Bilgisayar Kullanımı, Hardware, Donanım ve Teknik Bilgiler…

MikroiÅŸlemciler Tarihi GeliÅŸimleri Ä°ÅŸlemci Tarihi

July 30, 2007 – 11:40 pm

Mikro işlemcinin yapısını oluşturan birimler :

Kontrol birimi:

Bütün komutlar buradan işletilir. İşlenen komuta göre mikro işlemci içerisindeki bir adresteki veri değiştirilir yada bir verinin işlemci içindeki başka bir bölüme aktarılması sağlanır.

İletim yolları (Bus) :

İletim yolları işlemci ile bilgisayarın diğer birimleri arasındaki bağlantıları sağlayan iletkenlerdir. Üç tip iletim yolu vardır : Veri yolları (Data Bus), Adres yolları (Adress Bus), Kontrol Yolları (Control Bus).

Kaydedici (Register) :

Mikro işlemci ile bellek ve giriş/çıkış (I/O-Input Output) kapıları arasındaki bilgi alışverişlerinin çeşitli aşamalarında,bilginin geçici olarak depolanmasını sağlar. Kontrol biriminin doğrudan bağlandığı bellek birimleridir.

Sayıcılar (Counter) :

Sayıcılar işlemi yapılacak komut ve verilerin adreslerini taşıyarak,bilgisayarın çalışması sırasında hangi verinin hangi sırada kullanılacağını belirler.

Giriş çıkış devreleri :

Bu devreler mikro işlemcinin yalnızca giriş ve yalnızca çıkış yapan veya giriş çıkış yapan birimleriyle bağlantı kurduğu devrelerdir.

Aritmetik mantık birimi (Aritmetik Logic Unit / ALU) :

Mikro işlemcinin, birinci derece önemli kısmıdır. Toplama,çıkarma gibi işlemleri yapar.

Kayan nokta birimi (Floating Point Unit / FPU) :

Matematik işlemci olarak ta bilinir. Cpu içinde yoğun matematik işlemleri yapan birimdir.

İşlemci kesirli sayılarla uğraşırken çok vakit kaybeder. Özellikle trigonometrik,köklü ve üstel işlemlerde bir çok işlemi aynı anda yapması gerektiğinde yavaş kalır. Bu tip işlemlerin yapılması için bir yardımcı işlemci gerekir.

GÄ°RÄ°Åž BÄ°RÄ°MÄ°

Bilgisayar veri girişini sağlayan birimlere, giriş birimi (input device)adı verilir. Bu birimler,diş ortamdan bilgisayarın dış ortamına veri veya komut aktarılmasını sağlar. En yaygın olarak kullanılan giriş birimi klavye ve mouse’dur (Fare).

MERKEZÄ° Ä°ÅžLEM BÄ°RÄ°MÄ° (CPU)

Merkezi işlem birimi (CPU - Central Processing Unit), bilgisayarın en önemli parçasıdır. Bilgisayar üzerinde yapılan tüm işlemler, bu birim tarafından gerçekleştirilir ve denetlenir. Bu birimler genel olarak şu şekilde incelenebilir:

Aritmetik ve Mantık Birimi

Bilgisayara verilen matematiksel ve karşılaştırma işlemleri bu birim tarafından yapılır.

Kontrol Birimi

Bilgisayarda yapılan tüm işlemleri kontrol eder. Giriş ve çıkış birimlerinin denetimini, bellek ile ilgili işlemleri, komutların yorumlanmasını ve bilgisayarın bir bütün olarak çalışmasını sağlar.

Bellek Birimi (Hafıza-Memory)

Programların üzerine yüklenip çalıştırıldığı, tüm işlemlerin yapıldığı ve bilgilerin geçici olarak saklandığı yere bellek birimi denir. Bilgisayar kapandığı anda bellekte bulunan bilgiler kaybolur. Bellek kapasitesi bilgisayarlarda farklılıklar gösterir. Bilgisayarlarda genel olarak iki çeşit bellek türü vardır.

Rom Bellek (Read Only Memory)

Bu bellekteki bilgiler silinmez, değiştirilemez, sadece okunabilir. Bilgisayar üreticisi firmalar tarafından bu belleğe bilgiler önceden yerleştirilir. Burada, bilgisayarın açılışı ile ilgili kodlar bulunur. Bilgisayar, ilk açıldığında bu bellekteki bilgilere göre işlemlere başlar.

