Processadores
Intel e AMD
Rodrigo Ventura nº19 e Vicente Pinto nº21Docente: Abilio Mendes Disciplina: Sistemas Digitais e Arquitetura de Computadores SDAC
Index
Processadores
08
NetBurst
01
Conceito de Pipeline
09
02
Pipelines no Processador Pentium
3DNow
10
03
Hyper-transport Technology
Pipelines no Processador Pentium MMX
04
11
Características dos processadores AMD após o AMD Athlon 64 X2.
Multiple Branch Prediction
05
Data Flow Analysis
06
Speculative Execution
07
DIB
Pipeline
Pipeline refere-se ao conceito de "execução em fluxo". Isso significa que o processador pode iniciar a execução de uma instrução antes que a instrução anterior tenha sido concluída.A Pipeline pode ser implementada em varias tecnologias como: - Arquitetura de Processadores
- Execução Especulativa
- Pipeline de Instruções
Pipeline
Pipeline
Pentium
Nos Processadores Pentium existem dois tipos de pipeline, a pipeline u e a pipeline v
Pipeline u
Pipeline v
Pipeline V é capaz de executar instruções simples de inteiros como a soma e subtração de números inteiros. Embora a Pipeline U também possa lidar com inteiros, a Pipeline V pode executar algumas dessas operações simples em paralelo com a execução de outras instruções. E certas instruções de virgula flutuante
A pipeline u é a pipeline primária que pode executar instruções de inteiros, que pode processar instruções aritméticas de inteiros, como soma, subtração, multiplicação e divisões de inteiros, assim como operações lógicas. E de virgula flutuante que pode lidar com operações de ponto flutuante, como adição, subtração, multiplicação e divisão de números reais
Pipeline
Pentium
Funcionamento das Unidades Internas do Pentium
Pipeline
Pentium MMX
Pipeline de Instruções. Este conceito divide o processo de execução de uma instrução em várias etapas, como busca, decodificação e execução. O isso significa que, enquanto uma instrução está a ser executada, outra pode ser decodificada e uma terceira pode ser buscada. Isso permite que várias instruções sejam processadas ao mesmo tempo, de forma a aumentar a eficiência e o desempenho do processador. Pipeline de Execução. Este pipeline é responsável por executar as instruções que já foram decodificadas. No Pentium, ele utiliza múltiplas unidades de execução, o que significa que diferentes instruções podem ser executadas simultaneamente. E permite que o processador realize várias operações ao mesmo tempo, aumentando ainda mais a velocidade de processamento. A função desses pipelines é maximizar o uso dos recursos do processador, reduzindo o tempo necessário para executar um conjunto de instruções e, consequentemente, aumentando o desempenho geral do sistema. Em suma, os pipelines no processador Pentium permitem que várias instruções sejam processadas de forma eficiente e simultânea, resultando em melhorias significativas na velocidade e na eficiência do processamento.
Pipeline
Pentium MMX
Quantos Pipelines são implementados no Processador Pentium MMX
No processador Pentium MMX, estão implementados quatro tipos de pipelines: a pipeline MMX, as pipelines u e v da Unidade de Decodificação, as pipelines u e v da Unidade Controladora e as pipelines u e v da Unidade Aritmética e Lógica (UAL).
Funções:
Pipeline MMX As pipelines MMX desempenham um papel Importante dentro de processadores equipados com o conjunto de instruções MMX, especialmente para aplicações multimédia e tarefas que requerem manipulação intensiva de dados em paralelo.
Pipeline da Unidade de Decodificação
A pipeline da Unidade de Decodificação tem como função decodificar as instruções provenientes do programa em execução.
Quantos Pipelines são implementados no Processador Pentium MMX
Funções:
Pipeline da Unidade de Controladora A pipeline da Unidade de Controladora tem como função gerir o controle e o despacho das instruções para os diferentes componentes do processador. Pipeline UAL A pipeline UAL (Unidade Aritmética e Lógica) é uma parte fundamental do processador responsável por executar operações matemáticas e lógicas.
Multiple Branch Prediction
A Multiple Branch Prediction é uma técnica que melhora a eficiência da execução de programas ao prever a execução de vários ramos de desvio simultaneamente. Em vez de depender de um único previsor para determinar se um desvio será tomado ou não, esta abordagem utiliza múltiplos previsores que analisam o comportamento de diferentes desvios ao mesmo tempo. Isso permite que o processador tome decisões mais informadas sobre qual caminho seguir, reduzindo a latência associada a desvios mal previstos e aumentando a taxa de instruções executadas por ciclo. Como resultado, a previsão de múltiplos desvios contribui significativamente para o desempenho geral dos sistemas computacionais modernos. Função:
A função da Previsão de Múltiplos Ramos é aumentar a eficiência e o desempenho dos processadores ao prever corretamente o resultado de múltiplos desvios em um programa.
