PO informatica. Door: Ivo reumkens en Dion Legierse. Inleverdatum: Onderwerp: processors. Website:

Transcriptie

1 PO informatica Door: Ivo reumkens en Dion Legierse. Inleverdatum: Onderwerp: processors. Website:

2 Inhoud - Inleiding - Werking - Intel - AMD - Mobiel - Koelers - Overclocking - Nieuwe ontwikkelingen

3 Inleiding Het PO Voor informatica hebben we een PO moeten maken. De opdracht was een onderwerp te kiezen wat te maken heeft met computers, en daaromheen een website te bouwen.we hebben processors gekozen, omdat we zelf vaak met computers bezig zijn. Zo doen we computers repareren, bouwen en ontwerpen. Wat bij die activiteiten (vooral het bouwen) altijd belangrijk is is de keuze van processors. De processor is altijd een moeilijke keuze bij computers en die keuze hangt ook van veel factoren af. Vooral wat je met die computer wil doen is het een belangrijke factor, als je een game pc bouwt dan hoeft het geen hele dure te zijn, maar bij bijvoorbeeld het goed renderen van videos in een bewerkings programma heb je toch al snel een sterkere nodig. We vonden processors ook een interesant onderwerp, want het is het meest complexe onderdeel van de pc. De ontwikkelingen bij processors zijn vaak ook zeer interesant, zo worden er steeds meer cores toegevoegd en worden ze steeds sneller en beter. Het proces van werken We begonnen met het op papier tekenen van hoe we de website eruit wouden laten zien. Dit zijn we toen gaan uitwerken, en gaan uitbreiden. De tekening op papier was eigenlijk heel simpel, een balk bovenin, een balk onderin en de inhoud die erdoorheen scrollde. Alles wat nu voor de rest op de website staat, hebben we tijdens het ontwerpen bedacht en toegevogd. Als u de website in Internet Explorer 9 of lager, of een andere verouderde browser, heeft bekeken heeft u waarschijnlijk al gezien dat het er niet correct uit ziet. Dat komt omdat deze website sterk leunt op het gebruik van CSS3, en dat ondersteunen die browsers nog niet. We hebben wel veel tijd gestoken in het werkend proberen te krijgen ervan met behulp van Modernizr, ongeveer 2 uur, maar helaas zonder resultaat. Wat deze tool doet is via Javascript CSS functionaliteit toevoegen. Hiervoor moet je echter de CSS helemaal aanpassen, en het werkt niet als je stylesheet extern staat. Om deze reden is het ons niet gelukt dit te implementeren. We wouden echter wel iets van een melding voor Internet Explorer gebruikers, daarom ziet iedereen die IE9 of lager gebruikt als eerste slide een groot IE logo met daar doorheen een grote streep.

4 Werking De processor wordt vaak gezien als de hersens van de pc, het verwerkt data die hij binnen krijgt en doet daar wat mee. De processor krijgt deze commandos van de RAM. De RAM kun je zien als het hart van een mens, alleen inplaats van bloed pompt de RAM info rond. Zo geeft de RAM dus instructies aan de processor en vise versa. Hieronder kun je een versimpelde tekening zien van het proces

5 Intel algemeen Intel is een van de twee grootste processor fabrikanten. Intel maakt processors die vaak lang meegaan en van hoge kwaliteit zijn. Intel is ook wel de duurdere van de twee, met processors die vaak duurder zijn dan AMD die ongeveer hetzelfde kunnen. Intel is wel actiever op het gebied van innovatie in de processor wereld, vooral omdat Intel een processor gefocused bedrijf is. geschiedenis Intel is opgericht in 1968 door Robert Noyce en Gordon Moore. De CEO van het bedrijf was Andrew Grove, hij was ceo tot eind jaren 90. Momenteel is Grove nog wel voorzitter van de raad van bestuur. Eerst wilden Robert Noyce en Gordon Moore het bedrijf Moore Noyce noemen, maar omdat ze het niet echt vonden klinken besloten ze die niet te pakken. Hierna noemde ze het bedrijf integrated electronics oftewel afgekort, Intel. Intel starte met het maken van werkgeheugen, maar sloeg later over op het maken van de complexere microprocessors. De vreemde verandering in het bedrijf noemt Andrew Grove in zijn boek Only The Paranoid Survive. Intel is de maker van de eerste microporcessor, genaamd de intel 4004-processor en in 1981 maakte intel in samenwerking met IBM de eerste personal computer. Deze computer bevatte de intel 8086/8088-processor. Intel heeft ook velen ontwikkelingen gemaakt op het gebied van hardware waaronder, de PCI-bus, de universal serial bus (USB) en de architectuur van multicore server processors. Intels processors Intel heeft vele soorten processors gemaakt, waarvan de bekenste pentium en core processors. De pentium processor serie was een single core processor serie. Tegenwoordig worden ze minder gebruikt, omdat single core processors in personal computers overbodig beginnen te worden en zelfs in telefoons. De core serie is de meest bekende serie van processors op het moment. De core serie is een multicore processor serie, de processors in deze serie hebben van 2 cores tot 12 cores. Intel is zelfs bezig met een processor met 72 cores. De core serie bestaat weer uit generaties en iedere generatie is anders. Het begon bij de eerste generatie dat waren multicore processor, daarna kwam de tweede generatie dit was een verbetering van de eerste. Intel werkt met een tick tock systeem, wat een heel simpel idee is maar wel effectief. Voor iedere tick wordt de

