Procesor czterordzeniowy jest najwydajniejszy

Transkrypt

Architektura systemów komputerowych
Ćwiczenie 2
Komputer widziany „oczami użytkownika”
Płyta główna
parametry
złącza i magistrale
podstawki
montaż
Procesor
ewolucja procesorów
wielordzeniowość
technologia i TPD
procesory mobilne
1
dr Artur Bartoszewski - Architektura systemów komputerowych - ćwiczenia
Wybór płyty głównej
Jeżeli stoisz przed koniecznością wyboru płyty głównej, a nie wiesz, co wybrać,
proponuję, abyś zapoznał się z testami dostępnymi w Internecie lub prasie
komputerowej.
Oto kilka serwisów:
http://www.pclab.pl
http://www.frazpc.pl
http://www.twojepc.pl
http://www.chip.pl
Na co jednak zwracać uwagę?
2
Płyta główna – standard ATX
Nowsza wersja standardu
Początki ATX
3
Zadanie: wybór płyty głównej
a) Zobacz jakie informacje podawane są w opisach handlowych płyt głównych.
b) Wypisz najważniejsze cechy, na które należy zwracać uwagę przy wyborze płyty
głównej.
c) Do danych podawanych przez producentów i handlowców przypisz wagi:
 10 punktów – „podstawa”, nigdy nie kupuj płyty która nie spełnia tego
kryterium;
 5 punktów – „dobrze by to mieć”
 0 punktów – całkiem nieistotne
4
Wybór płyty głównej
obsługę nowych procesorów (warto wybrać rozwiązanie na tyle przyszłościowe, że będzie
można w przyszłości pomyśleć o możliwości instalacji szybszych układów),
architekturę PCI Express 16 x,
możliwość podłączenia minimum czterech urządzeń SATA,
kontroler IDE 133 — dla starszych urządzeń (przynajmniej jeden, jeśli posiadasz urządzenie
ATA, jeśli nie, to możesz całkowicie zrezygnować z tego standardu),
kontroler RAID — przydaje się przy rozbudowanych konfiguracjach (wystarczy ten
zintegrowany z kontrolerem SATA),
obsługę pamięci DDR2, oczywiście, w trybie dwukanałowym, ewentualnie DDR3,
USB2 — co najmniej 6 lub 8 portów,
zintegrowaną kartę sieciową lub dwie karty (co już staje się standardem),
zintegrowaną kartę muzyczną z obsługą dźwięku 5:1 lub wg 7:1,
interfejs Bluetooth (wiele płyt posiada wbudowany, bez dodatkowych kosztów; w
ostateczności, jeśli będzie potrzebny, zawsze można takowy zakupić i podłączyć do portu
USB),
FireWire, (przydaje się, gdy posiadasz kamerę cyfrową DV),
bezprzewodowe karty sieciowe WiFi.
5
Płyta główna – gniazda procesora
6
7
8
9
10
11
Czy można zamontować procesor do płyty z inną podstawką?
Oczywiście, nie można
używać w tym samym czasie
procesora w gnieździe socket
A i pod socket 754.
Gdy używasz podstawki 754,
musisz osadzić pamięć w
gniazdach na karcie
rozszerzającej, a nie na płycie
głównej.
12
Montaż płyty głównej we wnętrzu obudowy
13
14
15
Pamiętaj, że prawie każdy materiał pod wpływem temperatury zmienia swoją
objętość i jeżeli płyta jest bardzo mocno przykręcona, powstają naprężenia
mogą pojawić się mikropęknięcia. Jeżeli w obudowie miałeś do wyboru użycie
metalowych lub plastikowych dystansów, warto zastosować te drugie, gdyż Są bardziej
elastyczne niż ich metalowe odpowiedniki i pozwalają pracować całej płycie, w
zależności od temperatury.
16
Zachowaj ostrożność!
Przy dokręcaniu płyty głównej musisz zachować szczególną ostrożność, by śrubokręt
nie zeskoczył i nie porysował jej.
Na rysunku widać przykład uszkodzenia płyty głównej powstałego przy jej
przykręcaniu. Śrubokręt zeskoczył ze śruby, porysował płytę i zerwał ścieżkę. Taki
rodzaj awarii nie podlega reklamacji, a w większości przypadków płyta z takim
