Microprocessors – History,
Families,
Companies,
Embedded Systems, Future Trends 2
History (Stand 1/ 2003) 2
Companies 3
PC Mikroprozessor Kategorien von Intel und AMD (ca. 4% aller Prozessoren) 4
Embedded Systems - µPs, µCs, DSPs, PLDs, PLAs, GALs, ASICs: 4
Future Trends für PC Prozessoren (Stand 1/ 2003) 5
Microprocessors – Aufbau und Wirkungsweise 6
Grundsätzlicher Aufbau von Computern 6
Arten von programmierbaren Bausteinen 6
Mikroprozessoren (MPU, µP) 7
Basisprozessoren 7
Mikroprozessors 6800 7
Mikroprozessors 8086 8
Mikrocomputer (MCU, µC) 11
Digital Signal Processors (DSPs) 12
PROMs, PLDs, PLAs, GALs, ... 14
ASICs (Application Specific Integrated Circuits) 14
Auswahl von Prozessoren 15
Moderne Mikroprozessoren 16
INTEL Pentium ® 4 16
INTEL Itanium 2 (McKinley) 21
INTEL Itanium 2 (Madison) 26
AMD Athlon 2800+ 27
AMD Athlon 64 (Clawhammer) 28
AMD Opteron (Sledgehammer) 28
Allgemeine Betrachtungen 30
Zukunft: Limits und Chancen 30
Performance, Ausführungszeit (Response Time), Durchsatz (Throughput) 32
Wichtige Konzepte in der Computer Architektur 34
Microprocessors – History, Families, Companies, Embedded Systems, Future Trends
History (Stand 1/ 2003)
Entwicklung der Mikroprozessortechnik am Beispiel der Firma INTEL (nur eine Auswahl):
Mikroprozessor
|
Erscheinungs-
datum
|
Transistorfunktionen
|
Rechenleistung
(MIPS)
|
Clock
|
4004
|
1971
|
2.250
|
0,06
|
108 kHz
|
8008
|
1972
|
3.500
|
0,06
|
200 kHz
|
8080 (8085)
|
1974 (1976)
|
4.500 (6.500)
|
0,3
|
5 MHz
|
8086 (8088)
|
1978 (1979)
|
29.000
|
0,6
|
10 MHz
|
80286
|
1982
|
120.000
|
0,9
|
12 MHz
|
80386
|
1985
|
275.000
|
5
|
33 MHz
|
80486
|
1989
|
1.180.000
|
20
|
100 MHz
|
Pentium
|
1993
|
3.100.000
|
100
|
233 MHz
|
Pentium Pro
|
1995
|
5.500.000
|
300
|
200 MHz
|
Pentium II (MMX)
|
1997
|
7.500.000
|
?
|
450 MHz
|
Pentium III
|
1999
|
24.000.000
|
?
|
1 GHz
|
Pentium 4
|
2001
|
55.000.000
|
4000 (?)
|
3,06 GHz
|
Xeon
|
2001
|
108.000.000
|
?
|
2,8 GHz
|
Itanium 2
|
2002
|
220.000.000
|
6000 (?)
|
1 GHz
|
Itanium (Madison)
|
2003
|
410.000.000
|
?
|
1,5 GHz
|
Itanium (Montecito)
|
2004 (?)
|
1.000.000.000
|
|
1,6 GHz
|
Pentium 4 (Prescott)
|
2003
|
|
|
4,2 GHz
|
Pentium 4 (Yamhill)
|
2003 (?)
|
|
|
|
Eigenschaften in PCs eingesetzter INTEL Prozessoren (nur eine Auswahl):
Prozessor
|
Real Mode
|
Pro-tected Mode
|
Virtual 8086 Mode
|
Datenbus (Intern / Extern)
|
Adressraum (Adress-Leitungen)
|
Integrierter Cache
|
Interner Arithmetik-prozessor
|
Interne Taktver-dopplung
|
8088
|
+
|
|
|
8/16
|
1 M (20)
|
|
|
|
8086
|
+
|
|
|
16/16
|
1 M (20)
|
|
|
|
80286
|
+
|
+
|
|
16/16
|
16 M (24)
|
|
|
|
80386SX
|
+
|
+
|
+
|
32/16
|
16 M (24)
|
|
|
|
80386 DX
|
+
|
+
|
+
|
32/32
|
4 G (32)
|
|
|
|
80486SX
|
+
|
+
|
+
|
32/32
|
4 G (32)
|
Daten
|
|
|
80486DX
|
+
|
+
|
+
|
32/32
|
4 G (32)
|
Daten
|
+
|
|
80486DX-2
|
+
|
+
|
+
|
32/ 32
|
4 G (32)
|
Daten
|
+
|
+
|
80486DX-4
|
+
|
+
|
+
|
32/32
|
4 G (32)
|
Daten
|
+
|
+ + (*4)
|
Pentium
|
+
|
+
|
+
|
64/64
|
4 G (32)
|
Daten + Programm
|
+
|
|
Pentium Pro
|
+
|
+
|
+
|
64/64
|
64 G (36)
|
Daten + Programm
|
+
|
|
Pentium II (MMX)
|
?
|
?
|
+
|
64/64
|
64 G (36)
|
Bis 512 KB
|
?
|
?
|
Pentium III
|
?
|
?
|
+
|
64/64
|
64 G (36)
|
Bis 512 KB
|
?
|
?
|
Pentium 4
|
?
|
?
|
+
|
64/256/64
|
64 G (36)
|
Bis 512 KB
|
?
|
+
|
Xeon
|
?
|
?
|
+
|
64/64
|
64 G (36)
|
Bis 2 + 1 MB L3
|
?
|
?
|
Itanium 2
|
?
|
?
|
x86 Emulation
|
64/256/64
|
16 T (64)
????
|
Bis 3 + 1,5 MB L3
|
?
|
?
|
Itanium 3 (?) (Madison)
|
?
|
?
|
x86 Emulation
|
?
|
16 T (64)
????
|
6 MB L3
|
?
|
?
|
Itanium (Montecito)
|
?
|
?
|
x86 Emulation
|
?
|
16 T (64)
????
|
12 MB L3
|
?
|
?
|
Pentium 4 (Prescott)
|
?
|
?
|
+
|
?
|
64 G (36)
|
?
|
?
|
+
|
Pentium 4 (Yamhill) für Server
|
?
|
?
|
+
|
?
|
64 G (36)
|
?
|
?
|
+
|
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