Arama

Mikroişlemci

Güncelleme: 15 Mart 2012 Gösterim: 9.191 Cevap: 7
KisukE UraharA - avatarı
KisukE UraharA
VIP !..............!
17 Nisan 2008       Mesaj #1
KisukE UraharA - avatarı
VIP !..............!
Mikroişlemci
Ad:  250px-80486dx2-large.jpg
Gösterim: 267
Boyut:  15.3 KB
Mikroişlemci, (bazen kısaltma olarak µP kullanılır) ana işlem biriminin (CPU) fonksiyonlarını tek bir yarı iletken tümleşik devrede (IC) birleştiren programlanabilir bir sayısal elektronik bileşendir. Mikroişlemci, ana işlem birimindeki kelime boyutunun (word size) 32 bit ten 4 bit e düşürülmesiyle doğmuştur. Böylece, ana işlem biriminin mantıksal devrelerinin transistörleri tek bir parçaya sığdırılabilmiştir. Bir veya daha çok mikroişlemci, tipik olarak bir bilgisayar sisteminde, gömülü sistemde ya da bir mobil cihazda ana işlem birimi olarak görev yapmaktadır.
Sponsorlu Bağlantılar
1970’lerin ortalarından itibaren mikroişlemciler, mikrobilgisayarların doğuşunu mümkün kılmıştır. Bundan önce, tipik olarak elektronik ana işlem birimleri, sadece birkaç transistöre eşdeğer büyük, ayrık anahtarlama (switching) aygıtları (daha sonra small-scale tümelşik devreler) kullanılarak yapılıyordu. İşlemciyi, bir ya da birkaç large-scale tümleşik devre (binlerce veya milyonlarca ayrık transistörün eşdeğeri) içine gömmekle işlemci gücü fiyatı büyük ölçüde düşürüldü. 1970’lerin ortalarında tümleşik devrelerin doğuşuyla mikroişlemci, diğer bütün türleri değiştirip, ana işlem biriminin yapımında en yaygın yol oldu.
Performansın yıllar boyu sürekli artışı söz konusu olunca, mikroişlemcilerin evrimi Moore Kanunu’na uyar. Bu kanun bir tümleşik devrenin karmaşıklığının, en düşük bileşen maliyetine göre her 24 ayda iki katına çıktığını söyler. Bu görüşün doğruluğu 1970’lerin başından beri kanıtlanmıştır. Hesap makineleri için sürücü olarak başladıkları alçakgönüllü yolculukta, güçlerindeki sürekli artış, mikroişlemcilerin diğer bilgisayar biçimleri arasında dominant olmasını sağladı. Günümüzde, en büyük ana bilgisayarlardan, en küçük el bilgisayarlarına kadar her sistem çekirdeğinde mikroişlemci kullanılmaktadır.
BEĞEN Paylaş Paylaş
Bu mesajı 1 üye beğendi.
Gerçekçi ol imkansızı iste...
KisukE UraharA - avatarı
KisukE UraharA
VIP !..............!
17 Nisan 2008       Mesaj #2
KisukE UraharA - avatarı
VIP !..............!
Tarihçe

Sponsorlu Bağlantılar
İlk mikroişlemciler

Teknolojideki birçok gelişmeyle beraber, mikroişlemci artık zamanı gelen bir fikirdi. Üç proje, yaklaşık aynı zamanda tartışmalı bir şekilde tam bir mikroişlemciyi doğurmuştu: Intel’iin 4004’ü, Texas Instruments’ın TMS 1000’i ve Garrett AiResearch’ün Central Air Data Computer’ı. 1968’de Garrett’ın, Birleşik Devletler ordusunun yeni uçağı F-14 Tomcat’in ana uçuş kontrol bilgisayarını yapması istendi. Dizayn 1970’de tamamlanmıştı ve çekirdek ana işlem biriminde olduğu gibi MOS tabanlı bir yonga seti (chipset) kullanıyordu. Dizayn, yarıştığı diğer mekanik sistemlere göre daha küçük ve çok daha güvenilirdi ve bütün öncü Tomcat modellerinde kullanılmıştı. Fakat sistem o kadar gelişmiş görüldü ki; ordu, dizaynın yayınlanmasını 1997’ye kadar reddetti. Bu yüzden, kullandığı CADC ve MP944 yonga setleri günümüzde bile hala tam olarak bilinememektedir.
Texas Instruments (TI), 4-bit TMS 1000’ü üretti ve önceden programlanmış gömülü uygulamalara önem verdi. 17 Eylül 1971’de TMS1802NC olarak adlandırılan bir versiyon, bir hesap makinesinin tüm işlevlerini bir çip üzerinde gerçekleştirebiliyordu. Intel’in çipi 4-bit 4004, 15 Kasım 1971’de piyasaya sürüldü ve Federico Faggin tarafından geliştirildi.
TI, mikroişlemci için patent başvurusunda bulundu. Gary Boone, 4 Eylül 1973’de tek-çip mikroişlemci mimarisiyle U.S. Patent 3,757,306 aldı. Hangi şirketin laboratuarlarında ilk çalışan mikroişlemciye sahip olduğunu bilmek hiçbir zaman mümkün olmayabilir. İlginç bir şekilde, bir üçüncü şahıs “mikroişlemci” yi de kapsayabilen bir patente sahip olduğunu iddia etti. Bu sitede, bir mucidin TI ve Intel’den önce bulduğu, “mikroişlemci” sayılabilecek ya da sayılamayacak, “mikrodenetleyici” (microcontroller) anlatılmaktadır.
Mikroişlemcinin değişik bir biçimi olan bir-çipte-bilgisayar, (computer-on-a-chip) mikroişlemci çekirdeği (CPU), bellek ve G/Ç (giriş/çıkış) hatlarının hepsini tek bir çip üzerinde toplar. Bir-çipte-bilgisayar patenti (o sıralarda “mikrobilgisayar patenti” olarak adlandırılıyordu) U.S. Patent 4,074,351, TI’dan Gary Boone ve Michael J. Cochran’a verilmişti. Bu patent bir yana, mikrobilgisayarın standart anlamı ana işlem birim(ler)i olarak bir veya daha fazla mikroişlemci kullanan bilgisayar iken, patentte tanımlanan kavram muhtemelen bir mikrodenetleyiciye daha yakındır.
A History of Modern Computing, (MIT Press), pp. 220–21’e göre, Intel dizayn etmekte olduğu bir terminalde kullanılacak bir çip için, daha sonra ismi Datapoint olacak olan San Antonio TX orijinli Computer Terminals Corporation ile bir anlaşma yaptı. Daha sonra Datapoint çipi kullanmaktan vazgeçti ve Intel bunu Nisan 1972’de 8008 olarak piyasaya sürdü. Bu, dünyanın ilk 8-bit mikroişlemcisiydi. 8008 ve halefleri, dünyaca ünlü 8080, mikroişlemci bileşen pazaryerini oluşturdu.
BEĞEN Paylaş Paylaş
Bu mesajı 1 üye beğendi.
Gerçekçi ol imkansızı iste...
KisukE UraharA - avatarı
KisukE UraharA
VIP !..............!
17 Nisan 2008       Mesaj #3
KisukE UraharA - avatarı
VIP !..............!
8-bit dizaynlar
4004’ü, daha sonra, 1972’de, dünyanın ilk 8-bit mikroişlemcisi olan 8008 takip etti. Bu işlemciler, çok başarılı olan Intel 8080 (1974), Zilog Z80 (1976) ve Intel 8-bit işlemcilerin türevlerini müjdeliyordu. Rekabet eden Motorola 6800, Ağustos 1974’de piyasaya sürüldü. Mimarisi 1975’de, 1980’lerde Z80’in popülerliğiyle yarışacak olan MOS Technology 6502’de kopyalandı ve geliştirildi.
Z80 de 6502 de, daha küçük paketleme (packaging), basit bilgisayar bus ihtiyaçları ve ayrı bir çip üzerinde bulunması gereken devrelerin eklenmesiyle (örneğin, Z80 bellek denetleyici içermekteydi) genel maliyeti düşürmek üzerine yoğunlaşmıştı. Bu özellikler, 1980’lerin başındaki ev bilgisayarı “devrim” ini mümkün kıldı.
Western Design Center, Inc. (WDC) 1982’de CMOS 65C02’yi tanıttı. Bu dizayn Apple IIc ve IIe kişisel bilgisayarların, otomotiv, endüstriyel ve tüketim aygıtlarının çekirdeğini oluşturdu. Motorola 1978’de MC6809’ü üreterek bütün 8-bit dünyasında büyük yankı uyandırdı. MC6809 tartışmaya açık bir şekilde, gelmiş geçmiş en güçlü, ortogonal ve en temiz 8-bit mikroişlemciydi – aynı zamanda üretime geçen mikroişlemciler arasında en karmaşık hardwired mantıksal dizayna sahipti. Yaklaşık bu zamanlarda, MC6809’dan daha güçlü dizaynlar için mikrokodlama (microcoding) hardwired mantığın yerine geçti – bunun nedeni özellikle hardwired mantık için dizayn gereksinimlerinin çok fazla karmaşık olmaya başlamasıydı.
Başka bir 8-bit mikroişlemci ise Signetics 2650’ydi. Bu mikroişlemci, yenilikçi ve güçlü komut kümesi mimarisiyle (instruction set architecture) kısa bir ilgi gördü.
Başka bir mikroişlemci ise uzay uçuşu dünyasında kullanılan RCA’nın RCA 1802’siydi (CDP1802, RCA COSMAC (1976)). NASA’nın 1970’lerdeki Voyager ve Viking uzay sondalarında kullanıldı. CDP1802’nin kullanılmasının sebebi düşük güç tüketimi ve üretim süreci nedeniyle (safirde silikon) kozmik radyasyona ve elektrostatik yayılımlara karşı o zamanın diğer işlemcilerinden daha iyi dayanmasıydı. Bu nedenle, 1802, radyasyona karşı güçlendirilmiş ilk mikroişlemci olarak kabul edilir.