Ram Bellek (Random Access Memory)

Bilgisayardaki tüm verilerin, iÅŸletim sisteminin ve programların çalıştırıldığı yerdir. Bilgisayar kullananlar, tüm iÅŸlemlerini bu bellek üzerinde gerçekleÅŸtirirler. Bu belleÄŸe ana bellek adi verilir.Bilgisayarda çalıştırılacak program, bellek kapasitesinden büyükse, program çalıştırılamaz. ÖrneÄŸin; bir yazı defterinin 100 sayfa olduÄŸunu kabul edelim. Her sayfaya 40 satır ve bir satıra da 60 karakter yazabilirsek; defterin bir sayfasına 60×40= 2400 karakter yazılabilir. Bir sayfaya 2400 karakter yazabildiÄŸimize göre 100 sayfalık bir deftere 100×2400=240.000 karakter yazabiliriz. 640 KB’lik ana belleÄŸe sahip bilgisayara, aynı anda yaklaşık 3 defter dolusu yazı girilebilir. Bilgisayarda yer alan bellek bölümlerinin kapasitelerine göre ifade ediliÅŸi aÅŸağıdaki ÅŸekildedir:

Bellek Bölümü Kapasite Değeri (KB)

Ana Bellek (Base Memory) 0 - 640

Uzatılmış Bellek (Extended Memory) 641 - 1024

Genişletilmiş Bellek (Expanded Memory) 1025’ten yukarısı

ÇIKIŞ BİRİMİ

Bilgisayarın iç ortamında işlenmiş verileri dış ortama aktarmayı sağlayan birimlere, çıkış birimi (Output device) adı verilir. En çok kullanılan çıkış birimleri, ekran ve yazıcıdır. Bazı çıkış birimleri, hem giriş hem de çıkış ünitesi olarak kullanılır. Örneğin; disk veya disket içine bilgi yazdırıldığında çıkış birimi, içerisinden bilgi alındığında ise giriş birimi olarak kabul edilir. Bilgisayarın giriş ve çıkış birimlerinden bazıları şunlardır:

YAN ÃœNÄ°TE

 

GÄ°RÄ°Åž BÄ°RÄ°MÄ°

 

ÇIKIŞ BİRİMİ

 

Klavye

 

x

 

-

 

Ekran

 

-

 

x

 

Yazıcı

 

-

 

x

 

Çizici

 

-

 

x

 

Optik Okuyucu

 

x

 

-

 

Mouse

 

x

 

-

 

CD

 

x

 

-

 

Disket

 

x

 

x

 

Sabit Disk

 

x

 

x

 

KartuÅŸ

 

x

 

x

 

Optik Disk

 

x

 

ı

 

Tarayıcı (Scanner)

 

x

 

-

 

Modem

 

x

 

x

Merkezi Ä°ÅŸlem Birimi (MÄ°B)

Bilgisayarın içerisinde bulunan bileşik bir kartı ifade etmek amacıyla MİB, CPU ve mikro işlemci ifadeleri kullanılır. Bilgisayarda bulunan tüm elektronik parçalar ne yapacaklarına dair emirleri MİB‘den alırlar. MİB, kullanıcı tarafından verilen komutları yorumlar, komutlara uygun programları çalıştırır ve isteklerimizi yerine getirir.Bilgisayarın, bir toplama işlemini yapabilmesi için bir dizi devreyi açıp kapatması gerekir. Bu işlemleri çok kısa sürede ve eş zamanlı olarak yapar. Bu eş zaman işlemi gerçekleştiren MİB’e bağlı bir saattir (Kuarts Kristal). Saatin her vuruşunda bilgisayar birçok elektriksel işlemi gerçekleştirir. Bu saatin ürettiği darbeler Mega Hertz (Mhz) olarak adlandırılan birimle ölçülür.33 Mhz hıza sahip bir bilgisayarın sistem saati 1 saniyede 33.000.000 kez çalışıyor demektir. Mhz değeri büyüdükçe, bilgisayarın çalışması da hızlanacaktır.Bir kişisel bilgisayarın hızı, mikro işlemcisinin hızına ve birim zamanda işlediği sözcük boyuna bağlıdır. Mikro işlemcisinin hızı ise, bir saniyede yapilan işlem sayısı ile ölçülür. Sözcük boyu ise, bilgisayarın birim zamanda işleyebildiği bit sayısıdır. Bu değer 8, 16 ve 32 olabilmektedir. Mikro işlemciler belirli numaralarla ifade edilirler.

Mikro İşlemci Türleri

8080: İşlem hızı 4.77 Mhz’dir. Kontrol edildiği bellek 1 Mb’dir. 8 Bit sözcük boyunu kullanır.

80286:İşlemler 6 ile 20 Mhz oranında değişebilmektedir. 16 MİB’e kadar belleği kontrol edebilmektedir. 16 Bit sözcük boyu kullanmakta olup, çoklu işlem yapabilme yeteneği bulunmaktadır.

80366:İşlem hızı 33 Mhz’e kadar çıkabilmekte, 4 GB’a kadar ana belleği kontrol edebilmektedir. 80386 DX 32 Bit sözcük boyu, 80386 SX ise 16 Bit sözcük boyu kullanılabilmektedir.