6 architectuur van de vorige processor verkleint zodat er meer van op een processor past en bij elke tock wordt een nieuwe architectuur ontworpen. Bij de eerste generatie waren zowel tick en tock toegepast. De tweede generatie was een tock, de derde weer een tick en de vierde generatie is ook weer een tick en een tock.

7 AMD algemeen AMD staat eigenlijk voor Advanced Micro Devices. En je zou het misschien niet verwachtten, maar AMD startte ooit als partner van Intel. Het begon allemaal in 1969 als een klein bedrijf dat veel productiewerk voor andere processorfabrikanten deed. Het x86-tijdperk begon voor AMD tegelijk met de introductie van de IBM-PC. IBM eiste destijds van Intel als voorwaarde voor het gebruik van de 8088 dat er een tweede leverancier voor deze processor zou komen. Intel benaderde hiervoor haar toenmalige partner AMD, en deed er een technologieruil mee. AMD kreeg hiermee de beschikking over de ontwerpen van Intel-processoren en werd hierdoor de tweede leverancier van x86-processoren. Dubbel merk Deze processoren werden toen onder twee merken verkocht, met Intel als ontwerper en AMD als fabrikant. Een voorbeeld hiervan zie je hiernaast. Concurrentie was er alleen door verschil in fabricagetechnieken, beide fabrikanten maakten tenslotte exact dezelfde processor en de fabricagetechniek bepaalde verder de maximale snelheid. Dit ging enkele jaren goed totdat over het gebruik van de processor een hevige strijd ontstond. Na een lange juridische strijd besliste een arbitragecommissie in 1995 in het voordeel van AMD. Sinds deze strijd geeft AMD processors uit die enkel onder zijn eigen naam staan. Op dat moment had AMD de fabricagetechnieken de dusdanig goed onder de knie dat het processoren op een hogere snelheid kon verkopen dan Intel; een Intel liep op 33 MHz, exact dezelfde processor van AMD op 40 MHz. Zo kun je gelijk zien hoe veel sneller de processors van nu zijn. Op zichzelf De beslissing van de arbitragecommissie in 1995 had echter een belangrijk gevolg. AMD kreeg tot 2009 rechten om x86-processoren te maken, maar Intel zou niet langer verplicht zijn toekomstige ontwerpen met AMD te delen. AMD moest dus eigen processoren gaan ontwerpen. In de tussentijd heef AMD zelf veel processors gemaakt. Lange tijd heeft het ook voorgelopen op Intel. De eerste processor die het uitbracht was de K5. Deze moest met Intels Pentium gaan concurreren. De K stond voor Kryptoniet, het metaal waarmee Superman machteloos wordt. Met Superman doelde ze dan weer op Intel. Door ontwikkelen productieproblemen kwam de K5 echter laat op de markt, waardoor hij geen grote impact meer had. De opvolger van de K5, de K6 was dan wel weer beter als Intels variant. Toen AMD echter de Athlon uitbracht had Intel weer de betere processor. Intel liep toen een tijdje voor, mede omdat het veel eerder als AMD DDR2 ondersteunde. DDR2 betekende snellere communicatie met het RAM geheugen, en dus ook een sneller