16-bit dizaynlar

İlk çoklu-çip (multi-chip) mikroişlemci 1973’de üretilen National Semiconductor IMP-16’ydı. Bu yonga setinin 8-bit versiyonu 1974’de IMP-8 olarak piyasaya sürülmüştü. 1975’de National ilk tek-çip 16-bit mikroişlemciyi, PACE’i, üretti. PACE’i daha sonra NMOS versiyonu olan INS8900 takip etti.
TI’ın 16-bit mikroişlemcisi TMS 9900, TI-990 tipi mikrobilgisayarlarla uyumluydu. 9900, ayrıca TI 990/4 mikrobilgisayar, TI-99/4A ev bilgisayarı ve TM990 tipi OEM mikrobilgisayarlarda kullanılıyordu. Intel 8080 gibi çoğu 8-bit mikroişlemci, daha yaygın, küçük ve ucuz plastik 40-pin DIP’le paketlenirken, 9900, büyük bir seramik 64-pinli DIP’le paketleniyordu. TMS 9900’ün ardından TMS 9980, Intel 8080 ile rekabet etmek için dizayn edilmişti. 9980, bütün TI 990'lar 16-bit komut setine sahipti; plastik 40-pin paket kullanıyordu; tek seferde 8 bit taşıyabiliyordu fakat sadece 16KB adresleyebiliyordu. Üçüncü bir çip, TMS 9995 yeni bir dizayndı. Aile daha sonra 99105 ve 99110’u da kapsayacak şekilde genişledi.
1984’de The Western Design Center, Inc. (WDC) WDC CMOS 65C02’nin 16-bit yükseltmesi olan CMOS 65816’yı üretti. 65816 16-bit mikroişlemcisi, Apple IIgs’nin ve daha sonra da Super Nintendo Eğlence Sistemi’nin çekirdeğini oluşturdu. Bu, 65816’yı tüm zamanların en popüler 16-bit dizaynlarından biri yaptı.
Intel değişik bir yol izledi. Emüle edecek bir minibilgisayar olmadan 8080 dizaynlarını geliştirerek 16-bit Intel 8086’yı, modern PC tip bilgisayarların çoğunda bulunan x86 ailesinin ilk üyesini, üretti. İlk IBM kişisel bilgisayarı, model 5150’de kullanılan 8088 mikroişlemcisi, 8086’nın harici bir 8-bit data bus a sahip versiyonuydu. 8086 ve 8088 sonrasında Intel 80186, 80286 ve 1985’de 32-bit 80386’yı üretti ve işlemci ailelerinin geriye uyumluluğuyla; PC piyasasındaki egemenliğini sağlamlaştırdı.
Gömülü mikroişlemci bellek yönetim birimi (the integrated microprocessor memory management unit) (MMU), Intel’de Childs et al. tarafından ortaya atıldı ve 4,442,484 numaralı Birleşik Devletler patenti alındı.
BEĞEN Paylaş Paylaş
Bu mesajı 1 üye beğendi.
Gerçekçi ol imkansızı iste...
KisukE UraharA - avatarı
KisukE UraharA
VIP !..............!
17 Nisan 2008       Mesaj #4
KisukE UraharA - avatarı
VIP !..............!
32-bit dizaynlar


32-bit dizaynları ortaya çıkmaya başladıktan sonra 16-bit dizaynları piyasada çok fazla kalamadı.
32-bit dizaynların en ünlülerinden biri, 1979’de üretilen MC68000 idi. Sık bilinen adıyla 68K, 32-bit yazmaçlara (register), fakat 16-bit dahili data yollarına (data paths) ve pin sayısını azaltmak üzere 16-bit harici data bus a sahipti ve yalnızca 24-bit adreslemeyi destekliyordu. Motorola’nın onu genel olarak 16-bit bir işlemci olarak tanıtmasına rağmen, açık bir şekilde 32-bit mimarisine sahipti. Yüksek hız, büyük (16 megabayt) bellek alanı ve nispeten ucuz fiyatı onu sınıfının en popüler ana işlem birimi dizaynı haline getirdi. Atari ST ve Commodore Amiga gibi 1980’lerin ortalarındaki sistemlerde kullanılmasının yanı sıra aynı zamanda Apple Lisa ve Macintosh sistemlerinde de 68000 kullanılmıştır.
Dünyanın ilk tek-çip tam 32-bit mikroişlemcisi (32-bit data yolları, 32-bit bus lar ve 32-bit adresleme), ilk örnekleri 1980’de gelen ve üretime 1982’de geçen AT&T Bell Labs BELLMAC-32A idi .