80486: 80386’a matematik işlemci eklenerek geliştirilmiş bir işlemcidir. Ön bellek denetleyicisine sahiptirler. 486 SX veya 486 DX olarak adlandırılırlar.

80586:Pentium olarak adlandırılırlar. Pentium Latince 5 anlamına gelmektedir: 60-400 Mhz arasında işlem hızı olabilmektedir.

3 MÄ°KROÄ°ÅžLEMCÄ°LER

Mikroişlemci, kısaca CPU (Central Processing Unit / merkezi işlem birimi) olarak adlandırılır. Bilgisayarın en önemli ögesidir. Bu nedenle bir beyine benzetilebilir. Elektronik bir beyin olarak düşünebileceğimiz mikroişlemci, bir bilgisayarın yapacakları ile ilgili tüm komutları verir.

Transistöründen yongasına kadar bilgisayarı oluşturan bütün elemanlar, emirleri mikroişlemciden alırlar. Bilgisayarda ya da çevre birimlerinde olup biten her şey, mikroişlemci tarafından yollanan sinyallerle gerçekleştirilir ve denetlenir.

Mikroişlemcinin, belirli bir zamanda neler yapacağını ise, klavye, fare vb. çevre birimler yoluyla bilgisayar kullanıcısı belirler. Kullanıcının komutlarını anlayan, yorumlayan ve bu yoruma göre işlem yaparak kullanıcının isteğini yerine getiren yine mikroişlemcidir.

Günümüzde, bir mikroişlemcinin tek başına yaptığı işi, eskiden yüzlerce eleman (transistör vb), büyük bir levha üzerinde bir araya gelerek yaparlardı. Bu dmum hem yer hem de işlem hızı bakımından büyük sorunlar doğurmaktaydı. Bilgisayar teknolojisindeki gelişmeler, bir zamanların büyük bir levha üzerinde, yüzlerce devrenin yaptığı işi tek bir devrenin (integrated circuit /tümleşik devre) yapmasınıı sağlamıştır. Bu devreler yonga olarak adlandırılır. Gelişmiş bir mikroişlemciyi oluşturan yonga, yaklaşık üçmilyon transistörden oluşuyor.

MİKROİŞLEMCİLERİN YAPISINI OLUŞTURAN BÖLÜMLER

Mikroişlemci yaptığı tüm işleri kendi içindeki, mükemmel bir yapılanmaya borçludur. Bu yapı çeşitli bölümlerden oluşmaktadır.

a. Kontrol Birimi

Bütün komutlar burada işletilir. işlenen komuta göre mikroişlemci içerisindeki belli bir adresteki veri değiştirilir yada bir verinin işlemci içindeki başka bir bölüme aktarılması sağlanır.

b. İletim Yolları (Bus)

İletim yolları, mikroişlemci ile bilgisayarın diğer birimleri arasındaki bağlantıları sağlayan iletkenlerdir.

İletim yolları 3 gruba ayrılır.

1- Veri yolları (Data Bus)

2- Adres yolları (Adress Bus)

3- Kontrol yolları (Cotrol Bus)

c. Kaydedici (Register)

Mikroişlemci ile bellek ve I/O kapıları arasındaki bilgi alış-verişlerinin çeşitli aşamalarında, bilginin geçici olarak depolanmasını sağlarlar. Kontrol biriminin doğrudan bağlandığı bellek birimleridir.

d. Sayıcılar (Counter)

Sayıcılar, işlemi yapılacak komut ve verilerin adreslerini taşıyarak, bilgisayarın çalışması sırasında hangi verinin hangi sıra ile kullanılacağını belirlerler.

e. Giriş- Çıkış Devreleri

Bu devreler mikroişlemcinin, yalnızca giriş ve yalnızca çıkış yapan veya giriş-çıkış yapan birimleri ile bağlantı kurduğu devrelerdir.

f. Aritmetik Mantık Birimi (ALU)

Mikroişlemcinin, birinci derecede önem taşıyan bir birimidir. Toplama, çıkarma gibi basit matematiksel işlemleri yapar.

g. Kayan Nokta Birimi (FPU)

Matematik işlemci olarak da bilinir. Mikroişlemcide, yoğun matematik işlemleri yapan birimdir. Mikroişlemcinin işlem gücünü belirlemektedir.

3.1 MÄ°KROÄ°ÅžLEMCÄ° TÃœRLERÄ°

Mikroişlemcilerin tür ayrımı, aynı anda işleyebildiği bit sayısına göre yapılmaktadır. Bugüne kadar üretilmiş olan mikroişlemci türleri:

1. 4 bitlik mikroiÅŸlemciler

2. 8 bitlik mikroiÅŸlemciler

3. 16 bitlik mikroiÅŸlemciler

4. 32 bitlik mikroiÅŸlemciler

5. 64 bitlik mikroiÅŸlemciler

Sistemlerin gösterdiği gelişime göre yapılan dönemsel ayırım da KUžAK olarak adlandırılır. Bu bölümde, 32 ve 64 bitlik mikroişlemciler incelenmiştir.

