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CorteX
CorteX Membro Senior Registrado
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Processadores - Funcionamento

#1 Por CorteX 29/04/2004 - 17:07
Andei lendo muito sobre o funcionamento dos processadores e surgiram algumas dúvidas, quero ver se estou certo, na seguinte questão: cada ciclo eh medido em Hz (hetz), e o tamanho do dado processado em cada ciclo varia de acordo com a arquitetura do processador (atualmente em mercado os de 32 bits) e do Clock ou Frequencia(ha uma certa confusão da minha parte nessa nomenclatura) Ex: um processador de 900 Mhz consegue processar 900.000.000 de cadeias de 32 bits a cada ciclo ou segundo, certo?

para que eu possa atingir o clock externo ou final ou real, naum sei o nome certo, mas me refiro a frequencia que é dada ao processador (ex: AMD duron 1300 mhz) devo multiplicar um fator X(multiplicador) pelo CPU clock ou clock interno(naum sei se a nomenclatura tah certa tbm... :? ) assim sendo, Clock de 100 multiplicado por um fator 13, otenho 1300 mhz, certo?

não sei se consegui exprimir as coisas de forma correta, ou se confundi mais ainda minha cabeça e a cabeça dos outros, mas quem puder me dar uma explicação "a la Gabriel" ou "a la Laércio" ficarei grato.


Grato desde já.

Rodrigo.
funcionamento processadores ciclo
arllen
arllen Membro Junior Registrado
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#2 Por arllen
29/04/2004 - 18:04
Quanto aos 900.000.000 de cadeias de 32Bits eu nao sei se essa é a forma correta que o processador trabalha.

Quanto pra atingir o Clock Externo (está correto) é o FSB (barramento ou clock interno) do processador X o multiplicador da placa-mãe.
Exemplos:
Athlon 1.1GHz (FSB ou Clock Interno do Processador) 100MHz X 11 (multiplicador da placa-mãe) = 1.100MHz = 1.1GHz
Athlon T-Bird 1.2 (FSB ou Clock Interno do Processador) 133MHz x 9 (multiplicador da placa-mãe) = 1.197MHz = 1.2GHz aproximado
AthlonXP 2400+ = 2.0GHz (FSB ou Clock Interno do Processador) (133x2 = 266) x 15 (multiplicador da placa-mãe) = 1.995MHz = 2.0GHz aproximado
AthlonXP 2500+ = 1.83GHz (FSB ou Clock Interno do Processador) (166x2 = 333) x 11 (multiplicador da placa-mãe) = 1.833MHz = 1.83GHz aproximado
AthlonXP 3200+ = 2.2GHz (FSB ou Clock Interno do Processador) (200x2 = 400) x 11 (multiplicador da placa-mãe) = 2.200MHz = 2.2GHz aproximado

Repare que o AthlonXP 2400+, 2500+ e 3200+ são processadores que trabalham a um clock interno DDR. 133x2=266, 166x2=333 e 200x2=400. Mas mesmo assim, o que importa para o multiplicador da placa mãe é o clock "único" (digamos assim) que é 133, 166 e 200 respectivamente.

Espero ter ajudado e nao complicado.

Ae galera, se tiver algo errado corrijam por favor.
• AMD AthlonXP mobile 2400+@3200+
• MOBO DFI nForceII Ultra Infinity
• CORSAIR 512MB PC3200C2 (2.5-3-3-6)
• XFX GeForce4 Ti4200 64DDR
• MAXTOR D740x 40GB 7.200RPM ATA-133
• Thermaltake 420W + Active PFC
• Thermaltake SilentBoost
jqueiroz
jqueiroz Cyber Highlander Registrado
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#3 Por jqueiroz
29/04/2004 - 18:44
Vamos ver se eu consigo esclarecer alguma coisa.

1 Hertz = 1 ciclo por segundo. Hz é a abreviatura dessa unidade de frequência. KHz = quilohertz (1000 Hertz), MHz = megahertz (1 milhão de hertz), GHz = Gigahertz (1 bilhão de hertz).