1984’de AT&T’nin dağılmasından sonra bu mikroişlemciye WE 32200 adı verildi (WE Western Electric’in kısaltmasıydı) ve iki takipçi nesile sahip oldu: WE 32100 ve WE 32200. Bu mikroişlemciler, AT&T 3B5 ve 3B15 mikrobilgisayarlarda, dünyanın ilk masaüstü süpermikrobilgisayarı 3B2’de, dünyanın ilk 32-bit dizüstü bilgisayarı “Companion”da ve günümüzdeki oyun konsollarındakine benzer ROM-pack bellek kartuşu kullanan dünyanın ilk kitap-boyutunda (book-sized) süpermikrobilgisayarı “Alexander” da kullanıldı. Bu sistemlerin tümü UNIX System V işletim sistemini çalıştırıyordu.
Intel’in ilk 32-bit mikroişlemcisi iAPX 432 idi. 1981’de üretilen bu mikroişlemci, ticari bir başarıya ulaşamadı. Gelişmiş bir yetenek tabanlı nesne yönelimli mimariye (capability-based object-oriented architecture) sahipti. Fakat Motorola 68000 gibi rakip mimarilere göre düşük performans elde ediliyordu.
Motorola’nın 68000 ile yakaladığı başarı, sanal bellek (virtual memory) desteği sunan MC68010’u doğurdu. 1985’de tanıtılan MC68020 tam 32-bit data ve adres bus larına sahipti. 68020, Unix süpermikrobilgisayar piyasası ve masaüstü sistemler üreten birçok küçük şirket (örneğin; Altos, Charles River Data Systems) için çok popüler oldu. Bunu takiben, MMU’yu çipe ekleyen MC68030 ile beraber 68K ailesi, DOS çalıştırmayan her sistem için uygun işlemci oldu. Devam eden başarı, daha iyi aritmetik performans için FPU’ya sahip olan MC68040’ı doğurdu. 68050, hedeflediği performansa ulaşamadı ve piyasaya sürülmedi. Takipçisi MC68060, piyasaya çok daha hızlı bir RISC dizaynla sürüldü. 1990’ların başlarında 68K ailesi masaüstü piyasasından çekildi.
Diğer büyük şirketler, 68020’yi dizayn etti ve takipçilerini gömülü ekipmanlarda (embedded equipment) kullandılar. Bir noktada, gömülü ekipmanlardaki 68020’lerin sayısı, PC’lerdeki Intel Pentium’lardan daha fazlaydı. ColdFire işlemci çekirdekleri, saygıdeğer 68020’nin türevleriydi.
Bu zaman süresince (1980’lerin başlarından ortalarına kadar), National Semiconductor, NS 16032 adında (daha sonra 32016 ismi verildi) 68020’ye çok benzer bir 16-bit pinout lu, 32-bit dahili mikroişlemciyi, tam 32-bit versiyonu olan NS 32032’yi ve bir sınıf 32-bit endüstriyel OEM mikrobilgisayarları üretti. 1980’lerin ortalarında, Sequent, NS 32032 kullanarak; ilk simetrik çoklu-işlemcili (symmetric multiprocessor (SMP)) server sınıfı bilgisayarı üretti. Bu, 32032’nin birkaç başarısından biriydi ve 1980’lerin sonunda piyasadan çekildi.
MIPS R2000 (1984) ve R3000 (1989) çok başarılı 32-bit RISC mikroişlemcilerdi. Uç sınıf (high-end) iş platformlarında ve server larda kullanıldı.
Diğer dizaynlardan biri, piyasaya çok geç giren ve çabuk çekilen ilginç Zilog Z8000’di.
1980’lerin sonlarındaki “mikroişlemci savaşları” bazı mikroişlemcileri öldürdü. Örneğin, sadece bir ana dizayn kazancıyla, Sequent’in NS 32032’si yok oldu ve Sequent, Intel mikroişlemcileri kullanmaya başladı.
1985’den 2003’e kadar 32-bit x86 mimarisi, masaüstünde, dizüstünde ve server piyasasında giderek yaygınlaştı ve bu mikroişlemciler gittikçe daha hızlı ve daha yetenekli hale geldiler. Intel, mimarisinin öncü versiyonlarını diğer şirketlere lisansladı fakat Pentium'u lisanslamayı reddetti. Bu yüzden AMD ve Cyrix, kendi dizaynlarını yaparak bu mimarinin daha sonraki versiyonlarını gerçekleştirdiler. Bu kısa süre içinde, işlemcilerin karmaşıklığı (transistör sayısı) ve yetenekleri (komut/saniye) en az 1000 katına çıktı.

64-bit masaüstü mikroçipler

1990’ların başlarından beri bazı piyasalarda 64-bit mikroişlemciler kullanılırken, 2000’lerin başları PC piyasası için hedeflenmiş 64-bit mikroçiplerin doğuşu olarak kabul edilir.
AMD’nin Eylül 2003’te ilk 64-bit IA-32 ile geriye uyumlu mimarisi olan AMD64’ü tanıtmasından sonra, Intel de kendi x86-64 ciplerini üretti ve 64-bit masaüstü çağı başlamış oldu. İki işlemci de eski 32-bit uygulamaları çalıştırabilirken, yeni 64-bit yazılımları da destekliyordu. 64-bit Windows XP ve 64-bit çalışabilen Linux ile yazılımlar da bu işlemcilerin bütün gücünü ortaya çıkarma fırsatı buldu. 64-bit e geçiş sadece yazmaç boyutlarının IA-32’ye göre artması değil ayrıca yaşlanmış CISC dizaynı için genel amaçlı yazmaçların sayısının da iki katına çıkması demekti.
64 bit e geçiş, 90’ların başlarında PowerPC işlemcilerinin dizaynından beri amaçlanmıştı ve uyumsuzluk için büyük bir neden değildi. Mevcut tamsayı yazmaçları, ilgili data yolları gibi genişletilmişti fakat birkaç yıl boyunca IA-32’de olduğu gibi floating point ve vektör birimleri 64 bit veya daha fazlasında çalışıyordu. x86-64’e genişleyen IA-32’de olanın aksine, 64-bit PowerPC’ye yeni bir genel amaçlı yazmaç eklenmedi. Böylece, geniş adres alanını kullanmayan 64-bit modu uygulamaları çalıştırılırken elde edilen performans kazancı az oluyordu.
BEĞEN Paylaş Paylaş
Bu mesajı 1 üye beğendi.
Gerçekçi ol imkansızı iste...
KisukE UraharA - avatarı
KisukE UraharA
VIP !..............!
17 Nisan 2008       Mesaj #5
KisukE UraharA - avatarı
VIP !..............!
Çok-çekirdekli işlemciler

1990’ların başlarından beri server larda ve iş platformlarında kullanılan ve popüler olan simetrik çokluişlem (multiprocessing) dizaynlarında olduğu gibi, bilgisayarın performansını arttırmak için değişik bir yaklaşım da bilgisayara daha fazla işlemci eklemekti. Moore Kanunu’na uygun kalmak; çip yapma teknolojileri, teknolojinin fiziksel sınırlarına yaklaştıkça daha da zorlaşmaktadır. Bu yüzden, piyasadaki sabit gelişimlerin hızını yakalamak için mikroişlemci üreticileri performansı arttırmak adına başka yollar aramaktadırlar.
Bir çok-çekirdekli işlemci, kabaca birden fazla mikroişlemci çekirdeğini kapsayan tek bir çiptir. Etkin olarak, potansiyel performansı çekirdek sayısıyla çarpmak (işletim sistemi ve yazılım birden çok işlemcinin avantajını kullanacak şekilde dizayn edilmişse) genel performansı verir. Bus arayüzü ve ikinci seviye önbellek (second level cache) gibi bazı bileşenler çekirdekler arasında paylaşılabilir. Çekirdekler fiziksel olarak birbirlerine çok yakın olduğu için, ayrık çokişlemcili sistemlere göre, birbirleriyle iletişimleri çok daha yüksek saat hızlarında gerçekleşir ve böylece genel sistem performansı artmış olur.
2005’de, ilk büyük piyasa çift-çekirdek (dual-core) işlemcileri duyuruldu ve 2006 itibariyle, server lar için dört-çekirdek (quad-core) işlemciler kullanılabilir olmaya başlarken, çift-çekirdek işlemciler uç-sınıf server larda ve iş platformlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

