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Beispiel heutiger Mikrocontoller und Mikroprozessoren
Grundlagen der Rechnerarchitektur ‐ Einführung 54
Mikroprozessoren Mikrocontroller
Architektur Typ Ursprüngliche Spezifikationdurch
Beispiel weiterer Hersteller
x86 (beinhaltet Pentium und co.)
CISC Intel AMD
PowerPC RISC Motorola, IBM, Apple
Sun SPARC RISC Sun Fujitsu, Texas Instruments
MIPS RISC MIPS Technologies
Hitachi SuperH RISC Hitachi
ARM RISC ARM Limited
68k CISC Motorola
TMS320 Texas Instruments
Architektur Herteller
MCS‐51 Intel
H8 RenesasTechnologies
Z8 Zilog
PIC MicrochipTechnology
68HC08 Freescale(ehemals Motorola)
AVR Atmel
MSP430 Texas Instruments
Embedded
Trends
Grundlagen der Rechnerarchitektur ‐ Einführung 55
Moore‘s Law
Grundlagen der Rechnerarchitektur ‐ Einführung 56Bildquelle: en.wikipedia.org/wiki/Moores_law
Single‐Prozessor‐Performance
Grundlagen der Rechnerarchitektur ‐ Einführung 57
Move to multi-processor
Bildquelle: David A. Patterson und John L. Hennessy. “Computer Architecture”. 5th Edition, 2012
Die Power‐Wall
Grundlagen der Rechnerarchitektur ‐ Einführung 58
Leistungsverlust P in Abhängigkeit von Spannung U und Taktfrequenz f:
Bildquelle: David A. Patterson und John L. Hennessy, „Computer Organization and Design“, Fourth Edition, 2012
Alte Verkaufszahlen: Prozessoren
Grundlagen der Rechnerarchitektur ‐ Einführung 59
Anzahl verkaufter Prozessoren (embedded, ≥ 32 bit) bzw. Systeme (desktop, server)
Bildquelle: David A. Patterson und John L. Hennessy. “Computer Organization And Design”. 3rd Edition
Alte Verkaufszahlen: ISAs
Grundlagen der Rechnerarchitektur ‐ Einführung 60
ca. 80% davonfür Mobiltelefone
Anzahl verkaufter Prozessoren (≥ 32 bit)
Bildquelle: David A. Patterson und John L. Hennessy. “Computer Organization And Design”. 3rd Edition
Zusammenfassung und Literatur
Grundlagen der Rechnerarchitektur ‐ Einführung 61
Zusammenfassung• Computer‐Architektur beinhaltet
– Instruction‐Set‐Architektur– Rechnerorganisation/Mikroarchitektur– Hardware
• ISA als Schnittstelle zwischen Hard‐ und Software• Performance ist abhängig vom Produkt der Einzelfaktoren:
– Instruction‐Count– CPI– Clock‐Cycles
• Leistungsverbrauch ist heute ein wesentlicher limitierender Faktor
• Ausblick: wesentliche Performanceverbesserungen durch– Parallelität– Caching
Grundlagen der Rechnerarchitektur ‐ Einführung 62
Literatur[PattersonHennessy2012] David A. Patterson und John L. Hennessy,
„Computer Organization and Design“, Fourth Edition, 20121.1 Introduction1.2 Below Your Program1.3 Under the Covers1.4 Performance1.5 The Power Wall1.7 Real Stuff: Manufacturing and Benchmarking the AMD Opteron X41.8 Fallacies and Pitfalls1.9 Concluding Remarks
[HennessyPatterson2012] John L. Hennessy und David A. Patterson, „Computer Architecture“, Fifth Edition, 20121.1 Introduction1.2 Classes of Computers
[Tanenbaum2006] Andrew S Tanenbaum, „Structured Computer Organization“, Fifth Edition, 20061.1.2 Contemporary Multilevel Machines1.2 Milestones in Computer Architecture
Grundlagen der Rechnerarchitektur ‐ Einführung 63
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