Clock = dispositivo que gera sinais com uma frequência predeterminada. Assim, um clock tem uma certa frequência, que é medida em Hz.

- Um processador com frequência de X Hz executa X ciclos de máquina por segundo. Uma instrução leva 1 ou mais ciclos de máquina para ser executada.

Processador de X bits = um processador que processa dados em pedaços de X bits. Hoje em dia usamos processadores de 32 bits, mas já se usou de 8 e de 16. Recentemente começaram a aparecer também processadores de 64 bits.

- Um processador de X bits é capaz de executar uma operação simples em dados de X bits em uma instrução de máquina. Lembre-se de que uma instrução de máquina nem sempre é executada em 1 ciclo de máquina.

- Uma medida da capacidade dos processadores é a quantidade de instruções que ele executa por segundo. Essa medida é chamada de IPS. Como uma instrução leva mais de um ciclo de máquina para ser executada, a medida em IPS é sempre menor ou igual à frequência de operação do processador. Um processador que executa 10 milhões de instruções por segundo tem 10 MIPS.

- Outra medida que se usa é a quantidade de operações de ponto flutuante que o processador é capaz de executar por segundo. Essa medida é chamada de FLOP. Como uma operação de ponto flutuante pode precisar de mais de uma instrução, a medida em flops para os processadores normais (*) será sempre menor ou igual à medida em MIPS. Assim, espera-se que o processador do último exemplo (10 MIPS) tenha algo entre 1 e 10 MFLOPS.
(*) Eu já trabalhei com um processador que tinha 2 unidades de ponto flutuante, por isso ele executava 2 operações de ponto flutuante por instrução. Além disso, ele era capaz de obter o resultado dessa operação em 1 ciclo de máquina (que tb era quanto levava tb uma instrução). Esse processador tinha clock de 33MHz; então ele fazia 33MIPS e 66MFLOPS, quebrando o que eu falei acima.

- Essas medidas (MIPS e MFLOPS) dão a idéia de quão rápido uma instrução é executada, mas não dá idéia de quanto tempo leva pra fazer alguma coisa útil, pois em alguns processadores as instruções são demoradas, mas hiper-complexas, por isso vc precisa de poucas instruções; já em outros, elas são rápidas, mas muito simples, por isso vc precisa de muitas para fazer a mesma coisa. Por isso, a Intel criou um índice para os processadores dela chamado de iComp, que media o tempo que um processador levava pra executar uma tarefa predefinida.

- Hoje em dia não se dá tanto valor a essas medidas (MIPS, MFLOPS, iComp), mas se procura avaliar o computador como um todo. Por isso usa-se medidas mais complexas como as usadas no SuperPI.
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CorteX
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#4 Por CorteX
29/04/2004 - 21:36
jqueiroz
Vamos ver se eu consigo esclarecer alguma coisa.

1 Hertz = 1 ciclo por segundo. Hz é a abreviatura dessa un...


Só pra ver se me descomplico....

então, as instruções nem sempre são satisfeitas através de um ciclo, certo?


e o O número equivalente ao clock externo(e esse nome tah correto, neh?) vejo no P.O.S.T é equivalente ao Clock Interno(nome correto tbm, neh?) multiplicado pelo multiplicador da Mobo?

e a memória influi no clock interno? exemplo, se a mobo tah usando DDR o clock eh maior, e se uso a DIMM o clock maximo interno eh de 166 mhz?


Grato desde já.
Rodrigo.
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jqueiroz
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#6 Por jqueiroz
30/04/2004 - 16:22
CorteX
então, as instruções nem sempre são satisfeitas através de um ciclo, certo?


certo. Há um tipo de processador em que uma instrução é executada em um ou dois ciclos, mas são instruções muito simples. Esses processadores são chamados RISC (ex.: Alpha). Outros, levam vários ciclos pra executar uma instrução, mas cada instrução faz um monte de coisas. Esses são chamados CISC (ex.: Pentium).

e o O número equivalente ao clock externo(e esse nome tah correto, neh?) vejo no P.O.S.T é equivalente ao Clock Interno(nome correto tbm, neh?) multiplicado pelo multiplicador da Mobo?