32 Bitlik MikroiÅŸlemciler

32 bit mikroişlemciler veri yoluna 32 iletken ile bağlanmış olan ve aynı anda 32 bit uzunluğundaki bir kelimeyi işleyebilen mikroişlemcilerdir. Bu 32 bitlik bilgi 16+16 veya 8+8+16 ve 4 adet 8 bitlik kelimelerden oluşabilir.

Intel 80486 MikroiÅŸlemcisi:

Intel firması yürüttüğü geliÅŸtirme projeleri uyarınca I80386′lardan sonra 10 Nisan 1989′da I486DX’i piyasaya sürdü. Bunun I386DX’lerden belirgin farkı, pin sayısında, taşıdığı transistör sayısında ve dolayısıyla da saniyedeki iÅŸlem sayısında (Million Per Second-MIPS) idi.

I486DX’i takiben, I486SX ve I486DX2 versiyonları üretildi. Bütün bunlar, birbirleri ve I386 ailesi ile uyumlu olmasına karşın, özellikle MIPS olarak hız bakımından aralarında bazı farklılıklar bulunmaktadır.

I386 ve I486 ailesinin baÅŸlıca özellikleri tablo 2.1′de verilmiÅŸtir.

Intel 486DX, 486SX ve 486DX2 arasındaki yukarıda belirtilen ayrıntıların dışında yonga yapıları ve pin bağlantıları aynıdır.

Tablo 2.1 ‘de verilen deÄŸerler dışında kalan bazı farklılıklar da ÅŸunlardır;

Yalnızca I486DX2′de saat katlayıcı (clock doubler) vardır. Bu ÅŸekilde mikroiÅŸlemci iç devresi, diÄŸer devrelere göre 2 kat daha hızlı çalışmaktadır.

I486DX ve DX2′lerde ve 486SX’in plastik kılıflı düz gövdeli (Plastic Quad Flat Pack- PQFP) versiyonunda çevrim test devresi (Boundary Scan Control) vardır. Normal SX’lerde bu giriÅŸ-çıkış konulmamıştır.

Intel486SX MikroiÅŸlemcisi:

Intel 486SX mikroişlemcisi, I80486 ailesinin güçlü ve gücüne oranla daha ucuz olan bir türüdür. 486DX mikroişlemcisinin bir türevidir.

Genel özellikleri

v Gelişmiş mikrodevre özelliğine sahiptir. CHMOS IV ve CHMOS V teknolojisi ile üretilmiştir.

v Yüksek işlem performansına sahiptir.

v 16, 20, 25, 33, 40 MHz’lik saat frekanslarında çalışır.

v 25 MHz’de 80 MBayt/sn gibi yüksek bir iÅŸlem kapasitesi vardır.

v Kaydediciler 32 bitliktir. 8 veya 16 bit veri ile de çalışır.

v €oklu komut seti.

v Cache belleklidir. Böylece çalışma hızı artmaktadır.

v 486SX “PQFP” tipinde I96 pinli, “Grid arrey” tipinde 168 pinlidir.

v 8 Kbaytlık kod ve veri (Code, Data) cache’ine sahiptir.

v Sayfalandırılmış (paged), göreli (virtual) bellek yönetimi (Memory Management) vardır.

v Kullanılması kolaydır;

- kendi kendini test eder (Built-in Self Test)

- hata bulma sistemi vardır

- intel yazılım desteklidir

- yaygın bir yazılımcılar desteğine sahiptir.

64 Bitlik MikroiÅŸlemciler

Intel PENTIUM Mikroislemcisi:

PENTIUM, Intel mikroiÅŸlemci ailesinden 8086, 8088, 80286, 80386DX, 80486DX, 80486SX ve 80486DX2′ler ile %100 uyumludur. Bütün bu mikroiÅŸlemcilere ait komutları iÅŸleyebildiÄŸi gibi ek komutları da iÅŸleyebilmektedir. Ãœstün özelliklere de sahiptir.

PENTIUM DOS, WINDOWS, OS/2, UNIX işletim sistemleri ile çalışabilmektedir.

PENTIUM mikroişlemcisi, kendisinden önce üretilmiş olan mikroişlemcilerin bütün özelliklerine sahip olmamın yanı sıra aşağıdaki özelliklere de sahiptir.

Genel Özellikleri:

¨ Üretim teknolojisi: Son geliştirilmiş yarı iletkenlerden 0.8 mikronluk BICMOS ve CMOS silikon teknolojileriyle üretilmektedir.

