Procesorët

Vizitor

Procesorët
Harduer / Standarde - 21/06/2004 -
Shkruar nga:
Fisnik BULLATOVCI -

Për shtypës

Koment:, Shrimi Procesorët do të ju dërgojë nëpër një analizë të thellë të arkitekturave të Central Processing Unit ose CPU-së. Do të flitet për historinë, instrukcionet e procesorëve, tipat CISC dhe RISC, Floating Point Unit dhe shumë pjesë tjera që janë të lidhura me temën e Procesorëve.

Autoret (Kontribuesit):
Fisnik Bullatovci
Besim Ismaili
Besnik Duriqi
nga Fakulteti Elektroteknik, Prishtine, Kosovë

CPU – një përshkrim i shkurtë
Historia e CPU filloi më 1971, kur një kompani e panjohur, Intel, për herë të parë kombinoj
tranzistor të shumëfisht për të formuar një qendër procesimi të përbashkët- çipi u quajt Intel 4004. Ashtu , siç ishte 8 vjetë më vonë u konstruktua kompjuteri parë personal..
PC (kompjuterët personal) kanë qenë të disajnuar nga gjenerata të ndryshme të procesorëve (CPU) . Intel nuk është e vetmja kompani që merret me manifakturimin e procesorëve (CPU-ve)
, po ata ishin të parët dhe ngelën më të mirët. Tabela e ardhshme
tregon llojet e ndryshme të gjeneratave CPU-ve. Shohim se dominantë
janë çipat Intel , por në gjeneratën e pestë ne shohim alternativa
tjera:

Cka është CPU-ja?

CPU-ja në përgjithësi është e vendosur në pllakën sistemore.Meqë CPU-ja
i kryen një punë të madhe në kompjuter , të dhënët kalojn vazhdimishtë
nëpër atë.çdo instruksion është udhëzim për procesimin e të
dhënave.Vetë puna përbëhet kalkulimit dhe transportin e të dhënave.

Të dhënat e kanë rrugën e vet deri te CPU-ja . Është si një lloj autostrade e quajtur 'system bus'.

Dy llojet e të dhënave

CPU-ja furnizohet me të dhëna nëpërmjet system busit.CPU pranon së paku dy llojet e të dhënave :

-Instruksionet për trajtimin e të dhënave
-Të dhënat , të cilat duhet të trajtohen sipas instruksionëve

Instruksion e quajm kodin programor. Kjo përfshin ato mesazhe , te
cilat qohen vazhdimisht në kompjuter përmes mausit apo tastierës.
Mesazhët për shtypje , ruajtje etj.

8086 instruksionet kompatibile

Puna më e madhe e CPU-në është dekodimi i instruksionëve dhe lokalizimi i te dhënave. Vetë kalkulimi nuk ëhstë punë e vështirë.
Dekodimi përbëhet prej kuptimit të instruksionëve , të cilat programi
përdorues I çon në CPU.Të gjitha CPU-të personal janë '8086
kompatibil'.Kjo do të thotë se programet komunikojn me CPU-në në një
familje të caktuar instruksionesh.
Këto instruksionet janë origjinalishtë të shkruara për Intel 8086
procesor, të cilat kanë krijuar konceptin 'IBM kompatibil kompjuter'.
8086 I vitit 1978 ka pranuar instruksionet në një format të
caktuar.Meqë ka ekzistuar dëshira që gjeneratat e ardhshme te CPU-ve të
kenë mundësi t'i
trajtojn të njëjtat instruksionet të cilat 8086 ka mundur, ka qenë e
nevojshme që instruksionet të jenë kompatibile.CPU-të reja duhej t'i
kuptojn të njejtat instruksionet .

Të gjithë procesorët e ri pa marë parasysh sa të avancum janë duhen të
jenë në gjendje të trajtojn formatin e instruksionëve të 8086.

CISC dhe RISC instruksionet dhe manovrimi me to

CPU i parë ka pas të ashtuquajtur 'Complex Instruction Set (CISC)'.
Kjo do të thotë se kompjuterët mund t'i kuptojn shumë instruksione
komplekse. Grupi i instruksionëve X86 me një gjatësi prej 8 deri në 120
bit, ka qenë i dizajnuar për 8086 me 29000 tranzistora.

Reduced Instruction Set Compjuter (RISC)
. Instruksionet RISC janë të shkurtëra dhe me gjatësi ( për shembull 32
bita , njëjtë si te pentiumi Pro) , dhe ato procesojn shumë më shpejt
se CISC
instruksionet.Për këtë arsye RISC përdored në të gjitha procesorët e
ri.Megjithat problemi qëndron ne atë se instruksionet arijne në
procesor në formatin 8086.Prandaj duhen të kodohen.

Për çdo gjeneratë të re të procesorëve grupi i instruksioneve është
zgjeruar. 386 ka ardhur me 26 instruksione të reja , 486 me 6
instruksione të reja dhe Pentiumi me 8 instruksione të reja.Këto
ndryshime kanë bërë që disa programe të kërkojn së paku 386 apo pentium
procesor për të punuar.

Floating-point unit – FPU

Procesori i parë ka mundur të punoj vetëm me numra të plotë. Për këtë
arsye ka qenë e nevojshme të shtohet edhe një bashk-procesor(FPU). Më
vonë FPU është instaluar në procesor:

Thuhet se procesorët e Intelit kanë FPU më të mirë.Procesorët prej AMD
dhe të CYRIX kanë reputacion të mirë në lidhje me FPU.Mirëpo jo të
gjitha programe e perdorin FPU-në . Për shumicën e përdoruesve FPU –ja
luan pak difirencë.

Shumë emra të ndryshëm

Ekzistojnë procesorët të prodhuesve të ndryshëm ( IBM, Texas,Cyrix,
AMD) , dhe shumicën e rastëve ato prodhojn modele që janë si urë
kaluese ndërmjet dy gjeneratëve.Kjo mund të sjell deri te vështirësimi
i identifikimit të procesorëve.

Procesorët – zhvillimet dhe përmisimet

Shumica e të dhënave procesohet brenda procesorit. Megjithatë të gjitha
të dhëna duhen të transportohen në dhe prej procesorit nëpërmjet system
bus. Por çka e përcakton shpejtësin e procesorit?

Clock frequenci (Frekuenca kohore)

Ne shpesh dëgjojm : Pentium 250 MHZ apo Pentium 500MHZ . 500 MHZ është
frekuenca kohore. Aktualisht ekziston një kristal i vogël në pllakën
sistemore i cili vazhdimisht tikon në procesor me një numër të barabart
të tik-takëve të orës për sekond.Për çdo tik diçka ndodh në
procesor.Prandaj sa më shumë tik-taka për sekond aq më shumë të dhënash
procesohen në procesor për një sekond.

Procesori i parë ka punuar në një frekuencë prej 4.77 MHZ. Prej ateherë
frekuencat janë ritur në 16. 25, 90, 133, 200,250 etj.Frekuencat janë
dukeu ritur.

Cash RAM i Procesorit

Procesori duhet të dërgoj tëdhënat në një shpejtësi shumë të madhe. RAM-ët
të zakonshëm nuk mund t'i përballojn shpejtësit e tilla . Për këtë
arsye një RAM special i quajtur cache përdoret si buffer ( deponim i
përkohëshëm ). Për të fituar performansa më të mira prej procesorit
numri i transaksionëve dalëse duhet të minimizohet.Sa më shumë
transmisione që mbahen brenda procesorit aq më të mira do të jenë
performansa.
486 ka qenë i pajisur me FLO dhe 8 KB L1- cach memori.Këto dy tipare kane ndihmuar në minimizimin e rrjedhjes se të dhënave në dhe prej procesorit.

Vizitor

Fushat e zhvillimit

Kur i shiqojm procesorët individual shpejtësia është tipar më i
rëndesishëm . Të gjithë procesorët e ri mund të kryejn punën e njëjtë.
Ofisi 97 mund përdoret në Ëindoës 95 apo edhe në 386. Do të jetë shumë
ngadalshëm por është e mundshme.
Shpejtësia është dallim kryesor ndërmjet procesorëve.

Ekzistojnë shumë metoda për matjen e shpejtësis së procesorëve.Për
shumë vite Norton Speed Index ka qenë një metodë shumë e aplikuar. Më
poshtë është dhënë tabela me që tregon shpejtësin të llojet e ndryshme
të procesorëve.

Ndryshime në procesor- rishikim historik

8088 dhe 8086 : Procesori i parë personal ka qenë 8088. është procesor 16 bitësh dhe me system bus prej 8 bitësh.

80286 ka qenë një përparim i madhë .Frekuenca është ritur por
përmirësimi më i madh ka qenë në optimizimin e trajtimit të
instruksionëve.
80386 është prodhuar në fund të viteve 80 , dhe ka qenë procesori i parë 32 bitësh

80486: Në përgjithësi 486 është për dy herë më i shpejt se paraardhësit
e tij.Kjo është arrit me implementimin më të mirë të instruksionëve x86.

Gjenerata e pestë dhe e gjashtë e procesorëve

Pentium Classic (P54C)

Ky çip është ndërtuar nga Inteli në Haifa , Israel. Procesori është
super skalar, do të thotë që mundet të ekzekutoj më shumë se një
instruksion për një sinjal të orës.Në kohën e njëjtë kanë ndodhur
ndryshime të mëdhaja në system bus : gjërësia është dyfishuar ne 64 bit dhe shpejtësia është ritur në 60 apo 66 MHZ. Kjo rezulton në përmirsime substanciale prej 486 teknologjisë.
Në fillim Pentiumi u paraqit në dy verzione : 60 MHZ dhe 66MHZ. Të dytë
kanë operu në 5 Volt. Kjo ka prodhu nxehtësi të madhe . Gjenerata e
ardhëshme e
Pentiumit (P45C) ka pas të ndërtume 1,5 orë të dyfishuar , dhe ka
punuar në 3,5 Volt. Kjo ka rezultuar në elimin e problemit të
tejnxemjes.
Prej atëherë , Inteli ka prodhuar dy linja të Pentiumit: ato që punojn
në shpejtësi 60 MHZ në system bus (P90 , P120 , P150, dhe P180) dhe ato
që punojn në shpejtësi 66MHZ në system bus (P100, P133, P166 dhe P200)

Ftohja

Të gjithë procesorët e ri kanë nevojë për ftohje.Ftohësi duhet t'i përshtatet madhësis së procesorit:
-Duhet të ngjitet në menyrë të rregullt për procesor ose me ngjitës apo diçka tjetër.
- Duhet të ketë ventilator me madhësi të konsideruar, sa më imadhë aq më i mirë.
- Ventilatori duhet të vendoset në një cilindër që të minimizohet zhurma.
Me këto shtesa procesori do të jetë më i qëndrueshëm dhe më jetëgjatë.

Pentium MMX (P55C)

MMX paraqet një grup të ri instruksionesh ( 57 instruksione të reja
integjer , katër lloje të reja të dhënash dhe 64 bit regjistra).
P55C Pentiuma janë të përmirësuar edhe me 32 KB L1 cache . Të gjitha këto përmirësime e kanë ritur efikasitetin e procesorit për 10%-20%.

AMD

AMD është një tjetër llojë i procesorit . AMD përdor teknologji të vet dhe nuk janë kopie të Pentiumit.AMD i ka këto seri:

-K5 , që i përngjan Pentiumit pa MMX
-K6 , që konkuron me Pentium MMX dhe Pentium II
-K7 , që vjen në vitin 1999 dhe nuk është socked7 kompatibil.

K5

K5 i ka performansa gati si të Pentiumit P133 por punon në shpejtësi
100 MHZ .K5 i AMD gjithashtu ekziston edhe si PR166 dhe konkuron me
P166 të Intelit.
Përparësia e AMD është se kushton më lirë se Pentiumet e Intelit.

K6

K6 i AMD është del në vitin 1997. Ky procesor i ka performansa më të
mira se Pentium MMX. Është i pajisur me 32+32 KB L1 cache dhe MMX. I ka
në vete 8.8 milion tranzistor.

CYRIX 6X86MX (M2)

Cyrix ka gjithashtu procesorët me performansa të larta , të vendosur
ndërmjet gjeneratëve të pestë dhe të gjashtë.Është quajtur si M2 por
është riemëruar si 6X86MX.

6X86MX ka 64 KB L1 cache që është sumë impresive. Ato gjithashtu
përdorin teknologji që nuk është gjetur te Pentiumi MMX . Mund të
krahasohen me Pentium të vërtet edhe pse shpejtësia e mbrenëshme e tyre
është më e vogël.

Pentium Pro

Pentium Pro është një RISC procesor i pastër.Është optimizuar për
procesim 32 bitësh në Ëindoës NT apo OS/2. Është unik për shkak të L2
cach të instaluar. Kjo i përngjan dy procesorëve në një.

Zhvillimi i Pentium Pro ka filluar në vitin 1991 në Oregon. Është paraqitur në fund të vitit 1995 . Veçorit e reja ishin:

-I ndërtuar në L2 cache me 256 KB apo 512 KB . Kjo është e lidhur me porocesorin me anë të 64 bit 'back side bus'.

5,5 milion tranzistora në procesor , 15 milion për 256 KB SRAM L2 cache ( 6 tranzistor për bit).
4 gypa për ekzekutimin e instruksionëve njëkohësisht
Protokol të patentuar.Procesorët tjerë nuk mund të përdorin 'Pentium Pro socket' dhe 'chip set' .

Pentium II

Pentium Pro "Klamath" është emri i koduar i procesorit të ri të
Intelit. Është pjesërishtë i përmirësuar dhe pjesërisht i
reduktuar.Konstruksioni i Pentium II është interesant por edhe
kontraverzal:

- Me MMX instruksione

- Të përmirësuar ekzekutimin e programëve 16 bitësh

Të përmirësuar dhe të dyfishuar L1 cache (16KB +16KB)

Shpejtësia e brendëshme e ritur : prej 233 MHZ deri në 333 MHZ.

Ndryshimi më i madh është ndarja e procesorit nga L2 cach.
Pentium II është një kubë i madh plastik që në veti përmban procesorin
dhe cach.Aty gjithashtu është e vendosur një kontrollor i vogël dhe një
ftohës i dizajnuar mirë.

Pentium II-SX , Celeron

Inteli ka krijuar një procesor të ri të quajtur Celeron. Ky është
një Pentium II vetëm se L2 cach e ka të larguar. Përdor 'Covington
Core' dhe mund t'a quajm Pentium II-SX. Më vonë Inteli e ndëron Pentium
MMX me Celeron.

Pentium II Xeon

Në korrik të vitit 1998 Inteli paraqet edicion të ri të Pentium II. Procesori është emëruar Pentium II Xeon.

Ky procesor kërkon version të ri të slotit një (sloti dy) .Moduli do të
ketë të njëjtat dimenzione si Pentium II i mëparëshëm , por janë disa
risi dhe përmirësime që duhen të përmenden:

-100 MHZ system bus me orë të dyfishuar 4.0 dhe 4.5 ( që do të thotë se do të ketë shpejtësi të brendëshme 400/450 MHZ).
-Lloje të ri të L2 cach : CSRAM , që mundet të punoj në shpejtësi të plotë të procesorit.

512 , 1.024 ose 2.048 KB L2 RAM

Deri në 4 GB RAM mund të vendoset.

Tensioni – Tensioni i dyfishtë

Një prej teknologjive më të reja të procesorëve është edhe futja e
telave më të hollë në brendësi të procesorit.Kjo rezulton në prodhim më
të vogël të nxehtësis dhe me aftësin që të punoj në shpejtësi më të
mëdha. Një hape tjetër drejt përmirësimit është edhe dizajnimi i
procesorëve me tension të dyfishtë.

Pllakat e reja sistemore kanë dy pjesë të regullatorit të tensionit për ti bërë ballë nevojave të procesorit.

Ligji i Murit

Procesorët e kanë dyfishuar kapacitetin e tyre çdo 18 muaj. Ky ndryshim
quhet 'Ligji i Murit' është paraparë në vitin 1965 nga Gordon Moore .
Ligji i tij ka vlejtur për 30 vite. Por nëse Ligji i Murit vlen edhe në
të ardhmen atëherë më shumë tranzistora duhet të vendosen në shtresë të
silikonit.