Data Flow Analysis
A Análise de Fluxo de Dados (DFA) é um processo que examina como os dados transitam por um programa. Este processo envolve a construção de um modelo do programa, frequentemente representado como um grafo, onde os nós correspondem a instruções e as arestas representam o fluxo de controle. O objetivo da DFA é determinar quais variáveis estão disponíveis em cada ponto do programa, identificando variáveis "vivas" e "mortas", o que possibilita otimizações e a detecção de erros.
Speculative Execution
A execução especulativa é uma técnica que os processadores usam para dar um boost no desempenho, permitindo que algumas instruções sejam executadas antes mesmo de ter certeza se vão ser necessárias. Se a previsão estiver certa, o resultado é aproveitado; se estiver errada, os resultados são descartados. Essa técnica ajuda a reduzir os tempos de espera e a tirar o máximo proveito do pipeline.
Tecnologias
DIB (Dual Independent Bus): Esta tecnologia permite que o processador acesse a memória e os dispositivos de entrada/saída ao mesmo tempo, utilizando dois barramentos independentes. Isso aumenta a largura de banda e melhora o desempenho geral.
NetBurst: É uma microarquitetura desenvolvida pela Intel que trouxe um pipeline bem longo, permitindo que o processador execute instruções a uma frequência de clock bem alta. O objetivo do NetBurst era maximizar o desempenho em aplicações que precisam de muita largura de banda.
3DNow: É uma tecnologia criada pela AMD que trouxe instruções específicas para melhorar o desempenho em aplicações multimédia e gráficos 3D. O objetivo do 3DNow é otimizar operações de ponto flutuante e vetoriais.
HyperTransport Technology: É uma tecnologia de interconexão de alta velocidade que permite uma comunicação rápida entre processadores, memória e dispositivos periféricos. O objetivo do HyperTransport é aumentar a largura de banda e reduzir a latência nas comunicações entre os componentes do sistema.
Tecnologias
Características dos processadores AMD após o AMD Athlon 64 X2.
Os processadores AMD depois do Athlon 64 X2 incluem a linha AMD Phenom e AMD FX. Aqui estão algumas das principais características:
Arquitetura de Processadores AMD Phenom: Descrição da arquitetura K10, que introduziu suporte para muitos núcleos e melhorias no desempenho. AMD FX: Análise da arquitetura Bulldozer, que trouxe um design modular, permitindo a combinação de núcleos para otimizar o desempenho. Desempenho e Eficiência Aumento de Núcleos e Threads: Os processadores Ryzen oferecem até 16 núcleos e 32 threads, melhorando o desempenho em tarefas paralelas.
Características dos processadores AMD após o AMD Athlon 64 X2.
Tecnologia de Fabricação Processo de 7nm (nanômetros): Tecnologia de fabricação de 7nm(nanômetros) que corresponde a 0,000007 milímetros utilizada nos processadores Ryzen, que resulta em maior eficiência energética e desempenho. Cache e Memória Cache L3:Aumento da cache L3 em processadores mais recentes e o seu impacto na velocidade de acesso a dados. Suporte a Memória DDR4 e DDR5: Evolução do suporte a memória, destacando as vantagens da DDR5 em termos de largura de banda e eficiência.
Características dos processadores AMD após o AMD Athlon 64 X2.
Gráficos Integrados APUs e Desempenho Gráfico: Unidades de Processamento Acelerado (APUs) da AMD, que combinam CPU e GPU, oferecem desempenho gráfico sem a necessidade de uma placa de vídeo dedicada. Plataforma AM4 Compatibilidade e Atualizações: A plataforma AM4, permite a compatibilidade entre várias gerações de processadores Ryzen, facilitando atualizações para os utilizadores. Desempenho em Jogos Otimização para Jogos:Os processadores Ryzen têm se destacado em desempenho em jogos, especialmente com a otimização para múltiplos núcleos.
Características dos processadores AMD após o AMD Athlon 64 X2.
Tecnologia de arrefecimento Coolers Wraith: Descrição dos coolers Wraith que acompanham muitos processadores AMD, destacando seu desempenho de arrefecimento e operação silenciosa. Conclusão Em resumo, os processadores AMD que surgiram após o Athlon 64 X2 apresentaram uma série de inovações significativas, incluindo arquiteturas avançadas como K10 e Bulldozer, aumento no número de núcleos e threads, tecnologia de fabricação de 7nm, suporte a memória DDR4 e DDR5, e a introdução de APUs com gráficos integrados.
Características dos processadores AMD após o AMD Athlon 64 X2.
FIM