Comment un ordinateur fonctionne Processeur

Transcription

1 Comment un ordinateur fonctionne Processeur

2 Les processeurs Cerveau de l ordinateur Règle flux d information par intermédiaire du bus Détermine puissance de l ordi (486, Pentium, ) Vitesse définit par l horloge Branché à la carte mère dans une cavité (socket ou slot)

3 C est quoi, au juste, un processeur? doit travailler avec des données a deux travaux importants à faire: 1. Faire des calcule 2. Déménager des données processeur centrale est très efficace (vite) à faire ces deux travaux Vitesse de l ordinateur déterminé par la vitesse qu il les fait

4 Le processeur est physiquement très petit Le noyau est la même taille que ton ongle. Le processeur est composé de transistor Le noyau d un Pentium 4 contient 125 million transistors Le noyau est seulement 1 cm x 1 cm de grandeur.

5 Les processeurs Deux éléments distincts ALU (Arithmetic and Logical Unit) Calculs sur les nombres entiers Utilisé par logiciels comme Word et Windows FPU (Floating Point Unit) Calculs et fonctions mathématiques complexes et les nombres réels (décimaux) Sollicité par les jeux ou applications à calculs volumineux

6 Logique

7 Caractéristiques des Vitesse d horloge processeurs Contrôle synchronisation des opérations effectuées par le PC Anciens Horloges de fréquences 4,77Mhz 4,77 millions impulsions d horloge par seconde Récents Fréquence d horloge > 3Ghz

8 Vitesse d horloge la fréquence de l horloge qui est règlé avec un petit cristal le cristal vibre à plusieurs beats ou ticks par seconde pour million de ticks par seconde on mesure en megahertz (MHz) ou gigahertz (GHz) pour chaque tick de l horloge un pulse est envoyé au CPU chacun peut causer le CPU à performer une autre action.

9 Fréquence Période de temps par tick 133 MHz seconds 1200 MHz seconds 2 GHz seconds

10 Caractéristiques des Mémoire cache processeurs Processeur lit instructions (de programmes), les exécute, et place les résultats dans RAM Toutes données copiées au cache et RAM Vérifie si dans le cache avant d aller au RAM Niveau 1 dans le processeur Niveau 2 sur la carte mère

11 Caractéristiques des Bus d adresses processeurs Processeur envoie informations de localisation (lignes d adresses) Dirigées vers les composants Plus de lignes d adresses, plus le processeur peut accéder à un grand espace de mémoire

12 Caractéristiques des Bus de données processeurs ALU opérations de traitement de données Registres Zones de stockage temporaires interne Mémorisent données avant et après traitement Performance du système dépend sur taille d information stockée bits 80386, 486, ou Pentium standard 32 bits Pentium ou AMD supérieurs 64 bits

13 Caractéristiques des processeurs Multitraitement («multi-tasking») Fait appel à des systèmes multiprocesseurs Nécessite compatibilité logicielle et matérielle Connecteurs supplémentaires Jeu de puces acceptable Processeurs capable de fonctionner ensemble Système d exploitation acceptable Applications stables (pas encombrer processeur)

14 Caractéristiques des processeurs Multitraitement («multi-tasking») Symétrique Tâches systèmes et applications tournent sur n importe quel processeur Asymétrique Tâches systèmes sur un processeur et tâches applications sur un autre

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16 Mode opératoire Mode réel (DOS et applications DOS) Mémoire disponible vue en une seule série linéaire de stockage Mémoire ne peut pas être divisée et allouée à programmes spécifiques Pas de multitâche Mode protégé (Sd E de nos jours) Alloue des quantités de mémoires spécifiques Mémoire accessible à la tâche et protégé des autres Sd E peut gérer toutes les tâches à la fois Support de mémoire virtuelle et accès plus rapide à la mémoire

17 Améliorer performance 3 méthodes 1. Horloge à fréquence plus haute plus de cycles par secondes) 2. Un bus (lien nord et sud) plus large (plus de bits) 3. Optimisation du noyau (core) du processeur (et autres parties) pour que le montant maximum de travail soit fait à chaque cycles Les trois donne meilleur largeur de bande (bandwidth) Toutes parties de l ordinateur doivent suivre la vitesse de la partie la plus vite Émbouteillage (bottleneck) avec la partie la plus lente

18 Évolution de processeurs Pentium AMD K6

19 Pinout

20 Évolution processeurs Intel CPU Année (intr.) Fréquence d horloge No. de transistors (millions) Cache Bus adresse (bits) Bus données (bits Fréqu. bus interne Mémoire Adressable (Max) MHz 0, Mo MHz 0, Mo MHz 0, Mo 80386DX MHz 0, Go MHz 1,2 8Kb Go Pentium PentiumMMX MHz MHz 3,1 4,5 8Kb 16Kb MHz 50 MHz 4 Go 4 Go Pentium Pro Pentium II Pentium III MHz MHz 0,45-1,2 GHz 5,5 7,5 28,0 16Ko 32Ko 32Ko MHz 66 MHz Go 4 Go 4 Go Pentium 4 Prescott ,4-2,2 GHz 2,2-2,8 GHz 2,6-3,2 GHz 2,8-3,6 GHz 42,0 55,0 55,0 125,0 512Ko Go Pentium D Dual Core ,6-3,2GHz 230,0 1Mo

21 Intel Pentium - Généralités Possède deux mémoires caches séparées Un pour commandes Un pour données Bus d adresses 32 ou 64 bits Bus données 64 bits Horloge jusqu à 2 GHz Fréquence du bus interne 33 à 266 MHz Deux pipelines d instructions Permet traitement de plusieurs tâches U peut exécuter toutes instructions du Pentium V exécute sur demande nombre limité de commandes

22 Logiciel test de CPU Il y a aussi des logiciels qui peuvent vous aider à faire des test avec votre CPU (ex. WCPUID ou CPU-Z sur

23 Mesurer un processeur Téléchargez un logiciel pour mesurer la vitesse de votre processeur sur votre ordinateur. ex. WCPUID ou CPU-Z sur