RISC

1980’lerin ortalarından 1990’ların başlarına kadar, birçok yeni, yüksek performanslı RISC (azaltılmış komut kümesi bilgisayarı (reduced instruction set computer)) mikroişlemciler üretildi. Bu mikroişlemciler, özel amaçlı makinelerde ve Unix iş platformlarında kullanıldı ve Intel-standart masaüstü hariç bütün rollerde evrensel bir hale geldi.
İlk ticari dizayn, MIPS Technologies tarafından yapıldı, 32-bit R2000 (R1000 piyasaya sürülmemişti). R3000 dizaynı gerçekten pratik bir hale getirmişti ve R4000 dünyanın ilk 64-bit dizaynı olarak tanıtıldı. Rakip projeler, IBM’in POWER ve Sun’ın SPARC sistemlerini doğurdu. Kısa bir süre içinde, tüm büyük üreticiler bir RISC dizaynı üretmeye başladı. Bunlardan bazıları: AT&T CRISP, AMD 29000, Intel i860 ve Intel i960, Motorola 88000, DEC Alpha ve HP-PA’ydı.
Piyasa güçleri, ana masaüstü RISC işlemci olarak PowerPC’yi ve sadece Sun dizaynlarında kullanılan SPARC’ı bırakarak; bu dizaynlardan çoğunun eriyip gitmesine neden oldu. MIPS, en önemlisi Cisco router larında olduğu gibi, çoğu gömülü dizayn olarak kullanılan bazı SGI sistemleri sağlamaya devam etmektedir. Orijinal dizaynların geri kalanı ise günümüzde ya yok olmuştur ya da yok olmak üzeredir. Diğer şirketler, özellikle ARM’a yöneldi. ARM orijinal olarak ev bilgisayarlarını amaçlamış fakat daha sonra gömülü işlemci piyasasına yoğunlaşmıştı. Bugün, MIPS, ARM veya PowerPC çekirdeği tabanlı RISC dizaynları işlemsel aygıtların (computing devices) çok geniş bir çoğunluğuna güç vermektedir.
64-bit hesaplamalarında, DEC Alpha, AMD64, MIPS, SPARC, Power Mimarisi ve HP-Intel Itanium popüler dizaynlardır.

Özel amaçlı mikroişlemciler

“Mikroişlemci” terimi, geleneksel olarak bir tek-çip veya çoklu-çip ana işlem birimini veya bir-çipte-sistemi (System-on-a-chip (SoC)) işaret ederken; aynı teknolojiyle birkaç tip özelleşmiş işlem aygıtı üretildi. En yaygın örnekler mikrodenetleyicilerdir: Sayısal Sinyal İşleyiciler (Digital Signal Processors (DSP)) ve Grafik işleme birimleri (Graphics processing units (GPU)). Bunların çoğu örneği, ya programlanabilir değil ya da kısıtlı programlama yeteneklerine sahiptir. Örneğin, genelde 1990’lardaki GPU’lar büyük ölçüde programlanabilir değildi ve ancak yakın zamanda programlanabilir vertex shader gibi sınırlı yeteneklere kavuştular. “Mikroişlemci” ile ne tanımlandığı konusunda evrensel bir konsensüs yoktur fakat aksi özellikle belirtilmemişse terimin bir özel amaçlı işlemciyi değil genelde bir genel amaçlı ana işlem birimini işaret ettiğini varsaymak yanlış olmaz.
RCA 1802, statik dizayn a sahipti. Statik dizaynın anlamı, saat frekansının keyfi olarak 0 Hz e, tam bir durma haline, kadar düşürülebilmesiydi. Bu, Voyager/Viking/Galileo uzay araçlarının yolculuklarının olaysız anlarında minimum elektrik enerjisi tüketmesini sağlıyordu. Yön bulma güncellemeleri, dünyaya göre meyil kontrolü, data alımı ve radyo iletişimi gibi önemli görevlerde zamanlayıcılar ve/veya sensörler işlemciyi zamanında hızlandırabiliyordu.

Piyasa istatistikleri

2003’de yaklaşık 44 milyar dolar değerinde mikroişlemci üretildi ve satıldı. Bu paranın yaklaşık yarısının masaüstü ve dizüstü kişisel bilgisayarlarda kullanılan ana işlem birimlerinde harcanmasına rağmen bunlar satılan bütün ana işlem birimlerinin sadece yaklaşık %0.2’siydi.
Dünyada satılan bütün CPU’ların yaklaşık %55’i 8-bit mikrodenetleyicilerdir. 1997’de 2 milyardan fazla 8-bit mikrodenetleyici satıldı.
Dünyada satılan bütün CPU’ların %10’undan daha azı, 32-bit veya daha fazladır. Satılan bütün 32-bit CPU’lardan %2 si masaüstü veya dizüstü kişisel bilgisayarlarda, geri kalanı ise tost makinesi, mikrodalga, elektrik süpürgesi ve televizyon gibi ev eşyalarında kullanılmıştır. “Genel olarak bakıldığında, bir mikroişlemci, mikrodenetleyici veya DSP’nin ortalama fiyatı 6$’ın biraz üstündedir.”
BEĞEN Paylaş Paylaş
Bu mesajı 1 üye beğendi.
Gerçekçi ol imkansızı iste...
ThinkerBeLL - avatarı
ThinkerBeLL
VIP VIP Üye
2 Haziran 2009       Mesaj #6
ThinkerBeLL - avatarı
VIP VIP Üye
Mikroişlemci
Mikroişlemci, elektronik alanındaki en önemli buluşlardan biridir. Mikroişlemci "akıllı" bir elektronik birimdir. Çok küçük ve çok ince bir silisyum cipinin üzerinde oluştu­rulmuş binlerce elektronik devre ve transistörden oluşur.
Mikroişlemci çok daha büyük bir bilgisaya­rın ana işlem biriminin yaptığı işi yapabilir. Komutları ve aldığı başka bilgileri saklamak için bir belleği vardır; çeşitli görevleri yerine getirmek üzere programlanabilir ve gerekti­ğinde kendisini düzeltebilir. Örneğin, bir dizi trafik ışığını, gün içindeki değişik trafik koşul­larını hesaba katarak denetim altında tutabi­lir. Bir montaj hattındaki robotları da denet­leyebilir.
Mikroişlemciler, hesap makinelerinde, ev bilgisayarlarında, otomobillerde, yazar kasa­larda, televizyon alıcılarında ve seyir dona­nımlarında kullanılır. Fabrikalarda ve laboratuarlarda, daha önce insan eliyle yapılan sıradan ve can sıkıcı işler, bugün mikroişlemcilerce gerçekleştirilmektedir.
MsXLabs.org & Temel Britannica

