PROCESSADORES INTEL E AMD

(1)

(2)

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

(3)

RESUMO EVOLUÇÃO INTEL X AMD

8088 / 8086

80286

80386

80486

Pentium

Pentium Pro

Pentium II

Pentium III

AMD 386

AMD 486

AMD K5

AMD K6

AMD K6-II

AMD K6-III

Celeron

(Pentiums limitados)

Pentium IV

Duron

Athlon

(4)

EVOLUÇÃO X86

Nome

Data

Transistores

• 8086

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)

(5)

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

(6)

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

(7)

EVOLUÇÃO AMD

1975 1979 8080A 8086 1982 286 1991 Am386 1993 Am486 1995 AMD-K5™ 1997 AMD-K6® 1999 AMD Athlon™ 2002 Transistores 5k 29k 134k 275k 1.200k 3.500k 9.300k 22.000k 37.000k AMD Athlon XP™ 2003

0.80um 0.35um 0.25um 0.18um 0.13um

0.13um -> 0.09um 10um 100.000k Transistores 2004 + 2005

(8)

EVOLUÇÃO AMD

1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

am386 am486

(9)

ARQUITETURA INTERNA DE

MICROPROCESSADOR

(10)

ARQUITETURA 8086

– 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

8086 - primeiro microprocessador de 16 bits da Intel

(11)

(12)

(13)

(14)

CARACTERÍSTICAS DA ARQUITETURA 8086

15 8 7 0 AX AH AL acumulador BX BH BL base CX CH CL contador DX DH DL dado

SP ponteiro para pilha

BP ponteiro base SI índice fonte DI índice destino IP apontador de instruções FLAGS flags CS segmento de código DS segmento de dados SS segmento de pilha ES segmento extra Dados Endereços Segmento

(15)

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);

(16)

(17)

SEGMENTAÇÃO DE MEMÓRIA NO 8086

00000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 A0000 B0000 C0000 D0000 E0000 F0000 8000:0000 8000:FFFF seg ofs 8000:0250 0250 one segment

(18)

(19)

GERAÇÃO DE ENDEREÇO FÍSICO

• Registrador de segmento * 16 + offset

Physical Address (20 Bits)

Adder

Segment Register (16 bits) 0 0 0 0

(20)

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

(21)

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)

(22)

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

(23)

MICROPROCESSADOR INTEL 80386

15 8 7 0 EAX AH AL EBX BH BL ECX CH CL EDX DH DL ESP EBP ESI EDI EIP EF CS DS SS ES FS GS 16 31 acumulador base contador dado

ponteiro para pilha ponteiro base índice fonte índice destino apontador de instruções flags segmento de código segmento de dados segmento de pilha segmento extra segmento extra segmento extra

(24)

MICROPROCESSADOR INTEL 80386

Conceito do Memória Virtual

grande espaço de endereçamento

pequeno espaço de endereçamento endereço gerado pelas instruções sendo executadas mapeamento por hardware

(25)

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?

(26)

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)

(27)

MICROPROCESSADOR INTEL 80386

Memória Virtual Segmentada: (Segmentação => Converte endereços lógicos em endereços lineares)

0 ( g l o b al o u l o c al )s e g m 3 15 4 31 0 Seletor de tabela (Global ou Local)

Registrador de segmento Deslocamento

0 31 Tabela de descritores Descritor de segmento (8 bytes) Endereço base (32 bits) (32 bits) Endereço linear

+

GDTR ou LDTR endereço lógico ou virtual endereço linear

(ainda não é o físico) CS DS SS ES ... (Global ou Local)

(28)

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

(29)

MEMÓRIA VIRTUAL PAGINADA

PDE (32bits) 0 31 Endereço linear 22 21 12 11

Diretório Página Deslocamento Diretório de Páginas (PD) PTE (32 bits) Tabela de Páginas (PT) CR3 0 31 Endereço físico 12 11 Deslocamento Endereço de page frame

...

(Paginação => Converte endereços lineares em endereços físicos)

Tabelas (1024 x 32)

(PT) ...

