CPU Transistors

1
????? 2 ?????????????????

• ??????????????????????????????????????
• ???????????????????????????????????
• ??????????????????????????????????????????

2
??????????????????????????????????????

• ????????????????????????????????????????????????
  ???????? ???????? ???????????? ???? ??? ???????
  2 ????? ????????????-????
• ???? ???????????????????????????????????(CPU)
  ??????????????????????????????????????????????????
  ?????????? ??????????????????????
  ????????????(Transistors) ???????????????????
• ?????????????????????????????????????????????????
  ?? ?????? (Data) ?????? (Data) ?????????
  ???????????????????????????????????????????-??????
  ???????????????????????????????????? ????????
  ???? ????????????(Information)

3
????????????????????????????????????????

• ???????????????????? ???????????????????????????
  ?????? ???????????? ??????????????????????????????
  ???????????????????????????????????????????????
  ??????????????????????????????????????????????????
  ???????? 0 ?????? 1 ?? ????????????? (Binary
  System) ????????
• ????? Bi ?????????????????????
• ?????????????????????????????????????????????????
  
• ??????????????? ?????????????(Decimal System)
• ????? Deci ?????????????????????

00002 010 10002 810 00012 110 10012
910 00102 210 10102 1010 00112 310 10112
1110 01002 410 11002 1210 01012 510 11012
1310 01102 610 11102 1410 01112 710 11112
1510
4
??????????
10012 4 ??? 1100 10112 1 ????

• ????????????????????? ???????? ??? (Bit)
• ???????????????? 8 ??? ???????? ???? (Byte)
• ????????????????????????????????????? 1
  ???????????????????
• 1 ???????? 1024 ????
• 1 ???????? 1024 ????????
• 1 ???????? 1024 ????????
• 1 ?????????1024 ????????

102410 ???? ??????? 210 ???? 100000000002
5
???????????????

• EBCDIC (Extended Binary Code Decimal Interchange
  Code)
• ?????????? BCD (Binary Code Decimal)
  ???????????????????(IBM) ??????????????? 256
  ????????? ??????????????????????????????????
  ???????????????????
• ASCII (American Standard Code for Information
  Interchange)
• ???????????(ANSI) ???????????????????????????????
  ?? ????????????????????????????????
  ?????????????????????????????????????????????????
• Unicode (Unicode Worldwide Character Standard)
• ???????????????????????????????? ?????? 2 ????
  ?????????????????????? ?????????????????????
  65536 ????????? ??????????????????????????????????
  ????????????????????? ????????????????????????????
  ???????????? ?????????????????????????????????????
  ????????????

6
??????????????????????????????????????????

• ????????????????????????????????????????????????
  ?????????????????????????????? ???????????????????
  ???????? (CPU Central Processing Unit)
  ??????????????(Memory) ???????????????????????????
  ??? (Main board) ?????????????????? (Motherboard)
• ????????????????? ???? ??????
• ?????? ??????????????????????????????????????
  ??????????????????????????????????????????????????
  ?? (Microprocessor) ??????????????????????????????
  ??????????? ??????????(Control Unit)
  ?????????????????????????? (Arithmetic Logic
  Unit)

7
??????????????????
ALU
Arithmetic Unit (AU)
Data Buffer
Registers
Data
Logic Unit (LU)
L1 cache (data/inst)
Addr
Instruction Buffer (pipeline)
Control circuit
Microprogram
Ctrl
8
?????????????????????

• -Arithmetic and Logic Unit (ALU)
  ??????????????????????????????
• ????????????????????? (??? ?? ??? ???)
• ???????????? (NOT AND OR XOR)
• ?????????? (register) ???????????????????????????
  ?? ?????????????????
• - Control Unit ????????????????????????????
• - Microprogram ?????????????? (instruction)
  ???????????????????????????????
• ??????????????? ???????????????????????????
• - Math Co-processor ??????????????????????????????
  (??????? Floating-Point Unit FPU) (????????
  ?????????? ??? ??????????? ???????????????????????
  ????????)

9
?????????????????????(???)

• ?????????????????????????????
• - MMX (Intel Pentium series), 3DNow! (AMD K6-2
  and later) ?????????????????
• (?????????????? ?????????????)(SIMD Single
  Instruction / Multiple Data)
• ????????????????????????????????????????????????
  ???? ????????? (project/
• mapping) ??????????????
• - L1 Cache ???????????????????????????????????????
  ????????????????? ????????? ????????
• ????????????????????????????????????????????????
  ????/??????? ???????????????????????
• ???????????????????????????? (??????????????????
  Static RAM) ????????????????? 486 ???
• ???????? ???????????????????? ??????????????????
  L1 ??? ???????????????? L2 ???
• (????? L1 ???? ????????????????? L2)
  ??????????????????? L2 ????????????????????????
• ??????????? ???????????????????
  ???????????????????????????????
• ??????????????????????????????????????????????????
  ??????????????????