M
ikroişlemci Nedir?
Çokgenel bir ifadeyle bir bilgisayarın beyni, esas işi yapan kısmı olarak isimlendirilebilecek olan mikroişlemciler hakkında biraz daha ayrıntılı bir açıklama şu şekilde yapılabilir: Bir dijital bilgisayar üç temel kısımdan oluşmaktadır:
  • Merkezi İşlem Birimi - MİB (Central Processing Unit – CPU)
  • Program ve Veri Hafızaları (Program and Data Memory)
  • Giriş – Çıkış Birimleri (Input – Output Units)
Merkezi İşlem Birimi (MİB / CPU), verileri işleme ve sistemi oluşturan çeşitli birimler arasında bilgi akışı kontrolü işlemlerini gerçekleştirir.Veri işlemenin büyük çoğunluğu MİB'de yer alan Aritmetik Lojik Birim üzerinde gerçekleştirilir. Ancak bu işlemlerin gerçekleştirilmesi sırasında Kod Çözme Kontrol Birimleri ile çeşitli Saklayıcılar (Registers) da çok yoğun olarak kullanılır.
İşte bu merkezi işlem birimini oluşturan çeşitli alt birimlerin tek bir entegre devre üzerinde gerçekleştirilmiş – üretilmiş haline Mikroişlemci (Microprocessor) adı verilir. Modern gelişmiş mikroişlemcilerde bir kaç milimetre karelik alanda milyonlarca transistör yer almaktadır. Örneğin Pentium II işlemcisinde (ön hafıza, cache memory) hariç 7.5 milyon adet transistör bulunmaktadır.

Tarihsel Gelişim
Mikroişlemcilerin tarihsel gelişimine kısaca bir göz atılacak olursa, ilk mikroişlemcinin bir hesap makinesinde kullanılmak üzere INTEL firması tarafından 1971'de I4004 adıyla üretilen 4 bitlik bir işlemci olduğu görülür. Bu tarihten önce bilgisayarların MİB'leri önceleri elektron tüpleri ve röleler daha sonraki dönemde ise transistörler ve çeşitli elektronik devreler kullanılarak hazırlanıyordu. İşlem kapasitelerinin çok kısıtlı olmasının yanı sıra sürekli bakım gerektiriyorlardı. Bir fikir vermesi açısından 1945'de Pennsylvania Üniversitesi'nde tamamlanan ENIAC isimli ilk bilgisayarın 30 metre boyu ve 30 ton ağırlığı olduğunu söyleyebiliriz. 18.000 radyo tüpünden oluşan cihaz 100 Kwatt güç harcamaktaydı. 1971'deki, bilgisayarın temel elemanı kabul edilen MİB'in tek bir entegre devre içine sığdırılarak üretimi, yarı-iletken teknolojisinde, transistörün keşfi gibi bir sıçrama gerçekleştirmiştir. INTEL, özel sipariş üzerine geliştirdiği 4 bitlik I4004 (1971) ve 8 bitlik I8008 (1972) entegre devrelerine ilk müşterilerinden başka bir ilgi beklemediği için üretim hattını düşük kapasitede tutmuştu. Ancak aksine bu işlemciler büyük bir ilgi gördü ve 1974'de genel amaçlı ilk 8 bitlik MİB olan I8080 işlemcisini üretti.
Bu işlemciye büyük bir talep oldu ve kısa bir zamanda I8080 endüstri standardı oldu. İki yıl sonra 1976'da daha gelişmiş bir model olan I8085 üretildi. Bu arada 1975 yılında sektörün ikinci önemli ismi olan Motorola firması da MC6800 adındaki işlemciyi piyasaya sürerek o günden itibaren süre gelen bir yarışa katılmış oldu.
Intel'in ürettiği mikroişlemcilerin adları yakın zamana kadar 80286, 80386, 80486 gibi rakamlardan oluşuyordu. Bu rakamların belli bir mantığı da vardı. Daha gelişmiş işlemciler daha yüksek rakamlarla gösteriliyordu. Örneğin, 80386 kodu, 80286 işlemcisinden daha sonra üretilmiş ve daha güçlü bir işlemciyi gösteriyordu. Amerikan yasaları rakamlardan oluşan adları başka şirketlerin de kullanmasına olanak tanıdığı için Intel'in rakiplerinin ürettikleri işlemciler de bu kodları rahatlıkla taşıyabiliyorlardı. Bu durum üzerine Intel 486’dan sonra ürettiği mikroişlemcinin adını Pentium olarak duyurdu ve rakam kullanmaya son verdi. Pentium’dan sonraki işlemci de Pentium Pro olarak adlandırıldı.

