10 Flashcards
(15 cards)
CO je procesor
- Je to integrovaný obvod provádějící výpočty v systému, vykonává jednotlivé strojové instrukce.
- Je umístěn na základní desce počítače, kde je vložen do patice.
Co je to procesor
- Je to integrovaný obvod provádějící výpočty v systému, vykonává jednotlivé strojové instrukce.
- Je umístěn na základní desce počítače, kde je vložen do patice.
Co je to instrukční kanál
- popis toho co se s instrukcí v procesoru děje, musí být načtena, dekódována, musíme ji vykonat a výsledek nějak zapsat.
jaých je základních 5 kroků pipeline
- PF (Prefetch) = načtení instrukce z RAM nebo z Cache, poté se posílá do první fáze dekodování.
- D1 (Decode 1) = určí se typ instrukce a její délka.
- D2 (Decode 2) = vypočet adresy operandů (+ - atd.) se kterými instrukce pracuje.
- EX (Execution) = provedení instrukce, ze kterého získám výsledek.
- WR (Write Back) = výsledek zapíšeme zpět, buď do registru nebo vyrovnávací paměti.
- U novějších procesorů je více než 5 kroků.
Jaké máme insturkční sady
- CISC = Kompletní instrukční sada. Obsahuje mnoho specializovaných instrukcí, které mají ruznou délku a dobu vykonání, nízky počet registrů. Nevýhodné, protože je příliš složitý.
- RISC = Redukovaná instrukční sada. Implementuje jen jednoduché instrukce, protože ve většině času se využívají jen ty a všechny složitější, které obsahuje CISC je možné vytvořit z kombinace těch jednodušších instrukcí. Procesory RISC mají jednodušší strukturu a jsou rychlejší. Instrukce mají pevnou délku a muzou být tak vykonané v 1 taktu.
- Dnešní procesory AMD i INTEL (x86/x64) jsou navenek CISC, ale vnitřně RISC. Interně si instrukce překládají na tzv. mikrooperace.
Co říká moorův zákon
Každá nová generace čipů (každých 18 měsíců) má 2x více tranzistorů než předchozí
Jaké máme typy zpracování
Subskalární , Skalární a superskalární
Subskalární zpracování
- V 1. taktu je instrukce načtena, v 2. taktu je dokódována atd. Až ve 4. taktu ji provedu a v 5. taktu obdržím výsledek, v 6. taktu vybíráme zase další instrukci.
- Nevyužívá všechny jednotky procesoru zároveň, v jeden čas pracuje vždy jen 1 což je velmi neefektivní, proto se přešlo na skalární zpracování.
Skalární zpracování
- Instrukce se v 1. taktu načte, v 2. se dekóduje a jelikož jednotka pro načítání zrovna nemá co dělat, tak už načítá další instrukci, a tak to jde postupně dál.
- Využívá všechny jednotky procesoru zároveň.
- V každém dalším taktu obdržím výsledek instrukce, velmi výhodné, ale takto to realně nefunguje, protože každá instrukce může mít jinou délku a tzn. že muze trvat jinak dlouho, než se zpracuje a vznikají tak časové bubliny, kdy se čeká a kanál tak není na plno využitý.
- Využívá se pak hyperthreadingu což je zpracování dvou vláken naráz na jednom jádře. Umožňuje vyplnit časové bubliny instrukcemi z jiného vlákna. Výkonnostní přínos může být až 90 % hlavně u výpočtů.
- Když např. skáčeme u if nebo while, tak všechno, co jsme si přednačetli můžeme zahodit
(pipeline flush), ve většině případu se to ale neděje, jelikož procesor má jednotku, která dokáže předpovědět takové chování. (predikce větvení)
Superskalární zpracování
- U dnešních procesorů, v 1. taktu jsme schopni v tomto případě načíst 2 instrukce
(má 2 instrukční kanály), ale instrukčních kanálů může být i více. Čím více instrukčních kanálu máme, tím více jich můžeme zároveň načíst, dekódovat, vykonat a zapsat. - Takto paralelně to lze vykonávat jen pokud na sobě dané instrukce nejsou závislé, opět vznikají časové bubliny.
