamento de servidor Dual Alta demanda – arquitetura AMD64 Sistema Quad-processado Solução do problema de gargalo no chipset/FSB Típico sistema multiprocessado Processor Processor Processor Sistema AMD Opteron™ Processor DDR DDR DDR Memory Expander North Bridge Memory Expander IDE, FDC, USB, Etc. South Bridge PCI-X Bridge PCI-X PCI-X Bridge PCI-X PCI-X Bridge PCI-X PCI AMD Opteron™ AMD Opteron AMD Opteron AMD Opteron PCI-X PCI-X Bridge PCI-X Bridge Other I/O Other Bridge DDR DDR DDR IDE, FDC, USB, Etc. I/O Hub PCI-X PCI Multiprocessamento com CPUs de núcleo duplo Necessidade da evolução da arquitetura de interconexão CPU CPU CPU CPUCPU 8 GB/S CPU SRQ SRQ Crossbar Crossbar Mem.Ctrlr HT Mem.Ctrlr HT 8 GB/S I/O Hub Memory PCI-E Controller Bridge Hub PCI-E Bridge PCI-E Bridge PCI-E Bridge 8 GB/S PCI-E Bridge PCI-E Bridge 8 GB/S USB I/O Hub PCI Arquitetura x86 tradicional AMD64 com DirectConnect • FSB compartilhado por CPUs, Memória e I/O • Arquitetura x86 padrão de mercado • Mais CPUs ≠ Maior performance • Sem gargalo de FSB • Menor latência no acesso à memória O futuro do Microprocessador Mais transistores, mais núcleos, mais threads • • • • CPU de 16 núcleos Mais núcleos Núcleos especializados Mais controladores integrados ... BENCHMARK AMD X INTEL BENCHMARK AMD X INTEL CONCLUSÕES Processadores AMD atuais são mais indicados para aplicativos (Business), Jogos, Aplicativos 2D com melhor taxa de preço Processadores Intel estão mais indicados para aplicativos 3D e Multitasking BIBLIOGRAFIA E SITES RECOMENDADOS Patterson, D. - Organizacao e projeto de computadores - a interface hard/software Torres, G. – Hardware – Curso completo Weber, R. – Arquitetura de computadores pessoais Intel Home page: http://www.Intel.com AMD Home Page: http://www.amd.com