Sınıflandırılma
Mikroişlemcilerin sınıflandırılmasında önemli bir ölçü olan bit sayısı işlemcinin üzerinde ilem yapabildiği en uzun verinin bit sayısını gösterir. Kelime uzunluğu (word lenght) de denilen bu parametre 4 bit, 8 bit, 16 bit, 32 bit gibi değerler alabilmektedir. Bu değer aynı zamanda işlemcinin saklayıcılarının ve veri yolunun genişliğini de gösterir. Ancak bazen harici ve dahili veri yolları farklı genişliklerde olabilir.16 bitlik işlemcilerde endüstri standardı olan 8086 / 8088 günümüze kadar gelen çeşitli ürünlerle X86 ailesi diye isimlendirilen mikroişlemci ailesinin çekirdeği (core) olmuştur.
Bilgisayar dünyasında bizim bildiğimiz sayılar, harfler, resimler bulunmaz. Orada geçerli olan tek şey 0 ve 1 rakamlarıdır. Bildiğimiz, gördüğümüz her şey bilgisayar dünyasında 0 ve 1'lerin çeşitli kombinasyonları ile gösterilir. Son derece basit ama bir o kadar da güçlü bir dünya. Mikroişlemciler bu 0 ve 1'leri belli gruplar halinde değerlendirir. Örneğin, 8088 işlemcisi bilgileri sekizerlik gruplar halinde alıp işleyebilir. 0 ve 1'lerin her birine de 1 bit denir. 8088, bilgileri sekiz bitlik gruplar halinde alıp işlediği için 8 bitlik bir mikroişlemci olarak sınıflandırılır. 80286 Işlemcisi 16 bitlik, 80386 ve 80486 işlemcileri ise 32 bitlik işlemcilerdir. Pentium ve Pentium Pro 32/64 bitlik işlemciler olarak değerlendirilir. Mikroişlemciler, dışlarındaki devrelerle bağlantı sağlamak için belli sayıda bağlantı kullanır. Bu bağlantılara, mikroişlemcilerin iki yanından sarktıkları ve bacağa benzedikleri için bacak denilir. 8088'in veri alıp vermek için kullandığı 8 bacağı vardır. 80386'nın ise tam 32 bacağı veri alıp vermek için kullanılır. Pentium ve Pentium Pro işlemcilerinin 64 adet veri bacağı vardır, ama veriler 64 bacak üzerinden alındıktan sonra içerde işlemlerin önemi bir bölümü 32 bit üzerinden yapılır. Pentium ve Pentium Pro’nun 32/64 bitlik işlemciler olarak tanımlanmasının nedeni budur.
Mikroişlemciler, bilgileri bilgisayarın belleğinden alıp işler ve bilgileri tekrar belleğe kaydeder. Bellekte bilgiler 8 bitlik gruplar şeklinde saklanmaktadır (her sekiz bitlik gruba 1 byte denmektedir; 1000 küsur byte 1 KB ve 1000 küsur KB da 1 MB eder). Bellekte bu sekiz bitlik gruplardan (byte'lardan) milyonlarca bulunabilir. Bu milyonlarca byte'lık bellek birimlerinin her birinin bir adresi vardır. Mikroişlemci ya da başka bir devre belleğe erişirken hep bu adresleri kullanır. Mikroişlemcinin adresleme için kullandığı bacaklar adres bacağı adını alır. Bu bacaklar ne kadar çok olursa mikroişlemci o kadar çok miktarda belleği adresleyebilir, yani kullanabilir. Örneğin, 8088'in 20 adet adres bacağı vardır ve 1 milyon küsur byte'ı adresleyebilir. 80386'nın ise tam 32 adres bacağı vardır ve 4 Gigabyte'lık (4000 MB) bir belleği adresleyebilir.
Bazı işlemcilerin yanında DX ve SX harfleri vardır. Bunlar, 80386SX işlemcinin 80386DX işlemcisinden farkı, tabloda da görüldüğü gibi, adres ve veri bacak sayısının daha düşük olması. Bu yapı, 80386SX'i kendisinden önce gelen 80286'ya yaklaştırıyor. Zaten üretiliş amacı da 80286 tasarımlarını çok az değiştirerek 80386'nın getirdiği avantajları kullanmak. Adres ve veri bacaklarının sayıca az olmasının dışında 80386SX'in iç yapısı tamamıyla 80386DX'in aynısı. 80486DX ve 80486SX'de ise şöyle bir durum var: 80486DX'in iç yapısında bir matematik işlemci içeriliyor. 80486SX'in içinde ise bir matematik işlemci yok. Tek farklılık bu. Matematik işlemciler, mikroişlemciler gibi her işi yapan devreler değildir. Yalnızca matematik işlemleri, çok üstün bir duyarlık ve hızla yapan özel işlemcilerdir. 80486DX'e kadar ayrı bir devre olarak satılan bu matematik işlemciler 80486DX ile mikroişlemcinin yapısına dahil edilmişti. Ama özel olarak matematik işlem yoğunluklu işlerle uğraşmayanların yine de 486'nın getirdiği avantajlardan yararlanması için 80486SX işlemcisi üretilmişti.
Mikroişlemcilerin adres ve veri bacak sayıları kadar önemli olan bir başka şey de çalışma frekanslarıdır. Çalışma frekansı bir mikroişlemcinin işlem yapma hızının bir göstergesidir. Aynı işlemcinin değişik frekanslarda çalışan birden çok uyarlaması bulunabilir. Örneğin, 80486'nın 20, 25, 33, 40, 50, 66, 75 ve 100 MHz'de çalışan sekiz değişik uyarlaması bulunmaktadır. Pentium’un ise şu anda 60, 66, 75, 90, 100, 120, 133, 150 ve 166 MHz’de çalışan uyarlamaları bulunuyor. Çalışma frekansı ne kadar yüksek olursa işlemleriniz o kadar hızlı yapılır.80486, PENTIUM ve PENTIUM PRO işlemcilerinde bir iç tampon bellek de bulunmaktadır. Mikroişlemci mümkün olduğunca bu iç belleği kullanıyor ve bu durum da işlemcilerin perfermansını arttıran bir başka etmen oluyor. 80486 serisi işlemcilerin dış dünya ile daha az ilişki kurmak için kullandığı iç tampon belleğin büyüklüğü 8 KB (8000 küsur byte). Pentium’ların iç tampon belleği 16 KB. Pentium’dan sonraki işlemci Pentium Pro’da da 16 KB’lık bir iç tampon belleğin yanısıra tam 256 KB’’lık bir başka tampon bellek de yer alıyor.

Mikrokontrolör
Bir mikrokontrolör, komple bir bilgisayarın (MİB, hafıza ve giriş - çıkışlar) tek bir entegre devre üzerinde üretilmiş halidir. Kısıtlı miktarda olmakla birlikte yeterince hafıza birimlerine ve giriş – çıkış uçlarına sahip olmaları sayesinde tek başlarına (stand alone) çalışabildikleri gibi donanımı oluşturan diğer elektronik devrelerle irtibat kurabilir, uygulamanın gerektirdiği fonksiyonları gerçekleştirebilirler.
Mikrokontrolörler çoğunlukla, yer aldıkları uygulama devresinin içine gömülmüş, sadece oraya adanmış olarak kullanılırlar. Bu özellikleri nedeniyle bilgisayarlardaki kullanıcı uygulama programlarını çalıştırma gibi esneklikleri olmamakla birlikte kontrol ağırlıklı uygulamalarda alternatifsiz seçenek olarak karşımıza çıkarlar.
Gerçek zamanlı uygulamalarda çalışmalarıyla mikrokontrolörler, mikroişlemcilerden ayrılmaktadırlar. Gerçek zamanlı uygulamalarda dış dünyadan (işlemcinin dışındaki elektronik ortamdan) gelen işaretler çok hızlı değişim gösterebilir ve bunları işleyip gereken çıkışları aynı hızlılıkta dış dünyaya uygulamak gerekebilir.
Sonuç olarak mikroişlemciler ve mikrokontrolörler temelde aynı alt yapı çalışma mantığına sahip olmakla birlikte kullanım yeri ve amacına göre iki ayrı grup ürün olarak değerlendirilebilir.

Mikroişlemcinin hız birimi olarak verilen MHz teriminin anlamı nedir?
Bir mikroişlemci işlemleri belli adımlarla yapar. Her işlemin kaç adımda yapılacağı bellidir. Örneğin, iki sayıyı toplamak üç adım, çarpmak otuz adım sürebilir. Bu adımlara çevrim (cycle) denir. Bir saniyede gerçekleşen çevrimlerin sayısı mikroişlemcinin hızını belirler. Örneğin, 10 MHz’de çalışan bir mikroişlemci saniyede 10 milyon çevrim gerçekleştirebilir. Bu da, örneğin, 300 bin toplamaya ya da 30 bin çarpmaya karşılık gelir. Tabii mikroişlemcinin hızı 100 MHz’e çıkarsa çevrim sayısı on kat artacak ve sonuçta 300 bin yerine 3 milyon toplama ile 30 bin çarpma yerine 300 bin çarpma işlemi işlemi gerçekleşecektir.
Günümüzde Mikroişlemci ve mikrokontrolörler üreten irili ufaklı pek çok firma bulunmaktadır. Bunlara örnek olarak INTEL, MOTOROLA, AMD, PHILIPS, SIEMENS, TEXAS INS., DALLAS, ATMEL, MICROCHIP, HITACHI, MITSUBISHI, SGS-THOMSON, ANALOG DEVICES, NATIONAL gibi firmalar sayılabilir. Bu firmaların bazıları sadece kendilerine özgü işlemcileri piyasaya sürerken bazıları da ilk üretimi ve patenti bir başka firmaya ait olmakla birlikte, orijinal işlemci ile uyumlu fakat çeşitli başka ek özelliklere de sahip türev ürünler (derivatives) üretebilmektedir.