(30)

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

(31)

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

(32)

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

(33)

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

(34)

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

(35)

MICROPROCESSADOR INTEL PENTIUM

BIU Cache Instr. ALU FPU Registradores Buffer de instruções barramentos de 64 bits externos e internos caches separadas dados e instr. 8 KB cada bus interface unit 2 pipelines paralelos de 5 estágios para inteiros ALU Cache Dados BTB reg. stack

+

÷

U-pipe V-pipe FPU-pipe com circuitos dedicados para soma, divisão e multiplicação

(36)

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

(37)

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)

(38)

Intel Pentium II (P6)

• Pentium Pro com MMX

– Mesmas características do Pentium Pro

– Instruções MMX

– Cinco unidades internas

– Execução fora de sequência

– Execução especulativa

Pentium

Pro MMX

(39)

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

(40)

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)

(41)

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

(42)

(43)

MERCADO DE PROCESSADORES

 Low –End

 Destinado à construção de máquina de baixo poder computacional

 Usuário iniciante

 (Celeron D (Intel), Semprom (AMD)

 Mid-Range

 Destinado à construção de máquinas de maior poder computacional

 Ferramentas CAD, design house

 Pentium IV (Intel), Athlon (AMD)

 High-End

 Destinado à maquinas de alto poder computacional e compartilhamento

 Servidores de Rede

 Gerenciamento de Clusters

(44)

COMPARATIVO ENTRE PROCESSADORES INTEL E AMD



Intel foi isoladamente a líder em fabricação de CPUs até

início dos anos 90

 Até a fabricação do 80286 Não houve concorrência da AMD  Concorrência começou devido a fabricação do AM386 DX

 Intel Pentium X AMD AM5x86

 Intel Pentium, Pentium PRO X AMD K5

 Equivalente mas lançado 3 anos depois do Pentium

 Intel Pentium MMX, II X AMD K6

 Vantagem AMD: Mais barato

 Intel Celeron X AMDK6

 Celeron:Versão “light” do Pentium II

(45)

ESTADO DA ARTE EM PROCESSADORES

• AMD

• Desktop: AMD Athlon 64 FX, AMD Athlon 64

• Server: AMD Opteron

• Intel

• Desktop: Intel Pentium 4 w/ HT, Intel Pentium 4 Extreme Edition

(46)

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

(47)

RESUMO PROCESSADORES CELERON

Modelo

Nome-código Baseado no Cache L1 Cache L2 Tecnologia Barramento Externo Soquete

Celeron SEPP Convingto

n Pentium II com núcleo Deschutes

32KB - 0.25µm 66MHz Slot 1

Celeron A Mendocino Pentium II com núcleo Deschutes

32KB 128KB 0.25µm 66MHz Slot 1

Celeron PPGA Mendocino Pentium II com núcleo Deschutes

32KB 128KB 0.25µm 66MHz Soquete 370

Celeron

Coppermine Coppermine Pentium III com núcleo Coppermine

32KB 128KB 0.18µm 66MHz /

100MHz Soquete 370 Celeron

Tualatin Tualatin Pentium III com núcleo Tualatin

Celeron

Willamette Willamette Pentium 4 com núcleo Willamette

Celeron

Northwood Northwood Pentium 4 com núcleo Northwood

Celeron D Prescott Pentium 4 com núcleo Prescott

8KB 256KB 0.09µm 533MHz Soquete 478 / Soquete 775

(48)

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

(49)

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

(50)

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

(51)

(52)

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

(53)

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

(54)

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 micro-operações já decodificadas.

•principais vantagens: remoção da etapa de decodificação em

(55)

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.

(56)

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

(57)

(58)

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

(59)

AMD ATHLON 64

1975 1979 8080A 8086 1982 286 1991 Am386 1993 Am486 1995 AMD-K5™ 1997 AMD-K6® 1999 AMD Athlon™ 2002 Transistores 5k 29k 134k 275k 1.200k 3.500k 9.300k 22.000k 37.000k AMD Athlon XP™ 2003

0.80um 0.35um 0.25um 0.18um 0.13um

0.13um -> 0.09um 10um 100.000k Transistores 2004 + 2005

(60)

AMD ATHLON 64

UCP _Bridge’‘North

L1/L2 _L3 ‘South Bridge’ USB E/ISA Bus E / ISA Bus PCI REDE LAN B u s SC SI Adaptador SCSI Super I/O Interface Gráfica ROM BIOS R A M PCI I/O PCMCIA Interface Som CD-ROM CD-ROM HD HD Scaner Floppy Mouse R A M A GP COM LPT

(61)

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)

(62)

AMD64 Architecture

Register Differences: AMD64 vs x86

• AMD64

– 64-bit integer registers – 48-bit Virtual Address – 40-bit Physical Address

• REX - Register Extensions

– Sixteen 64-bit integer registers – Sixteen 128-bit SSE registers

• SSE2 Instruction Set

– Double precision scalar

and vector operations

– 16x8, 8x16 way vector

MMX operations

– SSE1 already added with

AMD Athlon MP RAX 63 G P R x 8 7 0 79 31 AH EAX AL 0 7 15 In x86 MMX0 S S E 127 0 MMX7 EAX EIP Added by AMD64 EDI XMM8 MMX8 MMX15 R8 R15

(63)

32-bit

Um Processador AMD64 pode rodar sistemas operacionais de 32 ou 64 bits

START BOOT UP

Using 32 bit BIOS

Look at OS Load 32 bit OS Run 32 bit Applications Load 64 bit OS 64-bit Run 32 & 64 bit apps

