1. PROCESSOR, KLOCKFREKVENS
Tatiana Zakharina
Obligatorisk uppgift 6
Datorer och Data från grunden
Mittuniversitet
2. Processor ( CPU- Central Processing Unit) är viktig komponent i en dator.
Den har samma uppgift som hjärna i människans kroppen:
-tår emot information
-bearbetar information
-ger ordet till enheter för att utföra uppgifter
Ingående Utgående
Information information
Processor - skrivare
-mus
(bearbetar data) - högtalare
-skanner
-tangentbord - display
2
3. Processors viktigaste delar är:
Beräkningsenheten
• eller ALU – Arithmetic Logic Unite
• uppgift - utföra beräkningar
Styrenheten
• eller CU - Control Unit
• hämtar och avkodar instruktioner från
arbetsminne (ARM)
Minnesregister
• eller cacheminnet
• mellanlagrar nödvändig information för att utföra
sitt arbete
3
5. Processorns viktigaste egenskaper
Klockfrekvens (interna busshastighet): puls eller antal
svängningar per sekundför en kiselkristal. Vid varje svängning (klockcykel)
utför processor en arbetsmoment.
Cacheminne: minne som använder processorn i sitt arbete för att lagra
nödvändig information. På de kraftigaste datorer minne placeras i fler lager.
Bussbredd: antal data i bitar som kan flyttas samtidigt i en processor
(32 – 64 bit för de senaste datorer). Det hjälper att öka processorns
hastighet utan att öka klockfrekvens.
Ledningsbredd: fysisk mått på ledningarna i en processor: ju tunnare
ledningarna desto fler får plats. Som resultat kommunikation blir snabbare,
energiförluster blir mindre.
(Externa) Busshastighet: för att flytta information mellan processor
och ARM används moderkortets ”transports system”. Hastigheten på den
brukar vara lägre än processorns klockfrekvens. För att undvika
fördröjningarna löser man detta genom lagra information som kommer krävas
5
fler gånger fån ARM till Cacheminne.
6. Programmet som styr processor koddat i binär talsystem
Alla utgifter som utför processorn är kodade i en program. För att skriva
dessa program använder man binär talsystem.
Binär talsystem är kombination mellan ettor och nollor.
Strömspänningen motsvarar ”ettan” och vilolägen motsvarar ”nollan”.
En bit = en siffra(0 eller 1) betecknas med ”b”
Byte = 8 bitar , betecknas med ”B”
1 KB (kilobyte) = 1024 B = 210 B
1 MB (megabyte) = 1024 B
1GB (gigabyte) = 1024 MB
1 TB (terabyte) = 1024 GB
Minne som använder processor (cacheminne)är det
snabbaste minne i en dator.
6
7. Klockfrekvens
Klockfrekvens mäter man i hertz (Hz). Klockfrekvensvärde i
moderna processor är mellan 2 och 4 GHz. Det höga värdet på
klockfrekvensen bedragit till att datorerna har blivit snabba på att
bearbeta information. Samtidigt innebär det också en ökad
energiförbrukning och ökad mängd av värme som dator släpper.
Effektivisering av processorns arbete sänkte krav på klockfrekvens
utan påverka processorns prestationsförmåga.
Effektivisering innebär att processor utför samma jobb vid färre
utförda klockcyklar.
Effektivitets tekniker:
• pipelines – möjlighet att bearbeta samtidigt flera olika uppgifter;
•SIMD (Single Instruction Multiple Data) – riktas mot att skaffa effektiva
instruktioner som kan bearbeta samma data vid färre steg;
•Turbo Boost – teknik som ger möjlighet att mobilisera kärnornas krafter i en
processor när det behövs;
7
8. Nanoteknologi
Transistorer är ledarkomponenter som hjälper att hantera impulser.
Transistorerna i moderna datorer har blivit väldig små. Idag är de ca. 32 nanometer
(0,000032 mm) . Transistorns nanostorlekar bedrar till att moderna datorer har blivit
kraftigare, snabbare och effektiva pga. de pyttesmå transistorer
-växlar snabbt mellan på och av läge;
- det ryms fler transistorer på samma ytan;
-minskad energiförbrukning och minskad energiförlust.
8
Gordon Moores lagen : Antal transistorer på en yta fördubblas var 24-e månad.
Moore gjorde sin upptäck 1965. Den gäller fortfarande
10. Riktningarna för framtida utvecklingen
• öka klockfrekvens
• sänka energiförbrukning och förluster av energi
• tillverka ännu smalare transistorer. Potential når gränsen pga
den kan inte vara mindre än basmaterial som enheten består av.
• öka storleken på cacheminne
• öka och simulera fler antal kärnor i en processor
• sänka produktionskostnad på en processor
Statistisk information: processorgenerationer familjen ix86
Processor år generation Databuss/ Intern klocka Cacheminne Extern klocka
typ bussbredd (MHz) L1+L2 (MHz)
(bit) (KB)
8088 1979 1 8/20 5-8 -
80486SX 1989 4 32/32 25-50 8+0 25-50
P.Celeron 1999 6 64/36 266-700 16+16 66-100
Pentium 4 20000 7 64 1,3-3,0 GHz 20+512 400-533 42 milj.
transistorer
10
11. KÄLLFÖRTÄCKNING
https://www.google.se/search?q=processor+bilder&hl=sv&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=X3cwUan3OIrptQbdwYC
ICg&ved=0CCoQsAQ&biw=1034&bih=661#imgrc=yJUuOp8Z736XyM%3A%3BVobOCrZ5hAWr8M%3Bhttp%253A%252F%
252Fupload.wikimedia.org%252Fwikipedia%252Fcommons%252F8%252F8d%252FIntel_Pentium_Processor_(backside)_w
ith_heat_sink.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fcommons.wikimedia.org%252Fwiki%252FFile%253AIntel_Pentium_Processo
r_(backside)_with_heat_sink.jpg%3B2108%3B2132
http://ullvitorget.koping.se/~eib/gammalt/pcdat/cpu/processor.html
https://www.google.se/search?hl=sv&sclient=psy-
ab&q=ALU+i+en+processor++bilder&oq=ALU+i+en+processor++bilder&gs_l=serp.3...5790.555918.0.556892.25.25.0.0.0.0.0
.0..0.0...0.0...1c.1.5.psy-ab.K-
Nf5ZqbpMs&pbx=1&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.r_qf.&biw=1034&bih=661&ech=1&psi=E5MwUYnGL4zP4QSBsoGYAQ.1362151
304651.3&emsg=NCSR&noj=1&ei=KZMwUb3iD6_14QSg1oD4Dw
http://www.canstockphoto.se/bilder-foton/transistor.html
Hur funkar det? Din guide till vardagstekniken (2010), Kjell och Company;
Nilsson, U., Sjögreen, S. (2007), Programhantering DAA 1203 för Office 2007. Skandinaviska Databöcker AB.
11