¨ Yapısındaki transistör sayısı 3.1 milyon,

¨ Saat hızı: 60 MHz, 66 MHz, 75 MHz, 90 MHz, 100 MHz, 120 MHz, 133 MHz,

¨ Veri yolu: 64 bit

¨ Adres yolu: 32 bit

¨ Pin Sayısı: 273

¨ Üstün mimari (Super scalar arthitecture)

- 2 kanallı işlem birimleri

- paralel işlemler için tek saat

¨ 8 KB’ lik data ön belleÄŸi, 8 KB’ lık kod ön belleÄŸi

¨ Gelişmiş dizayn (Advenced Design Features)

¨ Çoklu mikroişlemci kullanım alt yapısı (Multi processor support)

¨ Dahili hata kontrolu (Internal error dedection)

¨ Komut uygulama zamanının değiştirilmesi (Impproved instruction executin time)

¨ İşlemlerin izlenmesi

Bütün bu işlemler 4 ana bölüm altında gerçekleşmektedir.

a. 8 KBaytlık kod ve ön bellekleri

Ön bellekler, hızlı çalışan birer kayıt ve transfer devresi işlevi yaparak işlemlerde önemli hız artışları sağlamaktadır.

- KOD Ön belleğinin Görevi:

Kod ön belleÄŸi bir bakıma, genel amaçlı kaydedicilerin iÅŸlevini yürütmektedir. Gelen komutları, çözümlemek üzere “prefetch buffer” ve “decoder” üzerinden “control ROM” una ve “control unit” e vermektedir. DiÄŸer tarafta gelen komut uyarınca, iÅŸlenecek verinin ulaşımını saÄŸlamaktadır. Bu iÅŸlemler için, hedef belirleyici “branch target buffer” ve lineer adresi fiziksel adres haline dönüştüren “translation lookside buffer” TLB devrelerinden yararlanılmaktadır.

- VERİ Ön belleğinin Görevi:

64 bitlik veri yolu baÄŸlantısıyla iç ve dış arasındaki veri akışını düzenlemektedir. 32 bitlik iletim yolları üzerinden “ALU” ve “Address Generator” devrelerinin U ve V pipeline bölümlerine olan baÄŸlantıları ile eÅŸ zamanlı çoklu iÅŸlem olanağını yaratmaktadır.

Kod ön bellekte olduÄŸu gibi, TLB devresi aracılığıyla da lineer adresi fiziksel adrese dönüştürerek, “Code Cache” bellek ile koordineli çalışmayı saÄŸlamaktadır.

b. Aritmetik Mantık İşlem Birimi (Aritmetik Lojik Unit):

PENTIUM ALU devresi, diğerlerinden farklı olarak, U ve V sıralı işlem (pipeline) devreleri ile iki işlem aynı anda yürütme olanağına sahip bulunmaktadır.

c. Kontrol ROM (Control ROM):

özel bir mikroprogram ile yüklenen ve kontrol biriminin beyni olan “Control ROM” kontrol iÅŸlemlerinin PENTIUM’un yapısal özelliklerine uygun olarak yürütülmesini saÄŸlamaktadır.

d. Kayan Noktalı İşlem Birimi (Floating Point Unit):

Büyük rakamlı, toplama, çarpma ve bölme gibi matematikse) işlemlerin gerçekleştirilmesini sağlamaktadır.

Not: Ä°lk üretilen PENTIUM ‘Iarın FPU devresinde bir sorun olduÄŸu ortaya çıktı. Bu durum daha sonra Intel firması tarafından da kabul edildi ve bütün PENTIUM’ ları ücretsiz deÄŸiÅŸtireceÄŸini açıkladı.

(Motorola -IBM-Apple) PowerPC Mikroislemcisi: (MPC 601 ) 14 Mart 1994

PENTIUM da dahil olmak üzere bütün X86 ailesi karmaşık komut setini (CISC:Complex Intruction Set Computer) kullanırlar. Buna karşın PowerPC azaltılmış komut seti kullanır, yani bir RISC (Reduced Intstuction Set Computer) işlemcisidir.

PowerPC IBM, Motorola ve APPLE firmalannın ortak üretimi olarak ortaya çıktı.

Burada RISC ve CISC mimarilerinin farklarını kısaca açıklayalım.

CISC işlemciler özel amaçlı çok sayıda komuta sahiptir. Bu nedenle yonga üzerinde komutları çözümleyen, yerine getiren ve sonuçlarını değerlendiren devreler karmaşık bir yapıya sahiptir ve gerçekleştirilmesi için çok fazla transistör gerektirir. Olumlu bir yanı ise bu tip yongalar için derleyici yazmanın daha kolay olması ve kod en iyileme (optimizing) tekniklerine fazla gereksinim duyulmamasıdır.