OS for x64-based Systems

(64)

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

(65)

Arquitetura do sistema com AMD64

Sistema típico

CPU North Bridge South Bridge PCI IDE, FDC, USB, Etc. DDR

Sistema AMD64

CPU AMD64 PCI Bridge -Túnel HT I/O Hub IDE, FDC, USB, Etc. DDR PCI-X PCI Express PCI PCI Bridge PCI-X PCI Express

(66)

Processadores AMD64 de dois núcleos

Diferenças na fabricação e compatibilidade de socket e placa

Núcleo _{• Athlon 64} • Athlon 64 FX • Sempron • Opteron • Turion Processador “single-core” Processador “dual-core” Núcleos • Athlon 64 X2 • Opteron Placa mãe

(67)

Processadores AMD64 de dois núcleos

(68)

Fluxo de Dados em um AMD64 CPU

1MB L2 Cache AMD64 CPU L1 Da ta Ca che L1 Ins t. Ca che Memory Controller DRAM Controller Crossbar Switch 64 -bit s wide Bussing Unit Processor Core Cache, Load/Store &

Bussing Unit Integrated North Bridge

Load/Store Unit Sys te m Re que st Que ue (S RQ)

HyperTransport Technology BUS

144 -b it w id e D R AM i n ter face FP Unit Execution Unit Fetch Scan Align

128

-bi

ts

wi

(69)

Arquitetura Interna

Memory Controller DRAM Controller Crossbar Switch Sys te m Re que st Que ue (S RQ)

HyperTransport Technology BUS

144 -b it w id e D R AM i n ter face 1MB L2 Cache AMD64 CPU L1 Da ta Ca ch e L1 I n st . Ca ch e 64 -bi ts w id e

Bussing Unit Load/Store Unit

FP Unit Execution Unit Fetch Scan Align

128 -bi ts w id e 1MB L2 Cache AMD64 CPU L1 Da ta Ca ch e L1 I n st . Ca ch e 64 -bi ts w id e

Bussing Unit Load/Store Unit

FP Unit Execution Unit Fetch Scan Align

128 -bi ts w id e

(70)

• Barramento de sistema Hyper Transport

• Cool’n’quiet para modelos acima do Sempron 2800+

• Acesso à memória em 64 bits

• Computação do dia-a-dia

(71)

•

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

(72)

• Dois núcleos AMD64 (Dual Core)

• Barramento de sistema Hyper Transport de 2.0GHz

• Cool’n’quiet - Gerenciamento avançado de energia

• Acesso à memória em 128 bits

• Alto desempenho multi-tarefa

(73)

• Para servidores com 1, 2, 4 ou 8 processadores

• 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

(74)

Funcionamento de servidor Dual

(75)

Funcionamento de servidor Dual

(76)

Típico sistema multiprocessado South Bridge PCI IDE, FDC, USB, Etc. PCI-X PCI-X Bridge North Bridge

Processor Processor Processor Processor PCI-X PCI-X Bridge PCI-X PCI-X Bridge DDR DDR Memory Expander Memory Expander PCI-X Bridge PCI-X I/O Hub PCI IDE, FDC, USB, Etc. AMD Opteron AMD Opteron AMD Opteron™ AMD Opteron PCI-X Bridge PCI-X Other Bridge Other I/O DDR DDR DDR DDR

Sistema AMD Opteron™

Sistema Quad-processado

(77)

I/O Hub USB PCI PCI-E Bridge PCI-E Bridge PCI-E Bridge I/O HubI/O Hub

PCI-E Bridge PCI-E Bridge PCI-E Bridge Memory Controller Hub CPU CPU

Multiprocessamento com CPUs de núcleo duplo

Necessidade da evolução da arquitetura de interconexão

Arquitetura x86 tradicional

• FSB compartilhado por CPUs, Memória e I/O • Mais CPUs ≠ Maior performance

AMD64 com DirectConnect

• Arquitetura x86 padrão de mercado • Sem gargalo de FSB

• Menor latência no acesso à memória

SRQ Crossbar HT Mem.Ctrlr SRQ Crossbar HT Mem.Ctrlr

CPU CPU CPU CPU 8 GB/S

8 GB/S 8 GB/S

(78)

CPU de 16 núcleos

O futuro do Microprocessador

Mais transistores, mais núcleos, mais threads

• Mais núcleos

• Núcleos especializados

• Mais controladores integrados

(79)

(80)

(81)

CONCLUSÕES



Processadores AMD atuais são mais indicados

para aplicativos (Business), Jogos, Aplicativos

2D com melhor taxa de preço



Processadores Intel estão mais indicados para

(82)

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