Arquitectura de Computadores II Paulo Marques Departamento de Eng. Informática Universidade de Coimbra 2004/ Tendências Actuais em no Desenho de Hardware

2 Evolução na Performance dos Processadores

3 Gordon E. Moore, Co-Fundador da Intel em 1968 Lei de Moore Apenas quatro anos após o circuito integrado ter sido inventado, Moore disse que: O número de transístores que a industria irá colocar num circuito integrado duplicará todos os anos. A lei neste momento diz que são todos os 18 meses! A performance está directamente relacionada com o número de transístores num integrado (mas não só!) Infelizmente, as outras partes dos computadores (discos, memória e o BUS), não acompanham esta evolução.

4 Tendências – Tipos de Computadores

5 Tendências – Tipos de ISA

6 Diferentes Mercados = Diferentes Ênfases Desktop Computing Relação Preço/Performance Baixa latência de resposta + Performance Gráfica Multimédia Server Market Menor ênfase no custo Ênfase na Disponibilidade (tolerância a falhas) e Escalabilidade Throughput Embedded Systems Baixo consumo de energia Custo baixo ( CPUs limitados / Memória limitada) Real-time (...muitas vezes) [e está-se a assistir à mudança para a computação móvel... !!]

7 Existem muitos outros mercados... ESA's comet chaser Rosetta

8 Grandes Problemas... Não é possível continuar a aumentar o clock-rate à taxa actual Aumento do clock-rate à custa do aumento das fases do pipeline Problemas de aquecimento/consumo ( Erros mais frequentes) ILP (Instruction Level Parallelism) limitado Em geral consegue-se ocupar 3/4 unidades funcionais no máximo... Enorme discrepância entre a velocidade do processador e o resto da arquitectura do computador Largura de banda necessária com a memória / placa gráfica Largura de banda necessária com o bus de periféricos

9 Uma perspectiva humana...

10 The Access Time Gap 1ns 1GHz

11 Que novos tipos de processadores (desktop/server)? Processadores multi-core (e.g. IBM POWER5) Processadores com Simultaneous Multithreading (e.g. Intel Xeon 3GHz) Múltiplos processadores (e.g. Dual AMD Opteron)

12 Problema dos BUSES Processador 3 GHz Memória DDR 400MHz BUS PCI MHz Disco SATA/ATA MB/s (interface) Gigabit Ethernet 120 MB/s

13 Quais as tendências actuais? BUS: HyperTransport:> 6.4GB/sec por canal (HT2: 22.4GB/s) PCI-Express: 250 MB/s por dispositivo (norma série) Armazenamento de Massa SATA: 150MB/s, serial, point-to-point Serial Attached SCSI (SAS): 300MB/s, serial, point-to-point Periféricos lentos USB 2.0:480 Mbps [USB1.1: 12Mbps] Firewire IEEE 1394/iLink:800 Mbps [1394a: 400 Mbps]... Wireless USB (WUSB)?

14 O que determina o custo dos processadores? Curva de aprendizagem Yield... R&D... Processo de Fabrico... Volume de Mercado... Competição Pentium 4 waffer Die

15 Processo de Fabrico

16 Curva de Preços de Processadores Intel

17 Curva de preços de DRAM

18 Diferença entre custo e preço final

19 Material para ler Computer Architecture: A Quantitative Approach Capítulo 1 1.1, 1.2, 1.4