Comment un ordinateur fonctionne Processeur
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Comment un ordinateur fonctionne Processeur 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) C’est quoi, au juste, un processeur? • doit travailler avec des données • a deux travaux importants à faire: 1. 2. Faire des calcule 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 • 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. 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 Logique Caractéristiques des processeurs Vitesse d’horloge 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 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. Fréquence Période de temps par tick 133 MHz 0.000 000 008 000 seconds 1200 MHz 0.000 000 000 830 seconds 2 GHz 0.000 000 000 500 seconds Caractéristiques des processeurs Mémoire cache 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 Caractéristiques des processeurs Bus d’adresses 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 Caractéristiques des processeurs Bus de données 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 80286 – 16 bits 80386, 486, ou Pentium standard – 32 bits Pentium ou AMD supérieurs – 64 bits 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) 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 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 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 Évolution de processeurs 8086 80386 80286 80486 Pentium AMD K6 Pinout 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) 8086 1978 8 MHz 0,029 16 20 1 Mo 8088 1979 4.77 MHz 0,029 16 8 1 Mo 80286 1982 8-20 MHz 0,134 24 16 16 Mo 80386DX 1985 16-40 MHz 0,275 32 32 4 Go 80486 1989 25-100 MHz 1,2 8Kb 32 32 4 Go Pentium PentiumMMX 1993 1997 60-200 MHz 166-300 MHz 3,1 4,5 8Kb 16Kb 32 32 64 64 50 MHz 50 MHz 4 Go 4 Go Pentium Pro Pentium II Pentium III 1995 1997 1999 150-200 MHz 233-450 MHz 0,45-1,2 GHz 5,5 7,5 28,0 16Ko 32Ko 32Ko 32 32 32 64 64 64 50 MHz 66 MHz 100 4 Go 4 Go 4 Go Pentium 4 2000 2002 2003 2004 1,4-2,2 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 32 64 400 4 Go 2005 2,6-3,2GHz 230,0 1Mo 64 64 800 “Prescott“ Pentium D Dual Core 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 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 www.google.com). Mesurer un processeur Téléchargez un logiciel pour mesurer la vitesse de votre processeur sur votre ordinateur. ex. “WCPUID” ou “CPU-Z” sur www.google.com