uszkodzeniem nie działa.
17
Zachowaj ostrożność!
18
Zaślepki
Większość płyt głównych ma własną zaślepkę, która odpowiada układowi ich portów.
19
Korekta ewentualnych ustawień płyty głównej
Większość współczesnych płyt głównych konfigurujemy z poziomu BIOS-u.
Konfiguracja sprzętowa może się jednak pojawić (zwłaszcza w bardziej
zaawansowanych opcjach)
20
Pamięć operacyjna
 Systemy 32-bitowe (XP, Vista, Linux i wszystkie inne) adresują maksymalnie 4GB
pamięci RAM (w rzeczywistości nieco mniej.
 Rozwiązaniem są tu systemy 64-bitowe. Pamiętaj jednak, że programy 64-bitowe
nie są dostępne (zwykłe, 32-bitowe działają w Windows 64, ale pod emulacją więc
wolniej).
 Niektóre Chipsety mały problem z 4GB RAM-u (przepełnienie magistrali FSB
powodowało duży spadek wydajności).
21
Ewolucja procesorów
22
Ewolucja procesorów
23
Core i7 – 4 rdzenie i więcej
Czterordzeniowy procesor Intela Core 2
Quad Q6600, Q6400 i Q6300 to właściwie
dwa procesory Core 2 Duo w jednej
obudowie.
„Prawdziwym” czterordzeniowym
procesorem jest Phenom firmy AMD
24
Core i7 – 4 rdzenie i więcej
Core i7 jest pierwszym procesorem
wykorzystującym
mikroarchitekturę
Nehalem,będącą następczynią Core.
Nowe procesory, które trafiły na rynek w
listopadzie, są układami 4-rdzeniowymi, ale
dzięki odreanimowanej i usprawnionej
technologii
HyperThreading
system
operacyjny i aplikacje widzą je jako 8rdzeniowe.
25
Core i7
Dotychczas stosowaną szynę FSB zastąpiła magistrala QPI (Intel QuickPath
Interconnect). Zasada jej działania jest bardzo zbliżona do zasady działania szyny
HyperTransport w procesorach AMD.
Kolejna zmiana to umieszczenie kontrolera pamięci w procesorze, a nie - jak było do
tej pory - w chipsecie.To rozwiązanie od lat z powodzeniem stosuje AMD.
Ciekawostką jest to, że zintegrowany z procesorem kontroler obsługuje nie dwa, a
trzy kanały pamięci. A zatem w systemie może być sześć kości pamięci zamiast
czterech. Kontroler obsługuje tylko najwolniejsze pamięci DDR3 o częstotliwości
do 1066 MHz.
Nehalem został dodatkowo wyposażony w pamięć podręczną trzeciego poziomu.
Core i7 ma jej aż 8 MB. Ograniczona została natomiast pamięć L2. Obecnie każdy z
rdzeni będzie miał do dyspozycji zaledwie 256 KB pamięci L2.
Wszystkie elementy procesora znajdują się w jednym kawałku krzemu, co dotąd nie
było stosowane przez Intela.
26
Ile rdzeni?
Procesor dla graczy
 Procesor czterordzeniowy jest najwydajniejszy. Jest to prawdą, jeżeli mamy
do czynienia z aplikacjami profesjonalnymi, np. do tworzenia animacji i grafiki,
takimi jak 3ds Max i Cinema 4D.
 Jednak programiści piszący gry wciąż jeszcze „przymierzają się” do wykorzystania
wielu rdzeni.
 W wypadku starszych, ciągle popularnych gier nadal największy wpływ na liczbę
uzyskiwanych klatek ma częstotliwość rdzeni, a nie ich liczba.
 Jeśli chce się przyspieszyć, obecnie dostępne gry, wystarczy tańszy procesor z
dwoma rdzeniami. Za oszczędzone pieniądze lepiej przeznaczyć na szybszą kartę
graficzną.
 Ta sytuacja będzie się jednak z czasem zmieniała.
27
Ile rdzeni?
Propozycja AMD - a może 3 rdzenie?
28
Energooszczędność: ile zapłacimy za prąd
 TDP, czyli Thermal Design Power, to wartość, która mówi nam, ile prądu pobiera
procesor.
 Im jest wyższa, tym więcej zapłacimy za prąd.
 Procesory o wysokim TDP wymagają lepszego układu chłodzenia, który dość
głośno pracuje.