Buna karşılık RISC işlemcilerde çok basit ve sadece temel olarak gerekli olan en az komut setine yer verilmiştir. Dolayısıyla gereken devreler basittir ve orantısal olarak çok daha az transistör ile gerçekleştirilebilir. Transistör gereksiniminin az oluşu tasarımcıların aynı devrelerden birden fazla sayıda kullanarak aynı anda daha fazla komut işleme yoluna gitmelerine neden olmuştur. Ayrıca komut setinin basit oluşu da komutların paralel olarak işlendiğinde dikkate alınması gereken özel durumların (bir komutun diğer komutun çıktısına bağımlı olması gibi) daha az sayıda olmasını sağlamaktadır. Böylece RISC işlemcilerde çok büyük hız artışları sağlamakta, en iyileyen derleyiciler (optimizing compiler) sayesinde de en yüksek verim elde edilmektedir.

- Power Performance Yonga (PowerPC) ekim 1991′den beri, IBM, Apple ve Motorola firmalarının ortak bir üıünüdür. PowerPC IBM’in RISC system/6000 sistemleri için geliÅŸtirdiÄŸi POWER teknolojisini temel almaktadır.

- PowerPC ile ondan önceki iÅŸlemciler arasındaki en belirgin fark, PowerPC ‘nin daha sınırlı bir komut kümesine sahip olması. Bu büyük boyutlu mimari, iÅŸlemcinin aynı saat döngüsü içinde paralel olarak birden çok komutu iÅŸlemesine olanak tanıyor.

- PowerPC’nin kayan nokta birimi, komut kümesi mimarisinde doÄŸrudan desteklendiÄŸi için daha sıkı entegre olmuÅŸtur. Bu da PowerPC’ye daha yüksek kayan nokta performansı kazandırmaktadır.

- PowerPC 601′in veri yolu arabirimi, mevcut haliyle 32 bitlik bir adres yolu ve 64 bitlik veri yolunu destekliyor.

- Yonganın üzerinde bulunan bir saat bölücü devre, standart veri yollarına kolay arabirimler sağlıyor.

- PowerPC 601 : 50/66 MHz saat hızına sahiptir.

- 32 KBaytlık önbelleğe sahip

- Transistör Sayısı : 2.8 milyon

- Transistör Uzunluğu : 0.65 mikron

- Veri yolu geniÅŸliÄŸi : 44 bitlik

- Adres veriyolu : 32 bit (4GB)

- 32 KBaytlık 8 yollu, fiziksel adreslenebilen, birleşik önbelleği var.

- PowerPC 0.65 mikronluk CMOS (Complementary Metal Oxcide Semiconductor) teknolojisiyle üretiliyor.

- Isı yayımı 8.5 watt

- Besleme gerilimi +5.6 V

Intel P6:

Intel, Dünya’da 16 ÅŸubat, Türkiye’de ise 23 ÅŸubat 1995′te duyurduÄŸu yeni kuÅŸak iÅŸlemcide 5.5 - 6.1 milyon arasında transistör kullanacak. PENTIUM iÅŸlemcisinin yaklaşık 2 katı iÅŸlem gücüne sahip olan P6, çoklu yonga tasarımı ve Dynamic Execution teknolojisinin sayesinde, iÅŸlemci performansını önemli miktarda arttırıyor. MikroiÅŸlemcinin +2.9V besleme gerilimi ve 133 Mhz çalışma hızı olacak. Endüstri Analistleri P6′nın öncelikle üst-uç uygulama server’ları ve iÅŸ istasyonlarında kullanılacağını ileri sürüyor. P6 X86 komut setini destekliyor. Buda X86 mimarisi üzerinde çalışan mevcut bütün yazılım ve uygulamaların P6 ile uyumlu olacağı anlamına geliyor.Ayrıca Intel P6 iÅŸlemcileri için yüksek hıza sahip statik RAM (SRAM) üretimine baÅŸlayacak. SRAM’ların 1O’ns nin altında bir hıza sahip olması bekleniyor. SRAM’ lar P6′nın yonga paketine entegre edilecek olan 256 KBaytlık Level 2 önbellek için kullanılacak. 256 KBaytlık Level2 SRAM zaman uyumlu olacak. Yani 133 MHZ ‘lik P6 dengi ÅŸlemcisi ile aynı hızda çalışacak.

Intel 486′lar ile PENTIUM arasında pazarda hem fiyat hem de performans seçenekleri açısından bir boÅŸluk olduÄŸunu farketti ve 75 Mhz / IOO Mhz hızında 486DX4 iÅŸlemcilerini üretti.

486DX4 yongaları kendinden önceki 486′lardan çeÅŸitli yönlerden ayrılmaktadır. Bunların başında sundukları yüksek hız gelmektedir.

486 yongalarında bulunan 8K’lık önbellek 486DX4 ‘lerde 16K ‘ya çıkmış durumdadır.

486DX2′lerdeki saat katlayıcı 3 katına çıkmıştır. Bu ÅŸekilde 33 + 3′le 99 MHz, 3 + 25 ‘le 75MHz mikroiÅŸlemci iç hızı elde edilmektedir.

486DX ve 486DX2 gibi dahili bir matematik iÅŸlemciye sahip.