8 werkende processor. Ook in de tijd van quad-cores had Intel de overhand. Hun processors waren net iets sneller en bovendien had AMD een vervelende bug in de processor zitten die alleen kon worden verholpen door sterke prestatie verminderende maatregelen te treffen. Nu nog steeds maakt Intel de snellere processors. Daar staat echter wel tegenover dat de processors van AMD ongeveer 35% goedkoper zijn, wat natuurlijk ook niet onbelangrijk is. ATI AMD meldde op 24 juli 2006 te zullen fuseren met ATI Technologies. Hiervoor betaalde AMD 4,3 miljard dollar, en daarbij nog 58 miljoen van zijn aandelen voor een totaal van 5,4 miljard dollar. Deze fusie werd afgerond op 25 oktober ATI is nu onderdeel van AMD. Sinds die tijd verkoopt AMD dus ook videokaarten, en AMD bied gpu s aan, processors met daarin een videochip ingebouwd. Op die manier heb je geen losse videokaart meer nodig. Processors die dit hebben zijn te herkennen door de 'Radeon' sticker erop.

9 Mobiele processors Ook in telefoons zijn processoren het hart van het toestel, ze zijn alleen een stuk kleiner.veel mensen weten wel dat een single core het traagst is, daarna en dual core en een quad core super snel is, maar dan stopt het bij de meeste mensen wel. Maar wat zijn eigenlijk de verschillen tussen Tegra, Snapdragon, Hummingbird, OMAP en Qualcomm om maar wat termen te noemen die je vaak vooorbij ziet komen. Qualcomm is bijvoorbeeld een processorfabrikant, zijn Snapdragon, OMAP modellen van verschillende fabrikanten en Krait is een processortype. Om het allemaal duidelijk proberen te maken zetten we hier de geschiedenis en de verschillen van de verschillende processoren op een rij. De ARM processor De eerste ARM processor zag in 1985 het licht onder de naam Acorn RISC Machine en deze was ontworpen door het Engelse Acorn Computers. Oorspronkelijk werd de CPU ontworpen voor gebruik in desktop PC s. Het uitgangspunt van het ontwerp is eenvoud is sneller. Door de eenvoudige opzet van de processor is hij energiezuinig, maar doet gaat niet ten koste van de rekenkracht. Inmiddels heet ook het bedrijf ARM en dit bedrijf heeft inmiddels ook processoren met multi-core mogelijkheden op de markt gebracht, Cortex genaamd. Multi-core processoren zijn een verzameling van meerdere kleine processoren. Hierdoor kan een multi-core processor meerdere processen tegelijk berekenen en uitvoeren. Dit komt de snelheid van de processor ten goede. Het unieke aan ARM is dat het bedrijf de processoren alleen ontwerpt en niet produceert. ARM ontwikkelt de techniek achter de processor en verkoopt deze techniek vervolgens door aan producenten. Die producenten kunnen aanpassingen doen aan het ontwerp of de processor combineren met andere technieken en zo een system on a chip (SoC) ontwikkelen. Deze nieuwe chip mogen ze vervolgens hun eigen naam geven. Dat verklaart de grote verscheidenheid aan processornamen die momenteel op de markt voorhanden zijn. Een hoop van die verschillende processoren zijn onder de motorkap gebaseerd op de ARM technologie. A4 en Hummingbird Bedrijven die op basis van de ARM technologie (zie het kader hiernaast) hun eigen processor ontwikkelden zijn Apple, Samsung. Apple ontwikkelde de eigen A4 processor en Samsung de Hummingbird processor. Deze twee processoren zijn praktisch broertjes van elkaar, omdat ze door hetzelfde team doorontwikkeld zijn. Beide processoren combineren een ARM kern met een grafische processor en een aantal telefoon-specifieke functies in één processor. Met de introductie van de ipad twee, kondigde Apple ook de opvolger van de A4 aan, de A5. Dit is in principe een dubbel kerns A4 processor. Het combineert dus twee