Alper ÜZGEÇ – 2005

Tanrı varsa eğer, ruhumu kutsasın... Ruhum varsa eğer!
Aynacan - avatarı
Aynacan
VIP Gecenin Aydınlığı!
9 Mayıs 2010       Mesaj #7
Aynacan - avatarı
VIP Gecenin Aydınlığı!
Mikroişlemciler

Mikroişlemciler bilgisayarın en önemli parçalarıdır. Bilgisayardan beklediğimiz işlerin hemen hepsi gerçekte mikroişlemci tarafından gerçekleştirilir. Bilgisayarın diğer bölümleri mikroişlemciye bilgi aktarmak ve mikroişlemciden gelen bilgileri kullanıcıların anlayacağı bir şekle sokmak işiyle uğraşırlar. Mikroişlemcileri ticari olarak ilk üreten firma Amerikan Intel firmasıdır. Piyasaya ilk giren firma olarak Intel'in egemenliği halen sürmektedir. Intel, zaman içinde çok çeşitli mikroişlemciler üretmiştir. Bu mikroişlemci çeşitliliği tek başına kafa karıştırıcı iken bir de Intel'in rakiplerinin ürettikleri mikroişlemciler de piyasaya sürülünce karışıklık iyice artmıştır. Intel'in mikroişlemcileri diğer üreticiler için iyi bir model oluşturmakta ve bazen Intel'in kendisinin ürettiği mikroişlemcilerden daha iyi çalışan kopyaları piyasayı doldurmaktadır. Intel'in rakiplerince üretilen mikroişlemcilerin önemli bir bölümü uyumluluğu test edilmiş, güvenilir işlemcilerdir. Gönül rahatlığıyla bu işlemcileri alabilirsiniz.

Intel'in ürettiği mikroişlemcilerin adları yakın zamana kadar 80286, 80386, 80486 gibi rakamlardan oluşuyordu. Bu rakamların belli bir mantığı da vardı. Daha gelişmiş işlemciler daha yüksek rakamlarla gösteriliyordu. Örneğin, 80386 kodu, 80286 işlemcisinden daha sonra üretilmiş ve daha güçlü bir işlemciyi gösteriyordu. Amerikan yasaları rakamlardan oluşan adları başka şirketlerin de kullanmasına olanak tanıdığı için Intel'in rakiplerinin ürettikleri işlemciler de bu kodları rahatlıkla taşıyabiliyorlardı. Bu durum üzerine Intel 486’dan sonra ürettiği mikroişlemcinin adını Pentium olarak duyurdu ve rakam kullanmaya son verdi. Pentium’dan sonraki işlemci de Pentium Pro olarak adlandırıldı.

Ilk PC'lerde kullanılan işlemciler 8088 kodunu taşıyordu. Daha sonra Intel'in üretimine bağlı olarak 80286, 80386, 80486, Pentium ve en son olarak da Pentium Pro işlemcileri kullanılmaya başlandı. Bu işlemcileri birbirlerinde farklı kılan noktalar iç yapıları ve işlem kapasiteleridir. Örneğin, 80286 işlemcisi 8088 işlemcisine göre 3-4 kat daha hızlı bir işlemcidir. Iç yapıları ve işlem kapasiteleri derken konuyu biraz daha açalım.

Bilgisayar dünyasında bizim bildiğimiz sayılar, harfler, resimler bulunmaz. Orada geçerli olan tek şey 0 ve 1 rakamlarıdır. Bildiğimiz, gördüğümüz her şey bilgisayar dünyasında 0 ve 1'lerin çeşitli kombinasyonları ile gösterilir. Son derece basit ama bir o kadar da güçlü bir dünya. Mikroişlemciler bu 0 ve 1'leri belli gruplar halinde değerlendirir. Örneğin, 8088 işlemcisi bilgileri sekizerlik gruplar halinde alıp işleyebilir. 0 ve 1'lerin her birine de 1 bit denir. 8088, bilgileri sekiz bitlik gruplar halinde alıp işlediği için 8 bitlik bir mikroişlemci olarak sınıflandırılır. 80286 Işlemcisi 16 bitlik, 80386 ve 80486 işlemcileri ise 32 bitlik işlemcilerdir. Pentium ve Pentium Pro 32/64 bitlik işlemciler olarak değerlendirilir.. Mikroişlemciler, dışlarındaki devrelerle bağlantı sağlamak için belli sayıda bağlantı kullanır. Bu bağlantılara, mikroişlemcilerin iki yanından sarktıkları ve bacağa benzedikleri için bacak denilir. 8088'in veri alıp vermek için kullandığı 8 bacağı vardır. 80386'nın ise tam 32 bacağı veri alıp vermek için kullanılır.Pentium ve Pentium Pro işlemcilerinin 64 adet veri bacağı vardır ama veriler 64 bacak üzerinden alındıktan sonra içerde işlemlerin önemi bir bölümü 32 bit üzerinden yapılır.Pentium ve Pentium Pro’nun 32/64 bitlik işlemciler olarak tanımlanmasının nedeni budur.

Mikroişlemciler, bilgileri bilgisayarın belleğinden alıp işler ve bilgileri tekrar belleğe kaydeder. Bellekte bilgiler 8 bitlik gruplar şeklinde saklanmaktadır (her sekiz bitlik gruba 1 byte denmektedir; 1000 küsur byte 1 KB ve 1000 küsur KB da 1 MB eder). Bellekte bu sekiz bitlik gruplardan (byte'lardan) milyonlarca bulunabilir. Bu milyonlarca byte'lık bellek birimlerinin her birinin bir adresi vardır. Mikroişlemci ya da başka bir devre belleğe erişirken hep bu adresleri kullanır. Mikroişlemcinin adresleme için kullandığı bacaklar adres bacağı adını alır. Bu bacaklar ne kadar çok olursa mikroişlemci o kadar çok miktarda belleği adresleyebilir, yani kullanabilir. Örneğin, 8088'in 20 adet adres bacağı vardır ve 1 milyon küsur byte'ı adresleyebilir. 80386'nın ise tam 32 adres bacağı vardır ve 4 Gigabyte'lık (4000 MB) bir belleği adresleyebilir. Aşağıda bilgisayarlarda kullanılan mikroişlemcilerin veri ve adres bacak sayılarını göreceksiniz:

Veri bacakları--- Adres bacakları
8086-------------- 16 20
8088 -------------- 8 20
80286------------- 16 24
80386DX------ ---32 32
80386SX---------- 16 24
80486 32--------- 32
80486SX---------- 32 32
PENTIUM---------- 64 32
PENTIUM---------- PRO 64 32
PENTIUM II------- 64 32
PENTIUM III------ 64 32
PENTIUM IV------ 64 32
ITANIUM-----------64 64


Yukarda mikroişlemcileri üretim tarihleri sırası ile verdik. Bazı işlemcilerin yanında DX ve SX harflerini görüyorsunuz. Bunları da kısaca açıklayalım. 80386SX işlemcinin 80386DX işlemcisinden farkı, tabloda da görüldüğü gibi, adres ve veri bacak sayısının daha düşük olması. Bu yapı, 80386SX'i kendisinden önce gelen 80286'ya yaklaştırıyor. Zaten üretiliş amacı da 80286 tasarımlarını çok az değiştirerek 80386'nın getirdiği avantajları kullanmak. Adres ve veri bacaklarının sayıca az olmasının dışında 80386SX'in iç yapısı tamamıyla 80386DX'in aynısı. 80486DX ve 80486SX'de ise şöyle bir durum var: 80486DX'in iç yapısında bir matematik işlemci içeriliyor. 80486SX'in içinde ise bir matematik işlemci yok. Tek farklılık bu. Matematik işlemciler, mikroişlemciler gibi her işi yapan devreler değildir. Yalnızca matematik işlemleri, çok üstün bir duyarlık ve hızla yapan özel işlemcilerdir. 80486DX'e kadar ayrı bir devre olarak satılan bu matematik işlemciler 80486DX ile mikroişlemcinin yapısına dahil edilmişti. Ama özel olarak matematik işlem yoğunluklu işlerle uğraşmayanların yine de 486'nın getirdiği avantajlardan yararlanması için 80486SX işlemcisi üretilmişti.