Ayrıca 3.3 voltluk enerji tutumlu mimarisi sayesinde, 5 voltluk tasarıma sahip sistemler gibi aşırı sınmıyor. Böylece 100 MHz hıza ulaÅŸmak mümkün oluyor. Yine de ısıyı dengelemek için bir fan’a ihtiyaçları vardır.

Buraya kadar sayılan işlemciler arasında, son dönemde üretilenlerden Intel 486DX2, Intel PENTIUM, Intel DX4 modelleri incelenmiştir. Ancak son yıllarda AMD, Cyrix, DEC gibi fiımalar tarafından aynı işi yapan ve çoğunlukla daha ucuz olan çeşitli mikroişlemci modelleri de üretilmiştir.

3.2 VERÄ° YOLLARI - DATA BUS

PC’de bütün iÅŸlemleri mikroiÅŸlemci yapmaktadır. Bu iÅŸlemler için kullanılacak veriler, mikroiÅŸlemciye veriyolu adı verilen elektronik kanallardan gelmektedir. Bu nedenle bilgisayarın performansı, iÅŸlemci hızı ile birlikte veriyolu hızına da baÄŸlıdır. ÇeÅŸitli veriyolu standartları vardır. Bunlar:

ISA (Industry Standart Arclıitecture / Endüstri Standardı Mimarisi):

Standart 8 bitlik veriyoluna, 8 veri bitini ve ek adres bitlerini içeren bir yol eklenmiştir. ISA veriyolunun bu şekilde 8 yerine 16 bit iletebilmesi sağlanmıştır.

EISA (Enhanced Industry Standart Architecture Geliştirilmiş Endüstri Standardı Mimarisi)

EISA 32 bitlik bir veriyoludur. Mikroişlemciyle gerçek anlamda 32 bit alışverış yapılabilmektedir. ISA veriyoluyla tam uyumludur. Artan performans kendini EISA VGA kartlarında gösterir

MCA (Micro Channel Architecture / Mikro Kanal Mimarisi)

MCA 32 bitlik bir veriyoludur. Bu standart sadece IBM PS/2′lerde kul- lanıldı. Hiçbir standartla uyumlu deÄŸildir. Verinin bir adresle istenilen yere yollandığı bir veriyolu deÄŸildir. örrıeÄŸin bir grafik kartına, alınacak verınin adresi bildirilir. Sonra grafik kartına, bu verinin aktarılacağı kanala eriÅŸme izni verilir.

VESA (Video Electronics Standart Association / Video Elektronik Standartlar DerneÄŸi)

VESA tarafından hazırlanan bir verıyolu standardıdır. Bu standart VL Bus (Vesa Local Bus) adıyla da anılmaktadır. Yerel veri yolları anakart üzerınde mikroiÅŸlemciye doÄŸrudan baÄŸlıdır. MikroiÅŸlemci ile veriyolu arasında arabirim olmaması iletiÅŸimi hızlandırıyor. VESA’nın dezavantajı ise en fazla üç kartı destekliyor olmasıdır. Eklenen her kart, veriyolunun performansını düşürmektedir.

PCI (Peripheral Component Interconnect )

VESA’ya rakip olarak üretilen bir yerel veriyolu standardıdır. PCI bir denetleyici ve hızlandırıcıdan oluÅŸmaktadır. Bu hızlandırıcı yardımıyla tampon bellekteki veriler çevre birimlere gönderilirken aynı anda bellekten yeni veriler alınır. MikroiÅŸlemcidıen bağımsız olarak çalışmaktadır

3.3 MATEMATÄ°K Ä°SLEMCÄ°LER

Matematik iştemciler başlangıçta yalnızca toplama ve çıkarma yapabiliyorlarken, giderek çarpma, bölme, ve büyük sayılarda kayan nokta (floating point) işlemleri, bilimsel işlemler gibi çok yönlü işlem yürüten devreler haline gelmiştir.

Matematik işlemci içerisindeki işlemler ADDER (toplayıcı) ve SHIFTER (kaydırıcı) denilen iki esas devre ile gerçekleştirilir. Ancak, bilgileri depolayıcı ve değerlendirici bazı yardımcı devrelerden de yararlanır.

Bn yardımcı devreler:

AKÜMÜLATÖR (ACCUMULATOR)

Başlangıç ve sonuç bilgilerini depolamak için Akümülatör kullanılır. Mikroroişlemcilerde: Akümülatör yerine veri kaydedici (Data Register) kullanılmıştır.

GEÇİCİ KAYDEDİCİ (TEMPORARY REGISTER)

Bellekten alınan iÅŸlem bilgilerinin ilk durak yeri: Geçici Kaydedici ‘dir.

BAYRAK KAYDEDÄ°CÄ° (FLAG REGISTER)

Matematik işlemci tarafından yapılan işlemlerin sonucunu gösteren ve bu sonuçları değerlendiren ortamı yaratan devredir.