29
Procesory o niskim TDP to podstawa w wypadku sprzętu mobilnego, ale w
komputerach stacjonarnych też się przydają, chociażby w modelach typu
media center stojących w salonie, gdzie poziom hałasu jest istotny.
Energooszczędność: ile zapłacimy za prąd
Z testu Chipa (styczeń 2009)
 Najmniej energooszczędnym układem jest się leciwy już Core 2 Ouad 06700 (17.
miejsce w teście CHIP-a) z TDP 133 W.
 Powyżej 100 W zużywa 11 procesorów przetestowanych . Najmniej prądu
potrzebują układy Celeron 420 (85. miejsce), 430 (82. miejsce) oraz 440 (77.
miejsce) - tylko 35 W.
 Z parametrem TDP pośrednio powiązane jest też napięcie zasilające.
 Im jest ono niższe, tym mniej prądu powinien pobierać procesor.
 Napięciem na poziomie 1,1 V charakteryzowały się układy Core 2 Duo E7300
(21. miejsce), Phenom X4 935oe (50. miejsce) oraz X4 gisoe (59. miejsce).
Najwięcej, bo aż 1,45 V potrzebował Core 2 Quad 09300 (15. miejsce) oraz
0945O (9. miejsce).
30
Co daje 45 nm?
 Nowe układy Intela wytwarzane są w procesie technologicznym 45 nm,
natomiast Phenomy firmy AMD powstają przy wykorzystaniu starszego procesu
65 nm.
 Im mniejszy jest proces technologiczny, tym; procesor pobiera mniej prądu, a co
za tym I idzie - mniej się grzeje. Wynika z tego także możliwość zastosowania
wyższego taktowania układów, co skwapliwie robi Intel.
 To też atut z punktu widzenia overclockerów, którzy mają większe pole do
popisu.
31
Co daje 45 nm?
Dla przykładu: wykonany w technologii 65 nm AMD Phenom X4 o częstotliwości
2400 MHz ma wskaźnik TDP (maksymalnej ilości wydzielanego ciepła) na poziomie
125 W, zaś Intel Core 2 Quad 9300 o taktowaniu 2500 MHz - jedynie 75 W. Różnica
wynosi więc aż 50 W.
Widać też poprawę w zakresie wydzielanego ciepła, gdy porównujemy kolejne
generacje procesorów Intela.
 TDP procesora Core 2 Extreme QX6700 - wynosi 133 W.
 Natomiast wykonanego w nowym procesie produkcyjnym modelu
Quad Q9450 jedynie na 95 W.
 Dodajmy, że oba układy mają niemal identyczne taktowanie rdzeni, a
nowszy procesor ma przy tym szybszą magistralę i większą pojemność
pamięci L2.
32
PAMIEC CACHE
 Ponieważ pamięć operacyjna jest stosunkowo wolna, przetwarzane akurat dane
procesor przechowuje w pamięci cache. Odwołania do RAM są tylko wówczas,
gdy w cache'u nie ma potrzebnych danych.
 Generalnie, im większy bufor, tym lepiej.
 Problem w tym, że superszybkie układy (pracujące z pełną
częstotliwością procesora i o maksymalnie niskich
opóźnieniach) są bardzo drogie. Cache stanowi często
więcej niż połowę tranzystorów użytych do budowy
danego CPU.
 By zracjonalizować koszty, stosuje się hierarchię pamięci
cache - od poziomu pierwszego (L1), znajdującego się
„najbliżej" procesora, do poziomu trzeciego (L3).
33
Zadanie:
Pamięć CACHE L2 czy L3?
Sprawdź w Internecie - w jakie pamięci CACHE wyposażone są główne linie
procesorów Intela i AMD?
34
PAMIEC CACHE - L2 czy L3
 Pojemność cache L1 jest mała i zazwyczaj identyczna w całej linii układów.