10 ARM kernen tot één processor. Ondertussen is er met de iphone 5C ook al de A6 is gebruik genomen. Dit is een 64 bits processor die daarom nog sneller en zuiniger is. Snapdragon De Snapdragon processor van Qualcomm is eveneens gebaseerd op een Cortex A8 ARM processor, maar maakt nog geen gebruik van de multi-core mogelijkheden. Hij is aangevuld met een GPU en meerdere telefoon-specifieke functies, zoals een GSM chip. De chip is naar verluid flink aangepast door Qualcomm en zou beter zijn in het verwerken van multimedia, in vergelijking tot de oorspronkelijke ARM technologie. De Snapdragon processor is veel gebruikt in Android telefoons, zoals de Google Nexus One. Tegra De bekendste ARM gebaseerde processor van dit moment is waarschijnlijk NVIDIA s Tegra 2 processor. Deze processor wordt momenteel veel toegepast in tablets. De grafische prestaties van de Tegra 2 zouden beter zijn dan die van de concurrentie. NVIDIA heeft de ARM A9 processor gecombineerd met een GeForce grafische processor. Het is de eerste dual-core processor die breed wordt toegepast op de tabletmarkt. De chip is in staat Full HD 1080P videobeelden uit te sturen. NVIDIA heeft ook al de Tegra 3, de Tegra 4 en de Tegra 4i processoren uitgebracht. Deze beschikken allen over vier kernen, en nog een extra vijfde kern. Deze werkt echter alleen op de achtergrond om energie te sparen en hij wordt niet door de telefoon herkend. Atom Atom processoren zijn eveneens ontwikkeld voor mobiele apparaten. Een Atom processor is een echte processor en dus geen system on a chip. Het is een doorontwikkeling van de x86 processor en daardoor gemakkelijk in staat desktop software uit te voeren. Hij is daarmee erg geschikt voor Windows tablets. De oudere technieken zorgen er echter ook voor dat hij minder efficient is en dus minder energiezuinig dan ARM processoren. OMAP OMAP is de ARM processor van Texas Instruments. Deze chip is veel gebruikt door Motorola in haar mobiele apparaten. De Motorola Droid Android telefoon is uitgerust met een OMAP processor, waarbij een ARM kern gecombineerd werd met een PowerVR grafische processor. Dit is dus een processor met daarin al een videochip. Welke processor is nou het beste? Dat is moeilijk te zeggen. Er zijn zoveel versies beschikbaar en die hebben op hun beurt allemaal verschillende specialiteiten. De kracht van het toestel wordt niet alleen

11 bepaald door de gebruikte processor, maar ook door de gekozen hoeveelheid cache, geheugen, geheugentype en grafische processor. De toekomst van de mobiele processor Binnenkort zullen waarschijnlijk al mobieltjes met octa-core processoren op de markt komen, deze hebben dus 8 kernen waardoor ze nog sneller en zuiniger worden. Ook zit in de iphone 5S al een 64-bitsprocessor, dit zullen we ook steeds meer gaan zien. De telefoon kan daardoor meer RAM-geheugen aanspreken, waardoor alles sneller zal gaan en je nog beter kunt multitasken. Ook worden de prossescoren er zuiniger van. Aangezien je met je telefoon zo lang mogelijk wilt doen, zullen de proseccors ook zuiniger gaan worden. Dit gebeurt nu al langzaamaan. Voor de rest zal het de 'normale' proseccore achternagaan, en hoe dat waarschijnlijk gaat lopen kunt u elders in ons verslag lezen.

12 Koeling Één van de belangrijkste aspecten bij processors is de koeling. Processors zijn in de loop der jaren veel veranderd, waarbij er meer in éé processor wordt gedaan. Omdat er meer in gaat betekent dat dat ze ook steeds warmer worden. Oververhitting is niet alleen een probleem, omdat het de processor sloopt als hij te warm wordt, maar ook omdat het processors trager maakt. Eerst werd dit opgelost door een aluminium hitte geleider er op te plaatsen, maar tegenwoordig is dit niet meer genoeg. Tegenwoordig worden er ook ventilators op geplaats die de hitte weer wegblazen. Naast de aluminium geleider en ventilator is er nog één ding nodig en dat is nog een geleider tussen de processor en de aluminium geleider. Dit noemt men koelings pasta, omdat het een soort klei/vloeistof is die de hitte beter naar de aluminium geleider overbrengt. Voor de meeste mensen werkte de ventilator optie het best voor koeling, maar voor sommige activiteiten is dat zelfs niet goed genoeg. Die mensen kiezen dan meestal voor een water gekoeld systeem, dit is de beste optie voor de meeste koeiling en vaak niet te duur in vergelijking met sommige high-end ventilator koelers. De goede koeling is niet het enige voordeel, het is vaak ook stiller. De meeste mensen die een computer kunnen betalen die waterkoeling nodig heeft doen dit ook niet zonder glitter en glam. PC s met waterkoeling hebben vaak veel lichtjes en gekleurde koelvloeistof een water gekoelde pc ziet er daarom ook vaak zo uit:

