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Architecture des ordinateurs
Introduction
Daniel Etiemble
L3 Informatique
2007-08
Architecture des ordinateurs
D. Etiemble
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Les grandes classes de système
Prix, puissance
dissipée,
performance
pour
l’application
Débit,
disponibilité,
extensibilité
Prix -
performance
Performance
graphique
Critères
300 millions (en
ne comptant que
les 32 et 64 bits)
4 millions150 millionsMicroprocesseurs
vendus en 2000
0,20 à 200 par
processeur
200 à 2000 par
processeur
100 à 1000 Prix du
microprocesseur
Enfoui/embarquéServeurOrdinateur de
bureau
Caractéristique
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Ventes des microprocesseurs
(fin du siècle dernier )
Processeurs enfouis/embarqués
4 bits : 2 milliards
8 bits : 4,7 milliards
16 bits : 700 millions
32 bits : 400 millions
DSP (traitement du signal)
600 millions
Généralistes classiques
150 millions
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Les applications
Usage général
Calcul Scientifique
GRAPHIQUE
GRAPHIQUE
Traitement du signal
JAVA
JAVA
• BD
• WEB
Enfoui et embarqué
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PERFORMANCE
Nombre d’instructions
Jeu d’instructions et compilateur
• CPI
– Microarchitecture
• T
c
Technologie CMOS et Microarchitecture
Nombre de cycles/Instruction
Temps de cycle
NI
IPC * F
T
exécution
= NI * CPI * T
c
=
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DES EXPONENTIELLES
CPU
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%
Fréquence d'horloge (MOS)
Performance avant 1986
Performance aps 1987
Evolution/an
MICROPROCESSEURS
2x/1,5an
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DES EXPONENTIELLES
MEMOIRES
0% 20% 40% 60%
Capacité
Latence
DISK DRAM
2x/1,5an
0,5/10 ans
Evolution/an
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’70 ’73 ’76 ’79 ’82 ’85 ’88 ’91 ’94 '97 2000
’70 ’73 ’76 ’79 ’82 ’85 ’88 ’91 ’94 '97 2000
Transistors
Transistors
par puce
par puce
10
10
8
8
10
10
7
7
10
10
6
6
10
10
5
5
10
10
4
4
10
10
3
3
10
10
2
2
10
10
1
1
10
10
0
0
1K
1K
4K
4K 16K
16K
64K
64K
256K
256K
1M
1M
16M
16M
4M
4M
64M
64M
4004
4004 8080
8080
8086
8086
80286
80286 i386
i386
i486
i486
Pentium
Pentium
®
®
M
Mé
émoire
moire
Microprocesseur
Microprocesseur
Source: Intel
Source: Intel
Pentium
Pentium
®
®
II
II
La loi de Moore
Pentium
Pentium
®
®
III
III
256M
256M
Pentium
Pentium
®
®
Pro
Pro
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LES DIFFERENTIELS
1
10
100
1000
10000
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
2000
CPU
Mémoire
Complexité croissante de la hiérarchie mémoire
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Densité de puissance
Watts/cm
2
1
10
100
1000
1.5µ
1.5µ1.5µ
1.5µ 1µ
1µ 0.7µ
0.7µ0.7µ
0.7µ 0.5µ
0.5µ0.5µ
0.5µ 0.35µ
0.35µ0.35µ
0.35µ 0.25µ
0.25µ0.25µ
0.25µ 0.18µ
0.18µ0.18µ
0.18µ 0.13µ
0.13µ0.13µ
0.13µ 0.1µ
0.1µ0.1µ
0.1µ 0.07µ
0.07µ0.07µ
0.07µ
i386
i386
i486
i486
Pentium
Pentium®
®
Pentium
Pentium®
®Pro
Pro
Pentium
Pentium®
®II
II
Pentium
Pentium®
®III
III
Hot plate
Hot plate
Nuclear Reactor
Nuclear
Nuclear Reactor
Reactor
*
*
New Microarchitecture Challenges in the Coming Generations of CM
New Microarchitecture Challenges in the Coming Generations of CMOS Process Technologies
OS Process Technologies
Fred Pollack, Intel Corp. Micro32 conference key note
Fred Pollack, Intel Corp. Micro32 conference key note -
-1999.
1999.
Pentium
Pentium®
®4
4
Rocket
Nozzle
1 / 6 100%
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