10
???????????????
?????????????????????????????????????????????????
- CISC (Complex Instruction Set Computing)
??????????????????? ??????? ????????
microprogram ????????????????????????
??????????????????????? ??????????????????
??????????????????????????????????????????????????
? ????????????????????????????????????????
(???????????? pipeline/caching/ loops) - RISC
(Reduced Instruction Set Computing)
???????????????????? ????? ?????????????????????
??????????????????????????????????????????????
??? ????? (?????? ?????? RISC ?????
???????????????????????????? CISC ???????????)
?????????????????????????????????????????????????
????????? ??????????????????????????????????
(???????????????????????????????????)
11
??????????? (Memory)

• ??????????? 2 ???? ??? ???????(Permanent Memory)
  ??? ??????????(Non-Permanent Memory)
• ??????????????????????????????????????????????????
  ???????????????? ???????? ???????????
  (Nonvolatile) ????????????????????????????????????
  ??????????????????????? ??????????????????????????
  ??????????????? ???????? ???????? (Volatile)

12
??? (ROM) ???(RAM)

• ??? (ROM) ??????????????????? ???????????
  ??????????????????????????????????????????????
  ?????????????????????????? ????????????? ??? ????
  Rom Read-Only Memory
• ????????????????????????????????????????????????
  ????????????????
• ??? ( RAM) ???????? ???????? ?????????????????????
  ??????????????????????????????????????????????
  ???????? ??? (RAM Random-access Memory)
• ????????????????????????????????????????????
  ???????????????????????????? (Memory Address)

13
???????????????????

• Fast Page Mode RAM (FPM RAM) ?????????????????
  ????????????????????????????
• ????????????????? (???????????? page)
  ????????????????? ?????????????
• Extended Data Output RAM (EDO RAM)
  ????????????????????????????????????????
• ??????????
• Burst Extended Data Output RAM (BEDO RAM)
  ??????????????????? EDO RAM
• (Burst gtgt ??????????????????? ????????????????????
  ??????????????????????????????
• ???????????????? ???????????????????????????????
  ??????????)
• Synchronous Dynamic RAM (SD-RAM)
  ?????????????????????????????????????
  ????????????????????????????????????

14
??????????? (Flash Memory)

• ????????????????????????????????(Dynamic)
  ???????????????????????? ?????????????????????????
  ????? ???????????????????????????????????
  ??????????? (Flash Memory) ???????????????????????
  ?????????????????????????? ??????????????? ????
  ????????????(Digital Camera) ?????????????????????
  ???????????????????????????????
  ??????????????????????????????????????????????????
  ???????????????????????????????????????

15
????????????????????? ???????????????
Internal clock
Main memory (architecture effects)
CPU
Display card HDD COMM other I/O
Bus architecture
L1 Cache
L2 Cache
Mainboard clock
????????????????? CPU bound ????????????????????
???? I/O bound ?????????????????????? ?????????
??????????????????
16
????????????????????????????????????
?????????????
?????????????
?????????? - ??????? (XT/AT/EISA/PCI) ???????? -
??????????? (??????????????????
?????????????????????????? ???? ???) - ???????
?????????????????????????? ?????????? USB
???????? (SCSI)
????????????????????????????????????? -
???????????????????????????? - ???????????????????
??????????????
17
????????????????????????????????????(???)
?????????????
?????????????
???????????????????????? - ????????????????? -
?????????????? - ????????????????????????? -
???????? L1 ??? L2
??????????????????????????????????????? -
?????????????????/???????????? -
???????????????????16/32????????????? -
?????????????????????????????????? ?????????
(??????????????? ?????)
??????????? - ???????????????????????? -
????????????????????????????? -
???????????????????????????? - ?????????? DMA
???????????????????????????????? -
?????????????????????????? (16/32 ??? ???
overhead ??? OS) - ????????????????????????
(???????? ???? swap ????) - ?????? HDD ????
18
??? (Bus) ???????????????????????????
- Data Bus ????????? ???????????????????????????
??????????????????? - Address Bus
????????????????????? ???????????????????????????
???????? (?????? ???????????????????????????????
???????? ???????????????????? ???????????
??????????????) - Control Bus ????????????????????
?? ?????????????? ???? ???????????? ???
???????????????????????????????????
?????????????????? VL-bus (VESA Local)
???????????????? AGP (Accelerated Graphic Port)
???????????????????
XT Bus ??????????????????????????????????? PC-XT
(?????? 33MHz) AT Bus ????????????????????????????
?????? PC-AT (???????? 33 MHz) (XT compatible)
?????????????????????? ???????? ISA (Industry
Standard Architecture BUS) MCA (MicroChannel
Architecture BUS) ??????????????????????
PS/2 EISA (Extended ISA) (????????????) PCI
(Peripheral Component Bus (????????????)