Mikroişlemcilerin adres ve veri bacak sayıları kadar önemli olan bir başka şey de çalışma frekanslarıdır. Çalışma frekansı bir mikroişlemcinin işlem yapma hızının bir göstergesidir. Aynı işlemcinin değişik frekanslarda çalışan birden çok uyarlaması bulunabilir. Örneğin, 80486'nın 20, 25, 33, 40, 50, 66, 75 ve 100 MHz'de çalışan sekiz değişik uyarlaması bulunmaktadır. Pentium’un ise şu anda 60, 66, 75, 90, 100, 120, 133, 150 ve 166 MHz’de çalışan uyarlamaları bulunuyor. Çalışma frekansı ne kadar yüksek olursa işlemleriniz o kadar hızlı yapılır.

80486, PENTIUM ve PENTIUM PRO işlemcilerinde bir iç tampon bellek de bulunmaktadır. Mikroişlemci mümkün olduğunca bu iç belleği kullanıyor ve bu durum da işlemcilerin perfermansını arttıran bir başka etmen oluyor. 80486 serisi işlemcilerin dış dünya ile daha az ilişki kurmak için kullandığı iç tampon belleğin büyüklüğü 8 KB (8000 küsur byte). Pentium’ların iç tampon belleği 16 KB. Pentium’dan sonraki işlemci Pentium Pro’da da 16 KB’lık bir iç tampon belleğin yanısıra tam 256 KB’’lık bir başka tampon bellek de yer alıyor.

* Mikroişlemcinin hız birimi olarak verilen MHz teriminin anlamı nedir?
Bir mikroişlemci işlemleri belli adımlarla yapar. Her işlemin kaç adımda yapılacağı bellidir. Örneğin, iki sayıyı toplamak üç adım, çarpmak otuz adım sürebilir. Bu adımlara çevrim (cycle) denir. Bir saniyede gerçekleşen çevrimlerin sayısı mikroişlemcinin hızını belirler. Örneğin, 10 MHz’de çalışan bir mikroişlemci saniyede 10 milyon çevrim gerçekleştirebilir. Bu da, örneğin, 300 bin toplamaya ya da 30 bin çarpmaya karşılık gelir. Tabii mikroişlemcinin hızı 100 MHz’e çıkarsa çevrim sayısı on kat artacak ve sonuçta 300 bin yerine 3 milyon toplama ile 30 bin çarpma yerine 300 bin çarpma işlemi işlemi gerçekleşecektir.

* Pentium işlemcilerde bir hata var deniyordu. Pentium’lar gerçekten hatalı mı?
Ilk üretilen 60 ve 66 MHz’lik Pentium’larda, özel bir bölme işlemi sırasında bir hata yapılıyor ve bölme işleminin sonucu olan sayının noktadan sonra 9 ya da 10. basamaktaki rakamı hatalı çıkıyordu. Pentium işlemcilerini üreten Intel firması bu hatanın farkına vardıysa da uzun süre açıklamadı. Çünkü bu hataya yalnızca bazı özel durumlarda (Intel’e göre 27.000 yılda bir sıklıkla, IBM’e göre ise 24 günde bir sıklıkla karşımıza çıkabilir) rastlanıyordu. Ama bu hatanın farkına varılması ve yoğun bir tepki gösterilmesi sonucunda Intel hatasını açıkladı ve hatalı Pentium’ların karşılıksız olarak değiştirileceğini duyurdu (gerçekten değiştirdi de). O andan sonra üretilen işlemcilerde ise bu hata giderildi. Uzunca bir süredir Pentium’lar bu hatadan arındırılmış olarak üretiliyor. Gönül rahatlığıyla Pentium alabilirsiniz.
Not: Bilgilendirme amaçlıdır.
Avatarı yok
nötrino
Yasaklı
15 Mart 2012       Mesaj #8
Avatarı yok
Yasaklı
Enerji Dostu Mikroişlemci

İngiltere merkezli Arms Holdings, 'dünyanın enerji verimliliği en yüksek mikroişlemcisi' diye tanımladığı yeni ürününü tanıttı.Şirket, 'Flycatcher' mimarisi temeline dayanan mikroişlemcinin, internetin daha fazla aygıta yayılmasının yolunu açacağını söylüyor.

'Battlestar Galactica' ve 'Terminator' izleyenler sonradan insanların korkulu rüyası haline gelen robotların çıkış öyküsünü ve elektronik cihazların birbirlerine bağlanmasının ardından gelişerek nasıl insanlığa karşı savaş açtıklarını hatırlarlar. Hayatımızda henüz bu kadar korku duymamıza neden olacak bir değişiklik yok. Ancak tüm cihazları internete bağlayan teknoloji 'Flycatcher' mimarisiyle hayatımıza girdi ve yakın gelecekte hızla yayılacak gibi gözüküyor.

Arms Holdings, 1 milimetreye 1 milimetre boyutundaki yeni işlemcinin tasarımı için her şeye sıfırdan başladıklarını açıkladı. Şirkete göre, yeni mikroişlemciler, 8 yada 16 bit hızdaki daha önceki çiplerden üçte bir oranında daha az enerji harcayacak. Ayrıca, yeni mikroçipin kullanıldığı cihazlar bekleme konumundayken neredeyse hiç enerji tüketmiyor.

Arms Holdings'den Gary Atkinson, eğer bir değişiklik yapılmazsa, tüm gelişmiş ülkelerde gelecek 20 yıl içinde elektrik ihtiyacının üretilen elektrik miktarını aşacağını belirtiyor.

Yapmamız Gereken Önlem Almak

Atkinson, "Yapmamız gereken bu duruma yeni tasarımlarla önlem almak. Buzdolaplarına, çamaşır makinelerine, bulaşık makinelerine internete bağlanma özelliği eklediğinizde, bu cihazlar genel elektrik tüketimini izleyip zaman zaman küçük ayarlar yaparak enerji kullanımını dengeleyebilirler" diyor.'Terminator'da SkyNet ağıyla birlik olan bilgisayar sistemleri insanlığı yok etmeye karar veriyordu.

Arms Holdings, mikroçiplerin kullanılacağı cihaz başına, bir ruhsat ücreti ve küçük bir telif ücreti almayı planlıyor. Her cihazdan alınacak miktar küçük olsa da, Ericsson, bugün kullanılan 10-15 milyar cihazın aksine 2020 yılına kadar 50 milyar cihazın internete bağlanmış olacağını öngörüyor.

Tüm Cihazlar İnternete Bağlanacak

Büyüyen bu pazardan kâr elde etmeyi uman tek şirket Arms Holdings değil. Teksas merkezli Microchip Technology ve California merkezli Atmel de benzer ürünlerle bu pazardan pay alma çabasındalar.

NXP Semiconductors ve Freescale adlı iki şirket bu yeni teknolojinin ruhsatını aldı. Freescale'den Geoff Lees, "Bu yenilik, tüm cihazlarda sürekli internete bağlı olma potansiyeli oluşturuyor" dedi. Lees yeni mikroişlemcinin kullanım alanlarını "Her yerde bağlantıda olmamız mümkün. Küçük araç gereçlerden, MP3-çalarlara, gösterge ekranı olan mutfak ürünlerinden yağmur algılama monitörlerine, kişisel tıbbî cihazlara kadar her alan büyük önem taşıyor" diye açıkladı.

The Cortex -M0+ mimarisi, çip üreticilerine, düşük enerji gerektiren ancak 32 bit hızda çalışabilen mikroişlemciler üretme olanağı veriyor.


Kaynak : Gençbilim / BBC (15 Mart 2012,10:50)