 Większe różnice są w wypadku pamięci buforu L2 i L3.
35
•
Najmniejszy bufor L2 - po 256 KB - mają znajdujące się pod koniec
stawki Semprony firmy AMD, m.in. zajmujący ostatnie miejsce układ
3000+.
•
Natomiast na szczycie rankingu są najnowsze, czterordzeniowe
procesory Intela, które mają sumarycznie aż po 12 MB cache'u L2.
•
Ciekawostką są procesory AMD Phenom, które dysponują niewielką
pamięcią drugiego poziomu (4 x 512 KB), za to mają 2 MB buforu L3.
Intel zamierza wprowadzić trzeci poziom cache w następnej generacji
procesorów.
CHIP radzi
Przykład testu procesorów
36
CHIP radzi
Trochę nowszy test
37
Procesory dla mini PC i nettopów
Najpopularniejsze rozwiązania:
 VIA Nano
 Atom (Intel)
Porównanie:
• VIA NANO L 2100 (1,8 CHz) Intel
• Cinebench - 1094 punkty
• Pobór energii - 34 watów
•
Atom 230 (1,6 CHz)
• Cinebench - 870 punktów
• Pobór energii - 29 watów
38
VIA Nano to procesor typu out-of-order execution (OoOE). Nie przetwarza on
instrukcji w seriach, ale układa je pod względem powiązań. Jest to popularne
rozwiązanie w układach, w których stawia się na jak największą moc obliczeniową.
Atom to procesor, który wykorzystuje technologię przetwarzania instrukcji w
seriach (in-order exe-cution), co pozwala na osiągnięcie wysokiej
energooszczędności.
39
Pod względem wydajności jednordzeniowy Atom może się równać zaledwie z
układem Pentium M taktowanym zegarem 900 MHz. Poprawę wydajności ma
zapewniać za to procesorowi Intela efektywne wykorzystanie technologii HyperThreading. Atom może uzyskać dzięki temu aż o 60% większą wydajność.
Zapowiadany przez Intela dwurdzeniowy
procesor Atom 330 bazuje na bardzo
prostym pomyśle: producent umieścił dwa
rdzenie obok siebie w jednym układzie.
Dzięki zastosowaniu technologii Hyper
Threading każdy z obu rdzeni zgłasza po
dwie jednostki logiczne – w efekcie
systemy operacyjne rozpoznają Atoma
330 jako czterordzeniowca
40
Ciekawostka: Atom w stacjonarnych komputerach
Galaxy postanowiło wydać pełnowymiarową płytę ATX dla procesorów Intel Atom.
Niestety płyta nie obsłuży dwurdzeniowej wersji Intel Atom N330.
Do tej pory Atom był wykorzystywany
tylko w laptopach (Eee PC, MSI Wind,
Acer Aspire One) lub mini desktopach
(Eee Box).
Procesory z serii Atom cechuje między
innymi mały pobór energii.
Płyta główna będzie wyposażona w 5
slotów PCI, 2 sloty na pamięć RAM, 4
porty SATA, 1 port PCI-Express 16x
oraz VGA i PS/2
41
Zadanie:
Znajomy (fan gier komputerowych) poprosił Cię o radę. Jaki procesor i jaką płytę
główną ma wybrać. Pamiętaj, że chodzi o komputer dobry, jednak nie można zbyt
przepłacić.
Uzasadnij swój wybór.
42
Literatura:
• Danowski B.; Chabiński A.; Montaż komputera PC. Helion; Gliwice 2007.
• Danowski B.; Pyrcha A.; Sam składam komputer. Wydanie III. Helion; Gliwice 2007.
• Chip; Nr. 06/2008
• Chip; Nr. 07/2008
• Chip; Nr. 12/2008
• Chip; Nr. 01/2009
43

Procesor czterordzeniowy jest najwydajniejszy

Transkrypt

Podobne dokumenty

Ludzie (z) gór