Co je o základní deska a co obsahuje
Základní deska
- Deska s vícevrstvými plošnými spoji, je osazená konektory pro komponenty PC.
- Obsahuje sestavy integrovaných obvodů (čipsety)
- Postupem času se různé části na základní desce integrovali do jiných komponentů, např. řadič paměti byl přesunut do procesoru, později byl do procesoru integrován celý northbridge a jeho funkce. Sběrnice GPU byla dříve AGP, nyní PCIe.
- Northbridge = Systémový řadič, určuje rychlost a druh procesoru a paměti RAM, řídí společnou činnost CPU, GPU a pamětí. Vytváří adresy pro paměti RAM, generuje hodinové signály a řídící signály. Zabezpečuje RESET systému.
- Southbridge = Sběrnicový řadič, zabezpečuje komunikaci s periferiemi (řadič disků, řadič USB, sběrnice PCI, klávesnice, myš).
- Patice pro procesor = Může být buď typu PGA (zasazení pinů do důlků) nebo LGA (dotyk kontaktních plošek).
- Flash ROM pamět s BIOSem.
Co je bios a UEFi
BIOS
- Základní vstupně/výstupní systém počítače.
- Je to první program, který se aktivuje po zapnutí PC.
- Primární funkcí je identifikace HW a načtení zavaděče operačního systému
- Vytváří základní vrstvu abstrakce pro vyšší programy
(HW => BIOS a ovladače => OS => Aplikace).
- Nastavuje takt a napájecí napětí, detekuje a nastavuje periferie, stará
se o pořadí, v jakém se komponenty bootují, sleduje informace o teplotě,
napětí, otáčkách atd.
- Uložen v paměti typu Flash ROM.
UEFI
- Nahrazuje BIOS, je větší a komplexnější, je více grafický jako OS (OS-like).
- Podpora 64bit OS, větší zabezpečení
- Obsahuje tabulku údajů o platformě, bootu, běhu a službách, zavaděče OS
- Dva typy služeb: Boot services (textová a grafické konzole pro
zařízení a sběrnice) a Runtime services (datum, čas, NVRAM)
Co je to sběrnice
Sběrnice je skupina vodičů které zajišťují přenos dat a řídicích signálů
Paralelní přenos po více drátech tušení magnetem
Sériová přenos po jednom drátu po bitech
Diferenciální přenos je ze dvěma dráty se vysílá stejný signál akorát s jinou polaritou
Co je to pci a pci express a m2
PCI
- Jedná se o paralelní sběrnice, podporuje Plug and Play
- První sběrnice s šířkou 64 bitů, dovoluje ale i 32 bitů
PCI Express
- Data přenášena sériově po paketech, to znamená velmi vysoké frekvence (2,5 GHz).
- Založeno na peer-to-peer, umožňuje nezávislou komunikaci mezi jednotlivými zařízeními
- Komunikace probíhá obouma směry
M.2
- Slot pro připojení dalších rozšiřujících karet, obsahuje 3 různé sběrnice: SATA, USB 3.0 a až 4 PCI-E 3.0, připojení SSD disku s M.2 konektorem (velmi rychlé).
Co je to USB
USB
- Univerzální sériová sběrnice, možno připojit až 127 zařízení. Napájení je standardně 5 V (použit diferenciální přenos)
- Konektory typu A, B, C
- Plug and Play = automatická detekce a konfigurace zařízení při připojení do PC.
- Hot Swap = možnost připojení a odpojení za chodu.
- Přerušení = Využíváno komponenty, aby oznámili, že má být vykonán nějaký jejich požadavek. Přerušení mají různé priority, vyšší priorita se vykonná dřív než nižší.