Vc vai ver mais esse "Clock Externo" sendo chamado de... FSB (Front Side Bus)!

O número que aparece no POST normalmente é o Clock interno do processador. Algumas placas dão também o multiplicador e o FSB (a desta máquina, uma mobo Shuttle AK12, por exemplo, dá: 900 MHz, 9x100MHz).

e a memória influi no clock interno? exemplo, se a mobo tah usando DDR o clock eh maior, e se uso a DIMM o clock maximo interno eh de 166 mhz?


A idéia de separar clock interno e externo é justamente liberar pra usar clocks internos cada vez mais rápidos, sem ter que necessariamente fazer memórias mais rápidas. Acabou criando um facilitador, pois se criou faixas fixas de FSB (ex.: 100, 133), o que possibilitou criar tipos padronizados de memória (PC100, PC133, etc).

DDR significa "Dual Data Rate". Essas memórias tb trabalham a 100 ou 133 MHz, mas como dão 2 acessos por ciclo (daí o "dual data"), vc tem taxas de transferência maiores.

none
ser 8/16/32/64 bits nao seria o tamanh o dos registradores nao ?


Não necessariamente. O processador 8080 (tataravô do seu Pentium) era um processador de 8 bits, mas tinha registradores de 16. O 8088 por dentro era de 16 bits, mas por fora era de 8. Eu acho que o que determina isso é o tamanho da Unidade de Lógica e Aritmética (ALU).
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DCNunes
DCNunes General de Pijama Registrado
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#7 Por DCNunes
30/04/2004 - 21:30
É...esse assunto de "processador de x bits" é complicado. Por exemplo, tem especialistas que argumentam que o "tamanho" (os x bits) do processador seria determinado pelo barramento de dados. O 386DX seria então, um processador de 32 bits. O 386SX seria de 16, apesar de ambos possuírem registradores de 32 bits. O Pentium então já seria 64 bits...e daí por diante.

Como cada um fala uma coisa e nunca se chega a um acordo eu resolvi montar minha própria abordagem. 8)8)8) E a minha abordagem é a seguinte: o processador é muito complexo pra se falar que ele é de "x bits". Falam em barramento de dados, tamanho de registradores de inteiros, mas os processadores atuais vão além disso. Só pra complicar eu vou colocar a FPU no meio da história, com seus registradores de 80 bits. Ou então os registradores para instruções SIMD (single intruction - multiple data) que hoje tem 128 bits.

A verdade é que o conceito mais difundido hoje fica com o tamanho dos registradores de números inteiros. (como o none havia perguntado). Os A64 por exemplo, tem o conjunto de registradores inteiros expandido para 64 bits, e extendido a 16 registradores de uso geral. Mas a FPU pelo que me consta, ficou do mesmo jeito (parece que finalmente querem abandonar essa arquitetura porca 8) ). E se faz muito estardalhaço com relação a desempenho em torno disso, sendo que são poucas aplicações que podem se aproveitar bem do tamanho dos registradores de 64bits. Acho que o ganho será na quantidade.

Só faltou lembrar que os processadores possuem várias unidades de execução, possibilitando a execução de mais de uma instrução por ciclo. Daí surgiu outro índice de desempenho, o IPC.

A coisa é complicada... :roll:
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none
none General de Pijama Registrado
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#8 Por none
03/05/2004 - 22:53
IronManDCN
É...esse assunto de "processador de x bits" é complicado. Por exemplo, tem especialistas que argumentam que o "tamanh...


sendo assim, meu athlon eh denominado 32 bits pelo tamanho dos registradores ... e nao por barramento ... blz ...

mas, os 64 atuais sao de 64 bits de bus tb ?

e, varias intrucoes, seria consequencia do simd nao ? ou eh jah ideia de chegar ao mimd ?

none
"We will call you Cygnus
The God of Balance you Shall be"

bebi_demais.gif:nao_sei_de_nada: Só pq gostei destes emoticons !
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