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Prof. Mrcio Castro [email protected]
INE5602 Introduo Inform@ca
Arquitetura de computadores Aula 2: Processadores
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Sumrio
Estudo de caso: processador Intel Estudo de caso: ARM
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ESTUDO DE CASO: PROCESSADOR INTEL
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Estudo de caso: processador Intel
Ark.intel.com Site com informaes detalhadas de processadores da
empresa Intel
Exemplo: Intel Core i5-3470
hOp://ark.intel.com/products/68316/Intel-Core-i5-3470-Processor-6M-Cache-up-to-3_60-GHz
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Estudo de caso: processador Intel
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Estudo de caso: processador Intel Data de lanamento Segundo
trimestre (Abr-Jun) de 2012
Nmero do processador i5-3470 3000 -> Terceira gerao i5 Outros
31 modelos 3XXX
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Estudo de caso: processador Intel Nmero de cores (ncleos) N de
processadores dentro do processador
Nmero de threads N de programas que conseguem executar
exatamente ao mesmo tempo
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Processador
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Estudo de caso: processador Intel Velocidade de relgio Frequncia
com que o processador consegue despachar novas instrues por segundo
3,2 x 109 (3.200.000.000) por segundo
Turbo Frequency Uso de frequncia superior ao tradicional se
aproveitando de potncia disponvel no processador
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Estudo de caso: processador Intel Arquitetura do conjunto de
instrues ISA: Instruc0on Set Architecture Interface entre o
processador e os programas que executam nele Inclui todas as
informaes necessrias para se escrever um programa para um
processador Intel x86_64, palavras/registradores de 64 bits
Consegue acessar mais memria do que 32 bits
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Estudo de caso: processador Intel
Extenses da ISA Instrues adicionais para operar em dados es@lo
mul@mdia em paralelo E.g., 4 somas ao invs de 1 apenas
SSE: Streaming SIMD Extensions Ml@plas geraes
AVX: Advanced Vector Extensions
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Estudo de caso: processador Intel
Litograa Processo usado para a fabricao da tecnologia de
semicondutores
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Estudo de caso: processador Intel Litograa
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Estudo de caso: processador Intel Litograa
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Estudo de caso: processador Intel Litograa
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Estudo de caso: processador Intel Litograa 22 nm = tamanho dos
componentes (transistores) - 22 x 10-9 metros 1993 - Intel PenFum
60 MHz: 3,1 milhes de transistores - 800 nm 2014 - Intel Core i7
4Ghz: 1,4 bilho de transistores - 22nm
TDP: Thermal Design Power Potncia para a qual o processador foi
projetado
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Estudo de caso: processador Intel Processador grco incluso no
processador HD Graphics 2500
Velocidade de relgio padro da GPU Muito mais baixa do que o
processador base Grcos -> Paralelismo -> Vazo Aplicaes
sequenciais -> Desempenho sequencial -> maior velocidade de
relgio
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Estudo de caso: processador Intel
Turbo Boost Uso de frequncia superior ao tradicional se
aproveitando de potncia disponvel no processador Turbo
Frequency
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Estudo de caso: processador Intel
vPro Mecanismos adicionais implementados em hardware (desempenho
+ segurana)
VT-x Suporte adicional em hardware para virtualizao de sistemas
operacionais
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Estudo de caso: processador Intel
Estados ociosos Suporte a diferentes nveis de uso do processador
Menor uso, menor consumo de energia
Monitoramento termal Controle da temperatura do processador
Garan@r que no vai derreter
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Estudo de caso: processador Intel
Resumo Um processador muito mais do que frequncia e nmero de
ncleos Temas de pesquisa envolvendo processadores Desempenho
Desempenho paralelo Consumo energ@co Uso de aceleradores (GPU)
etc.
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ESTUDO DE CASO: ARM
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Estudo de caso: ARM
ARM Mul@nacional britnica Cambridge
Desenvolvedora de circuitos integrados e sowware No fabrica
processadores Licencia designs
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Estudo de caso: ARM
Exemplo: Raspberry Pi Processador ARM11 Arquitetura ARMv6 Tambm
usada no iPhone original, entre outros
Produzido pela Broadcom Clock: 700 MHz 1 nico ncleo Foco em
consumo
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Estudo de caso: ARM
Exemplo: Microsow Surface Nvidia Tegra 3 Processador ARM
Cortex-A9 MPCore Arquitetura ARMv7-A Cortex
Clock: 1.2~1.6 GHz Litograa 40 nm 4 ncleos + 1 de suporte
(economizador de bateria) GPU da Nvidia
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Estudo de caso: ARM Quatro ncleos + um de suporte
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Estudo de caso: ARM
Exemplo: Samsung Galaxy S5 Exynos 5 Octa System on Chip ARM
big.LITTLE (ARMv7) 4 ncleos ARM Cortex-A15 e 4 ncleos ARM Cortex-A7
Escolhe quais usar dependendo do desempenho e consumo desejados
Litograa 28 nm
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Estudo de caso: ARM Prxima gerao ARM big.LITTLE (ARMv8) Ncleos
Cortex-A57 e Cortex-A53 64 bits
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Estudo de caso: ARM Exemplo: Servidores AMD Ncleos ARMv8
Cortex-A57 (64 bits)
Baixo consumo Grande paralelismo
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Arquitetura de computadores Aula 2: Processadores