Bu sonuçlara göre bazı düzeltmeler gerekiyorsa, bilgisayar bunları kendi kendine yapabildiği gibi, bayrak ekrana çağrılarak bazı uyarıların dışarıdan yapılması da mümkün olmaktadır. Durum Kaydedici (Status Register) veya Koşul Kodu Kaydedici (Condition Code Register) deyimlerı de kullanılır.

Intel 80387

80286 tabanlı sistemler için çıkarılan ilk matematik işlemcidir.Üretimine 1983 yılında başlandı. 8087 ile aynı çekirdek devreyi kullandığı için aynı hızda, hatta mikroişlemci ile iletişim yükü yüzünden daha yavaş çalışır.

NMOS teknolojisi ile üretilen 80287 nin 6, 8, 10 MHz tipleri vardır ve 40 bacaklı seramik DIP kılıf içerisindedir.

Intel 80287XL

Intel tarafından üretilen ikinci kuşak 287 işlemcisidir. 387 çekirdek devresi üzerine kurulu olduğu için hem çok daha hızlıdır, hem de IEEE-754 uyumluluğuna sahiptir.

CMOS teknolojisi ile üretilen 80287XL 12,5 MHz’e kadar tüm hızlarda çalışabilmektedir. En yüksek hızda bile 80287′nin dörtte biri kadar (675m W) güç harcar. Ortalama harcadığı güç ise 300mW’tır. 40 bacaklı seramik DIP kılıfındadır.

Intel 387

80386 tabanlı sistemler için üretilen matematik iÅŸlemcidir. Intel 387, 68 bacaklı seramik PGA kılıf içerisindedir. Harcadığı güç 16 MHz’de ortalama 750mW, max. 1250mW/20 MHz’de ortalama 950mW, max. 1550mW/25 MHz’de ortalama 1250mW, max.1950mW güçtür.

Intel 387DX

387 uyumlu ikinci kuÅŸak matematik iÅŸlemcidir. I989′da üretildi. Kullanılan farklı bir CMOS teknolojisi 33 MHz’de çalışma olanağı saÄŸlamıştır. Intel’in ileri düşük güç CHMOS IV teknolojisi ile üretilmiÅŸtir. Harcadığı güç 20 MHz’de ortalama 525mW, max. 900mW / 25 MHz’de ortalama 625mW, rnax. IOSOmW / 33 MHZ’de ortalama 750mW, max.1250mW’dir.

Intel 387SX

386SX tabanlı sistemleri için üretilmiÅŸlerdir. BilindiÄŸi gibi 386SX mikroiÅŸlemcinin 16 bit veriyolu kullanan tipidir. 16 bit verıyolu üzerinde tasarlanmıs sistemler, üretimi 32 bit olana göre oldukça ucuz olmasına karşılık 386 iÅŸlevselliÄŸini tamamen kotuduÄŸu için tercih ediliyor. Ancak bunun karşılığı da hızı kaybıdır. 386SX’ler 286 perfomansında 386DX iÅŸlevselliÄŸi sunuyorlar. DoÄŸan olarak 386SX tercihi beraberinde 387SX’i getirdi. 68 bacaklı PLCC kılıfı içerisinde üretilen 16 ve 20 MHZ tipleri vardır.

16 MHz ortalama 740mW, max.1250mW/20 MHz ortalama l000mW, max.1500mW güç harcıyor

Intel387SL

386SL tabanlı sistemler için tasarlanmıştır. CHMOS IV teknolojisi ile üretilmiÅŸ olup 386SL gibi çok az güç harcadığından daha çok dizüstü bilgisayarlarda kullanılır.80387 çekirdeÄŸi üzerine kurulu 387SX’in aksine 387SL 387DX çekirdeÄŸi üzerine kurulmuÅŸtur.

Intel 487SX

486SX sistemler ile kullanılmak üzere tasarlanmıştır.486SX, üzerinde matematik iÅŸlem birimi olmayan bir 486DX çekirdeÄŸi üzerine oturtulmuÅŸtur. Zaten Intel’in ilk baÅŸlarda sattığı 486SX’ler üretimden matematik iÅŸlem birimi hatalı çıkmış 486DX’lerden baÅŸka birÅŸey deÄŸildi. 486SX’lerin piyasaya sürülmesinden hemen sonra, bu iÅŸlemcinin aslında biraz farklı bacak baÄŸlantısına sahip normal bir 486DX’den baÅŸka birÅŸey olmadığı görüldü.487SX yuvasına oturtulduÄŸunda bu yonga sistemin denetimini tamamen 486SX’ten devralıyor ,daha doÄŸrusu 486SX’ in çevresi ile olan tüm mantıksal bağını koparıyor. 487SX 169 bacaklı seramik PGA kılıfı içerisinde üretilmekte olup 20 ve 25 MHz tipleri bulunmaktadır.