Hardware Flashcards
Von Neumann vs Harvard Architecture
Neumannissa ohjeet ja ohjelmat tallennetaan samaan muistiin, tosin kuin Harvardissa. Tämä voi aiheuttaa bottleneckin kun odotellaan tiedon kirjoittamista. Harvardissa voidaan toisen väylän kautta kirjoittaa dataa ja toisesta samaan aikaan hakea ohjeita. Neumann on halvempi toteuttaa.
RISC vs CISC
RISC-ohjeet aina saman kokoisia ja suoritetaan yhdellä kelosyklillä, CISC-ohjeet voivat vaihdella pituudeltaan ja suoritukseen vaadittavalta syklimäärältään.
CISC-ohjeissa voi olla abstraktiota, yksi CISC-ohje voi sisältää monta toimintoa. Nykyään CISC-ohjeet muutetaan pienemmiksi ohjeiksi, mikä vaatii prosessoriin erillistä logiikkaa ohjeiden dekoodaamiseen. Tämä logiikka vaatii transistoreita ja siksi kuluttaa virtaa ja tuottaa lämpöä.
Yleistetysti voi sanoa, että CISC-ohjeet säästävät muistia ja RISC-ohjeet ovat energiatehokkaampia.
Intel & AMD x86 (x86-64, AMD64)
Intel ja AMD käyttää (lähes) identteisiä CISC-pohjaisia käskykantoja prosessoreissaan.
Intel antoi AMD:lle luvan valmistaa 8086, 8088 ja 80286 prossuja IBM diiliä varten, jolloin AMD:llä oli lupa valmistaa x86 pohjaisia prosessoreja. Myöhemmin Intel koitti oikeudessa purkaa tämän lisenssin, mutta oikeus oli AMD puolella ja heille jäi lisenssi x86 prosessorien valmistamiseen.
Intel yritti siirtyä 64-bitin arkkitehtuuriin omalla Itanium-arkkitehtuurillaan, joka ei ollut taaksepäin yhteensopiva, mutta se floppasi. Sillä välin AMD sai valmiiksi 32-bittiseen yhteensopivan x86_64 käskykannan josta tuli menestys. Intel sai myöhemmin lisenssin käyttää x86_64 käskykantaa.
Eli lisenssejä molempiin suuntiin firmojen historioiden takia.
ARM vs x86 vs RISC-V
Intelillä ja AMD:llä on oikeudet x86 käskykantaan ja he valmistavat itse omat prosessorinsa. Pohjautuu CISC-käskyihin.
ARM suunnittelee prosessoreita ja ulkoistaa niiden valmistuksen muille yrityksille, kuten Qualcomm tai Samsung. Ovat historiallisesti suunnitelleet virtatehokkaita prosessoreita mobiililaitteisiin. Pohjautuu RISC-käskyihin.
RISC-V on avoimen lähdekoodin RISC käskykanta, ja sillä on oma järjestö RISC-V International. Kiina, Venäjä ja Intia ovat olleet kiinnostuneita tästä projektista, jotta he pääsevät irti länkkäreiden mikroprosessori patenteista.
Turing-täydellisyys (Turing Complete)
Tarkoittaa laitetta, joka pystyy teoriassa ratkaisemaan minkä tahansa laskennallisen ongelman. Tähän vaaditaan ehdollista logiikkaa, sekä tarvittava määrää muistia.
L1, L2… etc Cache
Fyysisesti prosessorin lähellä olevaa muistia, minkä takia viiveet ovat hyvin pieniä.
L2 on kapasiteetiltaan suurempaa kuin L1, mikä kasvattaa todennäköisyyttä sille että tarvittava data on siellä, mutta mikäli data ei ole siellä niin menee hukkaan suurempi aika ennen kun lähdetään hakemaan dataa muualta.
Välimuisti algoritmit koittavat jatkuvasti ennustaa mitä dataa voitaisiin seuraavaksi tarvita, ja koittavat syöttää sitä välimuisteihin.