13 Overclocking Wat is overcloking/overklokken Overclocking is een manier een wat extra kracht te halen uit je processor. Overclocking is ook precies wat de naam zegt je verhoogd de standaard kloksnelheid van de processor. Wat het doet is vrij simpel, elke processor heeft een bepaalde snelheid waarop hij werkt en als je de kloksnelheid verhoogt gaat hij sneller werken. De gevaren van overclocking Dit klinkt mischien heel leuk en aardig, want het is een gratis manier om je processor sneller te maken. Maar als je het onverantwoordelijk doet kunnen er al snel dingen fout gaan. Bij overclocking is een snellere processor niet de enige bijkomstigheid. De processor produceert meer warmte en zonder goede koeling kan dit serieuze schade aan je processor richten. Ook als je overclockt vervalt de garantie van je processor. Dus het is niet slim als je hem net gekocht hebt en hem overclockt, want als hij daarna stuk gaat kun je er niet mee terug naar de fabrikant. Underclocking Naast overclocken bestaat er ook underclocken. Het is ongeveer het zelfde als overclocken, maar inplaats van dat je hem sneller maakt maak je hem langzamer. Nu is de vraag zijn hier voordelen aan, het antwoord is ja. De processor produceert minder hitten en verbruikt ook minder energie, wat handig is als je computer bijvoorbeeld 24 uur per dag aan staat. Overklokken kan zo Je kan een processor overclocken op meerdere manieren. De makkelijkste is de BIOS van je moederbord en daar de clock snelheid te verhogen. Helaas ondersteunen niet alle moederborden deze functie. Een andere manier is door je processor te pushen tot zijn max voor een lange tijd, maar hier kun je snel permanente schade oplopen.

14 Nieuwe ontwikkelingen/toekomst Blijvende ontwikkelingen. Waar altijd aan gewerkt wordt is de archintectuur kleiner/beter te maken van processors en er voor zorgen dat ze niet te warm worden. Er zijn echter meer ontwikkelingen bezig op het gebied van processors, zo is google bezig met het intwerpen van zijn eigen server processors te ontwerpen. APUs Een niet zo nieuwe ontwikkelingen is de apu, wat eigenlijk een processor met ingebouwde graphische mogelijkheden is. Dit lijkt mischien niet heel belangrijk, maar dit betekent voor particulieren dat ze geen videokaart hoeven te kopen bij hun systeem om beeld te kunnen krijgen. Knight s landing Ook de uitbreiding van het aantal cores dat op een processor past wordt steeds aan gewerkt zo is intel bezig met een 72 core processor. Deze processor is niet een processor die in de processor-socket van je moederbord gaat, maar het is eerder een moederbord zelf. Het krijgt ddr4 werkgeheugen 8 of 16gb dram en een bandsnelheid van 500gb per seconde. De processor zal volgens intel in 2015 komen zodra ze de 14nm processors project klaar is. Kwantum computing/processing Een ontwikkeling waar al sinds 1981 aangewerkt wordt is de kwamtum computer. Een kwantum computer werkt anders als een gewone (binaire) computer. Een kwamtum computer heeft ook een andere processor die niet werkt met éénen en nullen, maar met kwamtum deeltjes (foton of elektron). Kwamtum processors werken ook op een andere manier dan binaire processor, het voorbeeld dat het meeste word gebreukt om het verschil uit te leggen is als volgt: er zijn 10 deuren en achter één deur ligt een appel. Beide computers worden op gedragen om de appel te vinden. De binaire computer zal elke deur één voor één afgaan tot hij de appel heeft, de kwamtum computer zal echter alle deuren tegelijk openen de appel pakken. Zoals je kan zien zijn kwamtum computers/processors erg effeciënt en hier kunnen criminelen gebreuk van maken door snel bank rekenen te hacken/ontcijferen. Toch heeft de kwamtum technologie ook zijn voordelen zo kunnen banken ook beter rekeningen beveiligen en data die normaal lang duurt om te analyseren kan snel worden onderzocht, of er kan zelfs data worden verwerkt die een binaire

15 computer/processor nooit zou kunnen verwerken. Hierdoor zou er volgens men een grote wetenschappelijke revolutie kunnen ontstaan. Dit idee bestaat al lang maar het eerste werkende prototype wordt pas over 6 jaar verwacht, dat momenteel door de universiteit delft wordt ontwikkeld.

16 Bronnen: