Rozdelenie procesorov

Procesory sa delia podľa niekoľkých kritérií. Najvýznamnejšie popíšem.

a, Podľa šírky operanda

• 4 bitové
• 8 bitové
• 16 bitové
• 32 bitové
• 64 bitové

  Šírka operanda určuje počet bitov s ktorými dokáže procesor vykonať jednu inštrukciu v jednom kroku.
4-16 bitové procesory sa už dnes v PC nepoužívajú, nahradili ich 32 a 64 bitové procesory. Pri prechode z 16 na 32 bitové procesory nastal veľký výkonový skok, rovnako ako predchádzajúce zdvojnásobovanie šírky operanda. Prechod z 32 na 64 bitové procesory však už nepriniesol tak dramatický nárast výkonu, a tak k presadeniu 64 bitových procesorov a aplikácií, ktoré by ich využívali prišlo v domácnostiach až teraz a to aj vďaka obmedzeniu alokácie systémových prostriedkov na 232 B= 4 GB (a aj vďaka MS a jeho slabej podpore 64 bitových OS a aplikácií). Do týchto prostriedkov sa započítava veľkosť grafickej pamäte a pamäte alokovanej všetkými zariadeniami. Po odčítaní tejto pamäte zostane pre RAM asi 3-3,5 GB, čo už dnes môže užívateľa obmedzovať, keďže sa dnes používajú bežne 2-4 GB RAM. Prechod k 128 bitovým CPU je teda zatiaľ v nedohľadne, keďže neprinesie takmer žiadny výkonový nárast a množstvo alokovateľnej pamäte pre 64 bitové systémy je 264 B= 16 EB (Exa Bajtov) čo je 17 179 869 184 GB pamäte. Toľko RAM sa za celú históriu počítačov ani nevyrobilo.

b, Podľa inštrukčnej sady

• CISC
CISC – Complex instruction set computer, je architektúra, v ktorej sa každá inštrukcia vykonáva ako viacero operácií mikrokódu v jednom takte procesora. CISC procesory majú preto rozsiahlu sadu pomerne zložitých inštrukcií. Architektúra CISC je duálnou k architektúre RISC. Na tejto architektúre stoja dnešné x86 procesory.

• RISC
RISC – Reduced instruction set computer, je architektúra procesorov s priamočiarym vykonávaním pomerne jednoduchých inštrukcií bez mikrokódu. Postupom času sa prišlo na to, že na vykonanie 80 % operácií je potrebných 20 % inštrukcií. Zvyšných 20 % operácií sa vykoná opakovaním inštrukcií. Zredukovanie inštrukcií na 20 % zjednodušilo návrh a konštrukciu procesorov ako aj programovanie pre ne. Navyše CISC procesory pri vykonávaní rozsiahlych inštrukcií boli pomalšie ako RISC procesory, čo viedlo k masovejšiemu rozšíreniu RISC procesorov.
Základné znaky RISC procesorov:
- väčšina inštrukcií má rovnakú dĺžku
- väčšina inštrukcií sa vykonáva v jednom inštrukčnom cykle
- procesor má sadu rovnocenných registrov
- nad dátovou pamäťou nie je možné vykonávať zložitejšie operácie ako načítanie a uloženie

• ZISC
ZISC - Zero Instruction Set Computer je technológia priemyselných čipov založená na „pattern matching“ technológii. ZISC nemajú žiadnu inštrukčnú sadu v klasickom slova zmysle. ZISC je technológia založená na umelých neurónových sietiach.
Prvá generácia ZISC čipov obsahovala 36 nezávislých umelých neurónov. Každá z týchto buniek porovnáva vstupný vektor s podobným vektorom uloženým v pamäti. Ak sa vstupný vektor zhoduje s vektorom v pamäti, neurón excituje výstupný signál.
(tejto časti som nerozumel ani ja, je to z wikipedie, tak sa ma nepýtajte. Zisk sa ale najviac podobá ľudskému mozgu..)


c, Podľa počtu jadier

• Jednojadrové

Sú to klasické procesory s jediným jadrom. Donedávna sa iné pre stolné PC ani nepoužívali.

• Viacjadrové

Procesor obsahuje viac ako jedno výpočtové jadro, obyčajne s vlastnými L1 aj L2. Existujú dva spôsoby, ako vyrobiť viacjadrový procesor. A to:

- spojením viacerých jadier samostatných procesorov pomocou zbernice (FSB, Hypertransport)

Výhody: ľahší návrh a výroba; menej odpadu pri výrobe; lacnejšie.
Nevýhody: dvojnásobná spotreba a teplota; zahltenie zbernice pri komunikácii medzi jadrami; samostatné cache (ak jedno jadro potrebuje dáta z cache druhého jadra, musí ich skopírovať do vlastnej cache)

- navrhnúť a vyrobiť natívne viacjadrový procesor na jednom kuse kremíka

Výhody: spoločná L2 alebo L3 cache; menšie generované teplo a spotreba, vyšší výkon
Nevýhody: menšia výťažnosť waferov; obyčajne vyššia cena.

d, Podľa spracovania inštrukcií

• Skalárne

Procesor vykonáva inštrukcie za sebou, jednu po druhej. Naraz môže pracovať len s jednou aplikáciou.

• Superskalárne

Inštrukcie sa delia na niekoľko operácii, ktoré sa vykonávajú v oddelených jednotkách procesora. Vďaka tejto technickej úprave môže takýto superskalárny procesor vykonať viac ako jednu inštrukciu za takt procesora. Bez superskalárnych procesorov by nemohli fungovať OS ako Windows, Linux a hocijaký iný OS pokročilejší ako DOS.